軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床橫向機(jī)構(gòu)設(shè)計【含CAD圖紙】

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In order to achieve the requirements that the horizontal section automatically forwarding and identifying locations, this article designs a set of bearing internal and external ring special machine transverse feeding mechanism. Its a special machine tool be used to replace workers manual feed and improve the companys production efficiency.According to the characteristics of the bearing inner and outer circle ,the article designs its traverse mechanism reasonable.This mechanism mainly achieve the cutting tool on the the panel in cutting of bearing transverse feed motion on the inside and outside the circle .The movement is driven by damping hydraulic cylinder, controlled by PLC, recognized by the sensing element identification to confirm the position of the panel. The content of the article mainly includes damping hydraulic cylinder driving system designing, the determination of lathe bed clamp size, the design of the ball screw, a panel designing, etc. After determining the specific size of the infeed mechanism, the article applies UG software to model a major part of the traverse mechanism and assembly its overall structure virtually. Finally, the design of the machine infeed organization is optimized, so that it can really be used to put into the day-to-day production operations and make contribute to the production line of bearing plant effectively.Keywords: feeding mechanism ; bearing processing; virtual assembly; motion simulation 目 錄 摘 要IIIAbstractIV1 緒 論11.1 本課題研究的目的和意義11.2 國內(nèi)外軸承加工機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r11.3 本課題的主要內(nèi)容22 橫向機(jī)構(gòu)設(shè)計32.1 橫向機(jī)構(gòu)組成32.2 橫向機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案32.2.1 機(jī)床的主要參數(shù)及床身鉗的初始設(shè)計32.2.2 阻尼液壓缸的設(shè)計與計算32.2.3 滾珠絲杠的設(shè)計92.2.4 床身鉗安裝阻尼缸部分的尺寸及臺面板尺寸的設(shè)計143 基于UG的橫向機(jī)構(gòu)三維建模與虛擬裝配153.1 UG軟件的簡介153.2 主要零部件的三維建模163.3 阻尼液壓缸的虛擬裝配193.3.1 基于UG的高級裝配功能193.3.2 阻尼液壓缸的虛擬裝配213.4 本章小結(jié)224 基于UG的運動仿真234.1 運動仿真的工作界面234.2 橫向機(jī)構(gòu)的運動仿真234.2.1 運動界面的的打開234.2.2 連桿特性的建立244.2.3 運動副特性的建立254.2.4 施加運動264.2.5 分析驗證284.3 本章小結(jié)295 結(jié)論與展望305.1 結(jié)論305.2 不足之處及展望30致 謝31參考文獻(xiàn)32附 錄337 1 緒 論1.1 本課題研究的目的和意義該課題來源于軸承廠生產(chǎn)線改造項目，根據(jù)軸承內(nèi)外圈加工設(shè)備加工時進(jìn)給的特點，對其機(jī)床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。該專用機(jī)床在橫向運動方面進(jìn)行了改善，把以前的人工進(jìn)給改造成為自動進(jìn)給，減少了人工操作的誤差，提高了生產(chǎn)效率，改善了加工零件的精度。在傳統(tǒng)軸承加工機(jī)床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)生產(chǎn)過程中，采用工人手動對刀，手動控制進(jìn)給量，單調(diào)重復(fù)，而且工人長時間重復(fù)單一動作容易發(fā)生差錯，發(fā)生生產(chǎn)事故或者使加工零件報廢。為了降低工人的工作強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。提高生產(chǎn)效率和零件的精度，研制出了軸承內(nèi)外圈加工專用機(jī)床自動橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)使其能真正代替人工完成任務(wù)。工人要做的就是按動按鈕。這樣可以實現(xiàn)一人多機(jī)操作，解放出大批工人，同時也降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了加工精度，使企業(yè)更具有競爭力!1.2 國內(nèi)外軸承加工機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r 目前，我國軸承加工機(jī)床數(shù)量上比較多，但在國際市場競爭中仍處于較低水平；即使國內(nèi)市場也面臨著嚴(yán)峻的形勢，一方面國內(nèi)市場對自動化軸承加工機(jī)床有大量的需求，而另一方面卻有不少國產(chǎn)軸承加工機(jī)床滯銷積壓，國外軸承加工機(jī)床產(chǎn)品充斥市場。 這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，除了有經(jīng)營上、產(chǎn)品制造質(zhì)量上和促銷手段上等原因外，一個主要的原因是我國生產(chǎn)的自動化軸承加工機(jī)床品種、性能和結(jié)構(gòu)不夠先進(jìn)，新產(chǎn)品的開發(fā)周期長，從而不能及時針對用戶的需求提供滿意的產(chǎn)品，造成這種情況的原因有： （1）我國軸承加工機(jī)床廠目前開發(fā)基型產(chǎn)品的周期約為1518個月，其中設(shè)計時間約為58個月，占總周期的40%左右。而國外一些先進(jìn)軸承加工機(jī)床廠同類基型產(chǎn)品的開發(fā)周期為69個月，其中設(shè)計約1.52個月，只占25%。因此無論是產(chǎn)品開發(fā)的總周期還是設(shè)計所占的時間比例均與國外先進(jìn)水平有很大的差距。 （2）我國工廠由于缺乏設(shè)計的科學(xué)分析工具，自行開發(fā)的新產(chǎn)品大多基于直觀經(jīng)驗和類比設(shè)計，使設(shè)計一次成功的把握性降低，往往需要反復(fù)試制才能定型，從而可能錯過新產(chǎn)品推向市場的良機(jī)。 （3）用戶根據(jù)使用需要,在訂貨時往往提出一些特殊要求，甚至在產(chǎn)品即將投產(chǎn)時有的用戶臨時提出一些要求，這就需要迅速變型設(shè)計和修改相應(yīng)的圖紙及技術(shù)文件。在國外，這項修改工作在計算機(jī)的輔助下一般僅需數(shù)天至一周，而在我國軸承加工機(jī)床廠用手工操作就至少需12個月,且由于這些圖紙和文件涉及多個部門，常會出現(xiàn)漏改和失誤的現(xiàn)象，影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和交貨期。 （4）現(xiàn)在我國工廠設(shè)計和工藝人員中青年占多數(shù)，他們的專業(yè)知識和實際經(jīng)驗不足，又擔(dān)負(fù)著開發(fā)的重任。 （5）由于長期以來形成的設(shè)計、工藝和制造部門分立，缺乏有效的協(xié)同開發(fā)的模式，不能從制訂方案開始就融入各方面的正確意見,容易造成產(chǎn)品的反復(fù)修改，延長了開發(fā)的周期。 為解決這些問題，必須對產(chǎn)品開發(fā)的整個過程綜合應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)，發(fā)展優(yōu)化和仿真技術(shù)，提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能，并建立起基于并行工程的使設(shè)計、工藝和制造人員協(xié)同工作和知識共享的產(chǎn)品虛擬開發(fā)環(huán)境,使用相應(yīng)的產(chǎn)品虛擬開發(fā)軟件，這樣才能有效地解決產(chǎn)品開發(fā)的落后局面，使企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益1。而在國外，軸承加工機(jī)床從80年代以后得到了很大空間發(fā)展，機(jī)床品種，性能，結(jié)構(gòu)都比較先進(jìn)，而且機(jī)床生產(chǎn)周期短，效率高，加工出來的軸承精度好，很好的滿足了客戶的要求。不過，近幾年軸承內(nèi)外圈加工專用車床在國內(nèi)外都有很多研究，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越多，軸承機(jī)械，產(chǎn)品主要用于汽車行業(yè)、軍工行業(yè)和其他工業(yè)行業(yè)的軸承生產(chǎn)制造，實現(xiàn)了單機(jī)自動化、多機(jī)線自動化的生產(chǎn)制造。其中軸承行業(yè)，占據(jù)頂端市場份額的90以上，速度、準(zhǔn)確度和耐用性是軸承內(nèi)外圈加工專用車床加工出來的產(chǎn)品的重要保障。1.3 本課題的主要內(nèi)容(1) 分析原始資料，查閱相關(guān)資料，分析國內(nèi)外軸承機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r。(2) 對軸承內(nèi)外圈專用機(jī)床橫向機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計。(3) 阻尼液壓缸和滾珠絲杠的設(shè)計與計算。(4) 橫向機(jī)構(gòu)各部分的設(shè)計與計算。(5) 基于UG的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)三維建模及運動仿真。 2 橫向機(jī)構(gòu)設(shè)計2.1 橫向機(jī)構(gòu)組成機(jī)床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)由：床身鉗，滾珠絲杠，螺母座，調(diào)節(jié)螺母，調(diào)節(jié)絲杠，線軌，液壓阻尼缸等部分組成。由液壓阻尼缸通過連接套帶動滾珠絲杠副至螺母座，實現(xiàn)滑板的橫向機(jī)動進(jìn)給。在滾珠絲杠的前端加一螺孔，用內(nèi)六角螺釘及套與之連接，這樣用內(nèi)六角扳手可實現(xiàn)滑板的橫向手動進(jìn)給運動。該橫向機(jī)構(gòu)由PLC主導(dǎo)控制，通過橫向開關(guān)感應(yīng)鐵的感應(yīng)運動位置，實現(xiàn)橫向滑板的進(jìn)給運動。2.2 橫向機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案