Bahagian rangka roda biasanya mempunyai keperluan teknikal yang tinggi seperti dimensi dan toleransi geometri. Sistem penentududukan dua pin tradisional pada satu sisi menggunakan kesesuaian kelegaan, yang membawa kepada ralat kedudukan yang besar dan ketepatan pemprosesan bahagian yang tidak stabil. Over-positioning mempunyai dua sisi. Di satu pihak, ia melanggar prinsip kedudukan enam mata dan menjejaskan pengapitan dan kedudukan. Sebaliknya, jika dikendalikan dengan betul, ia boleh meningkatkan ketegaran dan ketepatan pemprosesan bahagian tersebut. Menganalisis dan memproses lebihan kedudukan dengan betul boleh meningkatkan ketepatan kedudukan tanpa menjejaskan pemuatan dan pemunggahan bahan kerja. Ini adalah kunci kepada reka bentuk rasional lekapan lebih kedudukan. Dengan fungsi pemasangan dan simulasi gerakan perisian UG NX, kesan kelegaan muat pada ralat kedudukan lubang bulat pada kedudukan berbeza boleh dipaparkan secara intuitif. Ketepatan kedudukan struktur dua pin pengembangan dua dengan ralat kedudukan yang lebih baik telah dipertingkatkan, tetapi ia masih mempunyai hadnya. Untuk bahan kerja rangka roda berliang, kaedah penentududukan tiga pin yang munasabah pada satu sisi boleh mencapai ketepatan kedudukan yang lebih tinggi dan lebih stabil daripada kaedah penentududukan dua pin pada satu sisi.
1 Mukadimah
Kedudukan berlebihan bermakna bahawa tahap kebebasan tertentu bahan kerja dihadkan dua kali atau lebih. Fenomena penentududukan berlebihan dengan mudah boleh menyebabkan kegagalan bahan kerja tegar untuk dipasang dengan betul dan harus dielakkan sebanyak mungkin [1]. Pin penentududukan yang digunakan dalam proses pengapitan dan penentududukan dua pin-di-satu-sisi dibahagikan secara kasar kepada dua kategori: pin tegar dan pin fleksibel. Kedua-dua pin tegar dan fleksibel mempunyai hadnya. Kesesuaian jenis jurang bagi dua pin tegar pada satu struktur sisi mengehadkan ketepatan pemesinan. Dua pin yang fleksibel pada satu sisi menyusahkan dan mahal untuk dihasilkan. Selain itu, dua pin pada satu sisi mempunyai skop penggunaan yang terhad dan tidak dapat memenuhi keperluan untuk memproses bahagian berliang seperti bingkai roda. Bagaimana untuk memastikan ketepatan kedudukan bahagian berliang pada pusat pemesinan menegak adalah isu yang patut dikaji.
2 Had dua pin pada satu sisi
2.1 Jenis celah dengan dua pin pada satu sisi
Struktur dua pin jenis jurang tradisional pada satu sisi menggunakan pin kedudukan tegar. Untuk mengelakkan lebih kedudukan, pin silinder dan pin canggih digunakan. Prinsip kedudukannya ialah kedudukan pin silinder dan orientasi pin berlian. Pin penentududukan silinder mengehadkan kebebasan pergerakan bahan kerja dalam arah X dan Y dan memainkan peranan penentududukan utama; pin kedudukan berlian (tujuan pemotongan tepi adalah untuk meningkatkan jurang lubang pin dan mengimbangi ralat jarak lubang bahan kerja dan ralat jarak pin lekapan. Semasa memasang, ia harus dipastikan bahawa ia adalah tidak bermata. silinder ke arah garis menegak yang menghubungkan pusat dua lubang) hanya mengehadkan kebebasan putaran bahan kerja di sekitar paksi Z, dan biasanya memainkan peranan kedudukan sudut. Ralat anjakan datum bagi dimensi proses dalam arah mendatar biasanya ditentukan oleh pasangan kedudukan lubang pin silinder, yang terutamanya disebabkan oleh pengembaraan rawak dan terapung lubang kedudukan utama pada bahan kerja berbanding dengan pin kedudukan silinder. Ralat anjakan datum dalam arah menegak adalah berkaitan dengan pusat dua lubang. Talian sambungan berkaitan dengan sudut paksi X, yang ditentukan oleh ralat sudut bahan kerja yang disebabkan oleh jurang antara pin kedudukan lekapan dan lubang kedudukan bahan kerja.
Walaupun struktur dua pin jenis celah tradisional pada satu sisi mengelakkan kedudukan lebih, ia meningkatkan ralat kedudukan pada lubang kedudukan pin pemotong tepi. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1, apabila lubang rujukan saiz had maksimum memenuhi pin kedudukan saiz had minimum, talian hubungan lubang pin terletak pada kedua-dua belah garisan yang menyambungkan dua lubang, dan apabila pesongan sudut had berlaku. antara garisan yang menghubungkan dua lubang dan garisan yang menghubungkan dua pin, Keadaan kedudukan yang paling tidak menguntungkan akan berlaku, yang boleh menyebabkan kedudukan lubang berada di luar toleransi [2].
gambar
Rajah 1: Ralat putaran dua pin pada satu sisi
Untuk mengurangkan ralat anjakan rujukan dan ralat sudut putaran yang disebabkan oleh terapung rawak, jurang padanan lubang pin mesti dihapuskan, iaitu sisihan saiz lubang kedudukan dan pin mesti dikurangkan. Walau bagaimanapun, sejauh mana ketepatan bahan kerja dan perkakas boleh dipertingkatkan adalah dihadkan oleh ketepatan pemesinan alatan mesin. Lebih kecil toleransi padang lubang dan toleransi diameter lubang, lebih sukar dan lebih tinggi kos dalam pemprosesan, dan jika jurang muat terlalu kecil, ia akan menyebabkan masalah besar dalam pemuatan dan pemunggahan bahan kerja. Ia boleh dilihat dari Rajah 1 bahawa di bawah keadaan kelegaan lubang-pin tertentu, semakin jauh jarak L antara dua lubang, semakin kecil ralat sudut putaran Δφ, dan ralat kedudukan yang disebabkan oleh sudut putaran agak berkurangan.
2.2 Jenis boleh dikembangkan dengan dua pin pada satu sisi
Dalam pengeluaran sebenar, untuk meningkatkan ketepatan kedudukan dan memudahkan pemuatan dan pemunggahan bahan kerja, struktur dua pin yang boleh dikembangkan pada satu sisi sering digunakan. Struktur dua pin yang boleh dikembangkan pada satu sisi mula-mula menggunakan jurang lubang pin untuk pengapit yang fleksibel, dan kemudian menggunakan mekanisme pengembangan pin untuk mengembangkan pin kedudukan untuk menghapuskan jurang padanan lubang pin dan mengurangkan ralat sudut. Pada masa yang sama, disebabkan oleh perbezaan antara jarak antara lubang kedudukan dan jarak antara pin kedudukan, bahan kerja akan bergerak sedikit disebabkan oleh pengembangan lubang kedudukan, dan perbezaan jarak diselaraskan dengan berkesan, dengan itu meningkatkan ketepatan kedudukan lubang yang diproses. Penggunaan struktur dua pin yang boleh dikembangkan pada satu sisi juga boleh mengurangkan ketepatan pemesinan lubang kedudukan bahan kerja sambil memenuhi keperluan reka bentuk, dengan itu menjimatkan kos pengeluaran [3].
Struktur pengembangan pin kedudukan terbahagi kepada dua jenis: pengembangan bulatan penuh dan pengembangan beberapa titik, yang masing-masing sepadan dengan pin kedudukan silinder yang memainkan peranan kedudukan utama dan pin pemotong tepi yang mengehadkan ralat sudut bahan kerja. Struktur dua pin yang boleh dikembangkan pada satu sisi boleh dibahagikan kepada jenis pengembangan tunggal dan jenis pengembangan berganda.
Dalam struktur dua pin jenis pengembangan tunggal pada satu sisi, pin kedudukan silinder yang memainkan peranan kedudukan utama biasanya direka sebagai jenis pengembangan luaran, yang digunakan apabila diameter lubang kedudukan tengah bahan kerja lebih besar dan diameter lubang kedudukan sudut adalah lebih kecil.
Struktur dua pin jenis pengembangan dua pada satu sisi kebanyakannya digunakan dalam situasi di mana diameter lubang kedudukan pusat dan lubang kedudukan sudut bahan kerja kedua-duanya besar. Struktur pengembangan dua kali biasa dengan dua pin pada satu sisi kebanyakannya menggunakan struktur pengembangan flap bergigi, dan kedua-dua pin kedudukan diperbuat daripada keluli spring berkualiti tinggi. Struktur dua pin jenis pengembangan dwi baharu pada satu sisi kebanyakannya menggunakan pin kedudukan berdinding nipis dengan media terapung dipasang di rongga dalam. Media terapung termasuk sfera pepejal, pes dan cecair. Mengambil pin penentu kedudukan berdinding nipis plastik cecair sebagai contoh, apabila skru tekanan menekan plastik cecair dalam lengan pengembangan berdinding nipis melalui lajur gelongsor, plastik cecair dalam rongga dalaman pin penentududukan akan menghantar tekanan yang ditanggungnya secara sama rata. , supaya berdinding nipis Pin kedudukan mengalami ubah bentuk plastik dan mengembang secara jejari, dan paksi pin kedudukan dan lubang tengah adalah bertepatan, dengan itu mencapai tujuan mengurangkan ralat kedudukan. Selepas bahan kerja diproses, tekanan dalam lengan pengembangan berdinding nipis dikurangkan dan pin kedudukan dipisahkan daripada bahan kerja.
2.3 Had struktur dua pin pada satu sisi
Proses kedudukan dua pin pada satu sisi juga boleh dianggap sebagai proses pemasangan bahan kerja pin dan lubang. Oleh itu, perisian UG NX boleh digunakan untuk memasang pin dan lubang untuk mensimulasikan kaedah lebih kedudukan dua pin pada satu sisi. Mengambil cakera putar keluli tahan karat sebagai contoh, N (nombor ganjil) lubang sepaksi φD1 diagihkan sama rata pada kedua-dua permukaan hujung, dan pusatnya ialah lubang tembus besar φD2. Perisian UG NX digunakan untuk pemasangan pin dan lubang. Terdapat tiga kekangan sentuhan antara perkakas dan bahan kerja, iaitu sentuhan permukaan hujung antara plat asas dan bahan kerja, dan sentuhan antara dua set lubang pin. Untuk mempersembahkan secara lebih intuitif fenomena penguatan ralat kedudukan struktur kedudukan dua pin dalam bahan kerja berliang, jurang padanan antara dua pasang pin dan lubang silinder ditetapkan kepada 3 mm.
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, jika lubang besar pusat Q1 dan lubang kecil Q2 pada bulatan pengedaran digunakan sebagai penanda aras, kerana terdapat jurang yang sepadan, walaupun ia lebih kedudukan, apabila pin dan silinder lubang berada. dalam sentuhan separa, bahan kerja masih boleh berada dalam julat yang kecil. terapung dalaman. Sebagai tambahan kepada dua lubang penentududukan, ralat kedudukan baki dua lubang K3 dan K4 pada bulatan pengedaran cakera putar berbeza dalam saiz kerana kedudukan relatifnya kepada dua lubang pin kedudukan Q1 dan Q2. Daripada Rajah 2, dapat dilihat secara intuitif bahawa ralat kedudukan lubang kecil K3 dan K4 pada bulatan pengedaran jauh melebihi jurang mengawan lubang pin sebanyak 3 mm, iaitu ralat kedudukan dikuatkan berbanding dengan jurang mengawan . Menggunakan lubang tengah dan lubang kecil pada bulatan pengedaran Kaedah kedudukan dua pin pada satu sisi lubang tidak dapat memenuhi keperluan pemprosesan.
gambar
Rajah 2: Fenomena penguatan ralat dalam kedudukan lubang pusat dan lubang lilitan
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3, jika dua lubang kecil Q2 dan K4 pada bulatan pengedaran cakera putar digunakan sebagai penanda aras, adalah jelas bahawa jarak pin kaedah ini adalah lebih besar daripada kaedah sebelumnya. Walaupun jarak pin meningkat, mengakibatkan pengurangan relatif ralat sudut putaran, ralat kedudukan dua lubang yang tinggal Q1 dan K3 masih melebihi jurang padanan sebanyak 3 mm, dan terdapat juga fenomena kedudukan lubang yang berbeza dan berbeza. kesilapan kedudukan. Kedudukan dua pin semacam ini pada satu sisi masih tidak dapat memenuhi keperluan teknikal.
gambar
Rajah 3: Fenomena penguatan ralat dalam kedudukan lubang lilitan dua kali
Walaupun struktur pengembangan dua kali dengan dua pin pada satu sisi digunakan, ralat sistematik seperti pengukuran, pembuatan dan pemasangan tidak dapat dielakkan diperkenalkan semasa proses pengeluaran komponen kedudukan lekapan. Disebabkan kesilapan pembuatan lekapan itu sendiri, paksi pin dan aci tidak boleh bertepatan sepenuhnya. Pada masa yang sama, walaupun dalam arah menegak sambungan antara dua pin, ralat sudut dikurangkan kerana penghapusan jurang muat; ke arah sambungan kedua-dua pin, pin, Perbezaan dalam rujukan jarak lubang akan diseragamkan disebabkan oleh sedikit anjakan bahan kerja, tetapi ralat kedudukan hanya dikurangkan berbanding dengan pin silinder tegar dan tidak boleh dihapuskan . Saiznya bergantung pada bentuk, kedudukan dan ketepatan dimensi lekapan itu sendiri apabila ia dibuat. , dan kecuali untuk dua lubang kedudukan, ralat kedudukan lubang lain akan tetap berbeza disebabkan kedudukan relatifnya kepada lubang pin kedudukan. Masih terdapat kecenderungan untuk ralat kedudukan dikuatkan berbanding dengan dua pin pada satu sisi, dan terdapat Fenomena di luar toleransi.
3 Analisis sifat dwi kedudukan lebihan
Fenomena kedudukan lebihan boleh menyebabkan kegagalan bahan kerja tegar untuk dipasang secara normal. Walau bagaimanapun, dalam keadaan tertentu, penggunaan munasabah kedudukan berlebihan boleh mencapai hasil yang baik dan faedah yang jelas.
Untuk bahan kerja dengan ketegaran yang lemah dan keperluan ketepatan yang tinggi, seperti bahan kerja berdinding nipis, rod langsing atau bahan kerja dengan permukaan rata yang besar sebagai rujukan penentududukan, bahagian yang besar, dsb., pengapit penentududukan berlebihan adalah lebih berfaedah. Untuk bahan kerja dengan ketegaran yang lemah, mana-mana tempat yang mudah berubah bentuk harus dihalang sebaik mungkin. Tujuannya adalah untuk mengelakkan ubah bentuk yang disebabkan oleh daya pemotongan semasa pemprosesan, meningkatkan ketegaran kedudukan dan pengapit, memastikan kestabilan proses pemprosesan, dan meningkatkan ketepatan pemprosesan.
Apabila memusing bahan kerja paksi panjang, satu hujung bahan kerja diapit dengan tiga cakar dan hujung yang satu lagi disokong oleh hujung ekor. Kebebasan pergerakan bahan kerja dalam arah Y dan Z dihadkan dua kali, mengakibatkan kedudukan yang berlebihan. Berbanding dengan sokongan tanpa hujung, kawasan sentuhan dan kebolehpercayaan pengapit meningkat, ketegaran bahan kerja diperkukuh, pemprosesan berjalan lancar, dan kualiti pemprosesan dan kecekapan bahan kerja bertambah baik.
Dalam pemprosesan pengilangan, tiga titik sokongan mentakrifkan satah, dan titik sokongan keempat tidak boleh sama sekali sama dengan ABC. Permukaan tetap empat mata adalah lebih kedudukan. Walau bagaimanapun, dalam pengeluaran sebenar, berbilang permukaan dengan ketepatan kedudukan bersama yang lebih baik sering digunakan sebagai penanda aras kedudukan pada masa yang sama, membentuk kaedah lebihan kedudukan. Kaedah penentududukan berlebihan ini bukan sahaja meningkatkan kebolehpercayaan penjepit dan ketegaran sistem, tetapi juga meningkatkan ubah bentuk tegasan bahan kerja berdinding nipis, dengan itu lebih memastikan kualiti pemprosesan produk. Mengeluarkan titik sokongan keempat dan menghapuskan kaedah penentududukan berlebihan mempunyai kesan sebaliknya.
Dalam erti kata lain, beberapa kaedah penentududukan diposisikan secara berlebihan dari sudut pandangan formal, tetapi tidak ada gangguan atau konflik bersama yang ketara antara titik tumpu kedudukan dengan darjah kebebasan yang dihadkan berulang kali, atau walaupun terdapat gangguan, ia tidak melebihi yang dibenarkan. had bahan kerja. keperluan, penentududukan berlebihan ini dibenarkan. Dalam erti kata lain, menggunakan datum ketepatan dengan ketepatan pemesinan yang tinggi sebagai datum kedudukan, ralat datum kedudukan adalah kecil, dan kedudukan bahan kerja masih boleh terapung dalam julat yang kecil. Kedudukan terlampau seperti ini hanyalah penentududukan berlebihan formal dan dibenarkan berlaku [4].
Apabila menggunakan kedudukan, anda mesti memberi perhatian kepada tiga perkara berikut.
1) Ralat rujukan penentududukan menentukan tahap tidak diingini hasil gangguan lebih kedudukan. Lebih besar ralat datum kedudukan, lebih serius ubah bentuk gangguan dan lebih besar akibat buruk. Oleh itu, keperluan yang lebih tinggi mesti dikemukakan untuk saiz dan ketepatan geometri lubang datum kedudukan yang digunakan sebagai bahan kerja untuk mengurangkan ralat datum kedudukan itu sendiri.
2) Daya yang digunakan untuk memuatkan dan memunggah bahan kerja mestilah sesuai, dan ubah bentuk tempatan dan tegasan sentuhan mesti dikawal dalam julat yang dibenarkan oleh keperluan teknikal.
3) Dalam sistem lekapan lebih kedudukan, bilangan bahagian kedudukan mempengaruhi sisihan menyeluruh keseluruhan sistem lekapan.
4 Kes aplikasi penentududukan lebih tiga pin pada satu sisi
Plat berputar keluli tahan karat yang dinyatakan sebelum ini mempunyai ketinggian keseluruhan 210mm dan keratan rentas berbentuk I. Terdapat N (nombor ganjil) sepaksi dan teragih sama rata lubang kecil φD1 pada kedua-dua permukaan hujung, dan lubang besar φD2 di tengah. Bahan kerja ini adalah bahagian struktur yang dikimpal, dan terdapat keperluan yang tinggi antara paksi atas dan bawah lubang kecil, antara paksi bulat seragam dan paksi lubang besar, dan kedudukan lubang kecil berbanding dengan lubang besar. Apabila memproses pada pusat pemesinan menegak, kesukaran terletak pada keperluan sepaksi tinggi untuk lubang kecil antara lapisan atas dan bawah. Menggunakan pemprosesan alat lanjutan dan membosankan dari satu hujung boleh memastikan keperluan teknikal, tetapi alat membosankan yang dipanjangkan memerlukan banyak spesifikasi, kos alat adalah tinggi, dan getaran cenderung berlaku semasa pemprosesan, dan kecekapannya tidak tinggi. Oleh itu, penyelesaian pemprosesan yang lebih sesuai ialah menggunakan lekapan Khas, pemprosesan pusingan U, jadi hanya sebilangan kecil pisau pendek diperlukan. Kunci kejayaan pelan pemprosesan pusingan U ialah ketepatan pengapitan dan kedudukan semasa pemprosesan pusingan mesti memenuhi keperluan teknikal.
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, apabila datum halus digunakan sebagai datum penentududukan, penentududukan berlebihan dibenarkan untuk meningkatkan ketepatan kedudukan. Apabila menggunakan pusat pemesinan menegak untuk memproses lubang pada permukaan kedua meja putar, struktur kedudukan tiga pin pada satu sisi boleh digunakan untuk pengapit. Permukaan bawah perkakas dan tiga paksi pin silinder di atasnya digunakan sebagai datum kedudukan, dan bahan kerja adalah berdasarkan kelegaan lubang-pin. Dipasang pada plat asas perkakas dengan cara yang sepadan. Anjakan XY bahan kerja dan putaran di sekeliling paksi Z secara serentak dihadkan oleh tiga pasang pasangan kedudukan lubang pin. Mengikut tiga syarat di atas penggunaan kedudukan lebih, pusat pemesinan menegak ketepatan tinggi harus digunakan untuk membuat plat asas perkakas dan memproses lubang kecil pada permukaan pertama meja putar untuk mengurangkan perbezaan jarak pin dan jarak lubang. Pusat pemesinan mempunyai ketepatan kedudukan yang tinggi (ralat kedudukan Kurang daripada atau sama dengan 0.01mm). Oleh itu, perbezaan saiz antara jarak pin dan jarak lubang, dan ralat bentuk boleh diabaikan. Satu-satunya faktor yang mempengaruhi ketepatan kedudukan ialah kelegaan padanan antara pin dan lubang [5].
Teruskan menggunakan perisian UG NX untuk mensimulasikan proses penentududukan dan pengapit tiga pin pada satu sisi, dan tambahkan kekangan sentuhan untuk pasangan lubang pin ketiga. Seperti yang dapat dilihat daripada navigator pemasangan dalam Rajah 4, status kedudukan bahan kerja berliang 2 ialah bulatan kecil "separuh hitam dan separuh putih", menunjukkan bahawa bahan kerja 2 berada dalam keadaan separa terkekang. Klik butang kekangan pada bar alat pemasangan, gerakkan kursor ke bahan kerja, tekan dan tahan, dan putar tetikus. Tiga lubang kecil pada bahan kerja masing-masing akan berputar mengelilingi pin silinder yang bersentuhan pada masa yang sama. Bahan kerja sememangnya berada dalam keadaan tidak terkekang sepenuhnya. Jelas sekali, dengan bantuan perisian UG NX, ia dapat dilihat secara intuitif bahawa apabila bahan kerja dalam struktur tiga pin terapung, diameter cincin yang dibentuk oleh pusat lubang kecil tidak akan melebihi jurang pemasangan, dan gabungan kesan daripada tiga sekatan menjadikan pusat bahan kerja lebih besar. Lubang hanya boleh terapung dalam julat yang kecil. Jadi, apakah ralat kedudukan lubang besar di tengah bahan kerja?
