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立式 拖拉机 拨叉铣 专机 设计

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组合机床通用部件参数化绘图系统设计X孙建军,李玉翔,肖放(天津工业大学机械电子学院,天津300160)摘要:针对组合机床设计过程中通用部件的图形绘制,给出了组合机床通用部件参数化绘图系统的设计方案,并开发了一个实用的参数化绘图系统.关键词:组合机床;参数化绘图;CAD;中图分类号:TP391.72文献标识码:A文章编号:16712024X(2001)0520048202ParameterdraftingsystemplanningforthegeneralcomponentsofcombinationmachinesSUNJian2jun,LIYu2xiang,XIAOFang(CollegeofMachineryandElectron,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)Abstract:Theparameterdraftingsystemplanningforthegeneralcomponentsofcombinationmachinetoolsisputforwardinthispaperandapracticalparameterdraftingsystemisstudied.Keywords:combinationmachine;parameterdrafting;CAD组合机床是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量专用部件组成的一种高效专用机床.参数化绘图作为CAD技术之一,在工程中得到了广泛的应用.组合机床的通用部件是具有特定功能,按标准化、系列化、通用化原则设计、制造的部件.传统的组合机床设计手段对通用部件需反复绘制,重复性工作量很大,影响了工作效率的提高.由于组合机床通用部件的数据已标准化、系列化,可以实现用几个关键尺寸来驱动整个视图的绘制.在通用部件占70%80%的组合机床中,用参数化绘图方法进行设计无疑会带来许多方便.本文结合组合机床设计的需要,开发了组合机床通用部件参数化绘图系统.这样的专业应用软件可有效地提高设计效率,减少设计差错.1系统功能组合机床通用部件参数化绘图系统的基本功能包括环境设置、参数化绘图、明细表3个部分.(1)环境设置:包括比例设置、图层设置和线型设置,绘图时自动按设定值完成图形的绘制与显示.(2)参数化绘图:完成动力滑台、主轴部件、支撑部件、工作台等通用部件的参数化绘图功能.每一项功能可再细分若干功能,如动力滑台又可分为机械滑台、液压滑台.(3)明细表:按照绘制的通用部件,自动完成明细表的填写.填写内容包括该通用部件的名称、型号、规格、数量.2开发方法所谓参数化绘图,是将工程图中的图形与一组参数相关联,由这组参数表示的约束条件确定相应的零部件图形,即根据参数生成图形或修改已有图形中的参数更新图形.为了开发高效、实用的参数化绘图系统,一般采用尺寸驱动法和程序驱动法.尺寸驱动法指绘图软件本身具有一定的参数化绘图功能.用户可以先绘制草图和标注尺寸,然后利用软件的参数化功能,自动按输入的尺寸生成符合要求的图形;或者修改某些尺寸,图形自动更新.这种方法采用人机交互、尺寸驱动方式,不需用户编程,操作方便,但程序设计难度较大.程序驱动法指在特定的CAD图形支撑软件的基第20卷第5期天津工业大学学报JOURNALOFTIANJINPOLYTECHNICUNIVERSITYVol.20No.5X收稿日期:2001204224作者简介:孙建军(1959-),男,天津市人,讲师.1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.础上使二次开发的程序具有参数化绘图功能.这种方式通过人机交互或其他形式向应用程序传递参数,采用程序驱动方式,由程序用参数化方法生成图形,用户可以对生成图形中的尺寸进行修改,程序将按新的尺寸和相关尺寸更新图形.这是CAD二次开发中的一种常用的参数化绘图方法,适用于标准化、系列化的小批量、多品种产品设计.本系统采用的程序驱动法,以AutoCAD2000为图形系统平台,以VisualAutoLISP为开发工具.VisualAutoLISP简单、易用,在现有的环境和开发工具下,设计周期短,相对开发费用低.由于VisualAutoLISP是一种计算机的表处理语言,嵌套于AutoCAD2000内部,故使用VisualAutoLISP可直接调用几乎全部AutoCAD2000命令,完全能够满足系统开发要求.3系统设计3.1体系结构系统采用模块化结构,由菜单驱动,按系统的各项子功能划分模块,各模块相对独立,便于设计、调试以及今后的升级与扩充.以AutoCAD2000作为图形系统平台,各模块均能直接使用其相当命令.3.2环境设置线形、图层、绘图比例均通过设置对话框确定.3.3部件参数各部件的主参数一般为12个.主参数确定后,其余参数可按照系列化标准查表确定.因此,系统建立了组合机床通用部件的标准数据表,并提供组合机床通用部件的选择菜单与窗口.用户可按类型、型号、主参数选择一种通用部件,再自动查表确定其它辅助参数.用户可以查看参数值并可重新选择.3.4绘制图形一旦用户选择了自己所需的类型型号,程序将自动绘出用户需要的图形.绘图过程由VisualAu2toLISP直接调用AutoCAD2000的绘图命令,按程序逻辑过程完成.各视图均处理成图块形式,便于移动、删除等后续操作.如必要,也可打散进行细化编辑.3.5视图布局每种通用部件提供至少两个方向的视图,用户可按实际需要选择视图,并用拖放的方式将其置于图面所需位置.3.6标题栏因为在选择型号与主参数时,有关项目的描述已经确定,所以,标题栏的处理可自动完成,既方便快捷,又可避免差错.4系统运行系统的运行流程如图1.图1运行流程图5结论实践表明,以成熟的CAD系统为平台,利用参数化技术开发专用的参数化绘图应用系统,可以明显提高工作效率.这样的系统针对性强,使用方便.组合机床通用部件参数化绘图系统的开发方法具有一定的通用性,可以用于开发其它的系列化零部件参数化绘图系统.参考文献:1何小燕,吴介一.参数化CAD系统的研究与实现J.计算机辅助设计与制造,1999,(10):43246.2JaeYeolLee,KwangsooKim.Geometricreasoningforknowledgebasedparametricdesignusinggraphrepre2sentationJ.ComputerAidedDesign,1998,(10):35238.3梁雪春,崔洪斌,吴义忠,等.AutoLISP实用教程M.北京:人民邮电出版社,1999.94第20卷第5期孙建军等:组合机床通用部件参数化绘图系统设计1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.毕业设计开题论证报告专业数控技术及应用学生姓名袁罗尧班级Z数控031学号0331390110指导教师刘仲威完成日期2006年03月24日1课题名称：拖拉机拨叉铣专机(立式)一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述本课题来源于现盐城市拖拉机制造股份有限公司。该公司在加工拖拉机齿轮箱的拨叉脚厚度时，利用立式铣床X62W人工操作，工人劳动强度大，生产率低。随生产规模不断扩大，产品质量要求不断提高，迫切要求改变这种生产现状。本课题旨在设计一台半自动立式铣专机，以取代现役的立式铣床X62W；加工时，人工上料自动定位自动夹紧自动铣削，铣毕自动松开工件后由操作者取下。近年来，该行业获得了快速发展，特别是数控机床更是发展迅猛。在国内，机床产品的种类，规模，技术含量上都有较大的提高，但和日本，美国，德国等先进机床大国相比，我国机床产品还存在很大的差距。首先，机床产品技术水平落后，加工精度低，可靠性差。其次，产品结构不合理，存量构成依然落后，数控化率很低。高速，高效，复合，智能，高精度，高可靠性和环保是未来几年机床的发展趋势。机床复合化是提高机床精度和效率的主要措施。用复合化机床加工工件，可在一装夹情况下，完成全部工件加工，消除了装夹位置误差，大大减少了零件工序间运输和等待时间，提高了工作效率。智能，代表机床产品较高水平的柔性生产线，可以实现智能化生产，适合批量加工大型零部件等；通过计算机联网，可实现远程诊断和远程服务等。二、本课题拟解决的问题该课题研究的主要目的是降低工人劳动强度，提高生产率，满足生产规模不断扩大，产品质量要求不断提高的要求。实现半自动化加工，在加工时，实现：人工上料-自动定位-自动夹紧-自动铣削，铣削完毕后自动松开，工作由操作者取下。同时，要解决以下几个问题：1.加工时该工件的主轴孔呈立式安置。2.工作节拍为每分钟加工18件。3.工件以其主轴孔定位，定位心轴置于圆盘工作台上，圆盘工作台主轴呈立式安置。4.专机工作安全，可靠，运行平衡，产品质量稳定，操作维护简单。5.专机结构紧凑，高度为800mm左右。三、解决方案及预期效果由于要满足一分钟加工18件的要求，而且要实现半自动化加工。因此，要设计出一个大的圆盘来支撑工件，实现边加工，边上下工件，使得装夹时间和加工时间重叠。在装夹工件时，采用弹簧卡头来固定工件。同时，还要设计出与支撑台相应大小的圆盘，在圆盘上设计一凸轮，通过推动弹簧卡头的推杆来实现工件的自动夹紧和自动松开。除了弹簧卡头，还要设计固定销来实现完全固定，保证加工精度和要求。机床设计要满足每分钟加工18件的要求，实现专机结构紧凑，工作安全，可靠，运行平稳，产品质量稳定，操作维护简单。在加工时，实现：人工上料自动定位自动夹紧自动铣削，铣削完毕后自动松开，工作由操作者取下。.2四、课题进度安排2月27日3月10日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3月11日4月12日总体设计，方案论证阶段。提出总体设计方案及草图。4月13日5月14日部件、零件设计阶段。完成部件图、零件图。5月15日5月29日编写说明书,图样修改整理。编写毕业设计说明书，图样修改。5月30日6月7日定稿。最后修改、定稿，材料复查。6月8日6月9日毕业答辩。答辩，材料整理装袋。五、指导教师意见年月日六、专业系意见年月日3七、学院意见年月日文献资料专业数控技术及应用学生姓名袁罗尧班级Z数控031学号0331390110指导教师刘仲威参考文献1徐灏机械设计手册M北京：机械工业出版社，19912徐灏新编机械设计师手册M北京：机械工业出版社，19953吴福忠,柯映林纸基蜂窝零件装夹系统中自动填料装置的设计N浙江大学学报)，20052（第39卷第2期）.4张耀宸机械加工工艺设计手册M北京：航空工业出版社，19875云涨金属切削机床设计简明手册M北京：机械工业出版社，19936孙建军，李玉翔，肖放组合机床通用部件参数化绘图系统设计N天津工业大学学报，2001(第20卷第5期)7胡家秀机械零件设计实用手册M北京：机械工业出版社，19998李益民机械制造工艺设计手册M北京：机械工业出版社，19959艾兴，肖诗纲金属切削用量手册M北京：机械工业出版社，199610金属切削加工工艺人员手册修订组金属切削加工工艺人员手册M.上海：上海科学技术出版社，196511彭国勋，肖正扬自动机械的凸轮机构设计M北京：机械工业出版社，199012南京机械研究所金属切削机床夹具图册M北京：机械工业出版社，198413刘文剑，曹天河，赵维缘夹具工程师手册M哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987毕业实习报告专业数控技术及应用学生姓名袁罗尧班级Z数控031学号0331390110指导教师刘仲威日期2006年03月24日毕业设计实习小结一概述大学的学习和生活即将结束,在最后的阶段进行了为期2周的毕业实习实践活动,目的是为了增强我们的实践和动手能力,同时也为接下来的设计打基础。二实习过程3月9日参观江苏省盐城市江淮动力股份有限公司。3月10日参观江苏悦达盐城拖拉机制造有限公司。3月15日参观江苏森威集团飞达有限责任公司。三实习内容江苏省盐城市江淮动力股份有限公司是高科技民营企业重庆东银集团旗下专业生产中、小功率发动机的大型企业，位居中国企业500强.长期以来该公司非常注重技术创新，先后投资亿元建成省级企业技术中心和国家级博士后科研工作站，建有具有国际先进水平的CAD/CAM/CAT（计算机辅助设计、制造、测试）网络，拥有行业首家以三维激光实体扫描仪、三维激光成型机等先进设备和计算机软件为代表的RP技术，积极引进应用同步开发、虚拟设计、快速原型制造、反求工程等高新技术改造传统产业和传统产品，确立了企业在行业技术进步方面的领先地位。产品创新着着领先同行，逐步形成了具有自主版权和江动特色的轻型多缸机、节能单缸机、小型汽油机、小马力单缸机和发电机组（柴、汽油）五大系列，400多个品种的优化产品结构。通过实习,使我对柴油机的结构,柴油机的工作原理,柴油机的装配,公司组织机构及各部门的主要质量职责,柴油机行业的发展状况,柴油机的主要故障等相关知识有了更清楚和深刻的认识。为以后的工作和学习奠定了坚实的基础。柴油机的工作原理:柴油机和汽油机一样，每个工作循环也经历进气、压缩、作功和排气四个过程。但由于柴油粘度比汽油大，不易蒸发，但自燃温度却低于汽油，故柴油机可燃混合气的形成和燃烧方式与汽油机不同。柴油机减速箱箱体的机械加工工艺过程：在加工过程中要遵循先面后孔,先粗后精,先主后次,基准先行的原则。1粗铣端面:因为箱体共有六个面，所以这部分又分为三个过程，每一次粗铣两个相对的面，其中有两个过程用手工夹紧，最后一个用气压夹紧，左右用螺栓定位，粗铣无基准面。2半精加工箱体:与粗铣一样,也分为三个部分。3加工孔:这是第一次粗镗孔，主轴孔在此时一起加工，用气压加紧，机床分为两部分，有左、右床脚之分。4镗孔:这是半精镗，加工是连倒角一起加工，其中有一个轴特别长，它是用来保证同轴度的。5精加工:精加工主要主轴孔，切削余量特别少。6钻孔:用轴定位。7攻丝:钻头转速慢，三面有间隙同时加工。8钻孔:箱体共六个面，加工剩余两个面。9铣里面的孔。在装配车间我们看到,柴油机的装配是把已修好的零件、组合件和辅助总成，按一定的工艺顺序和技术要求装配成一台完整的柴油机。柴油机的装配质量，对柴油机的修理质量和使用寿命有极其重要的影响，因此对柴油机装配有严格的要求，例如：(1)装配的零部件和总成都经过检验或试验，必须保证质量合格。(2)装配前要认真清洗零件、工具、工作台，特别是汽缸体的润滑油路彻底清洗干净并用压缩空气吹干。螺孔及油孔中的漂洗水要吹干。(3)准备好全部螺母、螺栓。柴油机要保证用它所用的螺栓体系、尺寸和等级都要和拆卸时完全一样，不允许用其他螺栓随意更换或代替。(4)对用过的汽缸垫、开口销、保险垫片、金属锁线以及低板垫、石棉垫、软木垫等在大修时应全部换新。(5)柴油机重要部位的螺栓，如汽缸盖螺栓、轴瓦螺栓、飞轮螺栓、螺母必须按规定扭矩及顺序拧紧。康明斯柴油机螺栓、螺母的拧紧次序和扭矩的数值在下述各装配程序中逐一给出；如果有的地方没有给出规定值，请参阅扭紧螺栓力矩表。(6)各相对运动零件工作表面，装配时应涂以清洁的润滑油，如轴承与轴颈、活塞环活塞与汽缸壁间，以保证零件开始运动时的润滑。柴油机有许多的衬垫和“O”形圈由可吸收机油的材料制成，这些衬垫在接触机油以后会膨胀形成紧密的密封。在装配这类衬垫时，请注意只能用粘着剂或植物油。(7)不可互换的机件，如汽缸体与飞轮壳、活塞连杆组、各轴承瓦垫、进排气门等应对好位置和记号，不得错乱安装。(8)要用专用工具安装。如：油封和耐磨圈推压器、汽缸套安装工具、喷油器和气门调整成套工具等，供选用。然后我们参观了曲轴车间，这是我们主要参观的车间。我们从它的毛坯到入库，对于它的工艺来说，具体的步骤如下：1.投料；2.修复；3中心孔；4.车100开挡；5.并割槽；6.车30外圆；7.割槽；8.割卡簧槽；9.查跳动；10.车锥度；11.粗磨主轴颈；12.精磨主轴颈；13.粗磨连杆颈；14.精磨连杆颈；15.精磨50的孔；16.铣键槽；17.锥度30；18.车螺纹；19.库前处理。江苏悦达盐城拖拉机制造有限公司的主要产品有：黄海牌-12型、151型、81型系列手扶拖拉机和黄海金马-180、200、220、250、300、350、400、450、500、550、700、720、750系列及四轮驱动系列轮式拖拉机；我们参观了拖拉机厂的各主要车间，其中看到了各种机床设备。1金工车间：C6136A型普通车床，钻床Z521B.35mm立式钻床等。2机修车间：普通车床CY6140，卧式镗床T68，立式升降台铣床X53K，摇臂钻床Z3050X16(I)，CA6140车床。3.钣焊车间：升式固定台式压力机JA21-160，冲床双动薄板冲压液压机Y28-500。闭式双点压力机J36-40，J36-25B.510吨双动薄板冲压液压机Y28-510，升式可倾压力机J023-63，40吨开式双柱可倾压力机J23-40。4装配车间：分小四轮装配车间和手扶拖拉机装配车间两单柱校正压装液压机X41-10；移动式万向摇臂钻床ZJ3765;液压镗孔车端面头TC95;组合机床YZJ-093。我们还参观了另外几个主要零件加工的过程。在指导老师的指导下,对零件加工工艺过程有了更深刻的认识和了解,(1)小四轮箱体，加工基准，底面作为粗基准,加工原则：先面后孔，先基准后其它，先粗后精。工序过程如下：1铣底面；2打定位孔；3加工两侧面及斜孔；4锪斜孔；5钻，镗各轴承孔；6精铣两侧面；7攻斜孔螺纹；8精镗各轴承孔；9粗铣侧面和底面；10精铣；11加工顶面；12锪孔；13螺纹孔。(2).轮毂加工工艺过程：1车端面；2镗孔；3钻四个端面孔，镗中心孔；4拉键槽；5钻加紧孔；6钻孔。(3).齿轮箱体端面盖加工工艺过程：1铣端面；2转盘铣削；3粗精刀；4钻加工孔；5铣侧面。(4)要求两面三刀个工件一起加工保证配合良好。4离合器盖:以车为主，并钻两孔。江苏森威集团飞达有限责任公司为国家定点生产自行车飞轮、拨链器等变速传动系统件以及汽车摩托车用冷温锻件的大型企业。公司拥有先进的全自动热处理生产线和冷挤压生产设备，及相应的检测设备主要产品有六大系列三十多个规格型号的自行车飞轮、拨链器；各种汽车等速万向节精锻毛坯、汽车变速箱输入输出轴冷锻毛坯、汽车变速箱倒档齿轮等三大类四十多个规格型号的精密锻件以及最新型的减速式汽车起动电机单向器总成等汽车零件四C6136A型普通车床分析本车床功率大，刚性强，主轴调速范围广，适用于强力或高速切削，可以车削端面、外圆、内孔以及公制、英制、模数、径节各种螺纹，并可承担钻孔、套料、镗孔等工艺。主轴的制动及正反转变向是液压控制，刹车灵敏可靠，可用按钮不停车变换一级速度。床头箱内用压力油强制润滑，主轴转速范围备有数种，供用户选择。溜板箱内装有安全机构，可防止车床因过载而损坏，上刀架可以机动车削短的锥体，纵向进给与上刀架进给的复合运动可机动车削长的锥体，床身导轨经表面淬火，以提高导轨的寿命。车床的操纵手柄集中，使用方便灵活。五实习感想此次的实践对我来说意义是非常之大的,在实习的过程中,通过老师和工厂技术人员的耐心讲解和分析,使我对各加工阶段的加工过程和加工工艺都有了更加深刻的认识和了解,在增加认识和了解的同时也暴露出自己的不足之处,也暴露出和其他优秀同学之间的差距。因此,在以后的学习过程中还要继续努力,通过对理论知识的不断学习来指导实践,不断地丰富和完善自己。锻炼自己的实践动手能力和理论联系实际的能力。为以后的工作和学习奠定的坚实的基础。毕业设计任务书课题：拖拉机拨叉铣专机(立式)专业数控技术及应用学生姓名袁罗尧班级Z数控031学号0331390110指导教师刘仲威专业系主任发放日期2006年03月24日一、设计内容二、本课题来源于现盐城市拖拉机制造股份有限公司。该公司在加工拖拉机齿轮箱的拨叉脚厚度时，利用立式铣床X62W人工操作，工人劳动强度大，生产率低。随生产规模不断扩大，产品质量要求不断提高，迫切要求改变这种生产现状。本课题旨在设计一台半自动立式铣专机，以取代现役的立式铣床X62W；加工时，人工上料自动定位自动夹紧自动铣削，铣毕自动松开工件后由操作者取下。二、设计依据1另件图样（见附件）；2另件毛坯图及该零件机械加工工艺过程卡（该二资料由学生自行编写并作为考核内容置于该生材料袋内）；三、技术要求加工时该工件的主轴孔呈立式安置；工作节拍为每分钟加工18件；加工时，由操作员人工上料自动定位自动夹紧全速连续自动铣削；铣毕工件被自动松开，后由操作者取下并上下一个料(上料、下料时不停机)；工件以其主轴孔定位，定位心轴置于圆盘工作台上，圆盘工作台主轴呈立式安置；专机工作安全、可靠，运行平稳，产品质量稳定，操作维护简单；专机结构紧凑，装料高度为800mm左右；四、毕业设计物化成果的具体内容及要求工件毛坯图；该零件机械加工工艺过程卡及本工序的加工工序卡（手工填写在标准卡片上）；开题报告；设计图样41设计草图：为设计装配图底图，必须手工绘制，图样总量不少于1张A0；42设计图样：专机总装配图、部件装配图及该部件的全部或较为复杂的主要另件图（所有零件、部件的编号不得遗漏且必须与装配图明细栏内的一致）；图样全部用AutoCAD绘制，图样面