镗床毕业设计

1 / 30镗床毕业设计镗床夹具设计摘要 镗床发展的水平之高主要表现在产品设计理念的不断更新，体现了产品设计将装饰艺术与精细加工的完美结合；产品结构的不断创新，显示了镗床在向高速、高精、高效发展的同时，还向人性化、精细化制造的方向发展，而镗床夹具的发展也是齐头并进，毫不逊色。本论文通过对镗床的加工方法，工作原理的研究分析，选定了箱体零件设计了一个镗床夹具，并给出了结构方案。该夹具设计有对刀装置。既能够实现工件的准确装夹，还可以准确对刀。夹紧方式采用了液压夹紧。夹紧快速简洁，夹紧力的控制和装夹定位准确，通过对刀装置的准确对刀，最终保证了工件的加工精度。关键词镗床夹具对刀箱体Jigs for Boring Machine DesignAbstract: Boring development of a high standard of performance in the major product design concepts is continuously updated. reflect the product design of decorative arts and fine processing the perfect combination; product mix of constant innovation and shows the boring machine to the high-speed, high-precision, high-efficiency 2 / 30development, it is also to humanity, fine Manufacturing direction, Jig Boring Machine and the parallel development is not out of step. In this paper, through the boring machine processing method, principle of research and analysis selected parts of the box design a jig boring machine, and gives the structure of the program. The fixture is designed to knife device. Both to achieve the exact workpiece fixturing, but also accurate right knife. Ways to intensify the use of hydraulic clamping. Clamping rapid concise, clamping force control and accurate positioning fixture, the right knife devices accurate right knife, the ultimate guarantee of a workpiece machining accuracy.Key words: Boring Machine Jigs Right knife Box目 录序 言 .11 绪论 3 / 30. 3镗床的起源、功能及基本特点 . 3镗床的分类 . 4镗床的发展趋势. 4本课题的研究目标，内容及意义 . 6本课题的研究目标 . 6本课题的研究内容 . 6本课题的研究意义 4 / 30. 72 夹具设计及其概论 . 8概论 . 8夹具发展简史 . 8夹具发展简史及其分类 . 8夹具的基本功能描述. 9工件的装夹方式. 10夹具的组成及夹具体的设计 .5 / 30. 11夹具的组成 . 11夹具体的设计 . 12其它装置或元件 . 142. 5 夹具设计中的定位 . 15定位基准选取 . 15工件在空间自由度的分析 . 16工件定位方式的确定. 176 / 30现有定位规划方法介绍 . 18夹具中夹紧方式的设计 . 19夹紧设计的基本要求. 20夹紧力方向、位置和大小的确定 . 21现有组合夹具夹紧规划方法介绍 . 24确定工件的夹紧区域. 24确定与可行夹紧区域对应的安装固定区域 . 24夹具的定位误差分析及夹紧力的计算 . 25定位销高度的计算 7 / 30. 25定位误差计算 . 26工件以一面及两圆孔定位的夹紧力计算. 27液压-压板组合夹紧计算 . 28小结 . 293 夹具中对刀的设计 . 30对刀概述 . 30工件与主轴的同轴找正. . 308 / 30对刀 . 31对刀误差的确定. 334 液压系统的设计 . 34液压传动技术的发展概况. 34液压系统中执行元件的选择 . 36液压缸的类型和特点. 36本课题选用液压缸的计算. 38液压缸的组成 9 / 30. 38液压缸的计算 . 38液压系统的控制及动力源. 395 夹具的装配 . 41概述 . 41机器装配的基本概念. 41装配精度 . 41装配尺寸链 .10 / 30. 42装配尺寸链的基本概念 . 42装配尺寸链的查找方法 . 42装配尺寸链的计算方法 . 43保证装配精度的方法 . 43完全互换法 . 43选择装配法 . 44修配法 . 4411 / 30调节法 . 45装配工艺规程的制定. 46制定装配工艺规程的基本原则及原始资料 . 46制定装配工艺过程的步骤 . 46装配元件系统图 . 47本装置的装配要求 . 47 致谢. 48 参考文献 . 12 / 3049摘 要面对我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制重造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为制造工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化，尤其是孔加工，其在今天的液压系统的地位越来越重要。镗床液压系统的设计，除了满足主机在动作和性能方面规定的要求外，还必须符合体积小、量轻、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维修方便等一些公认的普遍设计原则。液压系统的设计主要是根据已知的条件，来确定液压工作方案、液压流量、压力和液压泵及其它元件的设计。综上所述，完成整个设计过程需要进行一系列艰巨的工作。设计者首先应树立正确的设计思想，努力掌握先进的科学技术知识和科学的辩证的思想方法。同时，还要坚持理论联系实际，并在实践中不断总结和积累设计经验，向有关领域的科技工作者和从事生产实践的工作者学习，不断发展和创新，才能较好地完成机械设计任务。关键词：液压缸 ；液压泵； 换向阀AbstractFaced with Chinas rapid economic 13 / 30development in recent years, mechanical manufacturing industry growth, play a significant role in the national economy was healthy and rapid development of the field of heavy industry. Improvement of the manufacturing equipment, making various types of machining process as an important equipment manufacturing industry equipment has many new changes, especially the hole, it is becoming more and more important in todays hydraulic system.Hydraulic system design of boring machine, in addition to meeting the host provided for in action and performance requirements, must also comply with the small volume, light weight, low cost, high efficiency, simple structure, reliable working, convenient operation and maintenance, and other generally recognized principles of universal design. Design of the hydraulic system is based mainly on a known condition, programme of work to determine the hydraulic, hydraulic pumps and hydraulic flow, pressure, and other elements of design.To sum up, a series of hard work through the 14 / 30design process needed. Designers should first establish a correct design, efforts to acquire advanced knowledge of science and technology and science of dialectical thinking method. At the same time, we must persist in integrating theory with practice, and constantly sum up and design experience accumulated in the practice, to the fields of science and technology workers and workers engaged in the production, continuous development and innovation in order to better complete mechanical design tasks. Keywords: hydraulic cylinder, and hydraulic pump valve目 录摘 要 . 6 Abstract . 错误！未定义书签。第 1 章 液压传动概述 .15 / 30. 7液压传动的工作原理及组成 . 8液压传动的特点 . 9液压工作的介质 . 10第 2 章 总评方案 . 12工况分析 .12确定液压系统方案 . 13第 3 章 确定主要参数 . 17计算液压缸的尺寸流量 . 17计算液压泵的电机功率 16 / 30. 20液压泵的气穴、噪声 . 23第 4 章 选择液压元件 . 25选择阀的类型 . 25选择液压元件确定辅助装置 . 26总 结 . 31致 谢 . 32参考文献 .17 / 30. 33第 1 章 液压传动概述液压气动技术是机械设备中发展最快的技术之一。特别是近年来与微电子、计算机技术相结合，使液压气动技术进入了一个新的发展阶段。目前，已广泛应用在工业各领域。由于近年来微电子、计算机技术的发展，液压、气动元器件制造技术的进一步提高，使液压气动技术不仅作为一种基本的传动形式上占有重要地位，而且以优良的静态、动态性能成为一种重要的控制手段。液压传动的工作原理及组成工业各部门使用液压传动的出发点是不尽相同的：如工程机械、压力机械是利用它们在传递动力上的长处；航空工业是利用其结构简单、体积小、重量轻、输出功率大的特点；机床是利用它们在操纵控制上的优点，利用其能在工作过程中实现无级变速，易于实现频繁的换向，易于实现自动化等。液压传动的工作原理：液压传动是利用液体的压力能来传递动力的一种传动式， 液压传动的过程是将机械能转换和传递的过程。液压系统的组成液压系统除工作介质外有下列四部分组成。动力装置 将原动机的机械能转换为液体压力能的18 / 30装置，如千斤顶中的在手动柱塞泵；执行装置 将液压泵输入的液体压力能转化为机械能的装置。执行元件有液压缸和液压马达等；控制调节装置 用来控制和调节液体的压力、流量和流动方向的装置。控制元件有压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀等；辅助装置 除上面以外的其他装置。如各种管接件、油管、油箱、过滤器、蓄能器、和压力表等。液压传动的特点液压传动的优点1.液压传动装置运动平稳，反应快，惯性小，能高速启动，制动和换向。2.在同等功率情况下，液压传动装置体积小，重量轻，结构紧凑。例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%-20%。3.液压传动装置能在运行中方便的实现无及调速，且调速范围最大可达 1：2000。5.操作简单方便，易于实现自动化。当它电气联合控制时。能实现复杂的自动工作循环和远距离控制。6.易于实现过载保护。液压元件能自行润滑，使用寿命较长。7.液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于19 / 30设计、制造和使用。2 液压传动的缺点1.液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油的可压缩性和泄露造成的。2.液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-1560范围内较合适。3.为了减少泄露，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价高，且对油液的污染比较敏感。4.液压传动装置出现故障时不易查找原因。5.液压传动在能量转换的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力、流量损失大，故系统效率低。6.液压传动在能量转换的过程中，其压力、流量损失大，故系统效率低。滑动轴承专用镗床技术改造设计专业：班级：姓名：指导教师：目录1 设计内容概要 - 320 / 30工艺设备的关键技术问题 - 3工艺设备的历史状况简析 - 3毕业设计的基本内容和意义 - 42 机床工作原理 - 4机床的组成 - 4机床液压系统的组成和工作原理 - 5角位置检测原理 - 63技术改造设计 - 631 主轴角位置调整方法及部件改装 - 632 控制系统改造方案选择 - 7可编程控制器技术特点 - 721 / 30可编程控制器选型 - 8输入信号及输出信号的配置 - 834 输入输出接口电路及系统强电电路设计 - 9的 I/O 端口接线设计 - 9控制系统强电电路设计 - 10控制程序设计 - 11程序结构概况 - 11初始化程序部分 - 11手动操作程序部分 - 12自动加工程序部分 - 13公共处理程序部分 - 1422 / 304设计小节 - 15设计内容小节 - 15本次毕业设计体会与建议 - 16参考文献 - 17滑动轴承专用镗床技术改造设计【摘要】 对开滑动轴承内孔精镗加工是该类产品工艺流程的最后一道工序，也是其全部机械加工工序中的关键工序，本工序的加工质量直接影响所在主机的综合工作质量，该镗削专用机床的自动化水平是提高加工效率的主要技术环节，而其中镗削结束后的主轴定向停止退刀问题又是本机床自动控制系统中的技术难点。本毕业设计论文文在分析加工过程的基础上论述了采用 PLC 对控制系统进行技术改造的意义并对相关技术问题予以说明。【关键词】 滑动轴承 可编程控制器 机械切削技术改造1 前言工艺设备的关键技术问题对开滑动轴承是各类内燃机中的重要工作部件，轴23 / 30承内孔精镗加工是该类产品工艺流程的最后关键工序，内孔精镗加工设备通常采用机电液一体化的专用镗床，采用电液联合控制加工过程中的工件夹紧、快进、工进、快退、工件松开等运动，执行过程均由液压系统完成，镗削结束主电机停止时应进行刀具角位置检测、调整，在刀具切削刃位于允许的退刀角位置范围内时执行退刀操作，长期以来影响该工序技术进步的关键技术问题是如何实现加工结束退前刀具角位置的检测、快速调整及机电液联合控制，以保证加工的高质量和高效率。主轴定向制动退刀问题显然是本工序提高加工质量和工作效率的技术要点。本毕业设计论文文在分析该类工件加工工艺过程和加工专用设备结构和工作原理的基础上讨论了采用 PLC 对控制系统进行技术改造的过程并对设备技术改造相关技术问题予以说明。轴承制造业的工程技术人员为解决该问题多年来设计研发了许多方案，例如人工手动调节方法，主轴电机点动调节方法，模拟数控机床的主轴准停调节方法等。但是这些方法在实际应用中都存在着不同程度的技术缺陷和操作应用的不理想状态，如人工调节法，必然是费时费力且十分不安全，主轴电机点动调节法则是典型的以牺牲加工效率为代价换取加工自动化的没有实用价值的控制方法，而模拟仿用数控机床的主轴准停或主轴 C 轴功能技术来解24 / 30决该工序的定向退刀问题显然是采用具有宽泛技术功能的软、硬件功能单元解决本身功能单一、专门化程度高的技术问题，很明显又是高成本、不合算的大马拉小车类的无奈的技术方案。在设计中，我们要达到的主要目的就是力图尝试在指导老师的帮助下，综合应用三年来所学习的机电液一体化学科知识，对该既有使用价值，又对我们十分具有吸引力的机电一体化技术问题进行调研，查阅资料，原理分析，方案讨论，最后展开为系统总体设计，子系统设计，机械系统关键部件装配设计，电气系统及检测控制系统原理，结构，硬件和软件功能模块设计，并通过本次毕业设计再一次对我们三年来所学的基础课，专业基础课和专业课进行一次系统，全面的综合复习和工作前的模拟实训，对提高我们的机电一体化应用系统分析能力和设计水平具有十分重要的促进和综合提升效力。在本设计中，为更好地解决对开滑动轴承内孔精镗机床定向退刀问题，并且使本设计确实具有实用，安全，经济，可靠，体积小，重量轻，环保无污染，我们在指导教师的帮助下对该技术现象，问题的提出，历史上的各类方案的特点、技术优势、可取之处、存在的问题和不足等逐一进行了分析和讨论，提出我们的创意和设计思路，再经反复的分析对比，最终确定为机、电、液联合控制、驱25 / 30动工作方式， 其中的控制系统则大胆的采用当今全球极为风靡的高度柔性，高可靠，高自动化性能的可编程控制器，由 PLC 统一控制管理机床传动系统、液压系统、检测调节伺服系统，方便、可靠、迅速地完成主轴刀具在正确的角位置范围内准停及退刀，从而真正实现该工序真正意义的半自动化加工，既可确保内孔精镗加工质量，又可大幅度的提高加工效率，并且十分显著的降低操作人员的劳动强度，该技术方案一定可以为相关制造业带来可观的技术经济效益和人文社会效益。通过本次机电液一体化综合毕业设计，也使我们进一步认识到机电一体化专业在经济发展，在制造业中的重要作用和深远意义，更加激起了我们对本专业学习的兴趣和热情，通过本设计也使我们初步体验到我们自身专业的作用、意义和价值，使我们对今后的专业技术应用和专业发展方向有了明确的体会和认识，我们有足够的理由相信在今后的工作中，通过不懈的认真学习和努力实践，一定会取得扎实的，一步一个脚印的，有效的，有实际意义的更理想的成绩。工艺设备的历史状况简析回顾轴承内孔精镗加工，不同企业在生产中使用过多种不同类型的专用机床，加工结束后的主轴定向停止控制同样曾有若干种不同的方式方法。26 / 30例如曾经在许多加工企业长期广泛使用的人工主轴角位置观察调整，每一次镗削结束，主轴停止并制动后由操作者目测观察刀具和加工半圆表面的位置关系，若刀具刀位点恰好脱离以加工表面，则可手动换向操作使工作台返回加工起点，否则即由人工手动的方式攀动主轴镗刀杆，使刀具转动到非加工区域，然后再执行退刀返回操作。毋庸置疑这种角位置判断调整方法完全依赖加工者的熟练程度和工作态度，虽然设备简单，加工成本低，但是很高的劳动强度和极低的工作效率已注定该方法是没有生命力的原始的落后的工艺方案。主轴电机配合角位置传感器的点动调整方案在国内许多轴瓦加工企业曾经使用过一个阶段，该方案的特点是在主轴尾端设置安装角位置传感器镗削结束，主轴停止并制动后首先由传感器检测主轴角位置，若刀具刀位点位于菲加工表面，则自动换向使工作台返回加工起点，若检测结果是刀具切削刃位于加工表面内，检测信号立刻驱动执行主轴点动、制动，刀具角位置的再次检测，力图以这样的方式使刀具脱离退刀禁止状态，但是由于主轴电机的极高转速，点动后的随机状态将导致刀位点的不确定性，若检测的结果仍然是刀位点位于已加工表面，则再一次执行下一次的点动调整操作，可以清楚地看到该方案显然是以牺牲加工效率为代价而勉强换取加工自动化和降低劳动强27 / 30度，由于调整方案的粗糙、不合理和非人性化而不具有使用价值。模拟数控机床主轴准停控制方式的调整是模仿移植数控机床中的主轴准停功能机电一体化装置或采用数控机床主轴 C 轴功能技术措施完成本机床主轴定向停止控制，数控机床的主轴准停功能机构主要应用于刀具库的换刀辅助操作，因其准停定位精度要求较高，所以机构的检测调节和定位止动系统结构复杂且精度高，技术难度大而成本高，采用这样的措施完成本机床的功能单一的主轴定向停止控制的性价比是很低的。而数控机床的 C 轴功能是 NC 系统的旋转坐标轴控制加工功能，使用的圆光栅和光电编码盘等传感器完成角位置检测，反馈，再由 NC 系统完成联动插补轨迹控制实现工件轮廓切削加工，其工作精度和控制要求远远高于本机床工作工艺要求，并且结构复杂价格昂贵，显然仍是高成本低效益的控制方案。这些方式虽然可以完成镗削后主轴角位置调整控制任务，但作为专用设备和特定工艺的控制要求加以应用均存在一定的技术缺陷，其中人工观察调整必然是费时费力低效且安全性差的方案；主电机点动调整方式显然是以牺牲工作效率为代价而换取加工过程自动化的不实用的控制方案；而移植数控机床中的主轴准停功能或采用主轴 C 轴功能技术完成本机床的功能单一的主轴定28 / 30向停止控制则又是高成本低效益的控制方案。由此分析可见，必须采用可靠、高效、低成本的主轴定向停止控制方法才是优化本机床控制系统的关键技术环节。并且该方案要适应特定的控制精度要求以求得结构简化，技术改造成本低廉，具有较高的性能价格比。毕业设计的基本内容和意义本毕业设计方案的设计要点是在指导教师的总体设计改造方案条件下，通过对该轴瓦专用精镗机床加工工艺要求和加工工作过程的分析，通过对该机床工作流程的分析，通过对该机床完成加工个工步对控制系统功能要求的分析，通过对加工设备机、电、液个功能部件的组成结构和工作原理的分析，通过对各种控制方案的控制特点，系统功能，控制能力和控制精度水平，系统组成结构的复杂性和