Z5140立式钻床的主轴箱及多轴钻削头设计（含CAD图纸）说明书文档
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：31176649
类型：共享资源
大小：2.61MB
格式：RAR
上传时间：2019-12-14
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
12
积分
- 关 键 词：
-
Z5140
立式
钻床
主轴
多轴钻削头
设计
CAD
图纸
说明书
文档
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
课题研究背景随着科学技术的迅速发展，国民经济各部门所需求的多品种、多功能、高精度、高品质、高度自动化的技术装备的开发和制造，促进了先进制造技术的发展。同时，随着社会进步，人们对加工精度的要求越来越高，对精密和超精密加工的需求也日益增多，精密加工广泛的应用于制造生产中，对机床精度的要求也进一步提高。铣钻工艺是加工孔类工艺的基础部分，只要铣钻工艺的加工精度提高了，在后面的加工工艺过程就会更加简洁，提高加工效率，节省时间，提高经济效益。随着社会的不断发展，高效是各个生产商不断追求的目标，数控技术得到推崇。当今，铣钻加工技术的发展趋势是向着采用超硬刀具，发展高速、高效、高精度铣钻新工艺，装备CNC数控铣钻床的方向发展。一 钻床介绍1概述钻床系指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。钻床可分为下列类型：(1)台式钻床：可安放在作业台上，主轴垂直布置的小型钻床。(2)立式钻床：主轴箱和工作台安置在立柱上，主轴垂直布置的钻床。(3)摇臂钻床：摇臂可绕立柱回转、升降，通常主轴箱可在摇臂上作水平移动的钻床。它适用于大件和不同方位孔的加工。(4)铣钻床：工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。(5)深孔钻床：使用特制深孔钻头，工件旋转，钻削深孔的钻床。(6)平端面中心孔钻床：切削轴类端面和用中心钻加工的中心孔钻床。(7)卧式钻床：主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。2.检验标准钻床相关标准与其他金属切削机床相关标准大体相同，其专用标准有：GB6477.4-86金属切削机床术语钻床，GB2815-89、JB/T5763-91钻床联接尺寸标准，GB9461-88、JB/Z108-89摇臂钻床参数及系列型谱标准，GB4017-97、JB/T6335-92摇臂钻床精度及技术条件，JB/GQ1092-86、JB/GQ1087-86滑座摇臂钻床精度及技术条件，JB4242.1JB4242.3-86、JB/T6336-92万向摇臂钻床精度及技术条件，GB2813-89、JB/Z13689台式钻床参数及系列型谱，JB5756-91台式钻床主轴端部，JB/T5764-91台式钻床主轴技术条件，JB5246-91台式钻床精度，JB/T3061-92台式钻床技术条件，GB2814-89、JB/Z125-89立式钻床参数及系列型谱，GB4019-97、JB/T3769-93方柱立式钻床精度及技术条件，GB4018-83、JB/T3768-93圆柱立式钻床及技术条件，JB3756-84轻型圆柱立式钻床精度，JB4148-85十字工作台立式钻床精度等，出口产品不得低于一等品。3.检验项目除按相关标准和相应标准检验外，其专业标准的主要检验项目有：底座工作台面的平面度。工作台面的平面度(摇臂钻无此项)。工作台跳动(摇臂钻无此项)。主轴锥孔轴线的径向跳动。主轴回转轴线的径向跳动。主轴回转轴线对底座工作面垂直度。主轴套筒垂直移动对底座工作面垂直度。主轴在主轴轴向力作用下主轴轴线对工作台面垂直度的变化。此外，摇臂钻床还应检验：摇臂转动对底座工作面平行度。夹紧立柱和主轴箱时主轴轴线的位移量。精度检验时必须参照JB2670-82金属切削机床精度检验通则进行。二. 精密设计的元素在精密仪器和机床的很多部分，要经过反复的祥和作用来达到最后的精度。由于误差会产生几何学、运动学和动力学的影响，每一个部分都会影响到整体的精度。尽管实行了这些影响因素的相互作用在整个系统活动中有重要作用，但这里主要是分离的介绍这些因素。整篇论文的术语：仪器和机器都用来表示一种仪器。度量衡学的术语根据“国际大众度量衡学术语词汇表”定义的。在精密设计中，相对于纯粹的度量衡学、精密定位和机床刀具路径，有关机器和仪器的更是关键信息。因此，下列给出的定义，是从上面提到的国际词汇表的扩大。.加工精度：加工的实际数量等级的理想等级之间的差别，描述了质量上的精度。.加工误差：与加工结果相联系的参数，描述可以合理的归因于数量的等级的离中趋势。.精度：可以从只是装置中读出的指示度数的最小刻度。.（加工结果的）重复性：在相同条件下成功加工相同量的结果间的差值。.重现性：在不同条件下加工结果间的差别。其他关于测量和制造机器的定义在和中分别给出，ISO准则中给出了定量的描述。在布赖恩有关于“轴的旋度”的个别指导中描述了从20年代30年代末到现在的实际精密汽车转向节和周的检验模式Bryan,1996。1.几何图在最初的机器和仪器设计中，几何图是设计者对于及其所应具有的结构的意向。在最初阶段，几何图通常包括一些基本形状。例如，用圆柱体或管子表示轴，用梁或者封闭的盒子结构标志支撑物，用平面或柱状表示导向部分。但是，在实际中，这些理想的形状不能被复制，由于受机床精度限制，直线永远不可能完全直，而且元也不可能完全圆。这里，仔细选择加工工序是应特别注意提高零件的精度。在加工过程中，越多运动的轴将导致更多的错误，尽管额外的轴的微小运动可能会对几何误差有一定的补偿。精度不仅仅受肉眼的形状误差影响，也受肉眼偏差影响，例如表面光洁度。在整体加工中，这是很多应用中的必须因素。在接触关系中，磨对于表面光洁度的影响是明显的。夹住的部分间的联系对表面光洁度的影响就不太明显，但是当刚度、阻尼、磁滞和热传导率和热扩散型等性质相关时就是必需的了。几何图不仅在加工过程中修改，如果没有足够的隔离（例如隔振、隔热），几何图就会受环境影响，例如，大部分材料的元件，在温度变化影响下的膨胀和变形，对于未加封的的自然花岗岩，它结构的形状取决于水汽的进入。其他一些影响几何图的因素有：振动、电器和磁场。很多材料的使用寿命取决于空间的变化。同样介绍了非理想的形状，因为实际上机器时有很多零部件装配而成的。这里，对形式和力的接近的解释和单块结构和用螺钉或胶合的装配结构间的选择的考虑是必要的。在装配时，零部件可以用非常精确的特殊机床加工，尽管在接触面的滞后作用可以会对整个在现性产生消极影响。在传统形式中，对于闭环装配部件要有窄的公差，否则会产生反接力，在错误测量情况下，就会在装配时引入搞得不明确的压力。力的封闭结构从另一方面解决了这个问题，它采用静态联系方法，例如运动学的、半运动学的或者未运动学的设计联系，因此，大大减小了几何形状误差，甚至在力封闭结构中，一些几何误差，例如：导向轴方形误差和平面误差将会影响整个精度。但是这些误差都是可以减小的，而且有可能采用软件补偿来减少。由于机器的机械结构的刚度有限，所以几何位置在有载荷的情况下就会发生变化。特别是党在和产生的位置和尺寸的变化时，将严重的影响机器的工作。当有了正确的模型，这些误差都可以预测和弥补。另一个关系到几何图的问题是：工件的定位。对于加工和测量机床，工件的定位必须保证在夹具内不产生变形。同时，工件必须牢固的固定在机床的框架或工作台上，而且，特别提到的是：在加工时，工件的热膨胀不能产生过大的压力。关系到定位问题的是：在高精密仪器重要是应传感器的衬垫物。这就是运动的和半运动的设计重点。2. 运动学机床往往不是静止的，用运动学关系来描述就是：不同的部分有不同的运动。这些结构和机构的数学描述之描绘了理论发生什么，只基于理论长度、理论位置和理论圆弧的。但是，在实际中，这些因素都是在一定精度下保证的，因此，在实际的形式、速度和加速度等细节方面与理想的形式有所不同。在现代机床中，位置是由多个机械部分联合产生的，例如，侍服控制系统中的促动器和传感器。促动器的公路和速度、传感器分析、控制方法和机械重现性等因素共同决定了规定方法的精度。在多于一根轴被控制的情况下，轴的同步性是影响精度的另一因素。例如，在铣圆弧外形时，要同时控制两个正交轴。3. 动力学事实上，机床不是静止的，包含有多个加速部分，意味着在加工过程中动力学效应将起到重要的作用。一个将相对位置不确定的加速度影响减到最小的方法是选择合适的轮廓，例如，在第二引出物中不包含突涨的曲率，例如，用倾斜的正弦来代替抛物线。防止振动和错误运动同样可以有效的减少动力位置误差。零部件本身就可以按最小受力设计。若零部件是旋转的，对称结构就有利于减少不平衡，同时全部的惯性的都可以减小，直线运动时，应保持质量小，并且应尽可能靠近轴驱动。另外一个决定机床对动力影响的因素是刚度。一般为了减小受力、增大刚度，不仅跟材料的质量和种类有关，而且和分布也有关系。通常动力障碍有外部产生，例如地板和声音的振动。这些情况下，刚度、质量比对于减小输入相应是必需的。是机床和障碍隔离可以直接减小输入4. 热循环热循环的定义是：“在温度变化时，一条经过决定具体部件间相对位置的机械部件集合的路径，原则上，热循环应尽量减小，以减小空间热斜率的影响。机床热循环中的热膨胀又通过两种方法：改变机床零件的有效长度或选择合适的热膨胀系数。定位的点和轴，可通过建立热中心来选择，如图3.5所示。尽管热膨胀系数在0.510-6C内才可测得Breyor,1991，但热膨胀的影响可通过测量不同温度下零件的膨胀程度Kunzmann,1988和选择合适的定位点建立相等的热长度来减小。为了获得在空气调节装置大厅中0.5/day和在随气候变化的小屋中0.1/day的热稳定性还是个问题Breyor,1991。热源被限于机床内部或外部会导致机床温度外形的变化。由于相同的机床元件有不同的热时间，这可能会导致在热循环中的不等热膨胀（见5.5部分）。因此，Donaldson强烈推荐，并在它的关于机床刀具Donaldson，1980的出版物中作为一个原理。就是：在热源处把热量带走。Wetzels曾利用一个整体热源来检验一个人机床稳定性问题。移开热源之后，利用一条规则可以减小热趋势。5.结构链根据ANSI,1992，结构链定义为：“机械零件的装配，以保持指明的部件间的相对位置，一对典型的指明的部件是刀具和工件：结构链包括主轴、轴承和轴套、导轨和机架、发动机和刀具、夹具。”从发动机到响应点的传动路径中全部机械零件和连接处，例如，最尾受动器（切削刀具或探针）或重力中心，必须具有高刚度以避免在改变载荷情况下的变形。机床或仪器的设计包括一个或多个结构链。在一个认为是好的结构链设计中必须的是连续和平行路径的分离。在连续路径上，刚度不能突然变化。连续路径的改进方法是：通过把材料从最稳定的部分转移，从使最柔性的部分刚度增加。平行路径的改进方法则相反：改进刚度最大的部分为了系统质量相等到更柔性的平行路径。由于物理限制，一个封闭链系统的测量系统不可避免的在离最尾受动器一定距离处摄制。除了友好的结构链设计外，测量系统和最尾受动器间的路径必须尽可能是刚度大，以减小偏差，例如，减小路径长度，叫做“测量欢”Kunzmann,1996。7.动力补偿通过把正确的机械设计和闭环控制结合起来，可实现增大运动速度、精度和运动适应性。典型的例子有：压缩光盘播放器，高级CNC铣床和车床和快速零件装配机床。随着伺服定位控制装置的发展，判断传动装置是如何传递力的，以抵消惯性引起的力，例如刀具或者测量力、摩擦力等。如“十一条原理”McKeown,1986,1987,1997中阐述的，动力应该安装在直接驱动轴的位置。如果不行，由轴引起的偏差叫做动力补偿包括机床导轨的动差。如果发动机和测量轴在旋转中心的同一侧，那么，导轨在它的可控性下合成旋转的影响会减小。8.静态分析机床和仪器的结构链能被类似的静态力所影响，例如，改变慢速移动的机床部件的重量，轻微的改变切削力Spaan,1995和又钢丝绳空气管和真空管引起的力。加速度理由更高的频率，将在下一段中讨论。由于机床元件的刚度有限，例如轴承、主轴、箱体、包括齿轮齿条和联结，上述提到的力将会引起刀具和探针的位置误差。第一种方法，用以简单线性弹性理论或Hertzian联系理论为基础的方法计算刚度可以轻易的估计偏差。如今，可利用高级软件包如Unigraphics,I-DEAS,Algor,Pro-EngineerFEM,1998对复杂平面结构、轴承、支承和单一材料和复合材料的3D实体进行线性和非线性分析（见5.1部分）。该领域一种有趣的方法在Reinhart,1997中有报道，他描述了在设计阶段早期进行综合FEM分析的3D-CAD,叫做：“实体样板”。9.动态分析由于机床结构一般是由许多不同的零件装配而成的，可以被视为质量合理的复合体，所以整个结构须根据这些元件间的相互作用而行动。Timoshenko,1974。关于这个项目出版了很多好的书，如RaO,1990.由于大部分驱动系统都在质量中心上做直线运动，惯性将会引起机床部件的旋转，主要是由于齿轮系统和联结的刚度有限。在高精机床中，例如3D-CMMs，即使是低的加速度也会给测量精度带来很大的影响。机床的动力将会给系统工作带来很大影响，位置精度和跟踪精度会因为结构中的机械阶跃响应而被大大减小。再加上到规和主轴惯性作用引起的轻微的加速度，振动状态取决于固有频率和阻尼大小（见5.1.2节）。为了预知内部振动引起的偏差，对机床
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号