B690型牛頭刨床的液壓及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)含10張CAD圖
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一、選題依據(jù)
1、研究領(lǐng)域
機(jī)電控制、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)
2、論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
牛頭刨床是普通用途的刨削機(jī)床,利用往復(fù)運(yùn)動(dòng)的刀具切割已固定在工作臺(tái)上的工件,機(jī)床的主要參數(shù)是最大刨削長(zhǎng)度,主要用于單件小批量生產(chǎn)中刨削中小型工件的平面、成型面和溝槽。牛頭刨床運(yùn)動(dòng)過(guò)程中主要涉及兩大系統(tǒng),分別是傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)有純機(jī)械式和液壓式兩種兩種傳動(dòng)方式,中小型牛頭刨床一般采用機(jī)械傳動(dòng)(曲柄搖桿機(jī)構(gòu))例如 B665 等型號(hào),這種牛頭刨的主要特點(diǎn)是滑枕的移動(dòng)速度不均勻,以及速度變級(jí)受限等諸多問(wèn)題;大型牛頭刨床多采用的是液壓傳動(dòng)方式, 例如 B690 型液壓牛頭刨床,與傳統(tǒng)的機(jī)械式傳動(dòng)相比,液壓傳動(dòng)有很大的進(jìn)步,我們用液壓操縱箱機(jī)構(gòu)代替了滑桿搖塊機(jī)構(gòu),保證了滑枕的移動(dòng)基本是勻速運(yùn)動(dòng),用現(xiàn)代無(wú)級(jí)變速的液壓技術(shù)取代了有限速度變級(jí)的機(jī)械傳動(dòng),大大的擴(kuò)寬了調(diào)速范圍。所以在傳動(dòng)系統(tǒng)方面,有很大的進(jìn)步。
而另一部分為控制系統(tǒng),無(wú)疑也是十分重要的。刨床如果控制和使用得當(dāng),不僅能提高效率、節(jié)約成本,還能延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。而傳動(dòng)部分相對(duì)來(lái)說(shuō)較為穩(wěn)定,所以機(jī)床能否運(yùn)行在最佳狀態(tài)即取決于電氣控制系統(tǒng)的控制方式。而此次采取的 PLC 控制,能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)邏輯控制和變頻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制,在很大程度上可以提高刨床的效率和加工精度,加強(qiáng)刨床的可靠性和穩(wěn)定性。同時(shí) PLC 具有可靠性高、功耗低、維修方便成本低等諸多優(yōu)勢(shì),從而可以達(dá)到減少投資、降低功耗等目的。
牛頭刨床的應(yīng)用十分廣泛,一般行業(yè)包括模具行業(yè)、汽車(chē)行業(yè),高精尖行業(yè)包括航空航天、軍事裝備等方面。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,也使牛頭刨床等機(jī)床持續(xù)有較大的需求,同時(shí)我國(guó)政府提出了 2025 計(jì)劃,這也說(shuō)明在宏觀政策下,牛頭刨床以及整個(gè)機(jī)床行業(yè)都是大有可為的,雖然我們?cè)谙驍?shù)字化智能化邁進(jìn),但在現(xiàn)階段以及相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),普通機(jī)床例如牛頭刨床等仍然會(huì)發(fā)揮巨大作用。所以對(duì)牛頭刨床進(jìn)行深入研究并掌握相關(guān)的知識(shí)是十分有必要的,所以這個(gè)課題也是十分有意義的。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
在第一次工業(yè)革命時(shí)期,牛頭刨床被發(fā)明于英國(guó),在這個(gè)時(shí)期,還發(fā)明了許多其他形式的機(jī)床。機(jī)床的發(fā)明,解放了勞動(dòng)力,改善了我們的生活水平,在提高生活質(zhì)
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量的同時(shí),又促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步。
從目前世界上牛頭刨床的擁有量上看,德國(guó)是使用牛頭刨床最多的國(guó)家,美國(guó)的牛頭刨床擁有量也很多,德國(guó)的牛頭刨床首先從外形上來(lái)看,整個(gè)機(jī)床造型墩實(shí)厚重, 每個(gè)零部件都不會(huì)偷工減料,產(chǎn)品精益求精。比如刨削長(zhǎng)度是 1 米的機(jī)床重量可以達(dá)
到 5 噸多,牛頭刨床的穩(wěn)定性很好,精度相應(yīng)也很高。另一個(gè)方面是德系牛頭刨床工
作效率很高,滑枕速度很快,可以達(dá)到國(guó)內(nèi)同等質(zhì)量水平的一點(diǎn) 5 倍以上,電機(jī)功率也很大,效率高、干起活來(lái)很快,能源耗費(fèi)反而很少。
史上最大的牛頭刨床產(chǎn)自俄羅斯,它的刨削長(zhǎng)度達(dá)到 1.8 米,比國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的最大
牛頭刨床多出 30 公分(目前我國(guó)最大型號(hào)是來(lái)自沈陽(yáng)的 1.5 米的。如果超過(guò) 1.5 米
就很難生產(chǎn),對(duì)機(jī)床的各個(gè)零件的性能要求也比較高)機(jī)床總重量達(dá)到 8 噸,屬于重型設(shè)備。據(jù)了解它主要應(yīng)用于船舶螺旋槳的加工和刨削,以及大型設(shè)備的加工。精度也非常高,目前只在北京和上海有現(xiàn)貨和的樣品。一個(gè)機(jī)床的最大型號(hào)能否進(jìn)行突破和向上發(fā)展,代表了一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力,此次俄羅斯試生產(chǎn)成功表明了他的重工業(yè)實(shí)力非凡。
而我國(guó)是在這方面屬于新興國(guó)家,牛頭刨床擁有量?jī)H次于德國(guó)和美國(guó),位于世界第三位,但是中國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái),一直保持高速的發(fā)展,相信在不久的將來(lái),憑著中國(guó)的高速發(fā)展和世界對(duì)于中國(guó)這個(gè)世界工廠的需求,中國(guó)將成為世界上牛頭刨床擁有量最多的國(guó)家。但縱觀我國(guó)牛頭刨床,都只是簡(jiǎn)單的技術(shù)改造,技術(shù)水平還停留在比較初級(jí)的階段,與國(guó)外差距很遠(yuǎn),它能進(jìn)行一些精度不高的加工。我國(guó)目前已經(jīng)擁有了機(jī)械牛頭刨床,液壓牛頭刨床,數(shù)控牛頭刨床,還有正在研究的雙向牛頭刨床。但是每一種型號(hào)都不是全面的全能的,各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),每一種機(jī)床都需要進(jìn)行改進(jìn)突破和創(chuàng)新。國(guó)外機(jī)床很多領(lǐng)域都占據(jù)主導(dǎo)地位,中國(guó)制造都是中低端產(chǎn)品。開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)制造,已成為全社會(huì)的共識(shí)??渴召?gòu)不可行,因?yàn)楦呖萍际侨思业暮诵臋C(jī)密,是國(guó)外經(jīng)濟(jì)命脈,國(guó)外不可能會(huì)輕易把技術(shù)傳給你,,所以我們只有一條路可走,那就是自己研發(fā),這種境況已經(jīng)迫在眉睫,很多低效率的機(jī)床所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品,質(zhì)量很差。比如說(shuō)汽車(chē),國(guó)產(chǎn)車(chē)經(jīng)常出問(wèn)題,磨損大,耗油高,性能不好, 就是因?yàn)樯a(chǎn)汽車(chē)零部件的機(jī)床精度不夠造成。這個(gè)方面的例子比比皆是,從各個(gè)方面都能夠反映出來(lái),甚至是 1 顆小小的螺絲釘都能夠反映出這個(gè)國(guó)家整體質(zhì)量水平如何,所以我們要切切實(shí)實(shí)的提高機(jī)床的質(zhì)量,牛頭刨床廠家要切切實(shí)實(shí)的提高牛頭刨床的質(zhì)量。目前我國(guó)正在處于工業(yè)化國(guó)家中期發(fā)展階段,很多行業(yè)需要進(jìn)一步的鞏固,
現(xiàn)在正處于關(guān)鍵發(fā)展階段,在這一期間,我們可以向一些支柱性工業(yè),比如數(shù)控車(chē)床行業(yè),再比如牛頭刨床行業(yè),這些中小機(jī)床滿足了我國(guó)機(jī)床工程量 72%以上的項(xiàng)目, 從發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展歷史經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,這一階段期間最主要的特點(diǎn)就是制造業(yè)設(shè)備更新發(fā)展速度明顯很快,而且其設(shè)備改造加速,企業(yè)設(shè)備更新改造投資占固定資產(chǎn)投資的比將要逐步提高。在一些歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,他們國(guó)家的機(jī)床行業(yè)相當(dāng)發(fā)達(dá),許多中小機(jī)床, 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用相當(dāng)普遍。但是在我國(guó)機(jī)床人均占有量很低,特別是高端設(shè)備方面人均擁有量更少,這就是我們國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距之所在,從這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)的機(jī)床行業(yè)還有很大的發(fā)展空間,無(wú)論是在牛頭刨床上還是在高端設(shè)備數(shù)控機(jī)床方面都需要一個(gè)量的增長(zhǎng)和質(zhì)量的增長(zhǎng)。
雖說(shuō)中國(guó)現(xiàn)階段市場(chǎng)上最主要的還是機(jī)械式和液壓式牛頭刨床,但對(duì)于日后的發(fā)展而言,數(shù)控機(jī)床,大型加工中心才是日后發(fā)展的方向。德國(guó)在 2013 年漢諾威工業(yè)
博覽會(huì)上提出了工業(yè) 4.0 的概念,表示人類(lèi)將迎來(lái)以信息物理融合系統(tǒng)(CPS)為基礎(chǔ),以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命,這也能體現(xiàn)出未來(lái)機(jī)床行業(yè)的發(fā)展大趨勢(shì)。同時(shí),李克強(qiáng)總理也在 2015 年國(guó)務(wù)院發(fā)布的文件中
正式提出中國(guó)制造 2025 的發(fā)展戰(zhàn)略,其中第二條是推進(jìn)信息化與工業(yè)化深度融合, 第六條也將發(fā)展高檔數(shù)控機(jī)床列入了十大重點(diǎn)領(lǐng)域。這無(wú)不體現(xiàn)出機(jī)床行業(yè)要向高精、高細(xì)、高速、柔性、智能等方向發(fā)展。但在現(xiàn)階段以及相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),普通機(jī)床例如牛頭刨床等仍然會(huì)發(fā)揮巨大作用。
二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
B690 型液壓牛頭刨床機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算以及圖紙繪制,液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),控制系統(tǒng)編程、調(diào)試及仿真。
2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路)
(1) B690 型牛頭刨床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
(2) B690 型牛頭刨床的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì);
(3)控制系統(tǒng)程序的調(diào)控與運(yùn)行;
(4)基于宇龍機(jī)電仿真軟件,對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。
3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果
(1)弄清刨床機(jī)械結(jié)構(gòu),順利完成圖紙繪制,完成數(shù)據(jù)計(jì)算并分析
(2)完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析,明確其優(yōu)缺點(diǎn);
(3)完成機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
(4)基于宇龍的程序的編制和調(diào)試;
(5)相關(guān)外文資料的翻譯;
(6)1.0 萬(wàn)字以上的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
三、論文(設(shè)計(jì))工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù))
(1)依靠資料及所學(xué)知識(shí)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì);
B690 型液壓牛頭刨床技術(shù)規(guī)格如下: 產(chǎn)品型號(hào):B690 液壓牛頭刨床
最大刨削長(zhǎng)度:900mm 滑枕行程:150mm
工作臺(tái)最大橫向行程:750mm 工作臺(tái)最大垂直行程:320mm
滑枕底面到工作臺(tái)最大距離:400mm 刀具最大回轉(zhuǎn)角度: 正負(fù) 60 度
刀架最大垂直行程: 200mm
刨刀最大尺寸(寬*高):30*45mm
滑枕每次往復(fù)行程工作臺(tái)橫向進(jìn)給范圍:0.25-5mm 滑枕最大工作力:28KN
滑枕無(wú)級(jí)變速范圍: 3-37m/min 工作臺(tái)工作面尺寸:900*450mm 工作臺(tái)最大承載質(zhì)量:300kg
(2)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行選型、編程及調(diào)試。
(3)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析
2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃
(1)查閱并收集相關(guān)資料,了解國(guó)內(nèi)外情況,掌握與該題目相關(guān)的理論和知識(shí), 翻譯一篇外文獻(xiàn),根據(jù)老師下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告;(第一周~第三周)
(2)完成開(kāi)題報(bào)告答辯工作;(第四周)
(3)明確 B690 型液壓牛頭刨床的結(jié)構(gòu)及工作原理,具體工作過(guò)程等;(第五周)
(4)根據(jù)整體設(shè)計(jì)完成 B690 型液壓牛頭刨床機(jī)電控制部分設(shè)計(jì)和選型,熟練應(yīng)用宇龍軟件;(第六周~第八周)
(5)基于宇龍完成以上相關(guān)程序的編制和調(diào)試;(第九周)
(6)進(jìn)行 B690 型液壓牛頭刨床的總體設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)選型、圖紙繪制及相關(guān)設(shè)計(jì)分析;(第十周~第十二周)
(7)擬定論文提綱,撰寫(xiě)論文初稿;(第十三周)
(8)總體設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)的最終完成,相應(yīng)工作的完善,修改論文并定稿,同時(shí)寫(xiě)出中英文摘要;(第十四周~第十五周)
(9)總結(jié)論文,準(zhǔn)備答辯。(第十六周)
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
[01]余雷聲. 電氣控制與 PLC 應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.
[02] 萬(wàn)太福,唐賢永. 可編程序控制器及其應(yīng)用[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,2000.
[03]大連組合機(jī)床研究所. 組合機(jī)床設(shè)計(jì)[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1975.
[04] 王田苗, 丑武勝. 機(jī)電控制基礎(chǔ)理論及應(yīng)用[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2003
[05] 李建勇. 機(jī)電一體化技術(shù)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2004
[06] 王憲軍, 趙存友. 液壓傳動(dòng)[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工程大學(xué)出版社, 200
[07] 徐灝等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 第 5 卷[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000
[08] 王振臣.齊占慶.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007.
[09] 王艷穎.劉安生.機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)[M].大連大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,2012.
[10] SIMATIC.S7-200 可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)[M]SIEMENS.2008
[11] SIMATIC.S7-200 SMART 可編程控制器產(chǎn)品樣本[M].2011
[12]趙嵬.湯嘉力.郎文林.西門(mén)子 S7-200/300 系列 PLC 入門(mén)[M].電子工業(yè)出版社.2011
[13]陳為國(guó).B690 型液壓牛頭刨床液壓系統(tǒng)分析[J]南昌航空學(xué)院院報(bào).1998.1:47-52
[14]王鳳蘭,沙玉章.雙向刨削牛頭刨床的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì),2007,11:48-50.
[15]李琴.牛頭刨床的建模與動(dòng)力學(xué)仿真[J].煤礦機(jī)械,2011,02:51-53.
[16]李書(shū)平,朱揆慶,蔡昶.牛頭刨床雙向刨削機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)及改造[J].煤礦機(jī)械,2008,12:152-154.
[17]馬金河,王芊.牛頭刨床的數(shù)控改造[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2005,06:89-90.
[18]高飛.牛頭刨床的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].遼寧高職學(xué)報(bào),2012,10:71-73.
[19]孟兆明,常德功.按機(jī)構(gòu)壓力角大小最優(yōu)設(shè)計(jì)牛頭刨床[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2000,01:45-46. [20]Yo-AnLim,Jong-PhilKim,JooHongYoon,JehaRyu.AnAnalogInputShaperforStabilityE nhancementofHapticInterfacesandItsApplicationtoEnergy-BoundingAlgorithm[J].IFACPr oceedingsVolumes,2008,412:. [21]M.Baszczyk,P.Dorosz,S.Glab,W.Kucewicz,L.Mik,M.Sapor.Methodofsignaldetectionfr omsiliconphotomultipliersusingfullydifferentialChargetoTimeConverterandfastshaper[J].N
uclearInst.andMethodsinPhysicsResearch,A,2016,824:. [22]OukSubLee,DongHyeokKim,YongHwanHan,YeonChangPark.Dynamicdeformationof hottemperaturedegradedPOMandPPusingamodifiedSHPBwithpulseshapertechnique[J].Jou rnalofMechanicalScienceandTechnology,2008,229:
[23]Shen-WangLin,Cheng-ShunHan,Jiu-BinTan,ShenDong.Mathematicalmodelsformanuf acturinganovelgearshapercutter[J].JournalofMechanicalScienceandTechnology,2010,241:.
附:文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
本次設(shè)計(jì)題目我選擇的是 B690 型液壓牛頭刨床結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)前一階段對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)電一體化及機(jī)電控制技術(shù)課程的學(xué)習(xí),我已經(jīng)掌握和具備了一定的結(jié)構(gòu)分析、電氣控制技術(shù)等相關(guān)的知識(shí)和能力,完成此次設(shè)計(jì)可以使我掌握針對(duì)實(shí)際將設(shè)計(jì)與家電一體化結(jié)合起來(lái),培養(yǎng)自己設(shè)計(jì)機(jī)電綜合系統(tǒng)硬件部分的能力。
牛頭刨床是工程中應(yīng)用最多的機(jī)械之一,近年來(lái)我國(guó)設(shè)計(jì)制造的許多牛頭刨床新品,無(wú)論是在外觀和剛性或是在操作方便程度和加工性能等方面都已經(jīng)達(dá)到了比較先進(jìn)的水平,雖然與國(guó)際先進(jìn)水平還是有差距,但是相信隨著政府對(duì)制造業(yè)的重視,機(jī)床行業(yè)還是會(huì)有一個(gè)較好的發(fā)展。
本次的設(shè)計(jì)題目主要設(shè)計(jì)到了機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)、PLC 控制等相關(guān)領(lǐng)域,在后邊的敘述中,會(huì)針對(duì)本次設(shè)計(jì)的機(jī)床機(jī)械部分的設(shè)計(jì)(包括結(jié)構(gòu)、運(yùn)行情況等)、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇及優(yōu)缺點(diǎn)、機(jī)電控制系統(tǒng) PLC 的選型及設(shè)計(jì)思路逐一進(jìn)行說(shuō)明,并進(jìn)行總結(jié)。相信通過(guò)這次的工作過(guò)程,能夠進(jìn)一步幫助自己理清思路,為后期正式開(kāi)始的設(shè)計(jì)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
刨床是伴隨著蒸汽機(jī)一起產(chǎn)生的,由于蒸汽機(jī)閥座平面加工的需要,技術(shù)人員開(kāi)始了這方面的研究,從 1814 年開(kāi)始的數(shù)十年間,刨床有了快速的發(fā)展,1839 年第一次有了帶送刀裝置的刨床,在刨床發(fā)展上具有重大的意義。此后由于刀具的改進(jìn)以及電動(dòng)機(jī)的出現(xiàn),刨床一方面朝著高速切割、高精度的方向發(fā)展,另一方面也朝著大型化發(fā)展。在現(xiàn)在的機(jī)床行業(yè),高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控技術(shù)現(xiàn)在的總體趨勢(shì),并取得了很大的成績(jī):比如復(fù)合上,銑-車(chē)復(fù)合、成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工。數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的突破,在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如: 自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段,智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用,使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車(chē)銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來(lái)的絲級(jí)(0.01mm)提升到微米級(jí)(0.001mm),有些品種已達(dá)到 0.05μm 左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工,精度可穩(wěn)定達(dá)到 0.05μm 左右,形狀精度可達(dá) 0.01μm 左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)(0.001μm)。通過(guò)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù),提高機(jī)床加工的幾何精度,降低形位誤差、表面粗糙度等,從而進(jìn)入亞微米、納米級(jí)超精加工時(shí)代。功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展,并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置,高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī),高性能的直線滾動(dòng)組件,高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用, 極大的提高數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。機(jī)床工業(yè)是裝備制造業(yè)乃至整個(gè)工業(yè)發(fā)展的“母 機(jī)”,數(shù)控機(jī)床又代表著機(jī)床行業(yè)里最先進(jìn)的水平,相信它還會(huì)蓬勃發(fā)展,為制造業(yè)帶來(lái)更大的變革。
根據(jù)加工工件長(zhǎng)度,牛頭刨床可分為大中小三種形式。加工長(zhǎng)度在 400 毫米以?xún)?nèi)
的為小型,加工長(zhǎng)度在 400 到 600 之間的為中型,大于 600 時(shí)就已屬于大型牛頭刨了。而此次設(shè)計(jì)研究的 B690 牛頭刨床刨刀的尺寸可以達(dá)到 900 毫米,是當(dāng)之無(wú)愧的大型
牛頭刨床。它的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由床身、工作臺(tái)、橫梁、主刀架、立柱、側(cè)刀架等部分組成。機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)是又一單出桿活塞缸帶動(dòng)滑枕(滑枕上帶有刨刀)進(jìn)行的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng);進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)床身上的工作臺(tái)做間歇進(jìn)給。其中床身為箱體零件,上有 V 型導(dǎo)軌,工作臺(tái)安放在床身上,橫梁用于安裝滑枕,在刨削加工時(shí)橫梁處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)工作臺(tái)停止時(shí),可上下調(diào)整刀架高度。兩個(gè)垂直刀架可沿著橫梁導(dǎo)軌在水平方向、或沿刀架本身的滑板導(dǎo)軌在垂直方向上做快速進(jìn)給或工作進(jìn)給。右側(cè)刀架可沿立柱上下移動(dòng),以刨削垂直面。具體如圖 1 所示:
圖 1 刨床結(jié)構(gòu)示意圖
刨床的一個(gè)重要參數(shù)是最大刨削長(zhǎng)度,以為以此為標(biāo)志將牛頭刨分為了大中小三種, 一般加工長(zhǎng)度能達(dá)到 600 毫米以上就算是大型的了,而 B690 牛頭刨最大刨削長(zhǎng)度可以達(dá)到 900 毫米,是當(dāng)之無(wú)愧的大型牛頭刨了。但同是作為大型牛頭刨床,B690 卻與
B665 型之類(lèi)的機(jī)械傳功牛頭刨床截然不同,因?yàn)樗遣捎靡簤合到y(tǒng)來(lái)完成運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳輸?shù)?。?duì)于兩者傳動(dòng)方式的優(yōu)劣問(wèn)題,學(xué)界爭(zhēng)論由來(lái)已久。一部分認(rèn)為機(jī)械式傳動(dòng)更好,因?yàn)椴粌H結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可以由電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)來(lái)回運(yùn)動(dòng),解除了中間動(dòng)力傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)以及液壓泵這一環(huán)節(jié),減少了環(huán)境污染;同時(shí)針對(duì)國(guó)情來(lái)說(shuō),機(jī)械牛頭刨床價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單,無(wú)需過(guò)硬的特殊人才,易于上手加工,維修維護(hù)方便等。所以?xún)?yōu)勢(shì)要大于液壓傳動(dòng)。但還有一部分人則認(rèn)為,液壓傳輸過(guò)程中雖然有一些損耗動(dòng)力,可是通過(guò)液壓泵,一部分動(dòng)力傳輸?shù)脚俚队直患訌?qiáng)了,所以功率強(qiáng)勁。同時(shí),液壓箱的存在替代了傳統(tǒng)的滑塊搖桿機(jī)構(gòu),使用了無(wú)級(jí)變速大大擴(kuò)寬了調(diào)速范圍,所以?xún)?yōu)勢(shì)明顯。在查閱資料的過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)了許多的牛頭刨床存在的問(wèn)題,例如刨床在工作時(shí)換向頻繁,而且沖擊特別大,對(duì)機(jī)床的損傷特別嚴(yán)重,如果采用液壓傳動(dòng)我覺(jué)得可以適當(dāng)減少一些問(wèn)題,因?yàn)榭梢员WC滑枕的運(yùn)行更加平穩(wěn),刀具換向時(shí)沖擊更小一些, 這些對(duì)于機(jī)床本身都是十分有益的。同時(shí)液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),更加安全可靠, 這在我們生產(chǎn)加工領(lǐng)域意義也是十分重大的,所以我個(gè)人本身也比較傾向于液壓系 統(tǒng)。當(dāng)然我的意思不是說(shuō)液壓系統(tǒng)就是完美的,當(dāng)然也存在一些問(wèn)題,比如現(xiàn)在工程技術(shù)人員正在積極探討解決的液壓油溫度過(guò)高,液壓油的泄露問(wèn)題較為嚴(yán)重等,但我相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,這些問(wèn)題都會(huì)逐漸被解決。
一臺(tái)機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)是主體,但是它能否運(yùn)行在最佳狀態(tài),以及最大限度的延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命,就取決于它的控制系統(tǒng)。對(duì)于這部分,我認(rèn)為這要注意首執(zhí)行機(jī)構(gòu)能否按照要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)作(例如工作臺(tái)的進(jìn)給、后退,刀架的自動(dòng)抬起等),其次機(jī)電系統(tǒng)必須保證驅(qū)動(dòng)效率高、耗電量少,系統(tǒng)簡(jiǎn)潔,保證機(jī)床各個(gè)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性好。為了滿足各方面性能要求,此次設(shè)計(jì)決定選用 S7-200 系列 PLC 作為系統(tǒng)控制的核心元件。
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因?yàn)樗幸韵聝?yōu)點(diǎn):S7-200 系列 PLC 的用戶程序和部分或全部數(shù)據(jù)存放在 EPROM 中, 不同型號(hào)的 CPU 的用戶程序和數(shù)據(jù)容量略有區(qū)別,但都無(wú)需用鋰電池進(jìn)行掉電保護(hù)。平時(shí)掉電時(shí)靠超級(jí)電容保持,如果需要也可以通過(guò)程序把數(shù)據(jù)寫(xiě)入 EPROM,使數(shù)據(jù)永不丟失。同時(shí)各種機(jī)型上都具有一個(gè)存儲(chǔ)卡插孔,可以插入程序器卡。該程序器卡是一個(gè) EPROM 存儲(chǔ)器,是存放用戶程序的附件,體積小,重量輕,保管與傳遞都很方便, 在 STEP7 micro (S7-200 系列 PLC 編程軟件)中使用個(gè)人計(jì)算機(jī)或 S7-200 專(zhuān)用的手持式編程器可將 PLC 中的程序與數(shù)據(jù)寫(xiě)入程序卡,以備以后使用,故該程序卡也可作為程序與數(shù)據(jù)的備份。需要裝載程序時(shí),只需將己存入程序的存儲(chǔ)卡插入 PLC 后再上電, 幾秒鐘后斷電并把存儲(chǔ)卡拔下,存儲(chǔ)卡上的程序即自動(dòng)裝入 PLC。選定了 PLC 的型號(hào)以后,主要需要完成下列的工作:首先分析控制要求,畫(huà)出機(jī)床的控制原理圖;然后需要按要求列出 PLC 的輸入/輸出分配表,畫(huà)出 PLC 控制接線圖;其次進(jìn)行編程(梯形圖);完成上述各項(xiàng)步驟以后在宇龍仿真軟件上選出所需元器件,連出實(shí)物接線圖, 連接完成后進(jìn)行仿真分析。
以上是自己對(duì)此次設(shè)計(jì)機(jī)床整體及各部分的理解以及如何進(jìn)行各部分的設(shè)計(jì)工作,此刻在回顧自己從開(kāi)始著手查資料是的一無(wú)所知到現(xiàn)在的略有所得,無(wú)論從知識(shí)上還是心態(tài)上都有了一個(gè)提高,這也是我這次的最大收獲。相信接下來(lái)正式設(shè)計(jì)的工作中依然會(huì)遇到許多的問(wèn)題,但我相信在自己的努力下和王艷穎老師的幫助下,我一定會(huì)突破這些困難,收獲到知識(shí),收獲到快樂(lè)。
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