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木工橫式自動鉆孔機設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-03-12 12:34 本頁面
 

【文章內容簡介】 旺。由于工廠規(guī)模的限制,三排鉆孔機的需求量成為多排鉆孔機中的佼佼者。 排鉆孔機具有生產(chǎn)效率高,定位精度高,機床結構緊湊,操作靈活方便等特點,它的出現(xiàn)大大地減輕了工人的勞動強度,提高了生產(chǎn)效率。 多排鉆孔機主要用 于圓孔,圓榫孔,補節(jié)孔等工序的作業(yè),尤其是對孔零部件的加工更為靈活方便,同時鉆孔質量好,生產(chǎn)效率高,板式部件的鏈接大量采用圓榫,五金零件并逐步取代了其他結合方式。以適應板式家具流水線的需要和連接方便的特點,故多排鉆孔機得到了飛速發(fā)展。 木工機床的發(fā)展趨向 提高機床的可靠性 由于木工機床較復雜,成本也較高,因此它的可靠性是歷來使用者所關心的問題。要使機床不僅好用,而且耐用,機床設計必須合理。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 2 提高加工精度和表面加工質量 由于木制品的精度和表面粗糙度要求的提高和木工機床本身的精度和 機床壽命密切相關,因而,木工機床精度的確定,必須保證達到最大的經(jīng)濟效益。要提高機床的加工精度和表面加工質量,就要提高機床的傳動精度和抗震性。提高機床的抗震性,不只是要增加剛度,重要的是減少引起震動的因素,如減少高速轉動件的數(shù)量并提高其平衡水平。 改善操作的方便性和舒適性 現(xiàn)在機床應盡量減輕操作者的體力和腦力勞動強度,使操作者操作機床感到輕松,舒適。為此設計者要特別注意掌握人機工程學和機床藝術造型的理論。 提高機械化和自動化水平 為了減輕工人的勞動強度,提高勞動生產(chǎn)率和保證加工精度及精度的 穩(wěn)定性,機床應盡量提高機械化,自動化水平,當前主要是實現(xiàn)輔助工序(供料,卸料,檢驗,中間輸送)的機械化和自動化。 鉆孔機的工作原理 橫式鉆孔機在工作之前,要根據(jù)加工要求,選擇合適的鉆頭以及鉆頭數(shù)目及間距。首先將待加工工件放在工作臺上,然后接通壓柄氣缸開關,使壓柄緊壓在待加工工件上,壓緊、固定。接下來通過調節(jié)器節(jié)鉆頭高度調節(jié)器節(jié)裝置上的螺桿的旋入和旋出來調節(jié)鉆頭的高度。同時調節(jié)器節(jié)鉆頭移動裝置調節(jié)鉆頭的左右位置。然后進給鉆頭,鉆孔加工,退出鉆頭,抬起壓緊裝置,取下加工工件,這就是橫式鉆孔機完成孔加工的工 藝過程。如圖 11所示 鉆孔機的特點 此機床為木工鉆孔機。可鉆透孔,也可鉆盲孔,孔的深度可在一定范圍內自由調整。 可以說,板式家具的興起促進了多拍鉆孔機的產(chǎn)生同時也使得三排鉆孔在個型號中突出,暢銷,而多排鉆孔機的出現(xiàn)于發(fā)展又促進了木材加工行業(yè)的發(fā)展,多排鉆孔機成了各家具廠的需求設備,而三排鉆也成為他們的必有設備。特別隨著,近年來鄉(xiāng) 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 3 鎮(zhèn)木工企業(yè)如雨后春筍般的出現(xiàn)和蓬勃發(fā)展,木工多排鉆特別是三排鉆機將會有更為廣闊的市場和發(fā)展的天地,故設計并改進三排鉆孔機是十分必要的。 工件工作臺1 壓緊 工件 2 上下 調節(jié)鉆頭 3 左右 調節(jié)鉆頭4 鉆頭 鉆孔 5 取工 件 圖 11孔加工的工藝過程 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 4 第 2 章 方案設計 原理方案設計 原理方案設計是指設計任務書提出的設計要求或自主開發(fā)確定的設計目標,找出實現(xiàn)預定設計目標的最佳原理方案。原理方案設計是整個設計的第一個關鍵環(huán)節(jié),是具有戰(zhàn)略性和方向性的設計工作,是結構設計的前提和依據(jù)。 設計任務的抽象化 設計任務的抽象化的最終目的是明確設計對象的功能和約束條件。常用的抽象方法是 “黑箱”法。通過比較輸入、輸出量的差別和關系,繼而反映出設計系統(tǒng)的總功能,然后探求系統(tǒng)的機理和結構,逐步 使黑箱透亮,直至方案擬訂。通過閱讀《自動機械設》 P48,并且根據(jù)設計要求,繪制“橫式鉆孔機”的“黑箱”示意圖。 振動 灰塵 無功熱 噪聲 待加工工件 驅動能 已加工工件 加工要求 灰塵度 溫度 振動 圖 21 橫式鉆孔機的“黑箱”示意圖 功能結構分解 功能結構分解是指將總功能分解成復雜程度比較低的分功能,并找出分功能的解。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 5 工藝方案設計 材質分析 生物特性:木 材屬于植物原料,具有明顯的生物特性,含有大量纖維,組織不均勻,材性不一致,易受蟲、菌等侵蝕。 圖 22 機床功能分解 根據(jù)圖 22,設計任務要求可以繪制出機床功能結構圖 圖 23 床功能結構圖 物理力學性能:木材的密度比礦物料低。由同一物質組成,密度波動不大,約為1 .5千克/立方厘米。具有纖維狀結構,孔隙率在很大范圍內變化。其內表面積極大, 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 6 易于從空氣中吸水,此即木材的吸濕性。木材干噪時,弦向和徑向收縮不同以及干燥不均勻性,在木材中產(chǎn)生內應力,而引起翹曲、開裂。木材具有 多孔性、層次性和各向異性的特性,一般將木材分為三個切面:1、橫切面(與木材軸線垂直的平面)2、徑切面(通過木材髓心,與年垂直切開的平面)3、弦切面(不通過木材髓心,與年輪相切的平面)如圖 24。 a b c 圖 24 木材的三個切面圖 木材的機械性能:工程中常用木材有以下幾種強度:抗壓、抗拉、抗彎、抗剪。順紋方向(力與紋理平行)的抗拉強度是橫紋方向(力與紋理的垂直)的抗 拉強度的2030 倍,順紋方向的抗壓強度是橫紋方向的 510倍。影響各種強度的因素:樹種、體積、密度、天然庇病、溫度、時間和含水率。 工程中常用大量木材,主要是應用木材的以下幾個優(yōu)點:質量輕、強度大、導熱性好,電絕緣性能好,共振性優(yōu)良,抗震性好,耐化學品性好、耐溶劑性好、容易機械加工、膠粘、釘著。 木材的使用也各到了一定限制,也存在一些缺點:易燃燒、易受蟲、菌等侵蝕。因水分蒸發(fā)引起變形、開裂、翹曲。材質有方向性,縱向與橫向性質差異明顯。 木材的加工方法 木材的加工方法通常分力兩類:切削加工法、 改性加工法。切削加工可以使工件達到規(guī)定的形狀,很高精度的尺寸,很低的表面粗糙度,主要方法有:鋸、削、錯、鉆、旋和磨等。改性加工是通過物理和化學的處理方法,延長木材使用壽命,提高木材的硬度、強度、耐磨性、光澤、彈性模量、吸濕性、尺寸穩(wěn)定性、耐蝕性、耐蟲性等。如利用水熱、氣體或液體價質,加熱或加壓等使木材變形,提高有關性能。 木材的加工方法又可分為:手工加工、機械加工。手工加工特點是加工精細,需 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 7 用大量人力,以及各種工具,適合單件小批量生產(chǎn)。機械加工精度高,降低了勞動強度,提高了工效,適合大規(guī)模成批量生產(chǎn),降低了 生產(chǎn)成本,易于規(guī)范化管理,以及技術的普及。 工藝分析 孔的加工方法有多種,如鉆、旋、插、鏜、鉸、擴等。鉆削的應用廣泛,精度不高,表面較粗糙。鉆孔主要用于粗加工,對于精度和粗糙度要求不高的孔,也要以鉆孔作為預加工工序。旋孔主要用于切削圓棒,盤及簡等工件。插孔一般在加工尺寸比較大的也時采用,不適于尺寸小的孔,加工精度也不是很高。不適用于木質材料的加工。比較適用于硬度比較大的金屬。鏜孔是對已有的孔進行加工,對于直徑較大的孔內成形面或孔內環(huán)槽等,鏜削是唯一合適的方法。擴孔是應用較為普遍的孔的精加工方法 之一。 所以,通過以上分析,對于木質材料孔的粗加工,最終選取鉆孔的方加工方法。 工藝過程 “橫式自動鉆孔機”在工作之前,要根據(jù)加工要求,選擇合適的鉆頭以及鉆頭數(shù)目及間距。首先將待加工工件放在工作臺上,然后接通壓柄氣缸開關,使壓柄緊壓在待加工工件上,壓緊、固定。接下來通過調節(jié)器節(jié)鉆頭高度調節(jié)器節(jié)裝置上的螺桿的旋入和旋出來調節(jié)鉆頭的高度。同時調節(jié)器節(jié)鉆頭移動裝置調節(jié)鉆頭的左右位置。然后進給鉆頭,鉆孔加工,退出鉆頭,抬起壓緊裝置,取下加工工件,這就是“橫式自動鉆孔機”完成孔加工的工藝過程。如圖 11( 1~ 5) 傳動方案 傳動工作要求 (1)了解工作機的工作情況; ( 2)了解動力機的機械特性和調速性能; ( 3)對傳動的尺寸、重量、布置方面的要求; ( 4)工作環(huán)境:對對塵、高溫、低溫、潮濕、腐蝕易燃、易爆等惡劣環(huán)境的適應性,噪聲的限度等。 ( 5)經(jīng)濟性:工作壽命、傳動效率,初始費用,運轉及維修費。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 8 ( 6)結構簡單,尺寸緊湊,加工方便。 對于以上要求,在設計過程應盡量滿足。 傳動分析 該機床在一次孔的加工過程主要完成以下的一些動作: ( 1)夾緊工件。 ( 2)調節(jié)位置。 ( 3)鉆頭轉動、進給、退出。 ( 4)松開工件。 鉆床的傳動通過電動機帶動鉆頭旋轉,然后由氣缸推動來實現(xiàn)的。傳動系統(tǒng)傳動過程如圖 25。 圖 25 傳動系統(tǒng)的傳動過程 鉆頭轉動的同時以一定速度進給,鉆頭工作圖如圖 26 圖 26 鉆頭工作圖 鉆頭上的點在螺旋線上運動,鉆頭上點A軌跡如圖 27。 圖 27 鉆頭上 A點的運動軌跡 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 9 通過以上分析,“橫式鉆孔機”的傳動系統(tǒng)應該滿足 以下幾點: ( 1)能夠根據(jù)木材的硬度和加工孔的深度自動調節(jié)氣缸的進給速度,從而保證鉆頭的運動速度。 ( 2)起動,制動迅速。 (3)操作方便,控制靈活。 ( 4)傳動準確,穩(wěn)定性好。 ( 5)減振性能良好。 傳動方案的確定 機械傳動、流體傳動和電氣傳動一起構成了現(xiàn)代化工業(yè)普遍采用的三大傳動方式。 : ( 1)帶傳動 — 承載能力小,傳遞相同轉矩時,結構尺寸較其它傳動形式大,但傳動平穩(wěn),能吸振緩沖,因此宜布置在高速級。 ( 2)鏈傳動-運動不均勻,有沖擊,不適于高速級 ,應布置低速級。 ( 3)直齒圓柱齒輪傳動-直齒圓柱齒輪傳動的平穩(wěn)性較斜齒圓柱齒輪傳動的平穩(wěn)性好,常用在高速級或傳動平穩(wěn)的場合。 ( 4)開齒齒輪傳動-開齒齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差,潤滑條件不好,因為磨損嚴重、壽命較短,應布置在低速級。 ( 5 )直錐齒輪傳動-圓錐齒輪傳動只適用于需要改變軸的布置方向的場合,由于圓錐齒輪加工困難,所以應將其布置于傳動的高速級,并限制其傳動比,以減小其直徑和模數(shù)。 ( 6)蝸桿傳動-蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比,結構緊湊,傳動平穩(wěn),但傳動效率較低,故適用于中小功率的高速傳動中。 ( 7)直齒齒條傳動-齒輪齒條傳動易于布置,常用在低速級。 通過對以上各種機械傳動方案的分析比較,在橫式自動鉆孔機中可以采用齒輪齒條傳動、圓柱齒輪傳動和圓錐齒輪傳動。除傳動效率高、制造成本低外;主要使用性能,如自動適應性、操縱性能和生產(chǎn)率等,都是比較適用的。 氣動傳動的特點: ( 1)對于傳動形式而言,氣缸作為線性驅動器可在窨的任意位置組建它所需的運動軌跡,安裝維護簡單 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 10 ( 2)工作介質是取之不盡、用之不竭的空氣,空氣本身不花錢。排氣處理簡單,不污染環(huán)境,成本低。壓力等級低,使用安全。 ( 3)缸動 作速度一般為 50~ 500㎜ /s,比液壓和電氣方式的動作速度快,其間,通過單向節(jié)流閥,可使氣缸速度無級調節(jié)。近代氣動技術發(fā)展,氣缸最低速度可在3mm/s 平行運動,高速可達 3m/s ,甚至高達成 17m/s(具有長行程,最新展覽指標可達 45m/s) ,對于高速氣缸必須設有效緩沖。 ( 4)可靠性高,使用壽命長。電器元件的有效動作次數(shù)約為數(shù)百萬次,而進口的一般電磁閥的壽命大于 3000 萬次,小型閥超過 1億次。 ( 5)利用空氣的可壓縮性,可貯存能量,實現(xiàn)集中供氣。可短時間釋放能量,以獲得間歇運動中的高速響應??蓪崿F(xiàn)緩沖。對 沖擊載荷有較強的適應能力。在一定的條件下,可使氣動裝置有自保護能力。 ( 6)全氣動控制具有防火、防爆、耐潮的能力。與液壓方式相比,氣動方式可在高溫場合使用。 ( 7)由于空氣損失小,壓縮空氣可集中供應,遠距離輸送。 ( 8)由于空氣具有壓縮性,氣缸的動作速度易受載荷的變化而變化。采用氣液聯(lián)動方式可以克服這一缺陷。 ( 9)氣缸的在低速運動時,由于摸摩擦力占推力的比例較大,氣缸的低速穩(wěn)定性不如液壓缸。 ( 10)雖然在許多應用場合,氣缸的輸出力能滿足工作要求,但其輸出力比液壓缸小。 液壓傳動的特點: 液壓傳動由于具 有傳動平穩(wěn)、結構簡單、比功率大、易于無級調速和定位精度高等一系列優(yōu)點。因此,目前已不僅廣泛應用于機床、工程機械、冶金、航空航天等工業(yè)部門,而且在輕工業(yè)機械(如:注塑成形機、擠出機、精密沖床、皮革機械以及造紙機械等)中也被普遍采用。 通用性強、程序可變、編程容易、可靠性高、使用維護方便等。它被較廣泛地應用于機械手、組合機床及生產(chǎn)自動線上,大大提高了機床自動化水平。電氣自動控制是采用各種控制元件、自動裝置,對機床進行自動操縱,自動調節(jié)轉數(shù),按給定程序和自動適應多種條件的隨機彎化而選擇最優(yōu)的加 工方案,
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