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正文內(nèi)容

機電一體化-plc控制組合鉆床設(shè)計(編輯修改稿)

2025-01-11 03:51 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 位置及方向,輔助支承均 須用規(guī)定的符號表示出來 ( 2)加工部位的位置尺寸應(yīng)由定位基準注起,為便于加工及檢查,尺寸應(yīng)采用直角坐標系標出,而不采用極坐標,但有時因所選定位基準與設(shè)計基準不重合,則須對加工部位要求位置尺寸精度進行分析換算。此外,應(yīng)將零件圖的不對稱位置尺寸公差換算成對稱尺寸公差,如圖 2- 1 中的尺寸 ?? 應(yīng)換算為圖 2- 2 中的尺寸 ? ,以便在進行夾具 和主軸箱設(shè)計時,確定導向孔與主軸孔的位置坐標尺寸。 圖 2- 2 被加工零件工序圖 附注: :箱蓋; :灰鑄鐵 HT200, HB175~255; 3. 上尺寸為本工序保證尺寸 ; 9 。 加工示意圖 加工示意圖的作用和內(nèi)容 加工示意圖是被加工零件工藝方案在圖樣上的反映,是整臺組合機床布局形式的原始要求,也是調(diào)整機床和刀具 所必需的重要文件 。 圖 2- 3 為箱蓋上8 孔立式鉆床加工示意圖 。 在圖上應(yīng)標注的內(nèi)容: ( 1)機床的加工方法,切削用量,工作循環(huán)和工作行程 。 ( 2)工件、夾具、刀具及多軸箱端面之間的距離等 。 ( 3)主軸的結(jié)構(gòu)類型,尺寸及外伸長度;刀具類型,數(shù)量和結(jié)構(gòu)尺寸、接桿、導向裝置的結(jié)構(gòu)尺寸;刀具與導向置的 配合,刀具、接桿、主軸之間的連接方式,刀具應(yīng)按加工終了位置繪制。 繪制加工示意圖之前的有關(guān)計算 ( 1)刀具的選擇 ( 2)導向套的選擇 圖 2- 3 鉆床加工示意圖 10 1) 選擇導向類型 根據(jù)刀具導向部分直徑 d=10mm 和刀具導向的線速度v=15m/min,選擇固定式導向 。 2) 導向套的參數(shù) 根據(jù)刀具的直徑選擇固定導向裝置,如 圖 2- 4 所示 : 圖 2- 4 固定導向裝置 固定導向裝置的標準尺寸如下表: 表 2- 1 固定導向裝置的標準尺 d D D1 D2 L l1 m R d1 d2 l0 10 18 26 30 28 38 13 22 M8 16 16 固定裝置的配合如下表: 表 2- 2 固定裝置的配合 導向 類別 工藝 方法 D D D1 刀具導向 部分外徑 固定 導向 鉆孔 G7(或 F8) 67gH 67jsH g6 固定導向裝置的布置如圖 2- 5 所示 導向裝置的布置如表 2- 3 所示 : 表 2- 3 導向裝置的參數(shù) (mm) 尺寸 項目 l1 l2 l3 與直徑 d 的關(guān)系 (2~ 3)d 加工鑄鐵 d d/3+(3~ 8) 計算值 3 d=30 10 10/3+8=12 11 圖 2- 5 固定導向裝置的布置 ( 3)初定主軸類型、尺寸、外伸長度 因為軸的材料為 40Cr,剪切彈性模量 G=,剛性主軸取ψ= 1/ 4( 0)/ m,所以 B 取 , 根據(jù)剛性條件計算主軸的直徑為 : d? B4T = 4 = 式中 : d—— 軸直徑( mm) T—— 軸所承受的轉(zhuǎn)矩( N mm) B—— 系數(shù) 本設(shè)計中所有主軸直徑皆取 d=20mm,主軸外伸長度為: L=115mm, D/ 1d 為32/20,內(nèi)孔長度為: l1 =77mm. ( 4) 選擇刀具接桿 由以上可知,多軸箱各主軸的外伸長度為一定值,而刀具的長度也是一定值,因此,為保證多軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置,就需要在主軸與刀具之間設(shè)置 可調(diào)環(huán)節(jié),這個可調(diào)節(jié)在組合機床上是通過可調(diào)整的刀具接桿來解決的 ,連接桿如圖 2- 6 所示, 12 圖 2- 6 可調(diào)連接桿 連 接桿上的尺寸 d 與主軸外伸長度的內(nèi)孔 D 配合,因此,根據(jù)接桿直徑 d選擇刀具接桿參數(shù)如表 2- 4 所示 : 表 2- 4 可調(diào)接桿的尺寸 d(h6) D1(h6) d2 d3 L l1 l2 l3 螺母 厚度 20 Tr20 6 莫氏 1 號 17 188 46 40 100 12 ( 5)確定加工示意圖的聯(lián)系尺寸 從保證加工終了時主軸箱端面到工件端面間距離最小來確定全部聯(lián)系尺 寸,加工示意圖聯(lián)系尺寸的標注如圖 2- 3 所示。其中最重要的聯(lián)系尺寸即工件端面到多軸箱端面之間的距離(圖中的尺寸 333mm) ,它等于刀具懸伸長度、螺母厚度、主軸外伸長度與接桿伸出長度(可調(diào))之和,再減去加工孔深度和切出值。 ( 6)工作進給長度的確定 如圖 2- 7 工作進給長度 工L 應(yīng)等于工件加工部位長度 L 與刀具切入長度 1L 和切 出 長度 2L 之和。切入長應(yīng) 1L 應(yīng)根據(jù)工件端面誤差情況在 5~ 10mm 之間選擇,誤差大時取大值,因此取 1L =7mm,切出長度 2L =1/3d+(3~ 8)= 1031? +8 ? 9mm,所以 工L =10+7+9=26mm. ( 7)快進長度的確定 考慮實際加工情況,在未加工之前,保證工件表面與刀尖之間有足夠的工作空間,也就是快速退回行程須保證所有刀具均退至夾具導套內(nèi)而不影響工件裝卸。這里取快速退回行程為 156mm,快退長度等于快速引進與工作工進之和,因此快進長度 156- 26=130mm. 圖 2- 7 工作進給長度 13 機床聯(lián)系尺寸圖 聯(lián)系尺寸圖的作用和內(nèi)容 一般來說,組合機床是由標準的通用部 件 —— 動力箱、動力滑臺、立柱、立柱底座加上專用部件 —— 多軸箱、刀、輔具系統(tǒng)、夾具、液、電、冷卻、潤滑、排屑系統(tǒng)組合而成。聯(lián)系尺寸圖用來表示機床各組成部件的相互裝配和運動關(guān) 系,以檢驗機床各部件的相對位置及尺寸聯(lián)系是否滿足要求,通用部件的選擇是否合適,并為進一步開展主軸箱、夾具等專用部件、零件的設(shè)計提供依據(jù)。聯(lián)系尺寸圖也可以看成是簡化的機床總圖,它表示機床的配置型式及總體布局。 如圖 2- 8 所示,機床聯(lián)系尺寸圖的內(nèi)容包括機床的布局形式,通用部件的型號、規(guī)格、動力部件的運動尺寸和所用電動機的主要參數(shù)、工件與各部件間 的主要聯(lián)系尺寸,專用部件的輪廓尺寸等。 圖 2- 8 機床聯(lián)系尺寸圖 選用動力部件 選用動力部件主要選擇型號、規(guī)格合適的動力滑臺、動力箱。 14 ( 1)滑臺的選用 通常,根據(jù)滑臺的驅(qū)動方式、所需進給力、進給速度、最大行程長度和加工精度等因素來選用合適的滑臺。 1) 驅(qū)動形式的確定 根據(jù)對液壓滑臺和機械滑臺的性能特點比較,并結(jié)合具體的加工要求,使用條件選擇 HY 系列液壓滑臺。 2) 確定軸向進給力 滑臺所需的進給力 進F = ∑ iF =4 = 式中: iF —— 各主軸加工時所產(chǎn)生的軸向力 由于滑臺工作時,除了克服各主軸的軸的向力外,還要克服滑臺移動時所產(chǎn)生的摩擦力 。 因而選擇滑臺的最大進給力應(yīng)大于 進F = 。 3) 確定進給速度 液壓滑臺的工作進給速度規(guī)定一定范圍內(nèi)無級調(diào)速,對液壓滑臺確定切削用量時所規(guī)定的工作進給速度應(yīng)大于滑臺最小工作進給速度 的 ~ 1 倍 。液壓進給系統(tǒng)中采用應(yīng)力繼電器時,實際進給速度應(yīng)更大一些 。 本系統(tǒng)中進給速度 vf=n f=。 所以選擇 HY25IA 液壓滑臺 , 工作進給速度范圍 32~ 800mm/min, 快速速度 12m/min。 4) 確定滑臺行程 滑臺的行程除保證足夠的工作行程外,還應(yīng)留有前備量和后備量 。 即:行程 L> 156+20+40=236mm, 取 L= 250mm。 綜合上述條 件 ,確定液壓動力滑臺型號 HY25IA。 ( 2)由下式估 動力箱的選用 動力箱主要依據(jù)多軸所需的 電動機功率來選用,在多軸箱沒有設(shè)計之前, 主P 可 算 主P = 切P /η = 4 / = 式中:η —— 多軸箱傳動效率,加工黑色金屬時η= ~ ; 有色金屬時η= ~ ,本系統(tǒng)加工 HT200,取η= . 動力箱的電動機功率應(yīng)大于計算功率,并結(jié)合主軸要求的轉(zhuǎn)速大小選擇 。 因此,選用電動機型號為 Y100L— 6B5 的 1TD25IA 型動力箱 , 電動機功率,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速為 520r/min,動力箱輸出軸至箱底面高度為 125mm。 ( 3) Y 軸液壓滑臺的選用 工件質(zhì)量計算 V=420 240 10+ (2 160+ 2 340) 10 30 m = ρ v= 103 103 = 磨擦系數(shù): f=~ 取 f= F=f N== 10= 15 由于工作臺 和夾具 還未設(shè)計,初選滑臺時進給力大于 ,由于工件長寬為 420 240mm,選擇液壓滑臺 HY32IA 型. 配套支承部件的選用 立柱 1CL25 型,立柱底座 1CD25 確定裝料高度
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