0 引 言
圓孔和螺紋是機(jī)械零件中最為常見(jiàn)的特征狀態(tài)。圓孔和螺紋的尺寸精度、形位精度的高低,直接影響著零件的合格率以及各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系[1]。
現(xiàn)有的多孔加工設(shè)備大致可分為兩類(lèi):一類(lèi)為自動(dòng)化生產(chǎn)線和數(shù)控加工中心,能夠高效地完成難度較高的各種孔加工,但首次投資成本大,維修復(fù)雜,維護(hù)成本高; 另一類(lèi)是各種可以進(jìn)行小批量、復(fù)雜零件加工的仿形加工機(jī)床,但機(jī)床尺寸大,零件更換復(fù)雜,手工操作誤差大, 難以達(dá)到較高的加工精度,且生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng),在進(jìn)行單件或小批量的生產(chǎn)(批量在10~100件內(nèi))時(shí),相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床,小型專用機(jī)床的配置效率更高,生產(chǎn)成本更低[2]。
針對(duì)以上問(wèn)題,本文提出了單件小批量的孔加工專用小型鉆攻機(jī)床的設(shè)計(jì)方案,采用回轉(zhuǎn)式工作臺(tái)轉(zhuǎn)換工位,并設(shè)計(jì)了以PLC為核心的控制系統(tǒng),簡(jiǎn)化加工過(guò)程,減少人工操作時(shí)間,降低生產(chǎn)成本。
1 機(jī)床結(jié)構(gòu)方案
機(jī)床采用“可編程邏輯控制器+交流伺服系統(tǒng)+變頻調(diào)速系統(tǒng)+觸控屏”的控制方案。根據(jù)工藝要求、工件數(shù)量以及加工模式來(lái)配置機(jī)床,機(jī)床主要包括底座、工作臺(tái)、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、動(dòng)力頭組件、防護(hù)、排屑機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)和觸控屏等結(jié)構(gòu),采用交流伺服和PLC控制器,編程實(shí)現(xiàn)加工控制[3-4]。機(jī)床由伺服電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,帶動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)、滾珠絲杠的運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)力頭主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)[5],主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
根據(jù)預(yù)設(shè), 機(jī) 床 底 座 長(zhǎng)1372 mm, 寬
1135 mm;高440
mm;回轉(zhuǎn)工作臺(tái)高度315 mm;夾具高度100 mm; 考慮到工件最低孔的位置、排屑、操作人員位置、收取工件,對(duì)機(jī)床進(jìn)行維護(hù), 對(duì)動(dòng)力頭進(jìn)行更換的方便程度,以及其他實(shí)際的工作情況,最終確定裝料高度為400 mm。為了方便工作人員對(duì)機(jī)床的刀具和機(jī)身進(jìn)行調(diào)整和清理,考慮到機(jī)床加工行程需要和床身大小等因素,并確保加工安全,確定Z軸的專機(jī)最大行程為375 mm。
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宇匠數(shù)控專業(yè)生產(chǎn):高速精密 雕銑機(jī)、精雕機(jī)、石墨機(jī)、鉆攻中心、加工中心;
本文針對(duì)單件小批量零件的多孔加工問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一款小型五工位鉆攻中心,即基于“可編程邏輯控制器+交流伺服系統(tǒng)+變頻調(diào)速系統(tǒng)+觸控屏”的機(jī)床結(jié)構(gòu), 根據(jù)孔加工過(guò)程的多工序多工位的要求,設(shè)計(jì)了回轉(zhuǎn)式 工作臺(tái)進(jìn)行多工位轉(zhuǎn)換,并設(shè)計(jì)了以PLC為核心的控制系統(tǒng),該控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)床加工過(guò)程的自動(dòng)化和簡(jiǎn)單化。簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了小型機(jī)床上的多孔工件的自動(dòng)化加工,節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間,降低了生產(chǎn)成本。
2024-11
在機(jī)測(cè)量技術(shù)由于其成本低、檢測(cè)效率高、無(wú)需二次裝夾等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于零件加工測(cè)量當(dāng)中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時(shí)又兼具測(cè)量功能。在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號(hào)接收器、機(jī)床整個(gè)本體,軟件部分由機(jī)床控制系統(tǒng)、測(cè)量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機(jī)床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國(guó)家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對(duì)象,針對(duì)提升機(jī)床精度進(jìn)行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機(jī)床這種精密機(jī)器精度不斷提高的同時(shí),必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機(jī)影響因素在… [了解更多]
2024-11
對(duì)于五軸加工中心和五軸鉆攻中心來(lái)說(shuō),如何有效的預(yù)測(cè)實(shí)際插補(bǔ)刀具擺動(dòng)軌跡和控制誤差是實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床高精度發(fā)展的重要研究方向。在復(fù)雜曲面的五軸加工過(guò)程中,由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸之間的旋擺運(yùn)動(dòng)參與了刀具運(yùn)動(dòng)合成并導(dǎo)致了實(shí)際插補(bǔ)軌跡偏離理論插補(bǔ)軌跡,無(wú)論是線性插補(bǔ)還是NURBS插補(bǔ)都存在這一問(wèn)題,… [了解更多]
2024-11
本文以五軸加工中心和五軸鉆攻中心為研究對(duì)象,針對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定了溫度傳感器的安放數(shù)量以及安放位置。通過(guò)自主設(shè)計(jì)的全工作區(qū)域測(cè)量方案以及設(shè)備,獲取機(jī)床全工作臺(tái)的不同位置的熱變形數(shù)據(jù)。根據(jù)模擬數(shù)控機(jī)床的實(shí)際加工過(guò)程設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案,然后進(jìn)行了主軸空轉(zhuǎn)情況下的包含直線軸與旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)… [了解更多]
2024-11
五軸加工中心和五軸鉆攻中心是現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的一部分,具有精度高、效率高、可以滿足多種復(fù)雜形狀零件加工的要求等優(yōu)點(diǎn),從航空航天到工業(yè)機(jī)器人,從醫(yī)療用品到消費(fèi)品,都有著廣泛的應(yīng)用。但由于數(shù)控機(jī)床誤差的存在,使得被加工零件的精度受到影響,從而無(wú)法正常使用,而加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)誤差往… [了解更多]