數(shù)控加工中心常用氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及常見故障分析畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-03-12 12:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ FMC），實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)交換，即在加工的同時(shí)可進(jìn)行另一個(gè)工件裝卸。加工工件經(jīng)一次裝夾后，完成多工序自動(dòng)加工，自動(dòng)選擇及更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，自動(dòng)實(shí) 現(xiàn)刀具與工件的運(yùn)動(dòng)軌跡變化以及自動(dòng)實(shí)現(xiàn)其它輔助功能。 臥式加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜和精度要求高的產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，特別是箱體和復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的加工。在汽車、航空航天、船舶和發(fā)電等行業(yè)被大量用于復(fù)雜零件的精密和高效加工。國(guó)產(chǎn)臥式加工中心的水平有很大提高，可以達(dá)到一般零件的高速、精密加工，基本上可以滿足用戶需求，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，在精度、效率、智能化和可靠性等方面上尚有差距，因此，高檔臥式加工中心進(jìn) 口量較大。 （ 3）龍門式加工中心 龍門式加工中心形狀與龍門銑床相似，龍門式加工中心主軸多為垂直設(shè)置，帶有 自動(dòng)換刀裝置，帶有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能也比較齊全，能夠一機(jī)多用，尤其適用大型或形狀復(fù)雜的工件，如航天工業(yè)及大型水輪機(jī)。大型建工機(jī)械上的某些零件的加工。 （ 4）萬能加工中心 又稱多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心 )：是指通過加工主軸軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的角度可控制聯(lián)動(dòng)變化，完成復(fù)雜空間曲面加工的加工中心。適用于具有復(fù)雜空間曲面的葉輪轉(zhuǎn)子、模具、刃具等工件的加工。 B,按換刀形式分類 （ 1）帶刀庫(kù)，機(jī)械手的加工中心 加工中心的換刀裝置（ ATC）由刀庫(kù)和機(jī)械手組成，換刀由機(jī)械手來完成。 （ 2）無機(jī)械手 的加工中心 這種加工中心的換刀是通過刀庫(kù)和主軸箱的配合動(dòng)作來完成。一般采用把刀庫(kù)放在主軸箱可以運(yùn)動(dòng)到的位置，或整個(gè)刀庫(kù)或某一刀位能移動(dòng)到主軸箱可以到達(dá)的位置，刀庫(kù)中刀具的存放位置方向與主軸裝刀方向一致，換刀時(shí)主軸移動(dòng)到刀位上的換刀位置，由主軸直接取走或放回刀具。 （ 3）轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)式加工中心 一般在小型立式加工中心上采用轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)形式，主要以加工孔為主。 C,按加工精度分類 （ 1）普通加工中心 普通加工中心，分辨率 1um，最大進(jìn)給速度 15～25m/min, 最大進(jìn)給速度 10um. (2)高精度 加工中心 高精度加工中心，分辨率為 , 最大進(jìn)給速度 15～ 100m/min, 定位精度為 2um,介于 2～ 10um 之間的，以 5um為多，稱為精密級(jí)加工中心。 D,按數(shù)控系統(tǒng)功能分類 加工中心根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)控制功能的不同可分為三軸二聯(lián)動(dòng)，三軸三聯(lián)動(dòng)，四軸三聯(lián)動(dòng)，五軸四聯(lián)動(dòng)，六軸五聯(lián)動(dòng)等類型，三軸，四軸是指加工中心具有的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)數(shù)，聯(lián)動(dòng)是指控制系統(tǒng)可以同時(shí)控制運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)數(shù)，同時(shí)可控軸數(shù)越多，加工中心的加工和適應(yīng)能力越強(qiáng)。 E,按工作臺(tái)的數(shù)量和功能分類 按工作臺(tái)的數(shù)量和功能 分類：有單工作臺(tái)，雙工作臺(tái)加工中心和多工作臺(tái)加工中心。 F,加工中心的發(fā)展方向 高速度 主要是提高主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量，縮短輔助時(shí)間以提高生產(chǎn)效率。 1)提高主軸轉(zhuǎn)速近年來，中、小型加工中心的最高主軸轉(zhuǎn)速普遍提高到 5000～ 6000 r/min，電機(jī)的冷卻防振等方面都進(jìn)行了大量工作。例如，某些高速加工中心，主軸組件采用了陶瓷滾動(dòng)體軸承，采用油氣潤(rùn)滑以及嚴(yán)格的動(dòng)平衡等。 2)高進(jìn)給速度進(jìn)給速度一般可達(dá) 1～ 2m/min，快速已達(dá) 33m/min，逐步靠近 50m/min。為了實(shí)現(xiàn)高速，數(shù)控裝置可進(jìn)行快速處理。例如 采用數(shù)控高速轉(zhuǎn)換器以快速傳遞數(shù)據(jù)；采用 32 位計(jì)算機(jī)的數(shù)控裝置等。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面也相應(yīng)地采取了措施。例如采用大導(dǎo)程滾珠絲杠，直線導(dǎo)軌等。采用交流伺服電機(jī)作驅(qū)動(dòng)元件，也有利于提高進(jìn)給速度。 3)縮短輔助時(shí)間 主要措施有：縮短換刀時(shí)間，許多加工中心換刀時(shí)間已達(dá) 1～ 2s，有的縮短到 ；快速移動(dòng)縮短了空程運(yùn)動(dòng)時(shí)間；采用傳感器在線檢測(cè)，即節(jié)省了檢測(cè)工件的輔助時(shí)間，又有利于保證加工精度；采用工序更加集中的加工中心，可節(jié)省裝、卸工件的時(shí)間等。另外，采用合適的冷卻方式和合理的防護(hù)裝置，使機(jī)床運(yùn)行可靠，可充分發(fā)揮機(jī)床的切 削性能，也是提高機(jī)床生產(chǎn)率不可忽視的措施。 高精度 目前，加工中心的加工精度可達(dá)微米級(jí)，采取一定措施可達(dá)納米級(jí)。提高加工中心的加工精度的主要措施是提高編程時(shí)的圓弧插補(bǔ)精度、機(jī)床的定位精度和精度的補(bǔ)償技術(shù)。世界許多國(guó)家都在進(jìn)行機(jī)床運(yùn)行和負(fù)載誤差以及機(jī)床熱變形誤差的軟件補(bǔ)償技術(shù)的研究，有的可消除此類誤差的 60％。 高自動(dòng)化程度 為了提高自動(dòng)化程度，對(duì)加工中心的硬件和軟件采取了很多改進(jìn)措施。如采用人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)，可使操作方便、操作時(shí)間短、檢驗(yàn)及時(shí)以及差錯(cuò)率少。許多加工中心都設(shè)計(jì)有自動(dòng)交換托盤，托盤依次自動(dòng)交 換，機(jī)床可長(zhǎng)期無人看管，自動(dòng)地加工。 現(xiàn)代加工中心配備了越來越多的附件，以增加加工中心的功能。新型加工中心可供選擇的附件有：工件自動(dòng)檢測(cè)裝置、尺寸調(diào)整裝置和鏜刀檢驗(yàn)儀及刀具磨損破損監(jiān)測(cè)裝置 第二章 加工中心主軸換刀氣動(dòng)控制系統(tǒng) 下圖為加工中心氣動(dòng)控制原理圖 如圖所示為某數(shù)控加工中心氣動(dòng)換刀系統(tǒng)原理圖
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