Korea Ever-Power · Οδηγός Μηχανικής Εφαρμογών
Σκουλήκι και τροχός σκουληκιού για ευρετηρίαση περιστροφικού τραπεζιού CNC
Ένα κέντρο κατεργασίας CNC 5 αξόνων κόβει μια λεπίδα στροβίλου με ταχύτητα ατράκτου 12.000 σ.α.λ. Η περιστροφική τράπεζα 4ου άξονα τοποθετεί το κενό της λεπίδας με ακρίβεια 10 δευτερολέπτων του τόξου — 0,003 μοίρες — και τη συγκρατεί έναντι δύναμης κοπής 800 N, ενώ το ψυκτικό υγρό κατακλύζει την περιοχή εργασίας με 20 λίτρα ανά λεπτό. Το ζεύγος γραναζιών ατέρμονα κοχλία μέσα στην περιστροφική τράπεζα είναι ταυτόχρονα ένας γωνιακός τοποθετητής ακριβείας, ένας σφιγκτήρας συγκράτησης τεμαχίου και ένα μηχανικό εξάρτημα ανθεκτικό στο ψυκτικό. Είναι η εφαρμογή γραναζιών ατέρμονα κοχλία με τις μεγαλύτερες απαιτήσεις ακρίβειας σε οποιονδήποτε κλάδο.
Τα περιστροφικά τραπέζια CNC (4ος και 5ος άξονας) χρησιμοποιούν ζεύγη γραναζιών ατέρμονα κοχλία για ακριβή γωνιακή τοποθέτηση, συνεχή διαμόρφωση περιγράμματος κατά την ταυτόχρονη πολυαξονική κατεργασία και αυτοασφαλιζόμενη συγκράτηση του τεμαχίου έναντι των δυνάμεων κοπής. Ο πίνακας σφάλματος οπισθοδρόμησης-θέσης ποσοτικοποιεί τον τρόπο με τον οποίο η οπισθοδρόμηση του ζεύγους γραναζιών ατέρμονα κοχλία μεταφράζεται σε σφάλμα κατεργασίας στο σημείο κοπής του τεμαχίου: e = R × B / 3.438, όπου R είναι η ακτίνα του τεμαχίου σε mm και B είναι η οπισθοδρόμηση σε λεπτά τόξου. Για ένα τεμάχιο ακτίνας 200 mm, 1 λεπτό τόξου οπισθοδρόμησης παράγει 58 µm σφάλματος θέσης — υπερβαίνοντας την τυπική ανοχή CNC των συν ή πλην 25 µm. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ζεύγη γραναζιών ατέρμονα κοχλία του περιστροφικού τραπεζιού CNC χρησιμοποιούν παγκοσμίως προφορτωμένους μηχανισμούς αντι-οπισθοδρόμησης (ελατηριωτός διαιρούμενος τροχός ή διπλός τροχός ρυθμιζόμενος με σφήνα) για να μειώσουν την αποτελεσματική οπισθοδρόμηση σε κάτω από 10 δευτερόλεπτα τόξου. Η αναλογία 360:1 είναι το πρότυπο CNC — μία μοίρα ανά περιστροφή ατέρμονα κοχλία — επιτρέποντας την άμεση γωνιακή ανάγνωση από τον σερβοκωδικοποιητή χωρίς πρόσθετα ηλεκτρονικά γρανάζια. Η κλάση ακριβείας DIN 3974 3 έως 5 προδιαγράφεται για περιστροφικά τραπέζια CNC παραγωγικής ποιότητας.
Γιατί οι περιστροφικές τράπεζες CNC χρησιμοποιούν κινητήρες με ατέρμονα κοχλία για τα γρανάζια.
Ένα περιστροφικό τραπέζι CNC εκτελεί τρεις λειτουργίες ταυτόχρονα: τοποθετεί το τεμάχιο εργασίας σε μια ακριβή γωνία, συγκρατεί το τεμάχιο εργασίας σταθερά κατά την κοπή και περιστρέφεται συνεχώς κατά τη διάρκεια των εργασιών διαμόρφωσης περιγράμματος (κοπή με γρανάζια, φρεζάρισμα με έκκεντρο, κατεργασία λεπίδας). Το ζεύγος γραναζιών με κοχλία παρέχει και τις τρεις λειτουργίες σε ένα μόνο μηχανικό στάδιο — κανένας άλλος τύπος γραναζιού δεν μπορεί να ανταγωνιστεί αυτόν τον συνδυασμό.
Η αναλογία 360:1 μετατρέπει μια πλήρη περιστροφή του ατέρμονα κοχλία σε ακριβώς μία μοίρα περιστροφής του τραπεζιού. Ένας σερβοκινητήρας με κωδικοποιητή 10.000 μετρήσεων παρέχει 10.000 × 360 = 3.600.000 μετρήσεις ανά περιστροφή του τραπεζιού — γωνιακή ανάλυση 0,36 δευτερολέπτων τόξου ανά μέτρηση. Η μηχανική ακρίβεια συν ή πλην 10 δευτερολέπτων τόξου επιτυγχάνεται με ζεύγη γραναζιών ατέρμονα κοχλία DIN κατηγορίας 3.
Κατά τη διάρκεια της φρεζαρίσματος, η δύναμη κοπής επιχειρεί να περιστρέψει το τεμάχιο εργασίας μακριά από την καθορισμένη θέση. Η αυτοασφαλιζόμενη λειτουργία αντιστέκεται σε αυτή τη δύναμη χωρίς ξεχωριστό υδραυλικό σφιγκτήρα — η δύναμη κοπής στην ακτίνα του τεμαχίου εργασίας παράγει μια ροπή οπισθοδρόμησης την οποία απορροφά το ζεύγος γραναζιών ατέρμονα κοχλία μέσω της μη αντιστρεψιμότητάς του.
Στην ταυτόχρονη κατεργασία 4ου άξονα, το τραπέζι περιστρέφεται συνεχώς ενώ ο άξονας κινείται σε X/Y/Z — όλοι οι άξονες συγχρονίζονται από τον ελεγκτή CNC. Το ζεύγος γραναζιών με κοχλία πρέπει να παρέχει ομαλή περιστροφή χωρίς αντίστροφη κίνηση σε μεταβλητές ταχύτητες από 0,1 έως 30 σ.α.λ. χωρίς σφάλμα μετάδοσης που θα μπορούσε να προκαλέσει ελαττώματα στο φινίρισμα της επιφάνειας στο τεμάχιο εργασίας.
Πίνακας σφάλματος οπισθοδρόμησης προς θέση — από λεπτά τόξου σε μικρά στο σημείο κοπής
Η σχέση μεταξύ της οπισθοδρόμησης του ζεύγους ατέρμονων γραναζιών και του σφάλματος κατεργασίας είναι καθαρά γεωμετρική: η γωνιακή οπισθοδρόμηση στο κέντρο του τραπεζιού παράγει ένα γραμμικό σφάλμα θέσης στην ακτίνα του τεμαχίου που αυξάνεται αναλογικά με την απόσταση από το κέντρο περιστροφής. Ο τύπος είναι e = R × B / 3.438 όπου e είναι το σφάλμα θέσης σε mm, R είναι η ακτίνα του τεμαχίου (απόσταση από το κέντρο του τραπεζιού έως το σημείο κοπής) σε mm και B είναι η οπισθοδρόμηση σε λεπτά τόξου.
Ο πίνακας υποστηρίζει την ύπαρξη προφορτωμένων ζευγών ατέρμονων κοχλία αντι-οπισθοδρόμησης σε μία μόνο σειρά: στα R = 200 mm με τυπική ανοχή οπισθοδρόμησης 1 λεπτού τόξου, το σφάλμα θέσης είναι 58 µm - περισσότερο από το διπλάσιο της τυπικής ανοχής κατεργασίας CNC συν ή πλην 25 µm. Ακόμα και 0,5 λεπτά τόξου (30 δευτερόλεπτα τόξου) παράγουν 29 µm σε ακτίνα 200 mm - εξακολουθώντας να υπερβαίνει το όριο. Μόνο η προφορτωμένη διαμόρφωση στα 10 δευτερόλεπτα τόξου (0,15 λεπτά τόξου) παραμένει άνετα εντός της ανοχής στα 9 µm. Τα γενικά βιομηχανικά ζεύγη ατέρμονων κοχλία στα 5 λεπτά τόξου είναι εντελώς άχρηστα για ευρετηρίαση CNC - το σφάλμα σε οποιαδήποτε πρακτική ακτίνα τεμαχίου υπερβαίνει την ανοχή κατά μια τάξη μεγέθους.
Μέθοδοι προφόρτισης κατά της οπισθοδρόμησης — πώς οι περιστροφικές τράπεζες CNC επιτυγχάνουν οπισθοδρόμηση κάτω των 10 δευτερολέπτων τόξου
Τα τυπικά ζεύγη γραναζιών με ατέρμονα κοχλία δεν μπορούν να επιτύχουν την αντίστροφη κίνηση κάτω των 10 δευτερολέπτων τόξου που απαιτείται για την ευρετηρίαση CNC μόνο μέσω της ανοχής κατασκευής — η μικρότερη εφικτή αντίστροφη κίνηση σε έναν συμβατικό μονοκόμματο τροχό είναι περίπου 15 έως 30 δευτερόλεπτα τόξου στην κλάση DIN 3. Για να επιτευχθούν 5 έως 10 δευτερόλεπτα τόξου, το ζεύγος γραναζιών με ατέρμονα κοχλία πρέπει να προφορτωθεί μηχανικά έτσι ώστε οι πλευρές των δοντιών να διατηρούν επαφή και στις δύο πλευρές ταυτόχρονα, εξαλείφοντας τη ζώνη ελεύθερου τζόγου που αποτελεί την αντίστροφη κίνηση.
Ο τροχός χωρίζεται σε δύο μισά, καθένα από τα οποία εμπλέκεται με τον ατέρμονα κοχλία από αντίθετες πλευρές. Ένα ελατήριο μεταξύ των μισών τα ωθεί μακριά, διατηρώντας ταυτόχρονα την επαφή και στις δύο πλευρές. Αποτελεσματική αντίστροφη κίνηση: 3 έως 8 δευτερόλεπτα τόξου. Πλεονέκτημα: αυτορυθμιζόμενο — το ελατήριο αντισταθμίζει τη θερμική διαστολή και τη μικρή φθορά. Μειονέκτημα: περιορισμένη ικανότητα ροπής (το ελατήριο πρέπει να ξεπεραστεί πριν τα δόντια μεταδώσουν πλήρες φορτίο). Ιδανικό για: ελαφριές τράπεζες ευρετηρίου (4ος άξονας σε κάθετα κέντρα κατεργασίας, κεφαλές διαίρεσης).
Δύο σπειρώματα ατέρμονα κοχλία κατεργάζονται στον ίδιο άξονα με μια μικρή αξονική μετατόπιση. Οι ροδέλες μεταξύ των περιβλημάτων των ρουλεμάν ατέρμονα κοχλία ρυθμίζουν την προφόρτιση ελέγχοντας την αξονική θέση του ατέρμονα κοχλία σε σχέση με τον τροχό. Αποτελεσματική αντίστροφη κίνηση: 5 έως 15 δευτερόλεπτα τόξου. Πλεονέκτημα: πλήρης ικανότητα ροπής (η προφόρτιση είναι μηχανική, όχι περιορισμένη από ελατήριο). Μειονέκτημα: απαιτείται εκ νέου τοποθέτηση ροδέλας καθώς φθείρεται ο τροχός (κάθε 2 έως 4 χρόνια). Ιδανικό για: βαρέως τύπου τραπέζια 5 αξόνων, μηχανές κοπής με γρανάζια και περιστροφικά τραπέζια οριζόντιας διάτρησης.
Ένας Κορεάτης κατασκευαστής εργαλειομηχανών CNC αγόρασε ανταλλακτικά ζεύγη ατέρμονων κοχλία για 15 περιστρεφόμενα τραπέζια με κλίση (συνδυασμός 4ου/5ου άξονα) εγκατεστημένα σε οριζόντια κέντρα κατεργασίας. Τα αρχικά ζεύγη ήταν προφορτωμένα τύπου διαιρούμενου τροχού με ενεργό τζόγο 6 δευτερολέπτων τόξου, κλάσης DIN 4. Τα ανταλλακτικά ζεύγη από διαφορετικό προμηθευτή προσδιορίζονταν ως "κλάσης DIN 4, αντι-τζόγος" - αλλά ήταν τύπου διπλής όψης με ρύθμιση σφηνοειδούς αντί για διαιρούμενο με ελατήριο. Μετά την εγκατάσταση, η οπισθοδρόμηση μετρήθηκε σε 12 δευτερόλεπτα τόξου - εντός της ανοχής κλάσης DIN 4, αλλά διπλάσια από τα αρχικά 6 δευτερόλεπτα τόξου. Στην τυπική ακτίνα τεμαχίου εργασίας των 150 mm, το σφάλμα θέσης αυξήθηκε από 4 µm σε 9 µm - εξακολουθώντας να είναι εντός της ανοχής CNC συν ή πλην 25 µm για γενική κατεργασία, αλλά ανεπαρκές για έναν συγκεκριμένο πελάτη αεροδιαστημικής που απαιτεί συν ή πλην 10 µm στις υποδοχές ρίζας πτερυγίων τουρμπίνας. Ο κατασκευαστής εργαλειομηχανών έπρεπε να επανατοποθετήσει και τα 15 τραπέζια για να επιτύχει 8 δευτερόλεπτα στροφής — 2 ώρες εξειδικευμένης εργασίας ανά τραπέζι προς 85 δολάρια ΗΠΑ ανά ώρα, συνολικά 2.550 δολάρια ΗΠΑ μη προγραμματισμένης εργασίας. Μάθημα: η «αντι-οπισθοδρόμηση» δεν είναι μία μόνο προδιαγραφή — η μέθοδος προφόρτισης (διαχωρισμένος τροχός έναντι ατέρμονου σκουληκιού διπλής όψης), η ενεργός τιμή οπισθοδρόμησης (σε δευτερόλεπτα στροφής, όχι μόνο «αντι-οπισθοδρόμηση») και η κλάση ακρίβειας DIN πρέπει όλα να καθορίζονται ρητά. Δύο ζεύγη αντι-οπισθοδρόμησης κλάσης 4 DIN από διαφορετικούς προμηθευτές ενδέχεται να παρέχουν διαφορετικές τιμές οπισθοδρόμησης, επειδή η «κλάση 4» ορίζει την ανοχή της γεωμετρίας των δοντιών, όχι την αποτελεσματικότητα της προφόρτισης.
Τρεις περιπτώσεις προδιαγραφών ζεύγους γραναζιών με περιστροφικό τραπέζι CNC
Περίπτωση 1 — Κορεατικό περιστροφικό τραπέζι 4ου άξονα: Ø250 mm, διαιρούμενος τροχός, ανταλλακτικά αυτοκινήτων
Ένας Κορεάτης κατασκευαστής εργαλειομηχανών CNC προδιαγράφησε ζεύγη γραναζιών ατέρμονα κοχλία για μια περιστροφική τράπεζα 4ου άξονα διαμέτρου 250 mm, σχεδιασμένη για κατεργασία εξαρτημάτων αυτοκινήτων (αλουμίνιο και χάλυβας, ακτίνα τεμαχίου έως 125 mm). Απαιτούμενη ακρίβεια θέσης: συν ή πλην 15 δευτερόλεπτα τόξου. Επαναληψιμότητα: συν ή πλην 5 δευτερόλεπτα τόξου. Ζεύγος γραναζιών ατέρμονα κοχλία: απλής εκκίνησης, μονάδα 1,5, διάμετρος τροχού 180 mm, λόγος 360:1, κλάση ακρίβειας DIN 4. Προφόρτιση: διαιρεμένος τροχός με ελατήριο. Αποτελεσματική αντίστροφη κίνηση: 6 δευτερόλεπτα τόξου. Σφάλμα θέσης σε R = 125 mm: 125 × 0,1 / 3.438 = 3,6 µm — εντός της ανοχής κατεργασίας συν ή πλην 25 µm. Ατέρμονα κοχλία: σκληρυμένος και τροχισμένος χάλυβας 20CrMnTi, Ra 0,2 µm, HRC 58 έως 62. Τροχός: φυγοκεντρικά χυτευμένος φωσφορούχος μπρούντζος CuSn12Ni. Λίπανση: Λάδι άξονα ISO VG 68 (κοινόχρηστο με τα ρουλεμάν του τραπεζιού), που κυκλοφορεί από το κεντρικό σύστημα λίπανσης του μηχανήματος. Κινητήρας: Σερβοκινητήρας AC 1,5 kW με απόλυτο κωδικοποιητή 131.072 πλήθους. Κόστος ανά συναρμολόγηση ζεύγους ατέρμονων κοχλία: 680 USD. Ετήσια παραγωγή: 400 τράπεζες (16.000 σετ ζευγών ατέρμονων κοχλία ετησίως σε όλη την οικογένεια προϊόντων).
Περίπτωση 2 — Ιαπωνικό τραπέζι ανακλινόμενο 5 αξόνων: Ø400 mm, διπλός ατέρμονας κοχλίας, αεροδιαστημική ανοχή
Ένας Ιάπωνας κατασκευαστής κέντρων κατεργασίας 5 αξόνων προδιαγράφησε ζεύγη γραναζιών με κοχλία τόσο για τον άξονα Α (κλίση) όσο και για τον άξονα C (περιστροφή) ενός περιστροφικού τραπεζιού με κλίση 400 mm σχεδιασμένου για κατεργασία εξαρτημάτων τιτανίου και Inconel στην αεροδιαστημική. Ακρίβεια θέσης: συν ή πλην 8 δευτερόλεπτα τόξου. Η αεροδιαστημική εφαρμογή απαιτούσε δυνάμεις κοπής έως 2.500 N σε ακτίνα τεμαχίου εργασίας 180 mm — παράγοντας ροπή οπισθοδρόμησης 450 N·m στο τραπέζι. Ο σχεδιασμός διαιρεμένου τροχού με ελατήριο δεν μπορούσε να χειριστεί αυτή τη ροπή (η προφόρτιση ελατηρίου περιορίζεται σε περίπου 150 N·m). Προδιαγραφή: ατέρμονας κοχλία διπλής όψης με ρύθμιση ροδέλας. Μονάδα 2, διάμετρος τροχού 280 mm, λόγος 360:1, κλάση DIN 3. Αποτελεσματική οπισθοδρόμηση μετά την τοποθέτηση ροδέλας: 5 δευτερόλεπτα τόξου. Σφάλμα θέσης στο R = 180 mm: 180 × 0,083 / 3.438 = 4,4 µm — εντός της ανοχής συν ή πλην 10 µm στην αεροδιαστημική με περιθώριο 56%. Σκουλήκι: ενανθράκωση 18CrNiMo7-6, τροχισμένο Ra 0,15 µm, HRC 60 έως 63. Τροχός: φυγοκεντρικά χυτευμένος κασσίτερος με προσθήκη νικελίου (ενισχυμένη διάρκεια ζωής κόπωσης για βαριά αεροδιαστημική κοπή). Προστασία ψυκτικού: στεγανοποίηση λαβυρίνθου συν εξαέρωση στην είσοδο του άξονα του σκουληκιού για την αποτροπή εισροής ψυκτικού. Κόστος ανά συγκρότημα ζεύγους γραναζιών σκουληκιού (άξονας A ή C): 2.400 USD. Αναζήτηση μειωτήρας ακριβείας με ατέρμονα κοχλία επιλογές για εφαρμογές περιστροφικών τραπεζιών και εργαλειομηχανών CNC.
Περίπτωση 3 — Βιετναμέζικη χειροκίνητη κεφαλή διαχωρισμού: 40:1, χωρίς προφόρτιση, εκπαίδευση και εργαστήριο
Ένας Βιετναμέζος διανομέας εργαλειομηχανών καθόρισε ζεύγη γραναζιών με κοχλία για χειροκίνητες κεφαλές διαχωρισμού που πωλούνται σε σχολές επαγγελματικής κατάρτισης και μικρά συνεργεία. Η κεφαλή διαχωρισμού τοποθετείται σε ένα τραπέζι φρέζας και ευθυγραμμίζει το τεμάχιο εργασίας σε σταθερά γωνιακά βήματα για την κοπή δοντιών γραναζιών, εξαγωνικών επίπεδων τμημάτων και οπών σε ίση απόσταση. Αναλογία: 40:1 (9 μοίρες ανά περιστροφή κοχλία — η τυπική αναλογία διαίρεσης που παράγει κοινές διαιρέσεις: 40 στροφές για πλήρη περιστροφή, 20 στροφές για 180 μοίρες, 10 στροφές για 90 μοίρες). Χωρίς προφόρτιση (τυπικός μονοκόμματος τροχός με οπισθοδρόμηση 2 έως 3 λεπτών του τόξου). Σφάλμα θέσης σε R = 50 mm: 50 × 2,5 / 3.438 = 36 µm. Αυτό ήταν αποδεκτό για την τυπική ανοχή συν ή πλην 0,1 mm (100 µm) της χειροκίνητης κατεργασίας στο συνεργείο — η κατεύθυνση προσέγγισης του χειροτροχού του χειριστή (που πλησιάζει πάντα από την ίδια κατεύθυνση) εξαλείφει αποτελεσματικά την οπισθοδρόμηση από την τοποθέτηση. Σκουλήκι: ανθρακούχος χάλυβας, ελατό Ra 0,8 µm, σκληρυμένος HRC 55. Τροχός: χυτό σε άμμο φωσφορούχο μπρούντζο. Κόστος ανά ζεύγος: 32 USD. Η περίπτωση καταδεικνύει ότι δεν χρειάζονται όλες οι ευρετηριάσεις εργαλειομηχανών αντι-τζόγο — η χειροκίνητη λειτουργία με σταθερή κατεύθυνση προσέγγισης εξαλείφει το φαινόμενο του τζόγου που εμφανίζεται μόνο στην αμφίδρομη τοποθέτηση CNC.
Συχνές ερωτήσεις
Ε: Γιατί η τυπική αναλογία 360:1 για περιστροφικά τραπέζια CNC είναι η αναλογία 360:1;
Στα 360:1, μία πλήρης περιστροφή του σκουληκιού περιστρέφει το τραπέζι ακριβώς κατά μία μοίρα — καθιστώντας την γωνιακή ένδειξη από τον σερβοκωδικοποιητή απλή: ο αριθμός των κωδικοποιητών ανά μοίρα ισούται με την ανάλυση του κωδικοποιητή ανά περιστροφή. Η ηλεκτρονική σχέση μετάδοσης του ελεγκτή CNC είναι 1:1, εξαλείφοντας τα σφάλματα στρογγυλοποίησης στον βρόχο θέσης. Ορισμένες εξειδικευμένες εφαρμογές χρησιμοποιούν 90:1 (για συνεχή διαμόρφωση περιγράμματος υψηλής ταχύτητας) ή 720:1 (για εξαιρετικά λεπτή γωνιακή ανάλυση), αλλά το 360:1 είναι το πρότυπο για πίνακες ευρετηρίου γενικής χρήσης, επειδή παρέχει την καλύτερη ισορροπία μεταξύ γωνιακής ανάλυσης, ταχύτητας εξόδου και μηχανικής απόδοσης.
Ε: Πώς επηρεάζει η θερμότητα κατεργασίας την ακρίβεια του ζεύγους γραναζιών με ατέρμονα κοχλία;
Η μηχανική κατεργασία παράγει θερμότητα που ρέει από το τεμάχιο εργασίας και τον άξονα στο σώμα του τραπεζιού, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του τραπεζιού κατά 5 έως 20 βαθμούς Κελσίου κατά τη διάρκεια εκτεταμένων κύκλων κοπής. Αυτή η θερμική ανάπτυξη διευρύνει τη διάμετρο του τροχού και μετατοπίζει την κεντρική απόσταση — αυξάνοντας την αντίστροφη κίνηση κατά περίπου 2 έως 5 δευτερόλεπτα τόξου ανά άνοδο 10 βαθμών Κελσίου. Για προφορτωμένα ζεύγη, η θερμική διαστολή μπορεί να σφίξει την προφόρτιση (μειώνοντας την απόδοση και αυξάνοντας το φορτίο του κινητήρα) ή να την χαλαρώσει (αυξάνοντας την αντίστροφη κίνηση) ανάλογα με το αν ο τροχός ή το περίβλημα διαστέλλεται περισσότερο. Οι διαιρούμενοι τροχοί με ελατήριο αυτοαντισταθμίζονται για τη θερμική ανάπτυξη. Τα ζεύγη διπλής όψης με ρύθμιση στεφανιού δεν είναι — απαιτούν θερμική σταθεροποίηση (κύκλος προθέρμανσης πριν από την ακριβή κατεργασία) ή ενεργή θερμική αντιστάθμιση στον ελεγκτή CNC. Για την αεροδιαστημική κατεργασία με απαιτήσεις συν ή πλην 8 δευτερολέπτων τόξου, ένας κύκλος προθέρμανσης 30 λεπτών είναι τυπική πρακτική πριν από την κοπή του πρώτου τεμαχίου εργασίας.
Ε: Πώς εμποδίζεται η είσοδος ψυκτικού υγρού κοπής στο περίβλημα του ατέρμονα κοχλία;
Η κατεργασία CNC χρησιμοποιεί ψυκτικό υψηλής πίεσης (10 έως 70 bar) που πλημμυρίζει την περιοχή εργασίας και πιτσιλάει πάνω στο περιστροφικό τραπέζι. Τρεις στρατηγικές στεγανοποίησης προστατεύουν το ζεύγος γραναζιών με ατέρμονα κοχλία: στεγανοποίηση λαβυρίνθου στη διεπαφή σώματος τραπεζιού-περιβλήματος (χωρίς επαφή, χωρίς φθορά), θετική εκκένωση αέρα (0,1 έως 0,3 bar πεπιεσμένος αέρας που φυσάει συνεχώς προς τα έξω μέσω του λαβυρίνθου, αποτρέποντας την είσοδο ψυκτικού) και κανάλια αποστράγγισης που κατευθύνουν οποιοδήποτε ψυκτικό υγρό περνάει από τον λαβύρινθο μακριά από το περίβλημα του γραναζιού πριν φτάσει στη στεγανοποίηση λαδιού. Τα τραπέζια CNC υψηλής ποιότητας χρησιμοποιούν και τα τρία. Εάν το ψυκτικό εισέλθει στο σύστημα λαδιού, γαλακτωματοποιεί το λάδι της ατράκτου και προκαλεί επιταχυνόμενη φθορά στις επιφάνειες επαφής του ατέρμονα κοχλία και του τροχού — μετρήσιμη ως αύξηση της αντίστροφης κίνησης κατά 5 έως 10 δευτερόλεπτα τόξου εντός 6 μηνών. Η τακτική ανάλυση λαδιού (περιεκτικότητα σε νερό κάτω από 0,05 τοις εκατό) παρακολουθεί την αποτελεσματικότητα της στεγανοποίησης.
Ε: Ποια είναι η τυπική διάρκεια ζωής ενός ζεύγους γραναζιών με περιστροφικό τραπέζι CNC;
Τα περιστροφικά τραπέζια CNC σε περιβάλλοντα παραγωγής συνήθως λειτουργούν 2.000 έως 4.000 ώρες ετησίως με διακοπτόμενη λειτουργία ευρετηρίασης. Η διάρκεια ζωής του χάλκινου τροχού είναι 5 έως 10 χρόνια για γενική κατεργασία (χάλυβας και αλουμίνιο) και 3 έως 6 χρόνια για βαριά αεροδιαστημική κατεργασία (τιτάνιο, Inconel - οι υψηλότερες δυνάμεις κοπής παράγουν υψηλότερη τάση επαφής στα δόντια του ατέρμονα κοχλία). Ο χαλύβδινος ατέρμονας κοχλία διαρκεί 10 έως 20 χρόνια. Ο παράγοντας που περιορίζει τη διάρκεια ζωής είναι η αύξηση της αντίστροφης κίνησης πέραν της αποδεκτής ανοχής κατεργασίας - η οποία παρακολουθείται με ετήσια επαλήθευση ακρίβειας χρησιμοποιώντας ένα συμβολόμετρο λέιζερ ή ένα πολύγωνο ακριβείας. Σχεδιάστε την αντικατάσταση του τροχού όταν η αντίστροφη κίνηση υπερβαίνει το διπλάσιο της αρχικής προφορτωμένης τιμής (π.χ. αντικαταστήστε όταν το αρχικό 6 δευτερολέπτων τόξου αυξηθεί σε 12 δευτερόλεπτα τόξου).
Ε: Μπορεί ένας κινητήρας ροπής άμεσης κίνησης να αντικαταστήσει το ζεύγος γραναζιών ατέρμονα κοχλία σε περιστροφικά τραπέζια CNC;
Οι κινητήρες ροπής άμεσης κίνησης (DDT) χρησιμοποιούνται σε τραπέζια υψηλής ταχύτητας 5 αξόνων όπου απαιτείται συνεχής ταχύτητα διαμόρφωσης περιγράμματος πάνω από 50 σ.α.λ. Το DDT εξαλείφει εντελώς το πρόβλημα της αντίστροφης κίνησης επειδή δεν υπάρχει μετάδοση γραναζιών. Ωστόσο, το DDT δεν διαθέτει αυτοασφαλιζόμενο σύστημα — απαιτείται ξεχωριστός υδραυλικός σφιγκτήρας για τη συγκράτηση του τραπεζιού κατά την κοπή, προσθέτοντας κόστος και πολυπλοκότητα. Το DDT έχει επίσης χαμηλότερη πυκνότητα ροπής από ένα ζεύγος ατέρμονων γραναζιών σε χαμηλή ταχύτητα — ένα τραπέζι DDT 400 mm κοστίζει 3 έως 5 φορές περισσότερο από ένα ισοδύναμο τραπέζι ατέρμονων γραναζιών. Για τις περισσότερες κατεργασίες CNC παραγωγής (ευρετηρίαση συν διαμόρφωση περιγράμματος μέτριας ταχύτητας κάτω από 30 σ.α.λ.), το ζεύγος ατέρμονων γραναζιών παραμένει πιο οικονομικό από το DDT. Το DDT προτιμάται μόνο για συνεχή κατεργασία υψηλής ταχύτητας 5 αξόνων σύνθετων επιφανειών ελεύθερης μορφής όπου η ταχύτητα διαμόρφωσης περιγράμματος υπερβαίνει το πρακτικό όριο του ζεύγους ατέρμονων γραναζιών.
Τα ζεύγη γραναζιών ατέρμονα κοχλία περιστροφικής τράπεζας CNC λειτουργούν στο υψηλότερο επίπεδο ακρίβειας από οποιαδήποτε εφαρμογή σε αυτήν τη σειρά 30 άρθρων — οπισθοδρόμηση κάτω των 10 δευτερολέπτων τόξου, κλάση ακρίβειας DIN 3 έως 5 και σφάλματα θέσης που μετρώνται σε μονοψήφια μικρόμετρα στο σημείο κοπής του τεμαχίου εργασίας. Ο πίνακας σφάλματος οπισθοδρόμησης προς θέση (e = R × B / 3.438) ποσοτικοποιεί γιατί τα τυπικά ζεύγη βιομηχανικών γραναζιών ατέρμονα κοχλία δεν μπορούν να εξυπηρετήσουν την ευρετηρίαση CNC: σε τυπική ακτίνα τεμαχίου εργασίας, ακόμη και 1 λεπτό τόξου οπισθοδρόμησης υπερβαίνει τις ανοχές κατεργασίας CNC κατά συντελεστή 2 έως 3. Οι προφορτωμένοι μηχανισμοί αντι-οπισθοδρόμησης (ελατηριωτός διαιρούμενος τροχός για ελαφριά χρήση, διπλός δίσκος ρυθμιζόμενος με σφήνα για βαριά χρήση) είναι υποχρεωτικοί για τα τραπέζια CNC παραγωγής. Η αναλογία 360:1 είναι το πρότυπο επειδή παρέχει γωνιακή ανάλυση ακέραιου βαθμού από τον κωδικοποιητή σερβο. Για τους κατασκευαστές εργαλειομηχανών που καθορίζουν ζεύγη γραναζιών ατέρμονα κοχλία περιστροφικής τράπεζας, οι βασικές παράμετροι είναι η οπισθοδρόμηση (σε δευτερόλεπτα τόξου, όχι λεπτά τόξου), η κλάση ακρίβειας DIN, η μέθοδος προφόρτισης και η στρατηγική στεγανοποίησης ψυκτικού.
Για κατασκευαστές εργαλειομηχανών CNC και ανακατασκευαστές περιστροφικών τραπεζιών, το γραφείο μηχανικών μας παρέχει ζεύγη ακριβών γραναζιών με ατέρμονα κοχλία στην κατηγορία DIN 3 έως 6 με προφορτωμένες διαμορφώσεις αντι-τζόγου. Τυπικός κατάλογος σετ ακριβείας με ατέρμονα κοχλία περιλαμβάνουν αναλογίες 360:1 και 40:1 από διάμετρο τροχού 80 έως 280 mm με επιλογές διαιρούμενου τροχού και διπλής όψης. Υποβάλετε μια προδιαγραφή κίνησης τραπεζιού CNC με διάμετρο τραπεζιού, ακρίβεια θέσης (δευτερόλεπτα τόξου), μέγιστη ακτίνα τεμαχίου εργασίας, δύναμη κοπής και τύπο ψυκτικού.
Καθορισμός ζευγών γραναζιών ατέρμονα κοχλία για περιστροφικά τραπέζια CNC;
Στείλτε μας πληροφορίες για τη διάμετρο του τραπεζιού, την απαιτούμενη ακρίβεια (δευτερόλεπτα τόξου), τη μέγιστη ακτίνα του τεμαχίου εργασίας και τη δύναμη κοπής, τον τύπο ψυκτικού υγρού και το εάν χρειάζεστε προφόρτιση με διαιρούμενο ή διπλό τροχό. Θα υπολογίσουμε το σφάλμα θέσης στην ακτίνα του τεμαχίου εργασίας σας και θα σας προτείνουμε την κλάση DIN και την προδιαγραφή προφόρτισης.
Επιμέλεια: Cxm
