熱盤加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)【進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)】

熱盤加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)【進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)】,進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì),熱盤加工專用機(jī)床設(shè)計(jì)【進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì),電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)】,加工,專用,機(jī)床,設(shè)計(jì),進(jìn)給,系統(tǒng) 機(jī)床設(shè)計(jì) 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)需求的變化，機(jī)床的設(shè)計(jì)理論和技術(shù)也在不斷的發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)和分析技術(shù)的飛速進(jìn)步，為機(jī)床設(shè)計(jì)方法的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支撐。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering,縮寫CAE0已在機(jī)床設(shè)計(jì)的各個(gè)階段得到了應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，使機(jī)床設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，由定性設(shè)計(jì)向定量設(shè)計(jì)，有靜態(tài)和線性分析向動(dòng)態(tài)和非線性分析，由可行性設(shè)計(jì)向最佳設(shè)計(jì)過(guò)渡。 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使得機(jī)床的傳動(dòng)與結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)機(jī)床的單軸運(yùn)動(dòng)及多軸聯(lián)動(dòng)，從而可以省去復(fù)雜笨重的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，使其結(jié)構(gòu)及布局產(chǎn)生很大的變化。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，社會(huì)需求也在發(fā)生變化。在機(jī)械制造業(yè)中，多種品種，小批量生產(chǎn)的需求日益增加，因此出現(xiàn)了與之相適應(yīng)的FMS（柔性制造系統(tǒng)）等先進(jìn)制造系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床是FMS的核心裝備。前期的FMS，可以說(shuō)是“以機(jī)床為主的系統(tǒng)”，即根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)床的特點(diǎn)來(lái)構(gòu)成FMS。但是，傳統(tǒng)的機(jī)床（包括數(shù)控機(jī)床）設(shè)計(jì)時(shí)并未考慮到它在FMS中的應(yīng)用，因此在功能上制約了FMS的發(fā)展。FMS的發(fā)展對(duì)機(jī)床提出了新的要求，要求機(jī)床設(shè)計(jì)向“以系統(tǒng)為主的機(jī)床設(shè)計(jì)發(fā)展”方向發(fā)展，即在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮他如何更好地適應(yīng)FMS等先進(jìn)制造系統(tǒng)的要求，例如要求具有時(shí)空柔性，與物流的可接近性等等，這就對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)的方法學(xué)提出了新的要求。機(jī)床的設(shè)計(jì)方法是根據(jù)其設(shè)計(jì)類型而定的。通用機(jī)床采用系列化設(shè)計(jì)方法。系列中基型產(chǎn)品屬創(chuàng)新設(shè)計(jì)類型，其他屬變型設(shè)計(jì)類型。有些機(jī)床，如組合機(jī)床屬組合設(shè)計(jì)類型。 在創(chuàng)新設(shè)計(jì)類型中，機(jī)床總體方案（包括運(yùn)動(dòng)功能方案和結(jié)構(gòu)布局方案）的產(chǎn)生方法可采用分析式設(shè)計(jì)（又稱試行設(shè)計(jì)）或創(chuàng)成式設(shè)計(jì)（又稱解析式設(shè)計(jì)）。前者是用類比分析，推理方法產(chǎn)生方案，是目前創(chuàng)新設(shè)計(jì)一般采用的方法；后者則用創(chuàng)成解析的方法生成方案，創(chuàng)新能力強(qiáng)，這種方法尚在研究發(fā)展之中。 機(jī)床設(shè)計(jì)步驟 機(jī)床的類型和要求不同，設(shè)計(jì)步驟也不同。按新的原理進(jìn)行加工的機(jī)床應(yīng)按創(chuàng)新設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行；成系列的機(jī)床產(chǎn)品應(yīng)按系列化設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行；通用化程度較高的機(jī)床產(chǎn)品，例如組合機(jī)床應(yīng)按模塊化設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行。 I.確定結(jié)構(gòu)原理 根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案，確定被設(shè)計(jì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)原理方案的主要內(nèi)容包括： （1）用途 即機(jī)床的工藝范圍，包括加工件的材料類型，形狀，質(zhì)量和尺寸范圍等。 （2）生產(chǎn)率 包括加工件的類型，批量及所要求的生產(chǎn)率。 （3）性能指標(biāo) 加工件要求的精度（用戶定貨設(shè)計(jì)）或機(jī)床的精度，剛度，熱變形，噪聲等性能指標(biāo)。 （4）主要參數(shù) 即確定機(jī)床的加工空間和主要參數(shù)。 （5）驅(qū)動(dòng)方式 機(jī)床的驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)方式。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式中又有普通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)方式的確定不僅與機(jī)床的成本有關(guān)，還將直接影響傳動(dòng)方式的確定。 （6）結(jié)構(gòu)原理 主要零部件應(yīng)滿足的要求和結(jié)構(gòu)原理，有時(shí)還需進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)，確定關(guān)鍵零部件自制還是外協(xié)。 （7）成本及生產(chǎn)周期 無(wú)論是訂貨還是工廠規(guī)劃產(chǎn)品，都應(yīng)確定成本及生產(chǎn)周期方面的指標(biāo)。 II.總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （1）運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì) 包括確定機(jī)床所需運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)，形式（直線運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），功能（主運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其它運(yùn)動(dòng)）及排列順序，最后畫出機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能圖。 （2）基本參數(shù)設(shè)計(jì) 包括尺寸參數(shù)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)。 （3）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括傳動(dòng)方式，傳動(dòng)原理圖及傳動(dòng)系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)。 （4）總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì) 包括運(yùn)動(dòng)功能分配，總體布局結(jié)構(gòu)形式及總體結(jié)構(gòu)方案圖設(shè)計(jì)。 （5）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 包括控制方式及控制原理，控制系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)。 III.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，確定各主要結(jié)構(gòu)的原理方案，設(shè)計(jì)部件裝配圖，對(duì)主要零件進(jìn)行分析計(jì)算或優(yōu)化，設(shè)計(jì)液壓原理和相應(yīng)的液壓部件裝配圖，設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)原理圖和相應(yīng)的電氣安裝接線圖，設(shè)計(jì)和完善機(jī)床總裝圖和總聯(lián)系尺寸圖。 IV工藝設(shè)計(jì) 機(jī)床的全部自制零件圖，編制標(biāo)準(zhǔn)件，通用件和自制件明細(xì)表，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，使用說(shuō)明書，指定機(jī)床的檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)文檔。 V機(jī)床整機(jī)綜合評(píng)價(jià) 對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)行整機(jī)性能分析和綜合評(píng)價(jià)。可對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，得到所謂的數(shù)學(xué)化樣機(jī)，又稱虛擬樣機(jī)。采用虛擬樣機(jī)對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，在實(shí)際樣機(jī)試造出來(lái)之前對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，可以大大減少新產(chǎn)品研制的風(fēng)險(xiǎn)，縮短研制的周期，提高研制的質(zhì)量。 上述步驟可以反復(fù)進(jìn)行，知道達(dá)到設(shè)計(jì)結(jié)果滿意為止。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)反復(fù)進(jìn)行可以提高一次設(shè)計(jì)成功率。 VI定型設(shè)計(jì) 在上述步驟完成后，可進(jìn)行實(shí)物樣機(jī)的制造，實(shí)驗(yàn)及評(píng)論。根據(jù)實(shí)物樣機(jī)的評(píng)論結(jié)果進(jìn)行修改設(shè)計(jì)，最終完成產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)。 關(guān)于深孔加工的工藝要求 深孔加工 ，是本設(shè)計(jì)的重中之重 。所謂深孔，就是當(dāng)加工孔的長(zhǎng)度與直徑之比達(dá)10倍左右，往往對(duì)精度及表面光潔度又有較高要求，使用一般的加工方法就比較難滿足。 I.深孔加工必須解決的問(wèn)題： 1） 刀具細(xì)長(zhǎng)剛度差，易引起刀具偏斜及與孔壁摩擦，因此在刀頭上均具有導(dǎo)向套來(lái)保證正確引入；同時(shí)，根據(jù)需要設(shè)置刀桿支承以減少刀桿的變形和振動(dòng)。 2） 切屑不易排出，采用分級(jí)進(jìn)給或者通過(guò)高壓切削液的內(nèi)排和外排刀具結(jié)構(gòu)排出切屑。 3） 刀具冷卻困難，通入高壓切削液對(duì)刀具進(jìn)行充分冷卻。 II．深孔加工的類型： 結(jié)合深孔加工的特點(diǎn)，關(guān)于深孔加工的工藝?yán)щy，已有相應(yīng)的方法進(jìn)行克服。 1）分級(jí)進(jìn)給深孔加工： 使用普通麻花鉆頭在鑄鐵件或鋼件上鉆直徑6~10mm以下的孔時(shí)，一般一次鉆深不宜大于6~10倍孔徑。當(dāng)鉆孔方向?yàn)樗綍r(shí)，在鋼件上一次鉆深不宜大于6倍孔徑，在鑄鐵上可達(dá)10倍左右孔徑。如果加工的孔深超過(guò)這個(gè)范圍時(shí)，可采用分級(jí)進(jìn)給的加工方法，即在鉆削過(guò)程中，使鉆頭加工一定深度后自動(dòng)退出工件，借以排出切屑，并進(jìn)行冷卻，然后再重新向前加工，不斷往復(fù)，直至加工完畢（每次鉆深，鑄鐵件取3~6倍孔徑；鋼件取0.5~2倍孔徑，孔較深時(shí)取小值）。這種加工方法適于鉆削較小直徑的孔深，但生產(chǎn)率及技工精度都比較低。 2）一次進(jìn)給深孔加工 它主要是用各種類型的特殊刀頭，并配備形影的接桿、傳動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)、切削液輸入器等，在深孔機(jī)床上進(jìn)行鉆、鉸、鏜及套料加工。從切屑的排出方式，可分外排屑（對(duì)鉸、鏜還可有向前或向后外排屑）及內(nèi)排屑；從切削刃數(shù)目，可以分單刃、雙刃及多刃，切削刃可采用高速鋼或硬質(zhì)合金。刀頭上均具有不同數(shù)量的導(dǎo)向支承塊，在加工過(guò)程中起導(dǎo)向作用，保證孔的平直度，同時(shí)也起擠光作用，提高加工孔的表面光潔度。 內(nèi)排屑深孔鉆具有單管內(nèi)排屑和雙管內(nèi)排屑（即噴射鉆）。雙管內(nèi)排屑深恐鉆比單管內(nèi)排屑深恐鉆及外排屑深孔鉆的加工效率和精度都較高。對(duì)不通的深孔進(jìn)行套料時(shí)，在套料完成后卸下套料刀，裝上芯棒切斷刀并使它的刀夾靠在芯棒上，通過(guò)專用進(jìn)給裝置進(jìn)行切斷，切斷到芯棒直徑4/5~5/6便退回切斷刀，稍加外力把芯棒折斷取出。 一般來(lái)說(shuō)，采用內(nèi)排屑比外排屑的加工直徑大，獲得的加工精度和表面光潔度高。 III.深孔加工的工作要點(diǎn) 機(jī)床在前及加工過(guò)程中，應(yīng)檢查和注意如下幾點(diǎn)： 1） 主軸、刀具導(dǎo)向套、刀桿支承套、工件支承套等中心線的不同軸度應(yīng)符合要求。 2） 檢查切削液系統(tǒng)是否暢通和正常工作，特備是多刃內(nèi)排屑深孔鉆（噴吸鉆）的噴吸效應(yīng)，尤其應(yīng)該認(rèn)真檢查。 3） 工件的加工端面上部應(yīng)有中心孔，并避免在斜面上鉆孔。 4） 切屑形狀是否正常。它與工件材料、刀具幾何形狀、切削用量等有關(guān)。兩條分離而每條按一定方向向內(nèi)卷曲的切削形狀最好，應(yīng)避免形成直的帶狀切屑。 5） 采用較高速度加工通孔，當(dāng)鉆頭即將鉆通時(shí)，最好停車或降速，防止損壞鉆頭和出口處。 6） 應(yīng)避免在加工過(guò)程中停車，如必須停車，則應(yīng)先停止進(jìn)給并將刀具退回一段距離，然后停止油泵和主運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)，以防刀具在孔中產(chǎn)生“咬死”現(xiàn)象。