基于三維的柴油機(jī)氣缸體三面鉆削組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)
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圖2編碼器的使用腰形孔銑床的設(shè)計(jì)與制造焦文祥, 丁勇, 宋紅巖(哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司, 哈爾濱1 5 0 0 4 6)1引言我公司生產(chǎn)的3 0 0 6 0 0 M W及6 0 0 M W、1 0 0 0 M W超超臨界燃燒器,每只燃燒器管屏大角鋼上分布數(shù)量大約1 0 0個(gè)腰形孔, 規(guī)格為2 8 m m 6 0 . 5 m m或2 8 m m 5 4 m m。 由于沒(méi)有專用設(shè)備, 一直在1 2 5鏜床上加工, 效率很低且容易造成設(shè)備損壞。為此我們?cè)O(shè)計(jì)制造了一臺(tái)專用設(shè)備腰形孔銑床。2腰形孔銑床原理簡(jiǎn)介如圖1, 腰形孔銑床專用來(lái)加工鍋爐燃燒器管屏大角鋼上的腰形孔, 該設(shè)備是用廢棄的C 6 2 0 - 1車床床身作為基礎(chǔ)部件改造的一臺(tái)能自動(dòng)加工腰形孔的動(dòng)力設(shè)備, 配備相應(yīng)的刀具, 可以實(shí)現(xiàn)不用預(yù)先劃線、 鉆孔, 利用脈沖編碼器和計(jì)數(shù)裝置自動(dòng)鉆孔、 銑腰形孔, 長(zhǎng)度可以根據(jù)工件圖紙隨時(shí)設(shè)定。3動(dòng)力頭的選用根據(jù)工件的特點(diǎn), 需銑削厚度為2 0 m m、 寬度為2 8 m m的角鋼, 銑刀選用!2 8 m m的莫氏錐柄粗齒立銑刀 (3個(gè)齒) , 粗略估計(jì)進(jìn)給量為2 0 - 4 0 m m / m i n, 主軸速度為1 1 8 -2 6 5 r / m i n,按最大值計(jì)算,則每齒進(jìn)給量為fz= (4 0 m m /m i n)/(2 6 5 r / m i n) / 3齒= 0 . 1 5 m m / r /齒,再根據(jù)銑刀耐用度及修正系數(shù)等參數(shù), 計(jì)算出動(dòng)力頭的功率為1 . 9 k W, 考慮到以后產(chǎn)品材料硬度及工件的改型等原因,我們保留了一定的功率裕量, 選用X D 2 4 4 3 - A銑削動(dòng)力頭 (見(jiàn)圖1) ,功率為3 k W, 有適合鉆底孔和銑削寬2 8 m m、 厚2 0 m m的腰形孔的主軸轉(zhuǎn)速。 此型號(hào)銑削動(dòng)力頭外觀緊湊小巧, 操作簡(jiǎn)便。4進(jìn)給動(dòng)力部分的設(shè)計(jì)4 . 1電機(jī)及減速器的選用空行程快速移動(dòng)速度初選為1 2 0 0 1 5 0 0 m m / m i n, 使用其它機(jī)床替換下來(lái)的舊絲杠, 絲杠的螺距為1 0 m m。進(jìn)給動(dòng)力源采用B WY 1 5 - 1 1 - 2 . 2 k W擺線針輪減速器, 其減速比為1 1 1, 電機(jī)轉(zhuǎn)速為1 4 7 0 r / m i n, 則拖板的實(shí)際速度為1 3 3 6 m m / m i n, 經(jīng)過(guò)計(jì)算, 電機(jī)功率2 . 2 k W比較適合, 并且有一定的功率裕量。4 . 2變速裝置的選用進(jìn)給量取最小值2 0 m m / m i n, 考慮到進(jìn)給速度與機(jī)床的剛度、 導(dǎo)軌定位型式和主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)系, 采用了進(jìn)給變頻調(diào)速方式。普通變頻器的工作特點(diǎn)是速度降低時(shí)功率也跟著降低, 不適合本機(jī)床速度高時(shí)功率低、 速度低時(shí)功率高的特點(diǎn)。 變頻器采用施耐德的磁通矢量控制變頻器,此變頻器的特點(diǎn)是在低速下實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩輸出,即接近恒功率輸出,適合此機(jī)床需要兩個(gè)差別較大速度工作的特點(diǎn), 這是普通變頻器實(shí)現(xiàn)不了的, 通過(guò)它可以控制傳動(dòng)裝置使拖板運(yùn)動(dòng)達(dá)到快速運(yùn)動(dòng)和自動(dòng)走刀速度。4 . 3編碼器及計(jì)數(shù)裝置的采用為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)功能, 我們加裝了脈沖編碼器 (見(jiàn)圖2)和計(jì)數(shù)器, 裝在絲杠上的編碼器發(fā)出脈沖、 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)控制電機(jī)按要求運(yùn)轉(zhuǎn), 即按設(shè)定的自動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制:工件固定-手動(dòng)鉆孔 (第一個(gè)孔的位置需要手動(dòng)對(duì)刀)-停止-銑腰形孔到規(guī)定長(zhǎng)度-等待 (手動(dòng)退刀)-行進(jìn)到下一腰形孔的起始位置-停止 (手動(dòng)鉆孔) , 而一些不規(guī)則的工件可以用手動(dòng)完成上述步驟。1 4 7機(jī)械工程師2 0 0 7年第8期摘要:論述了腰形孔銑床的工作原理及設(shè)計(jì)、 制造過(guò)程, 為同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了可參考的設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞:腰形孔銑床;設(shè)計(jì);制造;設(shè)計(jì)參數(shù);實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中圖分類號(hào):T G 5 4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1 0 0 2 - 2 3 3 3(2 0 0 7)0 8 - 0 1 4 7 - 0 2圖1腰型孔銑床外觀P經(jīng)驗(yàn)借鑒P R A C T IC A L E X P E R IE N C E!5床身和拖板的設(shè)計(jì)5 . 1床身的設(shè)計(jì)床身用廢棄的C 6 2 0 - 1車床床身進(jìn)行改造, 由于床頭部分沒(méi)有導(dǎo)軌, 需要把床頭部分刨削掉, 再用螺釘、 定位銷及粘接劑鑲鑄鐵板, 按導(dǎo)軌型式刨削成形, 然后精磨導(dǎo)軌并表面淬火, 使其達(dá)到較高的精度和較長(zhǎng)的使用壽命。5 . 2拖板的設(shè)計(jì)拖板采用鑄鐵材質(zhì), 考慮到拖板太寬影響拖板行程,拖板太窄定位不好, 我們?nèi)〉闹虚g值3 5 0 m m寬, 并用兩個(gè)壓板及一個(gè)鑲條定位, 來(lái)增加其穩(wěn)定性, 并設(shè)計(jì)油毛氈壓板阻擋灰塵和鐵屑進(jìn)入。6其余機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)6 . 1消隙絲母的采用為了傳動(dòng)準(zhǔn)確及避免振動(dòng),采用可調(diào)間隙的絲杠絲母副, 絲母副磨損后可以進(jìn)行補(bǔ)償, 所以該機(jī)床加工精度較高, 適合數(shù)控自動(dòng)加工。6 . 2安全保護(hù)裝置(1) 超程保護(hù)裝置機(jī)床還具有安全保護(hù)裝置,行程終端不但有接近開(kāi)關(guān)作為極限限位器, 還有超程死擋鐵, 萬(wàn)一超程工作, 死擋鐵的作用力會(huì)使過(guò)載保護(hù)裝置起作用。(2) 過(guò)載保護(hù)裝置絲杠與減速器的聯(lián)軸器設(shè)有起保險(xiǎn)作用的安全銷,此安全銷既能傳遞足夠動(dòng)力又能用來(lái)在動(dòng)力頭非正常工作時(shí) (如過(guò)載) 保護(hù)動(dòng)力裝置不被破壞。6 . 3潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)為了減緩磨損,在各個(gè)需要潤(rùn)滑的配合點(diǎn)均有注油杯和油槽分布。 另外加工時(shí)刀具需要冷卻和潤(rùn)滑, 該機(jī)床采用了冷卻電泵和冷卻液箱、冷卻液管、冷卻液回收系統(tǒng)。潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)使機(jī)床耐用、 工作穩(wěn)定。7結(jié)語(yǔ)該腰形孔銑床在生廠實(shí)踐中經(jīng)受住了考驗(yàn),能夠保質(zhì)保量完成生產(chǎn)任務(wù), 為1 2 5鏜床減輕了負(fù)擔(dān), 避免了由于1 2 5鏜床設(shè)備負(fù)荷高造成損壞的問(wèn)題,也不再影響其它產(chǎn)品的正常加工, 滿足車間生產(chǎn)制造計(jì)劃周期要求, 為公司解決了一項(xiàng)難題。(編輯 啟迪)作者簡(jiǎn)介: 焦文祥 (1 9 7 4 -) , 工程師, 主要從事金屬切削設(shè)備與非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的大修服務(wù)與改造工作。收稿日期:2 0 0 7 - 0 6 - 0 7活塞桿彎曲變形的應(yīng)對(duì)措施劉勁松(襄樊職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系, 湖北 襄樊4 4 1 0 5 0)1引言通常長(zhǎng)徑比l / d 2 5的桿件, 稱為細(xì)長(zhǎng)軸。 細(xì)長(zhǎng)軸的剛性較差, 極易產(chǎn)生彎曲變形。 往復(fù)式壓縮機(jī)活塞桿就屬于此類桿件。 本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際, 介紹減小活塞桿彎曲變形的機(jī)加工措施。2減小變形措施2 . 1控制工序尺寸, 合理分配余量, 注意鍛坯選擇(1) 工序加工余量是指某一表面在一道工序中所切除的金屬層厚度,它是前道工序尺寸與后道工序尺寸之差。前道工序尺寸偏大, 會(huì)造成后道工序加工余量過(guò)大,切削力較大, 工件容易彎曲; 前道工序尺寸偏小, 則后道工序不能消除前道工序誤差及表面缺陷。 因此, 必須嚴(yán)格控制好各工序尺寸以便減小細(xì)長(zhǎng)軸彎曲。(2) 毛坯尺寸直接影響粗加工余量。因活塞桿是壓縮機(jī)上關(guān)鍵配件, 機(jī)械性能要求較高,所以毛坯選擇為鍛坯,控制好活塞桿鍛造尺寸, 能減小粗車加工余量。 并注意鍛坯形狀盡量和成品形狀接近,鍛坯各部分尺寸盡量接近成品尺寸。2 . 2選擇正確車削方法針對(duì)活塞桿這一細(xì)長(zhǎng)軸特點(diǎn), 現(xiàn)在多采用大進(jìn)給量、反向切削的方法以消除切削力所引起的彎曲變形。但采用此法, 應(yīng)對(duì)工件裝夾方法、 刀具、 夾具等方面作相應(yīng)的改進(jìn)。(1) 改進(jìn)工件的裝夾方法為了提高工藝系統(tǒng)的剛性, 減少?gòu)澢冃蔚挠绊? 活塞桿的加工在機(jī)床上宜采用一端用卡盤支夾,另一端用頂尖支承的安裝方式。將中心架直接裝在活塞桿中間,可使l / d值減小1摘要:減少細(xì)長(zhǎng)軸加工時(shí)的彎曲變形問(wèn)題是軸類零件加工中的一個(gè)瓶頸。文中通過(guò)分析往復(fù)式壓縮機(jī)上的關(guān)鍵部件活塞桿的加工特點(diǎn), 提出了解決該問(wèn)題的機(jī)加工措施,并應(yīng)用于生產(chǎn),取得了良好效果。關(guān)鍵詞:活塞桿;彎曲變形;車削;磨削;措施中圖分類號(hào):T H 1 6 1 . 5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1 0 0 2 - 2 3 3 3(2 0 0 7)0 8 - 0 1 4 8 - 0 2P經(jīng)驗(yàn)借鑒P R A C T IC A L E X P E R IE N C E1 4 8機(jī)械工程師2 0 0 7年第8期
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