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外文翻译--四工位组合机床的设计与研制.doc

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外文翻译--四工位组合机床的设计与研制.doc

附录A四工位组合机床的设计与研制摘要摘要本文介绍了一种用于加工载重汽车轮毂的单面立式30轴钻、扩、铰组合机床,以及机床的设计方法、结构、性能特点和使用操作等。关键词组合机床轮毂设计研制四工位组合机床用于对载重汽车前、中后轮毂10270.033孔的钻、扩、铰加工。此类机床过去已有的设备相对落后,电气系统、液压系统及机床主要部件相对过时和陈旧。本文介绍的组合机床有较先进的电气控制系统和液压系统,机床的运行采用三菱可编程控制器程序控制,程序可根据加工流程图进行调整,变成方便灵活。它集粗钻、扩加工和精铰加用于一身,自成体系地形成一条圆形加工流水线。该设备占地面积小,加工精度高,性能稳定可靠,是汽车制造工厂加工轮毂不可多得的设备。它是由专用底座,专用主轴箱,专用夹具及钻模板,THL86立柱,HY80系列滑台及TD80A动力头,AHY125A回转工作台等组成。1组合机床的技术发展1.1组合机床组合机床是一种专用高效自动化技术装备,目前,由于它仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键设备,因而被广泛应用于汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域。所以说组合机床的技术性能和综合自动化水平,在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构,也很大程度上决定了企业产品的竞争力。现在组合机床作为机电一体化产品,它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组建等技术的综合反映。近20年来,这些技术有长足进步,同时作为组合机床组要用户的汽车和内燃机等行业也有很大的变化,其产品市场寿命不断缩短,品种日益增多且质量不断提高。这些因素有力地推动和激励了组合机床的不断发展。1.2组合机床品种的发展在组合机床这类专用机床中,回转式多工位组合机床和自动线占有很重要的地位。因为这两类机床可以把工件的许多加工工序分配到多个加工工位上,并同时能从多个方向对工件的几个面进行加工,此外,还可以通过转位夹具在回转工作台机床上或通过转位、翻转装置在自动线上实现工件的五面加工或全部加工,因而具有很高的自动化程度和生产效率,被汽车、摩托车和压缩机等工业部门所采用。根据有关统计资料,德国在1990~1992年期间,回转式多工位组合机床和自动线的产量约各占组合机床总数的50左右。应指出,回转式多工位组合机床实际上是一种特殊型式的小型自动线,适合于加工轮廓尺寸≤250mm的中小件。与自动线相比,在加工同一种工件的情况下,回转式多工位组合机床所占作业面积要比自动线约小2/3。1.3组合机床柔性化进展迅速十多年来,作为组合机床重要用户的汽车工业,为迎合人们个性化需求,汽车变型品种日益增多,以多品种展开竞争已成为汽车市场竞争的特点之一,这使组合机床制造业面临着变型多品种生产的挑战。为适应多品种生产,传统以加工单一品种的刚性组合机床和自动线必须提高其柔性。在70年代,数控系统的可靠性有了很大的提高,故到70年代末和80年代初,像Alfing、Hüller2的运动特性曲线。由于电液比例阀控制系统Hille和Ex2cell2o等公司相继开发出数控加工模块和柔性自动线FTL,从此数控组合机床和柔性自动线逐年增多。在1988年至1992年间,日本组合机床和自动线包括部分其它形式的专用机床产量的数控化率已达32~39,产值数控比率达35~51德国组合机床和自动线产量的数控化,发动机变型品种日益增多的趋向率为18~62,产值数控化率达45~662四工位组合机床的设计2.1工艺方案的确定组合机床是针对某种零件或某道工工序而设计的,工艺方案又是组合机床设计的关键,它是根据被加工零件的结构特点、加工部位、加工的尺寸精度、粗糙度以及其他技术要求来确定设计的。被加工件是汽车轮毂零件,在前道立车工序上已加工出2800.1的定位圆,要求在375的圆周面上加工出10个270.033的孔,其位置公差为0~0.12,粗糙度为3.2。根据以上要求,工艺方案应确定粗精加工分开进行,即先钻25的孔,然后扩孔到26.6,再精饺孔到27,考虑到零件的加工精度和工序集中原则,粗精加工合并成一道工序在一台机床上进行。由此确定机床的钻、扩、铰三个工位,加之装卸工件工位,故命名为四工位组合机床。2.2配置型式及其结构方案机床的配置型式主要取决于被加工零件的加工精度和工艺方案,既要考虑能实现工艺方案以保证零件的加工精度、技术要求和生产效率又要考虑操作方便,易于维修,冷却和排屑情况良好。该机床的配置型式属于大型组合机床,总重量约为21t,总功率17.5kW四套专用夹具安装在直径1250m的回转工作台上,形成四个工位,与之对应的立柱上安装HY80标准滑台,滑台上安装标准动力头和专用主轴箱,主轴箱的加工中心与回转工作台的回转中心对中,成垂直立式布局。装卸工件和加工工件可同时进行,互不干扰,既机床的切削时间和辅助时间重合,从而提高机床的工作效率。3组合机床的主要组成部分3.1床身床身部件必须有足够的承载能力和足够的刚度动态性能及过载储备稀疏,以保证各部件之间能长期保持其正确的相对位置。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性要由床身部件来保证。本机床的床身不见主要由回转工作台底座、立座底座、立柱和立柱垫等构成。它们起着组合机床的基础骨架作用。床身部件包括配重在内的重量达组合机床总重量的70以上,因而具有良好的刚性和抗振性能,为保证机床的加工精度奠定了良好的基础。3.2滑台滑台之用来实现进给运动的动力部件,它主要由滑台,滑台座和液压油缸三部分组成。滑台座固定在立柱上,液压油缸体固定在滑座上,活塞杆与滑台相互连接,工作时,液压油缸固定,活塞杆带着滑台在滑座的导轨上作往返运动。本机床液压滑台属于大型滑台,有足够的能量储备。滑台的工作有快进、共进和快退三种状态。其动作是由电气系统和液压系统共同控制的。在滑台上安装有动力头和主轴箱,滑台顶部装有钢丝绳滑轮组,另一端在立柱中装有配重块,目的是使滑台在滑座上移动轻便,并可防止滑台端过重而下滑。3.3动力头及主轴箱动力头是主轴运动的驱动装置,它带动主轴箱的各个输出主轴使刀具作主体运动。本机床钻、扩、饺孔刀具直径分别为25mm、26.6mm和27mm,被加工零件材料为35CrMoV,硬度HRC28~32,考虑到扭矩储备系数,机床采用标准TD80A型动力头,主电机为15KW。转速为970r/min,输出轴转速为475r/min。主轴箱是组合机床重要部件之一,其作用是根据被加工件的加工要求,安排各主轴的位置,并将电机的动力按不同的转速比输出分配给各工作主轴,使主轴得到要求的转速和转向,以满足对零件的加工。主轴箱主轴的排列根据被加工零件的工艺要求进行设计,并与回转工作台上的夹具工位向对应,主轴箱的传动齿轮及传动轴可选标准件。3.4主轴及钻模板主轴的结构取决于零件的加工工艺以及主轴的受力情况。对于钻削加工的主轴,受轴向切削力较大,应采用推力球轴承或滚锥轴承定位。主轴与刀具的连接方式采用莫氏3导向套接杆,刀具的长短比例可视加工情况调整接杆。用于钻、扩孔加工的主轴转速为175r/min。切削速度V13.7m/min,进刀量S0.17mm/r.铰孔加工的主轴转速为50r/min,切削速度V4.24m/min,进刀量S0.6mm/r,进刀速度Sv30mm/min。钻模板主要起对刀具的辅助定位作用,防止刀具在加工时摆动,从而提高被加工件的精度。3.5回转工作台回转工作台是多工位组合机床的输送部件。本机床的回转工作台分四个工位,1工位用于装、卸工件,2.3.4分别是钻、扩、铰工位。回转工作台作单方向的回转运动,相当于一条圆形自动生产线,其结构紧凑,生产效率高,可以方便的实现电气自动控制。该机床是齿盘定位回转工作台,其主要组成有花盘、工作台体、多齿定位盘、集屑槽、呼吸器、卡紧油缸、活塞、转位齿轮、转位离合器、液压阀、转位齿条等。回转工作台的齿盘是圆周分布的一对相互啮合的端面

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