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免费组合数控机床设计(一)

免费组合数控机床设计(一)

组合数控机床设计

 内容提要:应用组合机床加工大批量零件,快捷高效,生产效率高是机械加工的发展方向。本次设计任务是制定梳棉机箱体结合件的加工工艺、组合钻孔工序的工装设计、液压控制系统设计、组合机床设计。
 在工艺制定过程中,通过生产批量的分析确定梳棉机箱体结合件的加工方案,并寻求最佳的工艺方案,借此说明了工艺在生产过程中的重要性;在组合钻孔工序的工装设计过程中,结合实例,介绍了夹具设计方法,特别是对孔的加工精度进行了探讨;在液压控制系统设计过程中,以双面钻孔组合机床为对象,依据液压系统设计的基本原理,拟出合理的液压系统图。通过系统主要参数的计算确定了液压元件的规格;在组合机床设计过程中,结合具体实例和设计经验, 阐述了通用件(如液压滑台,动力箱等)的选取及专用部件(如主轴箱)的设计计算。
 关键词:组合机床;多轴箱;工艺;钻夹具;液压传动
 
 
目  录
引  言 1
0.1 本课题提出的背景和意义 1
0.2 国内研究现状 1
第一章 钻夹具设计 2
1.1 梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析 2
1.1.1 安装方法 2
1.1.2 基本定位原理分析 2
1.1.3 夹紧力“两要素”,方向与作用点 2
1.2 定位夹紧方案的确定 2
1.3 夹具体设计 2
1.3.1定位支撑的选择 2
1.3.2 夹具结构设计及尺寸确定 3
第二章 组合机床总体设计 6
2.1 被加工零件工序图 6
2.1.1 被加工零件工序图的作用与内容 6
2.1.2 绘制被加工零件图的规定及注意事项: 6
2.2 加工示意图 7
2.2.1 加工示意图的作用和内容 7
2.2.2选择刀具、导向及有关计算 7
2.3机床联系尺寸图 8
2.3.1 机床联系尺寸图作用和内容 8
2.3.2 绘制机床尺寸联系总图之前应确定的内容 9
2.4机床分组 10
结  论 12
致  谢 13


引  言
0.1 本课题提出的背景和意义
 梳棉机是棉纺工艺流程中的关键性机台,被称为纺纱工艺的“心脏”设备。进入九十年代,我国的梳棉机主要是在吸收国外先进技术的基础上进行研制,国内梳棉机的科研力量比较薄弱,国外各公司先后推出了具有国际先进水平的梳棉机C50, C51, DK760, DK788, DK803, DK903, CX400, MK5等超高产梳棉机,产量为50-120kgtho 2004年国外又推出了TC03, C60, MK6等超高产梳棉机。在消化吸收并结合我国研究高产梳棉机的经验基础上,2004年中国纺机集团清梳机械事业部推出了JFW1201, 202型高产梳棉机,可以被认为是我国的第四代梳棉机,主要满足国产清梳联的要求。
 在第四代梳棉机生产过程中,先进的生产工艺和生产设备被引入。本文针对组合机床在梳棉机制造过程中的应用现状,以梳棉机箱体结合件的加工为例,阐述了工艺、工装、组合机床的设计过程。
0.2 国内研究现状
 国内 曾 有 过以下记载:(1)青岛纺机厂宫业全1984年主编的《梳棉机现状及发展前景》一书介绍了八十年代以前国内外梳棉机的概况、现状及其发展趋势;(2)由山东纺织工程学会1987年编写的《高产梳棉机研制工作组三十周年纪念专刊》介绍了工作组部分人员的一些研究体会和经验总结;(3) 2003年青岛纺机厂编写的《梳棉技术发展与创新文献汇编》收录了关于梳理技术方面的较有价值的文章近30篇。其中 资 料 (1)和(2)都是针对某一特定时期内情况进行编写的,而且主要介绍的是高产梳棉机试验工作组的研究情况,内容也主要局限于梳棉机的工艺技术理论方面,而对梳棉机加工设备的发展现状没有系统的总结。本文结合前有文章,以梳棉机箱体结合件为例进行了工艺技术及加工设备、装夹设备的简单设计。
 


第一章 钻夹具设计
1.1 梳棉机箱体结合件钻孔组合机床夹具分析
1.1.1 安装方法
 根据工件不同的生产条件,可以有各种不同的安装方法:a)找正安装法;b)夹具安装法。
1.1.2 基本定位原理分析
 这里讨论6点定位中,6个自由度的消除,以便找出较合适的定位夹紧方案.一个物体在空间可以有6个独立的运动,即沿X、y、Z轴的平移运动,分别记为 。X1、Y1、Z1;绕X、y、Z轴的转动,记为x 、y 、z ,习惯上,把上述6个独立运动称作6个自由度.如果采用一定的约束措施,消除物体的6个自由度,则物体被完全定位.例如讨论长方体工件时,可以在底面布置3个不共线的约束点,在侧面布置2个约束点,在端面布置一个约束点,则底面约束点可以限制X2、Y2 、Z2 3个自由度,侧面约束点限制X1、Z12个自由度,端面约束点限制y。这个自由度,就完全限制了长方体工件6个自由度。
1.1.3 夹紧力“两要素”,方向与作用点
 夹紧力方向应朝向定位元件,并使所需的夹紧力最小。确定夹紧力作用点的位置时应不破坏定位。夹紧力作用点的位置应尽可能靠近加工部位,以减小切削力绕夹紧力作用点的力矩,防止工件在加工过程中产生转动或震动。应保证夹紧变形不影响加工精度。夹紧力作用点数目应使工件在整个接触面上受力均匀,接触变形小。
1.2 定位夹紧方案的确定
 一般的定位方法有:一面两销定位法和两面一销定位法。通过比较分析决定采用两面一销定位法。在钻孔加工时,底面和侧面采用定位板进行定位,端面采用定位钉来限制工件自由度。通过分析发现,该工件被完全定位。
1.3 夹具体设计
1.3.1定位支撑的选择
 根据前面所述,本工序采用两面一销的定位方式,即底面限制三个自由度;侧面为一窄长平面限制两个自由度;端面为一定位销限制一个自由度。
 结合实际生产情况:批量大,生产率高。这样的话,加工过程中,会频繁的移动工件位置,对定位表面产生摩擦,定位精度减低,夹具体使用寿命减低。基于这种情况,在实际过程中,采用面支撑板代替底面定位支撑。这样更换较方便,成本较低,同样侧面用以支撑板代替,端面仍是用定位销定位。
 选用支撑板及销的情况如下图:

 图1-1定位元件
 支撑板的选用参照《机床夹具设计手册》P272图2-1-10
 支撑钉的选用参照《机床夹具设计手册》P271图2-1-9
1.3.2 夹具结构设计及尺寸确定
 (1)设计原则:
 由于此工件为大批大量生产,需满足以下几点要求:
 1)安装方便,夹紧迅速可靠
 2)结构刚度好
 3)夹具设计误差小最好采用一体结构。
 (2)方案确定

 图 1-2 钻孔工序的定位与夹紧示意图
 基于以下设计原则及定位夹紧情况,结合实际生产活动中所使用的组合夹具情况,采用箱式夹具体结

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