基于三維的柴油機氣缸體三面鉆削組合機床總體及夾具設計

喜歡這套資料就充值下載吧。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。下載后都有，請放心下載，文件全都包含在內，有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763 拖拉機行業(yè)組合機床及其生產線的柔性化471004 中國一拖集團有限公司 李 明 摘要 介紹了國內外組合機床及其生產線柔性化發(fā)展的特點,及目前國內拖拉機生產企業(yè)實現組合機床生產線柔性化應解決的關鍵問題。AbstractThe features and trends of building - block machines and flexible production lines consisting of those machinesboth in China and oversease are presented. Also discussed are the critical issues for flexible production line consisting of building- block machines used in China tractor manufacturers. 關鍵詞:組合機床 柔性化 拖拉機1 對組合機床生產線柔性化的需求對拖拉機行業(yè)來講,在成功地解決了大批量生產的問題之后,還必須解決多品種生產問題。大批量生產采用的設備是組合機床及其自動線,它是專用于大批量機械產品生產的高效自動化設備,是汽車、 拖拉機、 內燃機等工業(yè)不可替代的主要加工設備。近年來隨著數控技術、 電子技術、 計算機技術等的發(fā)展,為適應市場要求,組合機床的機械結構和控制系統(tǒng)也發(fā)生了巨大的變化。其主要特點就是在傳統(tǒng)的剛性組合機床生產線上出現了柔性化的發(fā)展趨勢。為適應20世紀90年代以來拖拉機行業(yè)市場競爭更趨激烈、 產品市場壽命進一步降低、 新產品的開發(fā)周期日益縮短的要求,我公司在上新產品的決策中,就決定研制具有柔性的組合機床生產線。例如,目前我公司正在進行中等功率拖拉機批量生產的生產準備工作,其后橋殼體和傳動箱殼體是關鍵零件。如何使后橋殼體生產線和傳動箱殼體生產線具有較大的柔性,使其不但可加工現有品種,而且還適應未來新型中等功率拖拉機的生產,是生產線方案論證的焦點。若采用傳統(tǒng)的剛性組合機床生產線來加工,則只能是一個品種一條線,不但會加大投資、 浪費資源、 使加工能力過剩,而且無法滿足新的變型產品出現時對加工設備的要求。而采用加工中心和通用數控機床所組成的生產線,則投資大且無法滿足大批量的生產綱領要求。采用數控組合機床生產線,投資少、 柔性好。它不但能滿足現有品種的加工制造并可為新的變型品種的加工留有余地,可通過更換主軸箱、 改變數控加工程序等方式,來滿足變型產品的加工。2 組合機床生產線柔性化的特點2.1 數控化數控組合機床的出現,不僅完全改變了過去那種由繼電器電路組成的組合機床的控制系統(tǒng),而且也使組合機床機械結構乃至通用部件標準發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。組合機床及其自動線的數控化,使得傳統(tǒng)的專用機床和通用機床的界限變得紋出現率由過去的80 %左右下降到1 %甚至更低,基本上消除了履帶板早期磨損現象,提高了履帶板與履帶銷的使用壽命,由過去的1 500 h左右提高至2 000 h以上。3 結論以莫萊石砂代替石英砂生產履帶板砂芯可提高砂芯的高溫強度,提高抗高溫開裂性,消除履帶板銷孔脈紋鑄造缺陷,從而解決了履帶板與履帶銷早期磨損問題,大大提高了履帶板與履帶銷的質量與使用壽命。參 考 文 獻1Cilson D M. Sand Additives - Past&Present and Futrue AFSTransactions ,1995. Vol.1032 矢野博己 1JACT NEWS11986.33 曹文龍 1 鑄造工藝學 1 北京:機械工業(yè)出版社 11989.10收稿日期:2000210216收修改稿日期:2001203201(編輯 胡 軍)232001年第3期模糊起來,以至于在組合機床這種傳統(tǒng)意義上的專用機床領域內,也出現了 “組合機床柔性化” 的提法和實踐。傳統(tǒng)意義上的組合機床剛性自動線和生產線,也具有了一定的柔性。組合機床柔性化在國際上發(fā)展較為迅速。如美國Lanm公司90年代前期生產的汽車發(fā)動機缸體、缸蓋加工設備,有50 %是傳統(tǒng)的組合機床生產線,25 %是可調可變生產線,25 %是柔性生產系統(tǒng)(FT L ,FMS)1。日本在19881992年間,組合機床的數控化率已達32 %39 %。德國在同時期內組合機床及自動線的數控化率為18 %62 %2。目前,國內也開展了數控組合機床的研究。如沈陽數控機床廠推出了SSK2U6030型缸體八工位數控組合機床,用以加工家用冰箱壓縮機缸體。一些組合機床通用部件生產廠家也已經開發(fā)出一維數控滑臺、 二維數控十字滑臺和數控回轉臺。與其它數控機床類似,數控組合機床也是通過數控加工程序來改變加工行程、 工作循環(huán)、 切削參數、 加工位置和自動換刀。而且,結合組合機床特點,數控組合機床還可自動更換主軸箱,以適應變形型品種的加工。2.2 模塊化為適應數控組合機床的發(fā)展,出現了組成數控機床的數控加工功能模塊。組合機床模塊化是組合機床數控化所帶來的必然結果,也是組合機床數控化的必要基礎。數控加工模塊化極大地豐富了組合機床的通用件,它必將引起組合機床通用件發(fā)生根本性變化。數控加工模塊,按其數控坐標(軸)數分,主要有單坐標、 雙坐標和三坐標3種;按其主軸數,有單軸和多軸模塊,也有單軸和多軸復合加工模塊。數控加工模塊的發(fā)展,主要有兩種方式。一是與現有組合機床通用件相對應,設計數控通用件,目前國內已有企業(yè)正在研制數控一維滑臺、 數控二維(十字)滑臺、 數控回轉工作臺等,都屬于這種方式。二是根據數控加工的特點,研制數控組合機床所獨有的部件,如自動更換式多軸主軸箱、 數控回轉刀庫、 數控換刀機械手、 數控換箱機械手等。2.3 高速化由于高速加工可大大降低零件表面粗糙度、 切削力及切削溫度,提高生產效率,故機床的高速化研究方興未艾,特別是數控機床的主運動和進給運動速度已達到了驚人的高速。如美國生產的加工中心,主軸轉速可達15 00060 000 r/ min ,工作臺快進速度高達90120 m/ min3。順應機床高速化的潮流,組合機床的速度也越來越高。例如,德國大眾汽車廠在加工鋁合金缸蓋燃燒室側面時,采用PCD銑刀,銑削速度高達3 075 m/ min ,進給速度達3 600mm/ min;而采用安裝有CBN刀片的新穎鏜刀加工灰鑄鐵時,切削速度達800 m/ min ,進給速度達1 500mm/ min2。2.4 精密化由于機床實現了數控化,因而機床的加工精度越來越高,使一些過去看來難以達到的加工精度,今天也已經實現了。例如,意大利Mandelli公司生產的Thunder 500型加工中心,x、y、z軸的定位精度均為0.008 mm ,重復定位精度為0. 003 mm;B軸定位精度6,重復定位精度35。在數控組合機床上,也要求提高設備的工序能力系數,使加工誤差在0. 01mm以內4。2.5 全防護化全封閉防護是現在機床的一大特點,不論是單機還是機床生產線。電氣、 液壓線路全部采用空中走線。全封閉防護,不但使機床及其生產線外型美觀,而且也提高了機床及生產線的安全性、 可靠性和維修的便利性。3 實現柔性化應解決的關鍵問題顯然,采用數控機床和加工中心來取代剛性組合機床生產線并實現柔性,是不符合我國國情的。我們認為,采用以數控組合機床為主、 并配以經濟型加工中心和經濟型數控機床來組成生產線,是目前國內實現生產線柔性化較經濟的方案。發(fā)展柔性組合機床生產線必須解決以下關鍵問題:3.1 研制數控組合機床通用部件與開發(fā)組合機床通用部件類似,研制數控組合機床必須發(fā)展數控組合機床通用部件。從目前情況看,主要應開發(fā)一維數控滑臺、 二維十字數控滑臺等基礎部件。同時應開發(fā)采用交流伺服電機或步進電機驅動、 數控方式可分別為閉環(huán)、 半閉環(huán)和開環(huán)的數控滑臺。數控滑臺的導軌面及壓板滑動面可粘貼工業(yè)塑料導軌板。工業(yè)塑料導軌板的摩擦系數很小,可以使數控滑臺運動輕快、 振動小、 噪聲低,并能防止低速爬行。另外,由于它具有較好的耐磨性,因此可以延長導軌的壽命。一維、 二維數控滑臺的傳動絲杠均采用雙螺母滾珠絲杠,以消除雙向傳動間隙,提高數控滑臺的傳動精度。在拖拉機等大批量生產行業(yè),有大量的銑削工33 拖拉機與農用運輸車序,而推廣采用大走刀、 強力高效平面銑削技術是目前我國縮短生產線節(jié)拍、 減少設備投資、 提高生產效率的必由之路。目前,國內平面銑削速度較低,特別是對于粗銑而言,由于毛坯質量不穩(wěn)定,切削余量大,其進給速度一般低于400 mm/ min。以我公司為例,為滿足年產4萬臺柴油機的目標,缸體生產線粗銑平面的進給速度必須達到600 mm/ min以上,切削功率高達40 kW。目前國內銑削頭的最大功率為30kW ,遠遠不能滿足要求。因此,開發(fā)45 kW大功率銑削頭和高速進給數控銑削滑臺是當務之急。大功率可調速組合銑床是目前國內諸多廠家競相研制的產品,我們已開發(fā)出45 kW大功率滑座式銑頭。該銑頭既可用于組合銑床,又可用于數控組合銑床。與傳統(tǒng)銑頭相比,該銑頭有兩個顯著特點:一是銑頭轉速可無級調節(jié),這是因為它可采用變頻器來實現電機的調速;二是它具有銑頭軸向進給運動。它與數控回轉臺組合,可完成對零件的多面加工。該銑頭的開發(fā)成功,不僅為組合銑床添加了新成員,也為數控組合機床增添了新的通用部件。3.2 研制經濟型加工中心經濟型加工中心是價格相對低廉,可完成鉆、鏜、 銑、 鉸等多種工序的自動化機床。加工中心是工藝范圍廣泛、 自動化程度高、 加工精度高的高科技現代化設備,可在一次裝夾工件后完成多道工序加工,因此是實現中小批量生產的高效加工設備。由于加工中心是集機、 電、 液、 儀等技術于一身的高科技設備,因此,目前國內外市場上加工中心的售價均很高。而對我公司來講,希望加工中心既保持有加工范圍廣、 柔性大、 自動化程度高的特點,同時不追求過高的加工精度,滿足一般零件的加工精度要求即可,以降低價格。我們承擔的經濟型加工中心的總體方案設計已經完成。加工中心的刀具旋轉、 刀具的上下運動、 工作臺的雙向運動等四軸實現數字控制,刀具的上下運動及工作臺的雙向運動實現三軸聯(lián)動。擬采用可存儲10把刀具的回轉盤式刀庫。其主軸轉速范圍為303 000 r/ min ,通過變頻實現無級變速。三向工作進給速度為101 000 mm/ min。三向導軌均采用直線滾動導軌,其x、y雙向十字工作臺的設計工作也已完成。3.3 普通機床的數控改造對普通機床進行數控化改造,將其應用于組合機床生產線,無疑是提高其柔性且降低成本的有效方法之一。我公司就成功地將車床和銑床數控改造后應用于生產線上。我們對C620 - 1普通車床進行的數控改造,采用了以單片機為核心的兩坐標聯(lián)動經濟型數控系統(tǒng),步進電機,開環(huán)控制,能進行內外圓柱面、 圓錐面、 圓柱螺紋、 圓錐螺紋等加工。機床主軸的啟動、 停止、 變速,縱向、 橫向進給運動的行程和速度,刀具的更換等均可進行自動控制。改造后該機床用于加工拖拉機轉向油缸整體式活塞桿,可自動完成零件徑向和軸向尺寸的精確控制,生產效率可提高數倍。我們還對原匈亞利VF2222銑床進行改造,用于加工菲亞特輪式拖拉機錐支座零件的結合面及4個凸臺平面。因錐支座結合面為一八邊形平面,且受零件結構限制,無法實現用大銑刀覆蓋整個平面進行銑削,故采用小銑刀沿多邊形進行周邊銑削。因VF2222機床無法實現工作臺x、y兩方向同時走刀,故在進行斜邊切削時,工人需手工操作,從而使加工一個錐支座零件長達48 min ,使該工序成為錐支座生產線上的瓶頸。且由于工人手工操作,其加工質量難以保證。為縮短該工序的加工時間,提高零件的加工精度,為該零件下道工序進入加工中心創(chuàng)造良好的定位基面,我們對VF2222銑床進行了數控改造。該項目采用交流伺服電機、 半閉環(huán)控制。根據數控裝置發(fā)來的速度和位移指令,控制x、y、z三方向執(zhí)行部件的進給速度、 方向、 位移。各坐標的進給速度均能在一定的范圍內進行調整,操作者可對零件加工過程進行編程,完成對零件的三坐標加工。改造后的機床加工精度高,工作臺的定位精度可達0.01 mm。實踐表明,將數控改造后的普通機床用于組合機床生產線以提高其柔性,是符合我國國情的好方法。參 考 文 獻1 佟璞瑋.伴隨汽車工業(yè)發(fā)展的中國機床工業(yè).世界制造技術與裝備市場,1999 ,(2) :19222 李如松.組合機床和自動線的技術發(fā)展.組合機床與自動化加工技術,1999 ,(1) :5103AMT信息宣傳部,WMEM 編輯部.來自IMTS98美國國際制造技術展覽會的報導(一) .世界制造技術與裝備市場,1999 ,(1) :584 李如松.組合機床和自動線的技術發(fā)展(續(xù)) .組合機床與自動化加工技術,1999 ,(2) :28345 譚汝謀.從21屆意大利機床展看意大利機床工業(yè).世界制造技術與裝備市場,1999 ,(1) :911(收稿日期:2000212211)(編輯 胡軍)432001年第3期