Prinsip kerja mesin pengelupasan tanpa pusat berskala besar-dan pengaruh keserasian setiap komponen pada kualiti pemprosesan dijelaskan. Berdasarkan struktur peralatan dan amalan pengeluaran, kaedah pengesanan dan pelarasan keserasian -mesin pengelupasan tanpa pusat berskala besar dan alatan serta lekapan yang sepadan diberikan.
Mesin pengelupasan tanpa pusat, juga dikenali sebagai pelarik tanpa pusat, adalah peralatan teras untuk pengeluaran ketepatan keluli cerah bulat panjang [1]. Ia menggunakan -alat berputar berkelajuan tinggi untuk memotong dan mengelupas bahan permukaan bar keluli ultra-panjang, yang lebih cekap daripada pelarik biasa dalam mengeluarkan skala oksida dan lapisan karat pada permukaan keluli, sekali gus meningkatkan penampilan dan kualiti permukaan keluli siap. Pada masa ini, diameter pemprosesan mesin bubut tanpa pusat-skala besar boleh mencapai 500mm, gred toleransi diameter boleh mencapai IT9, nilai kekasaran permukaan Ra ialah 1.6-3.2μm, dan nilai kekasaran permukaan Ra selepas penggilap boleh mencapai 0.8μm.
Komponen utama mesin pengelupasan tanpa pusat termasuk: peranti pengapit, peranti panduan masuk, kepala pemotong berputar, peranti panduan alur keluar dan troli nyahcas. Keserasian 5 komponen di atas (selepas ini dirujuk sebagai "lima-keserasian tengah") ialah penunjuk ketepatan yang paling penting bagi mesin pengelupasan tanpa pusat. Keserasian lima pusat secara langsung mempengaruhi kualiti permukaan produk; melebihi toleransi ini akan membawa kepada pelbagai kecacatan pada permukaan bahan kerja.
Mengesan dan melaraskan keserasian lima pusat agak sukar. Tian Xiaohui[2], Chao Honggang[3], dan lain-lain telah mengkaji penggunaan struktur peralatan itu sendiri sebagai penanda aras untuk melaraskan ketepatan setiap komponen secara berasingan, tetapi terdapat sedikit perbincangan mengenai pelarasan bersatu koaksial lima pusat. Kaedah pelarasan koaksial yang diberikan oleh Dou Weitao et al.[4] terpakai pada-mesin pengelupasan tanpa teras bersaiz kecil, tetapi untuk-mesin pengelupasan tanpa teras bersaiz besar, disebabkan saiz dan berat bahagian yang lebih besar, pengesanan dan pelarasan ketepatan adalah lebih sukar. Oleh itu, masih perlu untuk mengkaji pengesanan dan skema pelarasan yang lebih boleh dikendalikan dan membuat alatan dan lekapan yang sepadan.
Syarikat kami mempunyai dua mesin peeling tanpa teras, iaitu HETRAN BT16 Amerika dan mesin peeling tanpa teras Yantai Kejie WCS300S. Saiz produk siap maksimum ialah φ400mm dan φ305mm, masing-masing. Syarikat kami telah meneroka dan cuba menangani kesan lima-ralat koaksial pusat pada kualiti produk dan kaedah pelarasan lima-koaksial pusat dalam-mesin pengelupasan berskala besar dalam amalan. Berikut adalah pengenalan menggunakan mesin pengelupasan tanpa pusat BT16 sebagai contoh.
Imej 2 Prinsip kerja dan struktur peralatan
Tidak seperti prinsip kerja putaran bahan kerja dan suapan paksi alat apabila memproses bar keluli bulat pada pelarik konvensional, alat berputar dan bahan kerja disuap secara paksi apabila mesin pengelupasan tanpa pusat berfungsi. Proses kerja ringkas ialah peranti pengapit mengapit bar dan memasukkannya ke dalam, mesin utama melakukan pemprosesan pengelupasan, panduan masuk dan peranti panduan alur keluar menampan getaran, dan kemudian troli nyahcas menarik bar keluar [5].
Bahagian pemotongan mesin utama BT16 ialah kepala pemotong berputar yang dipasang pada gelendong berongga dengan diameter dalam 600mm (lihat Rajah 1). Spindle berongga dipasang dalam kotak gelendong dan digerakkan oleh motor utama untuk berputar pada kelajuan tinggi. 4 kepada 8 alatan dipasang secara simetri pada kepala pemotong, menghasilkan kecekapan pemotongan yang tinggi.
Imej Rajah 1 Kepala pemotong berputar
Suapan paksi bahan kerja dilengkapkan oleh peranti pengapit (lihat Rajah 2). Dua pasang penggelek suapan dipasang pada peranti pengapit. Tindakan pengapit penggelek didorong oleh silinder hidraulik dan mekanisme gear. Putaran penggelek didorong oleh motor servo, dan kelajuan suapan adalah stabil dan boleh laras.
Imej Rajah 2: Peranti Pengapit dan Kotak Spindle
Peranti panduan masuk (lihat Rajah 3) terdiri daripada tiga-rahang berpusat sendiri yang dipautkan oleh mekanisme tuas.
Imej Rajah 3: Peranti Panduan Masuk
Peranti panduan alur keluar (lihat Rajah 4) dipasang di dalam gelendong berongga kotak gelendong. Ia ialah peranti pengapit pemusat sendiri-berpaut rahang{3}}, dengan plat tembaga tertanam dalam rahang untuk melindungi permukaan bahan kerja siap. Oleh kerana penambahan peranti pelarasan mekanikal untuk melaraskan sepaksi paksinya dengan kepala pemotong berputar, strukturnya lebih kompleks, tetapi struktur pautan dan fungsi yang dicapainya adalah serupa dengan panduan masuk. Sesetengah peralatan mempunyai dua set peranti panduan alur keluar, yang masing-masing dipanggil panduan tengah dan panduan belakang, mengikut jaraknya dari kepala pemotong berputar, atau secara kolektif dirujuk sebagai panduan tengah dan belakang.
Imej
Rajah 4. Peranti Panduan Keluar
Fungsi peranti panduan masuk dan keluar adalah untuk mengapit dan menyokong bahan kerja, memberikan panduan yang boleh dipercayai, mengekalkan pergerakan paksi yang lancar, dan menghalang getaran dan putaran.
Komponen utama troli nyahcas ialah sepasang andas berbentuk V-. Tindakan penjepit pada andas atas dan bawah dipautkan oleh-gear pemusatan sendiri dan mekanisme rak. Bahan kerja diapit sejurus sebelum ia meninggalkan penggelek suapan, memberikan daya pengapit dan daya suapan paksi.
Ringkasnya, keserasian pusat lima komponen-peranti pengapit, kepala pemotong berputar, peranti pemandu masuk, peranti panduan alur keluar dan troli nyahcas-mesti diuji dan dilaraskan kepada ketepatan tertentu. Jika tidak, stok bar akan mengalami offset seketika apabila memasuki dan meninggalkan peranti pengapit dan panduan. Walaupun offset kecil akan menjejaskan kualiti permukaan bahan kerja.
Imej 3. Kesan Lima-Koaksialiti Pusat Melebihi Toleransi terhadap Ketepatan Pemesinan
Melebihi lima-toleransi sepaksi tengah akan membawa kepada kecacatan pada permukaan bahan kerja seperti tanda getaran, langkah, kesipian pusing, pengecutan ekor bahan kerja dan replikasi ralat.
3.1 Tanda Getaran
Tanda getaran biasanya muncul di hujung hadapan bahan kerja, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5. Seperti yang dinyatakan oleh prinsip kerja peralatan, apabila bahan kerja mula-mula mula memproses dan belum memasuki julat pengapit peranti panduan keluar, ia dipegang oleh dua pasang penggelek suapan dan peranti panduan masuk pada peranti pengapit, manakala kepala pemotong melakukan pemprosesan pengelupasan. Jika sisihan sepaksi bagi dua pasang penggelek suapan dan peranti panduan masuk adalah besar, bahan kerja berada dalam keadaan lebih-kedudukan, ketegarannya berkurangan dan ia cenderung untuk bengkok dan berubah bentuk. Di bawah tindakan daya pemotongan, bahan kerja akan bergetar, membentuk tanda getaran. Sebaliknya, semasa kedudukan lebih-, daya pengapit penggelek atas dan bawah peranti pengapit adalah berbeza, yang akan menjejaskan kestabilan kelajuan suapan dan memburukkan lagi pembentukan tanda getaran.
Imej: Rajah 5 Tanda getaran muncul pada permukaan bahan kerja
3.2 Langkah
Langkah-langkah (lihat Rajah 6) biasanya muncul pada kedua-dua hujung bahan kerja. Langkah-langkah muncul di hujung hadapan bahan kerja kerana apabila bahan kerja disuap secara paksi, apabila hujung hadapan bahan kerja mencapai kedudukan peranti panduan keluar atau kedudukan pengapit troli nyahcas, peranti panduan keluar dan troli nyahcas akan mengapit bahan kerja. Apabila peranti pemandu alur keluar dan troli nyahcas tidak sepaksi dengan kepala pemotong berputar, bahan kerja akan mengalami anjakan relatif jejari berkenaan dengan pemotong, menghasilkan satu langkah pada kedudukan yang sepadan pada bahan kerja. Jarak dari lokasi langkah ke hujung hadapan bahan kerja adalah sama dengan jarak dari peranti pemandu alur keluar atau troli nyahcas ke pemotong.
Langkah itu muncul di hujung belakang bahan kerja, yang berlaku apabila bahan kerja terlepas daripada penggelek suapan dan peranti panduan masuk. Ini disebabkan oleh penggelek suapan dan peranti panduan masuk adalah sepaksi dengan kepala pemotong berputar. Mekanismenya adalah sama seperti apabila langkah muncul di hujung hadapan bahan kerja. Jarak dari lokasi langkah ke hujung belakang bahan kerja adalah sama dengan jarak dari penggelek suapan atau peranti panduan masuk ke pemotong.
Imej Rajah 6: Langkah-langkah muncul pada permukaan bahan kerja
3.3 Memusing Sipi
Punca utama kesipian berpusing (lihat Rajah 7) ialah sisihan besar antara peranti panduan masuk dan pusat putaran kepala pemotong berputar. Ini menyebabkan pusat bahan kerja menjadi sepaksi dengan pusat kepala pemotong berputar, menyebabkan kesipian, dan satu sisi lilitan bahan kerja tidak dimesin. Jika peranti pengapit dan peranti panduan masuk juga sepaksi, kesipian akan dikuatkan lagi. Oleh itu, tanpa mengambil kira ralat kelurusan bahan kerja itu sendiri, salah jajaran peranti pengapit, peranti panduan masuk, dan kepala pemotong berputar adalah punca utama kesipian berpusing.
Imej Rajah 7 Turning Sipi
3.4 Pengecutan Ekor Bahan Kerja
Pengecutan ekor (lihat Rajah 8) disebabkan oleh sisihan sepaksi yang besar antara peranti panduan alur keluar, troli nyahcas dan pusat putaran kepala pemotong berputar. Semasa mengelupas, bahan kerja tertakluk kepada tindakan gabungan daya pemotongan jejari dalam arah diameter dan daya pengapit peranti panduan alur keluar dan troli nyahcas. Apabila bahan kerja dimasukkan ke ekor dan akan meninggalkan alat, keseimbangan daya antara ketiga-tiga ini rosak. Hanya peranti pemandu alur keluar dan troli nyahcas mengenakan daya pengapit pada bahan kerja, menyebabkan anjakan jejari dan mengakibatkan pengecutan ekor.
Gambar Rajah 8 Pengecutan Ekor
3.5 Replikasi Ralat
Permukaan bahan kerja berselang seli antara kawasan terang dan kasar (lihat Rajah 9). Bulatan merah dalam Rajah 9 menandakan habuk kuprum yang jatuh apabila plat kuprum panduan alur keluar menggelongsor berbanding bahan kerja. Kemunculan habuk tembaga menunjukkan bahawa permukaan bahan kerja agak kasar di kawasan ini. Kecacatan ini disebabkan oleh kecacatan lingkaran penempaan yang ketara pada permukaan bilet sebelum mengelupas (lihat Rajah 10). Jarak antara kawasan kasar bersebelahan pada permukaan bahan kerja yang dimesin adalah sama dengan "pitch" lingkaran.
Secara teorinya, kecacatan ini tidak sepatutnya muncul pada permukaan bahan kerja siap apabila lebar rahang peranti panduan masuk lebih besar daripada "pitch" lingkaran. Walau bagaimanapun, apabila peranti panduan masuk dan peranti pengapit bukan sepaksi, rahang peranti panduan masuk berada dalam satu-sentuhan titik dengan bilet. Oleh kerana bilet sebenarnya diberi makan secara berpilin, lingkaran tempaan pada permukaan bilet dipantulkan pada permukaan mesin.
Imej Rajah 9: Kawasan terang dan kasar berselang seli
Imej Rajah 10: Menempa lingkaran pada permukaan bilet sebelum pemesinan
Imej 4: Kaedah pelarasan untuk lima-kesepaduan pusat
Pengesanan dan pelarasan lima-koaksial pusat hendaklah berdasarkan bahagian tengah kepala pemotong berputar yang dipasang pada gelendong berongga sebagai rujukan teori. Oleh kerana paksi gelendong berongga bukan entiti pepejal, bar rujukan diperlukan sebagai rujukan pelarasan. Kesukarannya terletak pada cara memilih kedudukan sokongan dan kaedah sokongan yang munasabah untuk meletakkan bar rujukan dengan tepat pada paksi peralatan. Mesin pengelupasan tanpa pusat berskala besar-memerlukan bar ujian dengan diameter dan jisim yang ketara, memerlukan ketepatan tinggi dan ketegaran dalam pemilihan komponen sokongan. Untuk bar ujian, adalah penting untuk mengurangkan jisimnya sambil mengekalkan ketegarannya.
Selepas beberapa percubaan, syarikat kami memuktamadkan pelan pelarasan berikut: Mula-mula, laraskan peranti panduan masuk supaya sepusat dengan kepala pemotong berputar. Kemudian, sokong bar ujian dengan lubang silinder peranti panduan masuk dan keluar, dan laraskan bahagian tengah penggelek pengapit suapan dan troli nyahcas. Gambar rajah ringkas kaedah sokongan bar ujian dan prosedur ujian untuk mesin pengelupasan tanpa pusat BT16 ditunjukkan dalam Rajah 11.
Rajah 11. Kaedah Sokongan dan Gambarajah Pemeriksaan Mesin Pemeriksaan Bar
1-Pemeriksaan Bar
2-Peranti Pengapit
3-Sarung Sokongan Depan
Peranti Panduan 4-Masuk
5-Penunjuk Dail
6-Kepala Pemotong
Peranti Panduan 7-Saluran
8-Lengan Sokongan Belakang
9-Troli Pelepasan
Lengan sokongan hadapan dan belakang dipasang pada peranti panduan masuk dan keluar masing-masing. Pemeriksaan bar disokong oleh kedua-dua lengan sokongan ini (lihat Rajah 12 dan 13) kerana kedua-dua komponen ini mempunyai ketegaran yang baik dan sokongan yang boleh dipercayai. Kedua-dua lengan sokongan digunakan sebagai rujukan peralihan. Menjajarkan lengan sokongan dengan kepala pemotong berputar adalah agak mudah dan boleh mencapai ketepatan yang tinggi dengan mudah. Satu lagi fungsi lengan sokongan adalah untuk mengimbangi ketegaran dan keperluan kualiti pemeriksaan bar, membolehkan pemeriksaan bar dibuat lebih kecil dan ringan, yang bermanfaat untuk meningkatkan ketepatan pemeriksaan dan kecekapan kerja.
Imej 12 Bar Sokongan Lengan Sokongan Hadapan
Imej 13 Bar Sokongan Lengan Sokongan Belakang
Syarikat kami menggunakan bar dengan panjang 3500mm, diameter 120mm, dan kelurusan 0.7mm/panjang.
Langkah khusus untuk melaraskan lima-koaksial pusat adalah seperti berikut:
1) Pasang lengan sokongan hadapan dan selaraskan bahagian tengahnya. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 14, ketatkan lengan sokongan hadapan dengan peranti panduan masuk. Gunakan penunjuk dail untuk memeriksa keserasian antara bahagian tengah lengan sokongan hadapan dan tengah kepala pemotong berputar: Tapak penunjuk dail magnet disambungkan pada kepala pemotong berputar, dan kepala penunjuk dail mengukur lubang dalam lengan sokongan hadapan. Penunjuk dail berputar 360 darjah dengan kepala pemotong berputar. Berdasarkan bacaan penunjuk dail, tentukan ralat koaksial dan arahnya. Laraskan ketebalan shim di bawah tiga pencengkam peranti panduan hadapan dengan sewajarnya untuk memastikan bahagian tengah lengan sokongan hadapan adalah sepaksi dengan kepala pemotong berputar. Selepas pelarasan, peranti panduan masuk mesti kekal diapit.
Imej
Rajah 14 Memeriksa keserasian lengan sokongan hadapan dan kepala pemotong
2) Pasang lengan sokongan belakang pada lubang silinder peranti pemandu alur keluar. Oleh kerana peranti panduan alur keluar dan gelendong kepala pemotong berputar dipasang bersama dalam kotak gelendong (struktur ditunjukkan dalam Rajah 15), hujung kirinya disokong oleh kepala pemotong berputar, dan hujung kanannya disokong oleh penutup hujung. Oleh itu, struktur kotak gelendong menentukan bahawa lubang silinder peranti pemandu alur adalah sepaksi dengan kepala pemotong berputar, membolehkan lengan sokongan belakang dipasang terus sebagai komponen sokongan tanpa pelarasan.
Imej
Rajah 15 Diagram skematik struktur kotak gelendong
1-Kepala pemotong 2-Peranti pemandu alur keluar 3-Penutup hujung 4-Lengan sokongan belakang
3) Masukkan bar ujian ke dalam lubang lengan sokongan hadapan dan belakang. Kedua-dua hujung berada dalam julat pengapit peranti suapan dan troli nyahcas, masing-masing. Pada masa ini, keserasian bar ujian dan kepala pemotong bergantung pada ketepatan pembuatan peralatan itu sendiri dan ketepatan menjajarkan lengan sokongan hadapan.
4) Periksa keserasian antara pusat peranti suapan dan bar ujian. 5) Periksa jarak G dan H antara bar ujian dan penggelek pengapit atas dan bawah menggunakan blok tolok (lihat Rajah 11). Laraskan ketebalan shim di bawah dasar alat pengapit untuk menjadikan nilai G dan H sama. Pada ketika ini, pusat penggelek pengapit atas dan bawah adalah sepaksi dengan bar ujian.
6) Periksa keserasian antara pusat troli nyahcas dan bar ujian. Kaedah semakan dan pelarasan adalah serupa dengan langkah 4: laraskan ketebalan shim di bawah pad penggenggam mengikut nilai yang diukur E dan F (lihat Rajah 11).
7) Peranti panduan alur keluar mempunyai peranti pelarasan mekanikal yang boleh melaraskan keserasian secara langsung dengan bar ujian.
Nota: Semasa proses ujian dan pelarasan, peranti panduan masuk mesti kekal diapit, mengapit lengan sokongan hadapan sehingga semua kerja selesai; penggelek pengapit atas dan bawah serta andas troli berbentuk V-tidak boleh menghubungi bar ujian, hanya menghampirinya untuk memudahkan mengukur jarak ke bar ujian, untuk mengekalkan ketepatan bar ujian. Keperluan ketepatan untuk lengan sokongan hadapan dan belakang ialah: jarak kelegaan 0.10mm di antara lubang dalam lengan sokongan hadapan dan bar ujian, dan keserasian 0.05mm antara lubang dalam dan bulatan luar. Kelegaan antara lubang dalam lengan sokongan belakang dan bar ujian ialah 0.10mm, keserasian antara lubang dalam dan bulatan luar ialah 0.05mm, dan kelegaan antara bulatan luar dan lubang silinder peranti panduan alur keluar ialah 0.15mm.
Gambar 5 Kesimpulan
Prinsip pelarasan ialah menggunakan bahagian tengah kepala pemotong berputar sebagai rujukan untuk melaraskan lima-keserasian pusat dan menggunakan bar ujian untuk ujian. Ketegaran kedudukan sokongan bar ujian hendaklah baik. Bar ujian disokong oleh lengan sokongan, yang berfungsi sebagai rujukan peralihan, dan dilaraskan untuk menjadi sepaksi dengan kepala pemotong. Satu lagi fungsi lengan sokongan adalah untuk mengurangkan berat bar ujian, meningkatkan ketepatan ujian, dan meningkatkan kecekapan pelarasan. Melaraskan koaksial lima-pusat mesin pengelupasan menggunakan kaedah di atas mencapai hasil yang memuaskan dan kualiti pemprosesan produk dipertingkatkan dengan ketara.
