Arbeidsprinsippet til den store-senterløse peelingsmaskinen og innflytelsen av koaksialiteten til hver komponent på prosesseringskvaliteten er forklart. Basert på strukturen til utstyret og produksjonspraksis, er deteksjons- og justeringsmetoder for koaksialiteten til den senterløse skrellemaskinen i stor skala og de tilsvarende verktøyene og inventarene gitt.
Den senterløse skrellemaskinen, også kjent som den senterløse dreiebenken, er kjerneutstyret for presisjonsproduksjon av lange runde blanke stål [1]. Den bruker et høyhastighetsroterende verktøy for å kutte og skrelle av overflatematerialet til ultra-lange stålstenger, som er mer effektivt enn vanlige dreiebenker når det gjelder å fjerne oksidbelegg og rustlag på overflaten av stål, og dermed forbedre utseendet og overflatekvaliteten til det ferdige stålet. For tiden kan prosesseringsdiameteren til den senterløse dreiebenken i stor skala nå 500 mm, diametertoleransegraden kan nå IT9, overflateruhetsverdien Ra er 1,6-3,2μm, og overflateruhetsverdien Ra etter polering kan nå 0,8μm.
Hovedkomponentene til den senterløse skrellemaskinen inkluderer: klemanordning, innløpsstyreanordning, roterende kutterhode, utløpsstyreanordning og utløpsvogn. Koaksialiteten til de ovennevnte 5 komponentene (heretter referert til som "fem-senterkoaksialitet") er den viktigste presisjonsindikatoren for den senterløse peelingsmaskinen. Koaksialiteten til de fem sentrene påvirker direkte overflatekvaliteten til produktet; overskridelse av denne toleransen vil føre til ulike defekter på arbeidsstykkets overflate.
Å oppdage og justere koaksialiteten til de fem sentrene er ganske vanskelig. Tian Xiaohui[2], Chao Honggang[3] og andre har studert bruken av utstyrets egen struktur som målestokk for å justere nøyaktigheten til hver komponent separat, men det er lite diskusjon om den enhetlige justeringen av koaksialiteten til de fem sentrene. Koaksialitetsjusteringsmetoden gitt av Dou Weitao et al.[4] gjelder for små-kjerneløse peelingsmaskiner, men for store-store kjerneløse peelingsmaskiner, på grunn av den større størrelsen og vekten på delene, er nøyaktighetsdeteksjon og justering vanskeligere. Derfor er det fortsatt nødvendig å studere mer operative deteksjons- og justeringsskjemaer og lage tilsvarende verktøy og inventar.
Vårt firma har to kjerneløse peelingsmaskiner, nemlig den amerikanske HETRAN BT16 og Yantai Kejie WCS300S kjerneløse peelingmaskin. De maksimale ferdige produktstørrelsene er henholdsvis φ400mm og φ305mm. Selskapet vårt har utforsket og forsøkt å adressere virkningen av fem-senterkoaksialitetsfeil på produktkvaliteten og justeringsmetoden for fem-senterkoaksialitet i stor-skala peelingmaskiner. Følgende er en introduksjon som bruker den senterløse peelingsmaskinen BT16 som eksempel.
Bilde 2 Arbeidsprinsipp og struktur på utstyret
I motsetning til arbeidsprinsippet for arbeidsstykkerotasjon og aksial mating av verktøyet ved bearbeiding av runde stålstenger på en konvensjonell dreiebenk, roterer verktøyet og arbeidsstykket mates aksialt når den senterløse skrellemaskinen arbeider. Den korte arbeidsprosessen er at klemanordningen klemmer stangen og mater den inn, hovedmaskinen utfører peeling, innløpsføringen og utløpsføringsanordningene buffer vibrasjonen, og deretter trekker utløpsvognen stangen ut [5].
Kuttedelen av BT16-hovedmaskinen er et roterende kutterhode montert på en hul spindel med en indre diameter på 600 mm (se figur 1). Den hule spindelen er installert i spindelboksen og drives av hovedmotoren for å rotere med høy hastighet. 4 til 8 verktøy er symmetrisk installert på kutterhodet, noe som resulterer i høy kutteeffektivitet.
Bilde Figur 1 Roterende kutterhode
Den aksiale matingen av arbeidsstykket fullføres av klemanordningen (se figur 2). To par materuller er installert på klemanordningen. Klemmevirkningen til rullene drives av en hydraulisk sylinder og girmekanisme. Rotasjonen av rullene drives av en servomotor, og matehastigheten er stabil og justerbar.
Bilde Figur 2: Klemmeenhet og spindelboks
Innløpsføringsanordningen (se figur 3) består av tre selvsentrerende-kjever forbundet med en spakmekanisme.
Bilde Figur 3: Innløpsføringsenhet
Utløpsføringsanordningen (se figur 4) er installert inne i den hule spindelen til spindelboksen. Det er en fire-kjevekoblet selv-sentrerende klemanordning, med kobberplater innebygd i kjevene for å beskytte overflaten til det ferdige arbeidsstykket. På grunn av tillegget av en mekanisk justeringsanordning for å justere koaksialiteten til dens akse med det roterende kutterhodet, er strukturen mer kompleks, men koblingsstrukturen og funksjonen den oppnår ligner på innløpsføringen. Noe utstyr har to sett med utløpsføringsanordninger, som kalles henholdsvis den midtre og den bakre føringen, i henhold til deres avstand fra det roterende kutterhodet, eller samlet referert til som midt- og bakstyringen.
Bilde
Figur 4. Avslutt guideenhet
Funksjonen til innløps- og utløpsstyreenhetene er å klemme og støtte arbeidsstykket, gi pålitelig føring, opprettholde jevn aksial bevegelse og forhindre vibrasjon og rotasjon.
Hovedkomponenten i utløpsvognen er et par V-formede ambolter. Klemvirkningen til de øvre og nedre amboltene er forbundet med et selv-sentrerende tannhjul og stativmekanisme. Arbeidsstykket klemmes like før det forlater materullene, noe som gir klemkraft og aksial matekraft.
Oppsummert må koaksialiteten til sentrene til de fem komponentene-klemmeanordningen, roterende kutterhode, innløpsføringsanordning, utløpsføringsanordning og utløpsvogn-testes og justeres til en viss nøyaktighet. Ellers vil stanglageret oppleve en kortvarig forskyvning når du går inn og ut av klem- og styreinnretningene. Selv en liten forskyvning vil påvirke overflatekvaliteten til arbeidsstykket negativt.
Bilde 3. Virkningen av fem-senterkoaksialitet som overskrider toleranse på maskineringsnøyaktighet
Overskridelse av toleransen for fem-senter koaksialitet vil føre til defekter på arbeidsstykkets overflate, for eksempel vibrasjonsmerker, trinn, eksentrisitet ved dreiing, krymping av arbeidsstykkets hale og feilreplikering.
3.1 Vibrasjonsmerker
Vibrasjonsmerker vises typisk i frontenden av arbeidsstykket, som vist i figur 5. Som utstyrets arbeidsprinsipp sier, når arbeidsstykket først begynner å bearbeide og ennå ikke har kommet inn i klemområdet til utgangsføringsanordningen, holdes det av to par materuller og innløpsføringsanordningen på klemanordningen, mens skjærehodet utfører skrelleprosessen. Hvis koaksialitetsavviket til de to parene med matevalser og innløpsføringsanordningen er stort, er arbeidsstykket i en over-posisjonert tilstand, dets stivhet avtar, og det har en tendens til å bøye seg og deformeres. Under påvirkning av skjærekraften vil arbeidsstykket vibrere og danne vibrasjonsmerker. På den annen side, under over-posisjonering, er klemkreftene til de øvre og nedre rullene på klemanordningen forskjellige, noe som vil påvirke stabiliteten til matehastigheten og forverre dannelsen av vibrasjonsmerker.
Bilde: Figur 5 Vibrasjonsmerker vises på arbeidsstykkets overflate
3.2 Trinn
Trinn (se figur 6) vises vanligvis i begge ender av arbeidsstykket. Trinn vises ved den fremre enden av arbeidsstykket fordi når arbeidsstykket mates aksialt, når den fremre enden av arbeidsstykket når posisjonen til utgangsføringsanordningen eller klemposisjonen til utløpsvognen, vil utgangsføringsanordningen og utløpsvognen klemme arbeidsstykket. Når utløpsføringsanordningen og utløpsvognen ikke er koaksiale med det roterende kutterhodet, vil arbeidsstykket oppleve radiell relativ forskyvning i forhold til kutteren, noe som resulterer i et trinn i den tilsvarende posisjonen på arbeidsstykket. Avstanden fra trinnplasseringen til fremre ende av arbeidsstykket er lik avstanden fra utløpsføringsanordningen eller utløpsvognen til kutteren.
Trinnet vises på den bakre enden av arbeidsstykket, som oppstår når arbeidsstykket løsner fra matevalsene og innløpsføringsanordningen. Dette skyldes at matevalsene og innløpsføringsanordningen er koaksiale med det roterende kutterhodet. Mekanismen er den samme som når et trinn dukker opp i forkanten av arbeidsstykket. Avstanden fra trinnplasseringen til den bakre enden av arbeidsstykket er lik avstanden fra matevalsene eller innløpsføringsanordningen til kutteren.
Bilde Figur 6: Trinn vises på arbeidsstykkets overflate
3.3 Vende eksentrisitet
Hovedårsaken til dreieeksentrisitet (se figur 7) er et stort avvik mellom innløpsføringsinnretningen og rotasjonsskjærehodets rotasjonssenter. Dette resulterer i at arbeidsstykkesenteret er koaksialt med det roterende kutterhodesenteret, noe som forårsaker eksentrisitet, og at den ene siden av arbeidsstykkets omkrets ikke blir bearbeidet. Hvis klemanordningen og innløpsføringsanordningen også er koaksiale, vil eksentrisiteten bli ytterligere forsterket. Derfor, uten å ta hensyn til arbeidsstykkets egen retthetsfeil, er feiljusteringen av klemanordningen, innløpsføringsanordningen og det roterende kutterhodet hovedårsaken til dreieeksentrisitet.
Bilde Figur 7 Vende eksentrisitet
3.4 Krymping av arbeidsstykket
Halekrymping (se figur 8) er forårsaket av et stort koaksialitetsavvik mellom utløpsføringsanordningen, utløpsvognen og rotasjonssenteret til det roterende kutterhodet. Under avskalling utsettes arbeidsstykket for den kombinerte virkningen av radiell skjærekraft i diameterretningen og klemkraften til utløpsføringsanordningen og utløpsvognen. Når arbeidsstykket mates til halen og er i ferd med å forlate verktøyet, brytes kraftbalansen mellom disse tre. Bare utløpsføringsanordningen og utløpsvognen påfører arbeidsstykket klemkraft, noe som forårsaker radiell forskyvning og resulterer i krymping av halen.
Bilde Figur 8 Halekrymping
3.5 Feilreplikering
Arbeidsstykkets overflate veksler mellom lyse og grove områder (se figur 9). Den røde sirkelen i figur 9 markerer kobberstøvet som faller av når kobberplaten til utløpsføringen glir i forhold til arbeidsstykket. Utseendet til kobberstøv indikerer at arbeidsstykkets overflate er relativt ru i dette området. Denne defekten er forårsaket av en betydelig smi-spiraldefekt på overflaten av emnet før avskalling (se figur 10). Avstanden mellom tilstøtende grove områder på overflaten av det maskinerte arbeidsstykket er lik "stigningen" til spiralen.
Teoretisk sett skal denne defekten ikke vises på overflaten av det ferdige arbeidsstykket når bredden på innløpsføringsanordningens kjever er større enn "stigningen" til spiralen. Men når innløpsføringsanordningen og klemanordningen ikke er koaksiale, er innløpsføringsanordningens kjever i enkelt-kontakt med emnet. Siden emnet faktisk mates spiralformet, reflekteres smiingsspiralen på emneoverflaten på den maskinerte overflaten.
Bilde Figur 9: Vekslende lyse og røffe områder
Bilde Figur 10: Smiingspiral på overflaten av emnet før maskinering
Bilde 4: Justeringsmetode for fem-senterkoaksialitet
Deteksjonen og justeringen av fem-senterkoaksialitet bør være basert på midten av det roterende kutterhodet montert på den hule spindelen som en teoretisk referanse. Siden aksen til den hule spindelen ikke er en solid enhet, er det nødvendig med en referansestang som en justeringsreferanse. Vanskeligheten ligger i hvordan man velger en rimelig støtteposisjon og støttemetode for nøyaktig å plassere referansestangen på utstyrets akse. Senterløse skrellemaskiner i stor skala krever teststenger med betydelig diameter og masse, noe som krever høy presisjon og stivhet ved valg av støttekomponenter. For teststengene er det avgjørende å redusere massen samtidig som de opprettholder stivheten.
Etter utallige forsøk fullførte vårt firma følgende justeringsplan: Juster først innløpsføringsanordningen slik at den er konsentrisk med det roterende kutterhodet. Støtt deretter teststengene med sylinderhullene til innløps- og utløpsføringsenhetene, og juster midten av mateklemmerullene og utløpsvognen. Et forenklet diagram over teststangstøttemetoden og testprosedyren for BT16 senterløse peelingsmaskin er vist i figur 11.
Figur 11. Støttemetode og inspeksjonsdiagram for stanginspeksjonsmaskinen
1-bar inspeksjon
2-klemmeenhet
3-front støttehylse
4-innløpsguideenhet
5-skiveindikator
6-kutterhode
7-uttak guideenhet
8-bak støttehylse
9-utladningsvogn
Fremre og bakre støttehylser er installert ved henholdsvis innløps- og utløpsføringsenhetene. Stanginspeksjonen støttes av disse to støttehylsene (se figur 12 og 13) fordi disse to komponentene har god stivhet og pålitelig støtte. De to støttehylsene brukes som overgangsreferanser. Justering av støttehylsene med det roterende kutterhodet er relativt enkelt og kan enkelt oppnå høy nøyaktighet. En annen funksjon til støttehylsene er å balansere stivheten og kvalitetskravene til stanginspeksjonen, slik at stanginspeksjonen kan gjøres mindre og lettere, noe som er gunstig for å forbedre inspeksjonsnøyaktigheten og arbeidseffektiviteten.
Bilde 12 Front støttehylse støttestang
Bilde 13 Bakre støttehylse støttestang
Vårt firma bruker en stang med en lengde på 3500 mm, en diameter på 120 mm og en retthet på 0,7 mm/lengde.
De spesifikke trinnene for å justere de fem-senterkoaksialitetene er som følger:
1) Installer den fremre støttehylsen og rett inn midten. Som vist i figur 14, klem den fremre støttehylsen med innløpsføringsanordningen. Bruk en måleklokke for å kontrollere koaksialiteten mellom midten av den fremre støttehylsen og midten av det roterende skjærehodet: Magnetisk måleklokke er festet til det roterende kutterhodet, og måleklokkehodet måler det indre hullet i den fremre støttehylsen. Skiveindikatoren roterer 360 grader med det roterende kutterhodet. Basert på måleindikatoravlesningen, bestemme koaksialitetsfeilen og dens retning. Juster tykkelsen på shims under de tre griperne på den fremre føringsanordningen tilsvarende for å sikre at midten av den fremre støttehylsen er koaksial med det roterende kutterhodet. Etter justering må innløpsføringsanordningen forbli fastklemt.
Bilde
Figur 14 Kontrollere koaksialiteten til den fremre støttehylsen og kutterhodet
2) Installer den bakre støttehylsen på sylinderhullet til utløpsføringsenheten. Siden utløpsføringsanordningen og den roterende kutterhodespindelen er montert sammen i spindelboksen (struktur vist i figur 15), er dens venstre ende støttet av det roterende kutterhodet, og dens høyre ende støttes av endedekselet. Derfor bestemmer spindelboksens struktur at utløpsstyreanordningens sylinderhull er koaksialt med det roterende kutterhodet, slik at den bakre støttehylsen kan installeres direkte som en støttekomponent uten justering.
Bilde
Figur 15 Skjematisk diagram av spindelboksstruktur
1-Kutterhode 2-Utløpsføringsenhet 3-Endedeksel 4-Bakre støttehylse
3) Sett teststangen inn i hullene på fremre og bakre støttehylser. Begge ender er innenfor spennområdet til henholdsvis mateinnretningen og utløpsvognen. På dette tidspunktet avhenger koaksialiteten til teststangen og skjærehodet av produksjonspresisjonen til selve utstyret og nøyaktigheten av å justere den fremre støttehylsen.
4) Kontroller koaksialiteten mellom midten av mateanordningen og teststangen. 5) Kontroller avstandene G og H mellom teststangen og øvre og nedre klemruller ved hjelp av måleblokker (se figur 11). Juster tykkelsen på mellomleggene under bunnen av klemanordningen for å gjøre G- og H-verdiene like. På dette tidspunktet er sentrene til øvre og nedre klemruller koaksiale med teststangen.
6) Sjekk koaksialiteten mellom midten av utløpsvognen og teststangen. Kontroll- og justeringsmetoden ligner på trinn 4: juster tykkelsen på shims under gripeputene i henhold til de målte verdiene E og F (se figur 11).
7) Utløpsføringsanordningen har en mekanisk justeringsanordning som direkte kan justere koaksialiteten med teststangen.
Merk: Under test- og justeringsprosessen må innløpsføringsanordningen forbli fastklemt, og klemme den fremre støttehylsen til alt arbeid er fullført; de øvre og nedre klemrullene og den V--formede ambolten på vognen skal ikke komme i kontakt med teststangen, bare nærme seg den for å lette måling av avstanden til teststangen, for å opprettholde nøyaktigheten til teststangen. Nøyaktighetskravene for fremre og bakre støttehylser er: en klaring på 0,10 mm mellom det indre hullet i den fremre støttehylsen og teststangen, og en koaksialitet på 0,05 mm mellom det indre hullet og den ytre sirkelen. Avstanden mellom det indre hullet på den bakre støttehylsen og teststangen er 0,10 mm, koaksialiteten mellom det indre hullet og den ytre sirkelen er 0,05 mm, og klaringen mellom den ytre sirkelen og sylinderhullet for utløpsføringsanordningen er 0,15 mm.
Bilde 5 Konklusjon
Justeringsprinsippet er å bruke midten av det roterende kutterhodet som referanse for å justere koaksialiteten til fem-senter, og å bruke teststangen for testing. Stivheten til teststangens støtteposisjon skal være god. Teststangen støttes av støttehylsen, som fungerer som en overgangsreferanse, og justeres til å være koaksial med kutterhodet. En annen funksjon av støttehylsen er å redusere vekten på teststangen, forbedre testnøyaktigheten og øke justeringseffektiviteten. Justering av den fem-senter koaksialiteten til peelingmaskinen ved hjelp av metoden ovenfor gir tilfredsstillende resultater, og produktbehandlingskvaliteten er betydelig forbedret.
