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XXX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述題目 :專用轉(zhuǎn)塔車床轉(zhuǎn)塔刀架部件設(shè)計
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日期: 2011 年 10 月 20 日
目錄
第1章 引言 1
1.1國外的發(fā)展?fàn)顩r 1
1.2國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 1
1.3刀架的功能 2
1.4發(fā)展的趨勢 2
1.5本章小結(jié) 2
第2章 刀架總體設(shè)計思路 4
2.1 刀架轉(zhuǎn)塔頭設(shè)計 4
2.2 刀架轉(zhuǎn)塔滑座設(shè)計 4
2.3 刀架滑座導(dǎo)軌的設(shè)計 4
2.4 刀架總體方案設(shè)計 4
第3章 刀架液壓系統(tǒng)的設(shè)計思路 6
3.1 刀架進(jìn)給傳動系統(tǒng) 6
3.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計 6
第4章 總結(jié) 7
參考文獻(xiàn) 8
7
第1章 引言
專用轉(zhuǎn)塔車床,是一臺采用多刀﹑多工位的加工方法,實現(xiàn)自動循環(huán)的數(shù)控車床。
它可以為某種零件的一個或多個固定加工工序服務(wù)的,因此它的加工對象比較單一、工藝分析具體,比普通機床簡單,更適合零件的大批量生產(chǎn)。本機床運動性能是根據(jù)成批生產(chǎn)中加工中小型軸類和盤套類零件工藝特點而設(shè)計的,最適合加工帶有多臺階盤套類鍛﹑鑄零件。對于零件的內(nèi)外溝槽﹑內(nèi)外端面﹑切斷﹑外錐面以及鉆﹑擴﹑鉸孔﹑攻絲﹑均可在一次裝夾中完成全部或大部分工序。
1.1國外的發(fā)展?fàn)顩r
數(shù)控機床的上的轉(zhuǎn)塔刀架是機床安放刀架提高機床工作效率的重要部分。數(shù)控機床的出現(xiàn)和發(fā)展已經(jīng)有五十多年的時間了,這段時間中數(shù)控機床的取得了長足的發(fā)展。進(jìn)入到21世紀(jì)后,隨著科技的發(fā)展,尤其是微電子和計算機技術(shù)的進(jìn)步,對數(shù)控機床提出的要求也越來越高。轉(zhuǎn)塔刀架作為數(shù)控機床上的重要部件之一,也隨著數(shù)控機床的發(fā)展一直處于更新?lián)Q代中。美國、德國和日本等發(fā)達(dá)國家,一直對數(shù)控機床和轉(zhuǎn)塔刀架等重要部件的發(fā)展作為其工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略地位[1]。世界上比較先進(jìn)的數(shù)控機床的轉(zhuǎn)塔刀架都是由歐美等工業(yè)強國設(shè)計生產(chǎn)的,比如德國的西門子,日本的FANUC公司開發(fā)了市場上所需的各種低、中、高檔次的轉(zhuǎn)塔刀架,其技術(shù)領(lǐng)先,產(chǎn)量居世界第一,同時占有國際市場的很大份額。
1.2 國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r
我國對轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計生產(chǎn)都是依賴于先進(jìn)國家的,而且在產(chǎn)品性能方面跟國外具有一定差距,開發(fā)設(shè)計一種性能優(yōu)秀的,有實用價值的轉(zhuǎn)塔刀架,以適應(yīng)市場,替代進(jìn)口產(chǎn)品同時低價的數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架,為國產(chǎn)機床工業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)是非常重要的。車削加工中心是國際上非常前端的一種數(shù)控機床,可以用來進(jìn)行多種工序加工,例如車削加工、鉆削加工、銑削加工等。有關(guān)人士指出,數(shù)控機床的附件及其配套功能的附件是我國機械制造業(yè)“十五”計劃重點發(fā)展的對象。雖然目前國內(nèi)數(shù)控機床產(chǎn)品附件的研發(fā)從無到有,取得了非常顯著的成績,但與國外先進(jìn)水平相比還是有著一定的差距。我國正在從工業(yè)大國向工業(yè)強國的方向發(fā)展,對數(shù)控機床轉(zhuǎn)塔刀架的需求也越來越迫切。然而我國對轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計生產(chǎn)主要都是依賴于先進(jìn)國家的,國內(nèi)自己生產(chǎn)的刀架在質(zhì)量和性能上都與國際上同類產(chǎn)品有著一定的差距。為確保國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,就必須把數(shù)控機床附件產(chǎn)業(yè)盡快搞上去。因此加大數(shù)控機床附件行業(yè)科研和技術(shù)改進(jìn)投入,使國產(chǎn)數(shù)控機床附件有一個大發(fā)展顯得尤為重要。轉(zhuǎn)塔刀架是數(shù)控機床附件中尤為重要的一個部件。
1.3刀架的功能
數(shù)控機床上的刀架是安放刀具的重要部件,許多刀架還直接參與切削工作,如臥式車床上的四方刀架,轉(zhuǎn)塔車床的轉(zhuǎn)塔刀架,回輪式轉(zhuǎn)塔車床的回輪刀架,自動車床的轉(zhuǎn)塔刀架和天平刀架等。這些刀架既安放刀具,而且還直接參與切削,承受極大的切削力作用,所以它往往成為工藝系統(tǒng)中的較薄弱環(huán)節(jié)。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展,機床的刀架也有了許多變化,特別是數(shù)控車床上采用電(液)換位的自動刀架,有的還使用兩個回轉(zhuǎn)刀盤。加工中心則進(jìn)一步采用了刀庫和換刀機械手,定現(xiàn)了大容量存儲刀具和自動交換刀具的功能,這種刀庫安放刀具的數(shù)量從幾十把到上百把,自動交換刀具的時間從十幾秒減少到幾秒甚至零點幾秒。這種刀庫和換刀機械手組成的自動換刀裝置,就成為加工中心的主要特征。
因此,刀架的性能和結(jié)構(gòu)往往直接影響到機床的切削性能、切削效率和體現(xiàn)了機床的設(shè)計和制造技術(shù)水平。
1.4發(fā)展的趨勢
目前數(shù)控刀架發(fā)展趨勢是:隨著數(shù)控車床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動等方向發(fā)展。國內(nèi)數(shù)控刀架主要以電動為主,又分為立式與臥式這兩種。立式刀架有四、六工位這兩種形式,主要用在簡易的數(shù)控車床;臥式刀架則有八、十、十二等多種工位,可正、反方向的旋轉(zhuǎn),就近選刀,可用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有用液動刀架和伺服驅(qū)動刀架。
對數(shù)控刀架的市場分析:國產(chǎn)的數(shù)控車床將在今后向中高檔方向發(fā)展,中檔采用一般的數(shù)控刀架配套,高檔則采用動力型刀架,同時兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等新品種,近年來需求量會大幅增長。
1.5本章小結(jié)
轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計主要分為機械和液壓兩個部分。機械部分為本設(shè)計的主要部分,包括對轉(zhuǎn)塔車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計;液壓部分包括對液壓系統(tǒng)的設(shè)計。在設(shè)計過程中,應(yīng)該熟練的掌握對計算機的應(yīng)用和各種畫圖軟件,比如 Solid Works和CAD等。
隨著科技的日新月異,現(xiàn)在產(chǎn)品對數(shù)控機床的要求也越來越高,一般的數(shù)控機床已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代加工中一些零件對機床的要求。因此本次轉(zhuǎn)塔道濟(jì)的設(shè)計就是在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時,以最經(jīng)濟(jì)的方法、合理利用設(shè)備,最大限度的縮短加工時間和輔助時間,提高了自動化程度,從而得到最大化的經(jīng)濟(jì)效益于社會效益。
通過這一次設(shè)計積累一些實際經(jīng)驗,讓我更加深了對自身專業(yè)知識的認(rèn)識,也必然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力,更強的溝通力和理解力。
第2章 刀架總體設(shè)計思路
轉(zhuǎn)塔刀架是轉(zhuǎn)塔車床的重要部件之一,同時也是本次畢業(yè)設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容。轉(zhuǎn)塔刀架上可以同時安裝多把刀具,通過電液控制來實現(xiàn)自動循環(huán)。轉(zhuǎn)塔刀架主要用于零件的鉆、擴、鉸孔、攻絲等加工。轉(zhuǎn)塔刀架可自動順序轉(zhuǎn)位,進(jìn)行自動走刀,依次參加切削等加工。
2.1 刀架轉(zhuǎn)塔頭設(shè)計
舊時的轉(zhuǎn)塔機床都采用轉(zhuǎn)臺式自動換刀裝置。本次設(shè)計的轉(zhuǎn)塔機床的換刀采用轉(zhuǎn)塔頭式換刀裝置。其轉(zhuǎn)塔頭的各面都具有專用刀具的安裝孔,可以同時安裝多把刀具。在加工過程中,可以根據(jù)零件的不同要求來跟換不同的刀具來進(jìn)行加工,提高生產(chǎn)效率。轉(zhuǎn)塔頭在設(shè)計中拆裝簡單方便,降低了操作的難度,可以在必要的時候更換轉(zhuǎn)塔頭。為了提高轉(zhuǎn)塔頭在加工的效率,采用由液壓驅(qū)動依次轉(zhuǎn)位的方式,變換加工刀具。
2.2 刀架轉(zhuǎn)塔滑座設(shè)計
轉(zhuǎn)塔刀架的滑座是和轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)塔頭安裝在一起的,轉(zhuǎn)塔滑座按照導(dǎo)軌的方向運動。轉(zhuǎn)塔頭上安裝的刀具在轉(zhuǎn)塔滑座的提供的進(jìn)給運動下,對零件進(jìn)行加工,保證零件上的各個工序的完成。轉(zhuǎn)塔滑座是由進(jìn)給油缸提供動力進(jìn)行運動,其行程是由定位鼓中的定位螺桿所控制的?;暮侠碓O(shè)計能夠保證機床的工作效率和加工零件的尺寸精度。
2.3 刀架滑座導(dǎo)軌的設(shè)計
轉(zhuǎn)塔刀架的滑座是沿其導(dǎo)軌運動的,因此導(dǎo)軌的設(shè)計對刀架的運動方式和方向有重要的作用。導(dǎo)軌的質(zhì)量對機床剛度、加工精度和使用壽命具有很大的影響。作為機床進(jìn)給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),數(shù)控機床的導(dǎo)軌比普通機床的導(dǎo)軌要求更高。希望其高速進(jìn)給時不發(fā)生振動,低速進(jìn)給時不出現(xiàn)爬行,領(lǐng)命度高,耐磨性好,可在重載下長期連續(xù)工作,精度保持性好等。
2.4 刀架總體方案設(shè)計
轉(zhuǎn)塔刀架的進(jìn)給運動主要分為兩部分:立刀架沿著立刀架支架作上下的垂直進(jìn)給運動和沿著床身作左右的縱向進(jìn)給運動。轉(zhuǎn)塔頭裝在轉(zhuǎn)塔滑座,滑座可沿床身導(dǎo)軌作縱向進(jìn)給運動,有進(jìn)給油缸驅(qū)動。滑座移動行程由定位鼓中的螺桿控制。定位鼓端面上裝有十個定位螺桿。磚塔頭轉(zhuǎn)一次位,經(jīng)套、錐齒輪和軸使定位鼓也轉(zhuǎn)一次位,以變換相應(yīng)的定位桿。
轉(zhuǎn)塔刀架是由液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制,加工循環(huán)結(jié)束后,床鞍退至床身末端,刀架進(jìn)行轉(zhuǎn)位。刀架轉(zhuǎn)位時,油缸通過杠桿帶動中心軸控制轉(zhuǎn)塔頭抬起,使刀架轉(zhuǎn)過36°。轉(zhuǎn)位后,刀架由定位螺桿定位,轉(zhuǎn)位油缸回油復(fù)位,至此轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位結(jié)束。
油缸中的活塞桿帶動杠桿下移時,則杠桿下移時,則杠桿的左端,經(jīng)中心軸將磚塔頭抬起,使定位銷離開滑座。此時,有撥叉將離合器與齒輪端面齒嚙合,再由油缸中的和齒輪相嚙合的活塞齒條作往復(fù)運動,經(jīng)齒輪、離合器、花鍵套、蓋帶動轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位或作反靠定位。轉(zhuǎn)位和定位完畢后,活塞桿上升,由杠桿和中心軸等夾緊轉(zhuǎn)塔頭。若杠桿右端擋塊壓下微動開關(guān)時,發(fā)出訊號,使滑座進(jìn)給和主軸轉(zhuǎn)動作切削加工。
轉(zhuǎn)塔車床的刀架是轉(zhuǎn)塔車床比較重要的部分之一,它由轉(zhuǎn)塔頭、轉(zhuǎn)塔滑座、定位螺桿、油缸等部件組成。其中轉(zhuǎn)塔頭和轉(zhuǎn)塔滑座是最為重要的零件,轉(zhuǎn)塔刀架可以安裝十多把刀具,每次完成一個工具后可以順序轉(zhuǎn)位,刀具按順序自動參與加工活動,從而提高機床的加工效率。
對于一些精度要求高的零件,轉(zhuǎn)塔刀架的加工方式有所不同。一般轉(zhuǎn)塔刀架先退刀,然后應(yīng)先微抬,使刀尖不擦傷工件表面。并且轉(zhuǎn)塔刀架縱向進(jìn)給行程由定位鼓上的定位螺桿精確控制。定位鼓端面上裝的十個定位螺桿與刀架上十個刀具互相對應(yīng),當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)位時,定位鼓由軸端齒輪傳動,也作相應(yīng)的轉(zhuǎn)位。在零件的加工中轉(zhuǎn)塔刀架在液壓系統(tǒng)的控制下實行自動循環(huán)。轉(zhuǎn)塔刀架自動循環(huán)為:滑座快進(jìn)—工進(jìn)—快退—轉(zhuǎn)塔頭松開和抬起—轉(zhuǎn)塔頭轉(zhuǎn)位—轉(zhuǎn)塔頭反靠定位—轉(zhuǎn)塔頭夾緊。
轉(zhuǎn)塔刀架必須具有良好的強度和剛度,以承受粗加工的切削力,同時要保證轉(zhuǎn)塔刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。
第3章 刀架液壓系統(tǒng)的設(shè)計思路
進(jìn)給傳動系統(tǒng)的工作原理是以液體作為工作介質(zhì),利用液體的壓力能來傳遞動力和運動的。在液壓系統(tǒng)工作時,必須對油液進(jìn)行方向、流量和壓力的控制與調(diào)節(jié),以適應(yīng)工作部件對方向、速度和力的要求。液壓系統(tǒng)是機床實現(xiàn)進(jìn)給運動和輔助運動(快進(jìn)、快退、分齒等)的主要裝置,一般采用機械、液壓或者電氣等傳動方式。
轉(zhuǎn)塔刀架的進(jìn)給運動是機床的基本運動之一,對于零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率都有直接的影響。對于有一定加工范圍的機床,其進(jìn)給運動還要求能夠變速,以適應(yīng)不同的工藝要求。當(dāng)進(jìn)給量級數(shù)較多時,通常采用等比數(shù)列作為進(jìn)給量系列。進(jìn)給運動同主運動相比,其特點主要是功率和速度都很低,而且大多以直線運動為主。
轉(zhuǎn)塔車床的上的進(jìn)給傳動運動主要分為兩部分:立刀架沿著立刀架支架作上下的垂直進(jìn)給運動;轉(zhuǎn)塔刀架沿著床身作左右的縱向進(jìn)給運動。
3.1 刀架進(jìn)給傳動系統(tǒng)
轉(zhuǎn)塔刀架的進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要由進(jìn)給油缸、活塞桿、轉(zhuǎn)塔刀架等組成。
3.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計
液壓系統(tǒng)是機械設(shè)備的一種動力裝置,因此,它的設(shè)計是整個機床設(shè)備的一部分,必須與刀架的設(shè)計聯(lián)系在一起同時進(jìn)行。一個完整的液壓系統(tǒng)主要由動力裝置、執(zhí)行裝置、控制與調(diào)節(jié)裝置、輔助裝置和傳動介質(zhì)組成。
液壓傳動也機械傳動相比,在同等體積下,液壓裝置能產(chǎn)生更大的動力。在同等功率下,液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,具有更大的功率密度;在液壓傳動裝置中,由于油液的不可壓縮性,依靠油液的連續(xù)流動進(jìn)行傳動,且油液有吸振能力,在油路中還可以設(shè)置液壓緩沖裝置,估傳動十分平穩(wěn),易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。液壓缸和液壓馬達(dá)能夠在長期高速狀態(tài)下工作不會過熱,同時采用了很多安全保護(hù)措施,能自動防止過載。
第4章 總結(jié)
機床的設(shè)計主要是在原有的普通機床上進(jìn)行改進(jìn),對其液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)塔刀架以及機床床身進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。其優(yōu)點是降低了機床的設(shè)計成本,更加便于維修,同時能夠更好的適用于生產(chǎn)實踐,對一些比較復(fù)雜的專業(yè)零件也可以加工,滿足其加工精度的要求。本文主要設(shè)計的內(nèi)容不要包括轉(zhuǎn)塔機床的機械部分和液壓系統(tǒng)傳動部分。機床的機械部分主要是對其轉(zhuǎn)塔刀架的結(jié)構(gòu)設(shè)計,其主要由轉(zhuǎn)塔頭、轉(zhuǎn)塔滑座、轉(zhuǎn)塔導(dǎo)軌以及其他輔助元件組成。在設(shè)計過程中運用了類比的設(shè)計方法和大膽組合設(shè)計創(chuàng)新方法,改善了轉(zhuǎn)塔車床加工零件的精度。
該機床的傳動方式采用機械傳動與液壓傳動相結(jié)合的方式實現(xiàn)了加工過程的自動化,提高了機床的工作效率。
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