立式數(shù)控車床工藝設(shè)計研究
發(fā)布時間：2014-07-30 09:52
1 轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床工藝方案分析
1.1 整體式轉(zhuǎn)向節(jié)工藝特性
形狀如羊角，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；毛坯為鍛件，加工余量大，特別是法蘭盤根部圓弧部分；工件偏重，轉(zhuǎn)動慣量大；定位夾緊困難。
1.2 機床方案
根據(jù)轉(zhuǎn)向節(jié)工藝特性和定位夾緊要求，該機床采用主軸偏置的立式數(shù)控車床結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)立式數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，增設(shè)尾座頂尖部件，并設(shè)計專用車具，形成高效加工轉(zhuǎn)向節(jié)的新型機床，同時仍具備通用數(shù)控立車的功能。電氣控制系統(tǒng)為日本FANUC-0i-Mate數(shù)控系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)為符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的疊加閥結(jié)構(gòu)。
1.3 機床的工作循環(huán)
安裝工件—定位夾緊—數(shù)控滑臺快移—X、Z軸聯(lián)動，筆耕論文，同時主軸旋轉(zhuǎn)—完成外圓加工—數(shù)控滑臺快退至原位—伺服刀架換刀—數(shù)控滑臺快移—X、Z軸聯(lián)動，完成工件外圓各槽的加工—數(shù)控滑臺快退至原位—伺服刀架換刀—數(shù)控滑臺快移—X、Z軸聯(lián)動，完成工件各螺紋的加工—數(shù)控滑臺退至原位—松卡—卸下工件—進(jìn)入下一循環(huán)。
2 轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床部件設(shè)計
2.1 主軸箱設(shè)計
2.1.1 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計
本機床為立式結(jié)構(gòu)，主軸箱就是傳統(tǒng)意義上的床身 ，其作用一是安裝主軸及其傳動系統(tǒng)，二是支撐立柱即在其上安裝的縱橫滑板和電動刀架。因此要求主軸箱具有據(jù)夠的剛性，結(jié)構(gòu)必須合理，長期使用不變形。
2.1.2 主軸箱傳動系統(tǒng)
傳動比確定：機床主要加工轉(zhuǎn)向節(jié)，兼顧通用數(shù)控立車功能，傳動比為1:10，最低轉(zhuǎn)速為63轉(zhuǎn)“分鐘，最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)”分鐘；轉(zhuǎn)動路線確定：傳動路線采用伺服電機通過行星減速箱、皮帶輪驅(qū)動主軸單元使主軸旋轉(zhuǎn)；主軸單元結(jié)構(gòu)：采用主軸單元結(jié)構(gòu)目的是方便制造、安裝、維修。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適合加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適應(yīng)加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要，第一滿足剛性要求，旋轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性；第二要有夾緊油缸及分油裝置；第三動力卡盤和專用車具可快速切換，實現(xiàn)通用立式數(shù)控車床功能和專用轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控加工的切換。據(jù)此，選用的主軸單元為標(biāo)準(zhǔn)50規(guī)格的車主軸支撐形式，具有高剛性、高精度的特點。
2.2 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
2.2.1 縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)設(shè)計
縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要有縱向滑板和縱向滾珠絲杠傳動副組成。其縱向滑板安裝在立柱的縱向滾動導(dǎo)軌上，它可以沿立柱導(dǎo)軌做縱向運動。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強�？v向伺服電機經(jīng)聯(lián)軸直接驅(qū)動滾珠絲杠螺母副，帶動縱向滑板沿立柱導(dǎo)軌運動。
2.2.2 橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
橫向進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要由橫向滑板和橫向滾珠絲杠傳動副組成。其橫向滑板安裝在縱向護(hù)板的橫向滾動導(dǎo)軌上，它可沿著縱向滑板向滑板橫向?qū)к壸鰴M向運動。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強。橫向伺服電機經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動滾珠絲杠螺母副，帶動橫向滑板沿縱向滑板橫向?qū)к夁\動。
2.3 轉(zhuǎn)向節(jié)工裝夾具設(shè)計
2.3.1 頂尖部件設(shè)計
頂尖是機床的重要定位機構(gòu)，其功用：定位功能、回轉(zhuǎn)功能、夾緊功能，其動作：安裝工件時，頂尖部件處于上部，當(dāng)工件在專用車具的正確位置上時，頂尖在油缸的作用下向下移動，使上頂尖頂緊工件桿部上頂尖孔，完成工件的定位夾緊。主軸旋轉(zhuǎn)時頂尖也隨著旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機床的主運動。設(shè)計此部件首先確定夾緊力，設(shè)計驅(qū)動油缸的規(guī)格，確保夾緊可靠；轉(zhuǎn)向節(jié)是不平衡件，頂尖主軸及頂尖要有足夠的剛性，以保證回轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性。
本文編號：6371
1.1 整體式轉(zhuǎn)向節(jié)工藝特性
形狀如羊角，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；毛坯為鍛件，加工余量大，特別是法蘭盤根部圓弧部分；工件偏重，轉(zhuǎn)動慣量大；定位夾緊困難。
1.2 機床方案
根據(jù)轉(zhuǎn)向節(jié)工藝特性和定位夾緊要求，該機床采用主軸偏置的立式數(shù)控車床結(jié)構(gòu)，在傳統(tǒng)立式數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，增設(shè)尾座頂尖部件，并設(shè)計專用車具，形成高效加工轉(zhuǎn)向節(jié)的新型機床，同時仍具備通用數(shù)控立車的功能。電氣控制系統(tǒng)為日本FANUC-0i-Mate數(shù)控系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)為符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的疊加閥結(jié)構(gòu)。
1.3 機床的工作循環(huán)
安裝工件—定位夾緊—數(shù)控滑臺快移—X、Z軸聯(lián)動，筆耕論文，同時主軸旋轉(zhuǎn)—完成外圓加工—數(shù)控滑臺快退至原位—伺服刀架換刀—數(shù)控滑臺快移—X、Z軸聯(lián)動，完成工件外圓各槽的加工—數(shù)控滑臺快退至原位—伺服刀架換刀—數(shù)控滑臺快移—X、Z軸聯(lián)動，完成工件各螺紋的加工—數(shù)控滑臺退至原位—松卡—卸下工件—進(jìn)入下一循環(huán)。
2 轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床部件設(shè)計
2.1 主軸箱設(shè)計
2.1.1 主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計
本機床為立式結(jié)構(gòu)，主軸箱就是傳統(tǒng)意義上的床身 ，其作用一是安裝主軸及其傳動系統(tǒng)，二是支撐立柱即在其上安裝的縱橫滑板和電動刀架。因此要求主軸箱具有據(jù)夠的剛性，結(jié)構(gòu)必須合理，長期使用不變形。
2.1.2 主軸箱傳動系統(tǒng)
傳動比確定：機床主要加工轉(zhuǎn)向節(jié)，兼顧通用數(shù)控立車功能，傳動比為1:10，最低轉(zhuǎn)速為63轉(zhuǎn)“分鐘，最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)”分鐘；轉(zhuǎn)動路線確定：傳動路線采用伺服電機通過行星減速箱、皮帶輪驅(qū)動主軸單元使主軸旋轉(zhuǎn)；主軸單元結(jié)構(gòu)：采用主軸單元結(jié)構(gòu)目的是方便制造、安裝、維修。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適合加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適應(yīng)加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要，第一滿足剛性要求，旋轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性；第二要有夾緊油缸及分油裝置；第三動力卡盤和專用車具可快速切換，實現(xiàn)通用立式數(shù)控車床功能和專用轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控加工的切換。據(jù)此，選用的主軸單元為標(biāo)準(zhǔn)50規(guī)格的車主軸支撐形式，具有高剛性、高精度的特點。
2.2 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
2.2.1 縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)設(shè)計
縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要有縱向滑板和縱向滾珠絲杠傳動副組成。其縱向滑板安裝在立柱的縱向滾動導(dǎo)軌上，它可以沿立柱導(dǎo)軌做縱向運動。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強�？v向伺服電機經(jīng)聯(lián)軸直接驅(qū)動滾珠絲杠螺母副，帶動縱向滑板沿立柱導(dǎo)軌運動。
2.2.2 橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計
橫向進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要由橫向滑板和橫向滾珠絲杠傳動副組成。其橫向滑板安裝在縱向護(hù)板的橫向滾動導(dǎo)軌上，它可沿著縱向滑板向滑板橫向?qū)к壸鰴M向運動。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強。橫向伺服電機經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動滾珠絲杠螺母副，帶動橫向滑板沿縱向滑板橫向?qū)к夁\動。
2.3 轉(zhuǎn)向節(jié)工裝夾具設(shè)計
2.3.1 頂尖部件設(shè)計
頂尖是機床的重要定位機構(gòu)，其功用：定位功能、回轉(zhuǎn)功能、夾緊功能，其動作：安裝工件時，頂尖部件處于上部，當(dāng)工件在專用車具的正確位置上時，頂尖在油缸的作用下向下移動，使上頂尖頂緊工件桿部上頂尖孔，完成工件的定位夾緊。主軸旋轉(zhuǎn)時頂尖也隨著旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機床的主運動。設(shè)計此部件首先確定夾緊力，設(shè)計驅(qū)動油缸的規(guī)格，確保夾緊可靠；轉(zhuǎn)向節(jié)是不平衡件，頂尖主軸及頂尖要有足夠的剛性，以保證回轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性。
本文編號：6371
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