Prinsip Kerja Alat Spindle – Melonggarkan dan Mengapit di Pusat Pemesinan CNC
Abstrak: Kertas kerja ini menghuraikan secara terperinci tentang struktur asas dan prinsip kerja mekanisme pelonggaran dan pengapit alat gelendong di pusat pemesinan CNC, termasuk komposisi pelbagai komponen, proses kerja dan parameter utama. Ia bertujuan untuk menganalisis secara mendalam mekanisme dalaman bagi fungsi penting ini, menyediakan rujukan teori untuk kakitangan teknikal yang berkaitan, membantu mereka lebih memahami dan mengekalkan sistem gelendong pusat pemesinan CNC, dan memastikan kecekapan tinggi dan ketepatan proses pemesinan.
I. Pengenalan
Fungsi melonggarkan dan mengapit alat gelendong di pusat pemesinan adalah asas penting bagi pusat pemesinan CNC untuk mencapai pemesinan automatik. Walaupun terdapat perbezaan tertentu dalam struktur dan prinsip kerjanya antara model yang berbeza, rangka kerja asasnya adalah serupa. Penyelidikan mendalam tentang prinsip kerjanya adalah sangat penting untuk meningkatkan prestasi pusat pemesinan, memastikan kualiti pemesinan, dan mengoptimumkan penyelenggaraan peralatan.
II. Struktur Asas
Mekanisme pelonggaran dan pengapit alat gelendong di pusat pemesinan CNC terutamanya terdiri daripada komponen berikut:
- Tarik Stud: Dipasang pada ekor batang tirus alat, ia merupakan komponen penyambung utama untuk rod tarik untuk mengetatkan alat. Ia bekerjasama dengan bola keluli di kepala rod tarik untuk mencapai kedudukan dan pengapitan alat.
- Batang Tarik: Melalui interaksi dengan stud tarik melalui bebola keluli, ia menghantar daya tegangan dan tujahan untuk merealisasikan tindakan pengapit dan longgar alat. Pergerakannya dikawal oleh omboh dan spring.
- Takal: Biasanya berfungsi sebagai komponen perantaraan untuk penghantaran kuasa, dalam mekanisme melonggarkan dan pengapit alat gelendong, ia mungkin terlibat dalam pautan penghantaran yang memacu pergerakan komponen berkaitan. Sebagai contoh, ia mungkin disambungkan kepada sistem hidraulik atau peranti pemanduan lain untuk memacu pergerakan komponen seperti omboh.
- Belleville Spring: Terdiri daripada berbilang pasang daun musim bunga, ia merupakan komponen utama untuk menjana daya tegang alat. Daya kenyalnya yang kuat boleh memastikan bahawa alat itu dipasang secara stabil dalam lubang tirus gelendong semasa proses pemesinan, menjamin ketepatan pemesinan.
- Nat Kunci: Digunakan untuk membaiki komponen seperti spring Belleville untuk mengelakkannya daripada longgar semasa proses kerja dan memastikan kestabilan dan kebolehpercayaan keseluruhan mekanisme melonggarkan dan pengapit.
- Melaraskan Shim: Dengan mengisar shim pelarasan, keadaan sentuhan antara rod tarik dan stud tarik pada hujung lejang omboh boleh dikawal dengan tepat, memastikan kelonggaran dan pengetatan alat yang lancar. Ia memainkan peranan penting dalam pelarasan ketepatan keseluruhan mekanisme melonggarkan dan pengapit alat.
- Coil Spring: Ia memainkan peranan dalam proses melonggarkan alat dan membantu pergerakan omboh. Contohnya, apabila omboh bergerak ke bawah untuk menolak rod tarik untuk melonggarkan alat, spring gegelung memberikan daya kenyal tertentu untuk memastikan kelancaran dan kebolehpercayaan tindakan.
- Omboh: Ia adalah komponen pelaksana kuasa dalam mekanisme melonggarkan dan pengapit alat. Didorong oleh tekanan hidraulik, ia bergerak ke atas dan ke bawah, dan kemudian memacu rod tarik untuk merealisasikan tindakan pengapit dan melonggarkan alat. Kawalan tepat bagi lejang dan tujahannya adalah penting untuk keseluruhan proses melonggarkan dan mengapit alat.
- Suis Had 9 dan 10: Mereka masing-masing digunakan untuk menghantar isyarat untuk pengapit dan longgar alat. Isyarat ini disalurkan kembali ke sistem CNC supaya sistem dapat mengawal proses pemesinan dengan tepat, memastikan kemajuan yang diselaraskan bagi setiap proses, dan mengelakkan kemalangan pemesinan yang disebabkan oleh salah menilai keadaan penjepit alat.
- Takal: Sama seperti takal yang dinyatakan dalam perkara 3 di atas, ia mengambil bahagian dalam sistem penghantaran bersama-sama untuk memastikan penghantaran kuasa yang stabil dan membolehkan semua komponen mekanisme melonggarkan dan pengapit alat berfungsi secara kooperatif mengikut program yang telah ditetapkan.
- Penutup Akhir: Ia memainkan peranan untuk melindungi dan mengedap struktur dalaman gelendong, menghalang kekotoran seperti habuk dan serpihan daripada memasuki bahagian dalam gelendong dan menjejaskan operasi biasa mekanisme melonggarkan dan pengapit alat. Pada masa yang sama, ia juga menyediakan persekitaran kerja yang agak stabil untuk komponen dalaman.
- Skru Pelarasan: Ia boleh digunakan untuk membuat pelarasan halus pada kedudukan atau kelegaan beberapa komponen untuk mengoptimumkan lagi prestasi mekanisme melonggarkan dan pengapit alat dan memastikan ia mengekalkan keadaan kerja berketepatan tinggi semasa penggunaan jangka panjang.
III. Prinsip Kerja
(I) Proses Pengapit Alat
Apabila pusat pemesinan berada dalam keadaan pemesinan biasa, tiada tekanan minyak hidraulik pada hujung atas omboh 8. Pada masa ini, spring gegelung 7 berada dalam keadaan dilanjutkan secara semula jadi, dan daya kenyalnya menjadikan omboh 8 bergerak ke atas ke kedudukan tertentu. Sementara itu, Belleville spring 4 juga memainkan peranan. Disebabkan oleh ciri-ciri keanjalannya sendiri, spring Belleville 4 menolak rod tarik 2 untuk bergerak ke atas, supaya 4 bola keluli di kepala rod tarik 2 memasuki alur anulus di ekor stud tarik batang alat 1. Dengan pemasukan bola keluli, daya tegang batang stud Belleville1 dan spring tarik 4 adalah dipancarkan. bola, dengan itu memegang kuat batang alat dan menyedari kedudukan tepat dan pengapitan kukuh alat dalam lubang tirus gelendong. Kaedah pengapit ini menggunakan tenaga potensi anjal yang kuat dari spring Belleville dan boleh memberikan daya tegang yang mencukupi untuk memastikan alat tidak akan longgar di bawah tindakan putaran berkelajuan tinggi dan daya pemotongan, menjamin ketepatan pemesinan dan kestabilan.
(II) Proses Melonggarkan Alat
Apabila perlu menukar alat, sistem hidraulik diaktifkan, dan minyak hidraulik memasuki hujung bawah omboh 8, menghasilkan tujahan ke atas. Di bawah tindakan tujahan hidraulik, omboh 8 mengatasi daya keanjalan spring gegelung 7 dan mula bergerak ke bawah. Pergerakan ke bawah omboh 8 menolak rod tarik 2 untuk bergerak ke bawah secara serentak. Apabila rod tarik 2 bergerak ke bawah, bebola keluli tercabut dari alur anulus pada ekor stud tarik batang alat 1 dan memasuki alur anulus di bahagian atas lubang tirus belakang gelendong. Pada masa ini, bola keluli tidak lagi mempunyai kesan penahan pada stud tarik 1, dan alat itu dilonggarkan. Apabila manipulator menarik batang alat keluar dari gelendong, udara termampat akan keluar melalui lubang tengah omboh dan rod tarik untuk membersihkan kekotoran seperti serpihan dan habuk dalam lubang tirus gelendong, bersiap untuk pemasangan alat seterusnya.
(III) Peranan Suis Had
Suis had 9 dan 10 memainkan peranan penting dalam maklum balas isyarat sepanjang proses melonggarkan dan mengapit alat. Apabila alat diapit di tempatnya, perubahan kedudukan komponen yang berkaitan mencetuskan suis had 9, dan suis had 9 segera menghantar isyarat pengapit alat kepada sistem CNC. Selepas menerima isyarat ini, sistem CNC mengesahkan bahawa alat berada dalam keadaan pengapit yang stabil dan kemudian boleh memulakan operasi pemesinan berikutnya, seperti putaran gelendong dan suapan alat. Begitu juga, apabila tindakan melonggarkan alat selesai, suis had 10 dicetuskan, dan ia menghantar isyarat melonggarkan alat kepada sistem CNC. Pada masa ini, sistem CNC boleh mengawal manipulator untuk menjalankan operasi menukar alat untuk memastikan automasi dan ketepatan keseluruhan proses menukar alat.
(IV) Parameter Utama dan Titik Reka Bentuk
- Daya Tegang: Pusat pemesinan CNC menggunakan sejumlah 34 pasang (68 keping) mata air Belleville, yang boleh menjana daya tegang yang kuat. Dalam keadaan biasa, daya tegang untuk mengetatkan alat ialah 10 kN, dan ia boleh mencapai maksimum 13 kN. Reka bentuk daya tegang sedemikian adalah mencukupi untuk mengatasi pelbagai daya pemotongan dan daya emparan yang bertindak pada alat semasa proses pemesinan, memastikan penetapan stabil alat dalam lubang tirus gelendong, menghalang alat daripada anjakan atau jatuh semasa proses pemesinan, dan dengan itu menjamin ketepatan pemesinan dan kualiti permukaan.
- Lejang Omboh: Apabila menukar alat, lejang omboh 8 ialah 12 mm. Semasa lejang 12 mm ini, pergerakan omboh dibahagikan kepada dua peringkat. Pertama, selepas omboh maju kira-kira 4 mm, ia mula menolak rod tarik 2 untuk bergerak sehingga bola keluli memasuki alur anulus Φ37-mm di bahagian atas lubang tirus gelendong. Pada masa ini, alat mula longgar. Selepas itu, rod tarik terus menurun sehingga permukaan "a" rod tarik menyentuh bahagian atas stud tarik, menolak sepenuhnya alat keluar dari lubang tirus gelendong supaya manipulator boleh mengeluarkan alat dengan lancar. Dengan mengawal lejang omboh dengan tepat, tindakan melonggarkan dan mengapit alat dapat diselesaikan dengan tepat, mengelakkan masalah seperti lejang yang tidak mencukupi atau berlebihan yang boleh menyebabkan pengapit longgar atau ketidakupayaan untuk melonggarkan alat.
- Tekanan Sentuhan dan Keperluan Bahan: Memandangkan 4 bola keluli, permukaan kon stud tarik, permukaan lubang gelendong, dan lubang di mana bola keluli terletak menanggung tekanan sentuhan yang besar semasa proses kerja, keperluan yang tinggi diletakkan pada bahan dan kekerasan permukaan bahagian ini. Untuk memastikan ketekalan daya pada bola keluli, lubang di mana 4 bola keluli terletak hendaklah dipastikan dengan ketat berada dalam satah yang sama. Biasanya, bahagian utama ini akan menggunakan bahan berkekuatan tinggi, kekerasan tinggi dan tahan haus serta menjalani proses pemesinan dan rawatan haba yang tepat untuk meningkatkan kekerasan permukaan dan rintangan hausnya, memastikan permukaan sentuhan pelbagai komponen dapat mengekalkan keadaan berfungsi yang baik semasa penggunaan jangka panjang dan kerap, mengurangkan haus dan ubah bentuk, serta memanjangkan hayat perkhidmatan dan mekanisme penjepit alat.
IV. Kesimpulan
Struktur asas dan prinsip kerja mekanisme melonggarkan dan pengapit alat gelendong di pusat pemesinan CNC membentuk sistem yang kompleks dan canggih. Setiap komponen bekerjasama dan berkoordinasi rapat antara satu sama lain. Melalui reka bentuk mekanikal yang tepat dan struktur mekanikal yang bijak, pengapit dan longgar alatan yang cepat dan tepat dicapai, memberikan jaminan yang kuat untuk pemesinan yang cekap dan automatik bagi pusat pemesinan CNC. Pemahaman mendalam tentang prinsip kerja dan perkara teknikal utamanya adalah sangat penting sebagai panduan untuk reka bentuk, pembuatan, penggunaan dan penyelenggaraan pusat pemesinan CNC. Dalam pembangunan masa depan, dengan kemajuan berterusan teknologi pemesinan CNC, mekanisme melonggarkan dan pengapit alat gelendong juga akan terus dioptimumkan dan dipertingkatkan, bergerak ke arah ketepatan yang lebih tinggi, kelajuan yang lebih pantas dan prestasi yang lebih dipercayai untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat bagi industri pembuatan mewah.