數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析
數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析,數(shù)控,臥式,銑床,主軸,液壓,平衡,機(jī)構(gòu),設(shè)計,分析
西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目:數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B090201班 姓 名 趙輝 學(xué) 號 B09020134 導(dǎo) 師 曹巖 2011年12月22日1. 畢業(yè)設(shè)計(論文)綜述(題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況)1.1題目背景、研究意義數(shù)控臥式鏜銑床是一種具有自動換刀裝置和任意分度數(shù)控轉(zhuǎn)臺的數(shù)字控制機(jī)床,工件在一次裝夾后能自動完成幾個側(cè)面的多種工序的加工。主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)利用液壓系統(tǒng)使主軸箱向上運動、向下運動、以及停止運動時的平衡壓力基本穩(wěn)定。主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)是保證主軸箱工作狀態(tài)平衡的關(guān)鍵。1.2 研究目的及國內(nèi)外相關(guān)研究情況數(shù)控臥式鏜銑床是一種加工范圍極廣、自由度很大的機(jī)床,主要用來加工形狀復(fù)雜、要求精度較高的箱體類零件,在一次裝夾后能完成較多的工序。我國數(shù)控臥式鏜銑床和臥式加工中心的發(fā)展開始于1973年。但由于電氣元件和數(shù)控系統(tǒng)質(zhì)量不過關(guān), 1976年后,數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心的發(fā)展處于低潮。但其中機(jī)械機(jī)構(gòu)問題不是很大,因此, 1981年以來,由于引進(jìn)國外數(shù)控系統(tǒng),國內(nèi)數(shù)控臥式鏜床和臥式加工中心有了新的發(fā)展,出現(xiàn)了第二次機(jī)床行業(yè)的發(fā)展高潮。近幾年來,國內(nèi)外數(shù)控臥式鏜銑床的技術(shù)發(fā)展非???其特點是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷更新,新技術(shù)應(yīng)用層出不窮,工藝性能復(fù)合化,速度、效率不斷提高,突出精細(xì)化制造。隨著為高速運行作技術(shù)支撐的傳動元件電主軸、直線電機(jī)、線性導(dǎo)軌等得到廣泛應(yīng)用,機(jī)床的運行速度被推向了新的高度,主軸系統(tǒng)設(shè)計也由傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)逐步向現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。盡管傳統(tǒng)的鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu),具有鏜深孔及大功率切削的特點,但現(xiàn)代高速電主軸結(jié)構(gòu)以其高轉(zhuǎn)速、高運行速度、高效和高精度的優(yōu)點和簡化的主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)而倍受關(guān)注。而主軸可更換式臥式鏜銑加工中心的創(chuàng)新設(shè)計解決了電主軸與鏜桿移動伸縮式結(jié)構(gòu)各存利弊的不足,具有復(fù)合加工與一機(jī)兩用的功效,也是臥式鏜銑床的一大技術(shù)創(chuàng)新。目前世界上約有20個國家制造臥式鏜床,其中以美、德、日、意、蘇、法等國的臥式鏜床在國際市場上占據(jù)重要地位。這些國家的臥式鏜床結(jié)構(gòu)先進(jìn)、工藝水平高、重視新技術(shù)的應(yīng)用;產(chǎn)品精度、剛度和壽命較高;造型美觀,操作方便;具有較高的水平,廣泛地應(yīng)用模塊化設(shè)計原則發(fā)展品種,做到普通臥式鏜銑床、數(shù)控臥式鏜銑床和臥式鏜銑加工中心一個機(jī)型、三種產(chǎn)品,即普通臥式鏜床裝上數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控臥式鏜床,再加上刀庫和機(jī)械手就是加工中心。通過此次畢業(yè)設(shè)計,主要要加深對專業(yè)基本知識的理解,培養(yǎng)收集資料和調(diào)查研究的能力;要明白作為一名機(jī)械工程師,在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中所承擔(dān)的職能和責(zé)任,掌握機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計的一般方法以及機(jī)床其它基礎(chǔ)件設(shè)計的要求,并進(jìn)一步提高應(yīng)用計算機(jī)繪圖的能力。2. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1 本課題的主要內(nèi)容1.了解主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)的性能要求;2.了解主軸箱用液壓平衡機(jī)構(gòu)的工作原理,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算分析;3.設(shè)計指標(biāo):平衡壓力為34千克力/平方厘米;4.應(yīng)用CAD系統(tǒng)對系統(tǒng)零件和裝配建模和仿真。2.2 擬采用的研究方案、研究方法。2.2.1 研究方案(1)明確文章的研究內(nèi)容,確定研究對象;(2)大量收集并查閱相關(guān)資料,力求條理清晰。2.2.2 研究方法(1)堅持很好地全部閱讀指導(dǎo)教師指定的參考資料、文獻(xiàn),并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料,積極開展調(diào)研論證;(2)充分利用時間,提前學(xué)習(xí)專業(yè)軟件,能夠熟練運用CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計、分析、加工等操作,使產(chǎn)品提前得到的方案可行性設(shè)計。(3)采用同其它同等機(jī)械類設(shè)備的類比,方案比較等方法,根據(jù)實際應(yīng)用特征及現(xiàn)有的物質(zhì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)、人力等條件,以所學(xué)的理論知識為基礎(chǔ),按照工業(yè)機(jī)械手工作的一般過程、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。借鑒以往相似設(shè)備的成功經(jīng)驗進(jìn)行初步設(shè)計然后對初步設(shè)計方案進(jìn)行驗算,修正,直至達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、實用的目的。其中對于機(jī)械手設(shè)計中的關(guān)鍵問題、難點問題進(jìn)行重點分析解決,確保整個設(shè)計方案的可行性和最佳性。圖1液壓原理圖圖2平衡閥裝配圖圖3JCS-013主軸箱平衡機(jī)構(gòu)裝配圖平衡機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)由油泵11供油,減壓閥8調(diào)節(jié)平衡壓力P2,溢流閥10調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力P1(比P2一般約高10公斤力/厘米2)。并由蓄能器6和壓力繼電器4.3使主軸箱上下運動,停止時的平衡壓力基本穩(wěn)定。當(dāng)主軸箱向上運動時,平衡油缸2的活塞向下運動,同時電磁鐵26DT通電,油泵11供給的高壓油經(jīng)換向閥9,減壓閥8,平衡閥5向平衡油缸2上腔補(bǔ)充壓力油。若主軸箱向下運動時,平衡油缸活塞向上運動,平衡閥5中的單向閥和油路系統(tǒng)中的單向閥7關(guān)閉,油缸2上腔的壓力油經(jīng)平衡閥5中的滑閥而流回油箱。此時,由于壓力繼電器3使電磁鐵26DT斷電,泵11向系統(tǒng)供給的壓力油換向閥9直接流回油箱。主軸箱停止時,活塞不動。平衡壓力超過34公斤力/厘米2時,壓力繼電器3控制電磁鐵26DT斷電,泵11卸荷,系統(tǒng)控制的平衡壓力由蓄能器6保證。當(dāng)平衡壓力低于32公斤力/厘米2時,壓力繼電器4控制電磁鐵26DT通電,泵向系統(tǒng)供油,保持平衡壓力基本穩(wěn)定。3. 本課題研究的重點及難點,前期已開展工作本課題的重點和難點:對液壓原理的熟悉;清楚主軸箱的結(jié)構(gòu)以及各部件的功能;液壓平衡的設(shè)計。前期已開展的工作:查閱JCS-013數(shù)控臥式鏜銑床的相關(guān)資料,對JCS-013數(shù)控臥式鏜銑床有個整體初步的認(rèn)識;學(xué)習(xí)液壓平衡的結(jié)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)知識:學(xué)習(xí)三維建模的軟件以及運動仿真相關(guān)的知識。4. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃(按周次填寫)13周: 調(diào)研并收集資料;36周: 確定設(shè)計方案和整體結(jié)構(gòu)特點; 711周: 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計計算; 1215周:完成裝配圖、三維建模和仿真; 1618周:完成論文撰寫,準(zhǔn)備答辯5 指導(dǎo)教師意見(對課題的深度、廣度及工作量的意見) 指導(dǎo)教師: 年 月 日 6 所在系審查意見: 系主管領(lǐng)導(dǎo): 年 月 日參考文獻(xiàn)1 申慶源.國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況及該公司汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線引進(jìn)國外數(shù)控機(jī)床的介紹.北京:中國機(jī)械工程學(xué)會設(shè)備維修分會, 2000:431-435.2 董香萍,陳啟涵,段鳳.淺析數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢和發(fā)展途徑.2010,(4):153-154.3 徐國威.國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展及應(yīng)用.兵工自動化,1993,(2):31-35.4 吳波,周云龍.數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢簡析.科技信息,2010,(5):461-479.5 孫志華.淺談機(jī)床的發(fā)展過程及趨勢.職業(yè),2010,(26):103.6 梁訓(xùn)瑄.我國機(jī)床工業(yè)60年發(fā)展.航空制造技術(shù),2009,(19):56-59.7 徐寧安.從CIMT2005看數(shù)控臥式鏜銑床與落地銑鏜床的發(fā)展.世界制造技術(shù)與裝備市場,2005,(6):98-100.8 苗松.海德漢工件測頭TS640在數(shù)控鏜銑床上的應(yīng)用.制造技術(shù)與機(jī)床,2009,(12):141-142.9 王斌,徐艷新.數(shù)控鏜銑床改造設(shè)計.科技風(fēng),2010,(10):234.10 王宏,席霞,潘耀庭.一種新型的數(shù)控鏜銑床主軸系統(tǒng)設(shè)計.組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),2009,(4):64-66.11 謝玲,竇瑞軍.數(shù)控鏜銑床主軸箱裝配體裝配設(shè)計分析.中國機(jī)械工程,2002,13,(2):122-124.12 于松田,鄧衛(wèi)偉,房紀(jì)濤.基于西門子840Di系統(tǒng)的數(shù)控鏜銑床改造與應(yīng)用.機(jī)械工程與自動化,2009,(5):156-157.13 黎作仁.關(guān)于THK6380型自動換刀臥式數(shù)控鏜銑床液壓系統(tǒng)設(shè)計的幾點考慮.機(jī)床與液壓,1975,(6):19-25.14 張順延,馬文忠.大型機(jī)床液壓系統(tǒng)故障分析及解決措施.中國重型裝備,2009,(4):35-38.15 李兆斌,王衛(wèi).BFKP130/1數(shù)控鏜銑床液壓掛輪裝置分析.煤炭技術(shù),2007,26,(5):16-17.16 張利平液壓氣動技術(shù)速查手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.1-644.17 張利平液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計M北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.1-402.18 陳作模,葛文杰機(jī)械原理M北京:高等教育出版社,2005.19 黃積偉,章宏甲,黃誼液壓傳動M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007,1-289.20 吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版M.北京:高等教育出版社,2006,1-261.21 劉鴻文材料力學(xué)M北京:高等教育出版社,2003.22 楊東邦機(jī)械CAD制圖與標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用M北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1998.23 Goodwin A.B.Fluid power systems theory worked examples and problems.The Macmiclan press Ltd Londan,197624 Vehicle Hydraulic Systems and Dight/Electrohydraulic Controls,1991,SAE Sp-882.25 Mattnies,Hans Jurgen.Einfuhrung in die olhydraulik. 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