⑴ 剛性自動化和柔性自動化的關系
1、剛性半自動化單機
除上下料外,機床可以自動地完成單個工藝過程的加工循環,這樣的機床稱為剛性半自動化機床。這種機床一般是機械或電液復合控制式組合機床和專用機床,可以進行多面、多軸、多刀同時加工,加工設備按工件的加工工藝順序依次排列;切削刀具由人工安裝、調整,實行定時強制換刀,如果出現刀具破損、折斷,可進行應急換刀;例如:單台組合機床,通用多刀半自動車床,轉塔車床等。從復雜程度講,剛性半自動化單機實現的是加工自動化的最低層次,但是投資少、見效快,適用於產品品種變化范圍和生產批量都較大的製造系統。缺點是調整工作量大,加工質量較差,工人的勞動強度也大。
2、剛性自動化單機
它是在剛性半自動化單機的基礎上增加自動上、下料等輔助裝置而形成的自動化機床。輔助裝置包括自動工件輸送、上料,下料、自動夾具、升降裝置和轉位裝置等;切屑處理一般由刮板器和螺旋傳送裝置完成。這種機床實現的也是單個工藝過程的全部加工循環。這種機床往往需要定做或改裝,常用於品種變化很小,但生產批量特別大的場合。主要特點是投資少、見效快,但通用性差,是大量生產最常見的加工裝備。
3、剛性自動化生產線
剛性自動化生產線是多工位生產過程,用工件輸送系統將各種自動化加工設備和輔助設備按一定的順序連接起來,在控制系統的作用下完成單個零件加工的復雜大系統。在剛性自動線上,被加工零件以一定的生產節拍,順序通過各個工作位置,自動完成零件預定的全部加工過程和部分檢測過程。因此,與剛性自動化單機相比,它的結構復雜,任務完成的工序多,所以生產效率也很高,是少品種、大量生產必不可少的加工裝備。除此之外,剛性自動生產線還具有可以有效縮短生產周期,取消半成品的中間庫存,縮短物料流程,減少生產面積,改善勞動條件,便於管理等優點。它的主要缺點是投資大,系統調整周期長,更換產品不方便。為了消除這些缺點,人們發展了組合機床自動線,可以大幅度縮短建線周期,更換產品後只需更換機床的某些部件即可(例如可更換主軸箱),大大縮短了系統的調整時間,降低了生產成本,並能收到較好的使用效果和經濟效果。組合機床自動線主要用於箱體類零件和其他類型非回轉體的鑽、擴、鉸、鏜、攻螺紋和銑削等工序的加工。剛性自動化生產線目前正在向剛柔結合的方向發展。
⑵ 畢業論文
先發給你一點看看,合適的話加分,論文全文到你郵箱。這篇論文的全稱是:柴油機齒輪室蓋鑽鏜專機總體及夾具設計
1前言
組合機床是根據工件加工要求,以大量通用部件為基礎,配以少量專用部件組成的一種高效專用機床。組合機床的設計,有以下兩種情況:其一,是根據具體加工對象的具體情況進行專門設計。其二,隨著組合機床在我國機械行業的廣泛使用,廣大工人總結自己生產和使用組合機床的經驗,發現組合機床不僅在其組成部件方面有共性,可設計成通用部件,而且一些行業的在完成一定工藝范圍的組合機床是極其相似的,有可能設計為通用機床,這種機床稱為「專能組合機床」。這種組合機床就不需要每次按具體加工對象進行專門設計和生產,而是可以設計成通用品種,組織成批生產,然後按被加工的零件的具體需要,配以簡單的夾具及刀具,即可組成加工一定對象的高效率設備。
本次畢業設計課題來源於生產。ZH1105W柴油機齒輪室蓋孔加工及保證相應的位置精。在組合機床設計過程中,為了降低組合機床的製造成本,應盡可能地使用通用件和標准件。目前,我國設計製造的組合機床,其通用部件和標准件約占部件總數的70~80%,其它20-30%是專用零部件。考慮到近年來,各種通用件和標准件都出台了新的標准及標注方法,為了方便以後組合機床的維修,整個組合機床的通用件和標准件配置,都採用了新標准。
在對組合機床總體設計之前,需對被加工零件孔的分布情況及所要達到的要求進行分析,如各部件尺寸、材料、形狀、硬度及加工精度和表面粗糙度等內容。然後還必須深入基層進行實地觀察,體會組合機床的優點。接下來是總體方案的設計,總體方案設計的具體工作是編制「三圖一卡」,即繪制被加工零件工序圖,加工示意圖,機床尺寸聯系圖,編制生產率計算卡。最後,就是技術設計和工作設計。技術設計就是根據總體設計已經確定的「三圖一卡」,設計夾具等部件正式總圖;工作設計即繪制各個專用部件的施工圖樣,編制各零部件明細表。
夾具設計是組合機床設計中的重要部分,夾具設計的合理與否,直接影響到被加工零件的加工精度等參數。首先確定工件的定位方式,然後進行誤差分析,確定夾緊方式,夾緊力的計算,對夾具的主要零件進行結構設計。在夾具設計中,設計的主要思路是採用「一面兩銷」的定位方法,和液壓夾緊機構,這樣設計主要是為了鑽、鏜孔時的准確定位和高效率的生產要求。液壓夾緊方式解決了手動夾緊時夾緊力不一致、誤差大、精度低、工人勞動強度大等缺點。
在老師的指導下,不斷地對設計中的錯誤進行糾正,確定最好的定位夾緊方案;同時與同組同學進行探討計算出准確的數據選擇合理的通用部件。在不斷的探討修改中歷經3個月終於完成了這一課題的設計。
2組合機床總體設計
組合機床總體設計,就是依據產品的裝配圖樣和零件圖樣,產品的生產綱領,
現有生產條件和資料以及國內外同類產品的有關工藝資料等,擬訂組合機床工藝方案和結構方案,並進行方案圖樣和有關技術文件的設計。
2.1 組合機床工藝方案的制定
制訂工藝方案是設計組合機床最重要的步驟.為了使工藝方案制訂得合理、先進,必須認真分析被加工零件圖紙開始,深入現場全面了解被加工零件的結構特點、加工部位、尺寸精度、表面粗糙度和技術要求及生產率要求等,總結設計、製造、使用單位和操作者豐富的實踐經驗,理論與生產實際緊密結合,從而確定零件在組合機床上完成的工藝內容及方法。
根據所提供ZH1105W柴油機齒輪室蓋的工序圖,分析被加工零件的精度,表面粗糙度,技術要求,加工部位尺寸,形狀結構;特點材料硬度。工件剛性及零件的批量的大小不同,設計的組合機床必須採用不同的工藝方法和工藝過程。
被加工零件需要在組合機床上完成的加工工序及應保證的加工精度是制定機床方案的主要依據。
此次設計的被加工零件是柴油機齒輪室蓋,其主要的加工工序如下:
a. 鑽6-M6-6H孔至¢5, 左側面;
b. 鑽6-¢9孔(深38), 右側面;
c. 鑽3-¢9孔(深78), 右側面;
d. 鏜¢45H8孔至¢43.5, 後側面;
e. 倒孔口角至¢46.6, 後側面.
被加工零件材料為HT250,結構為非對稱箱體,是三面加工。
根據各種要求,分析其優缺點,確定設計的組合機床採用機械卧式組合機床。根據所需加工孔的尺寸精度和表面粗糙度,可以確定這些孔的加工採用麻花鑽,即可滿足要,為了保證孔的加工刀具的直徑與加工部位尺寸相適應,需要專門設計製造。
2.2 定位基準的選擇
正確選擇組合機床加工工件採用的基準定位,是確保加工精度的重要條件。
本設計的柴油機齒輪室蓋是箱體類零件,箱體類零件一般都有較高精度的孔和面需要加工,又常常要在幾次安裝下進行。因此,定位基準選擇「一面雙孔」是最常用的方法,其特點是:
(a)可以簡單地消除工件的6個自由度,使工件獲得穩定可靠的定位。
(b)有同時加工零件五個表面的可能,既能高度集中工序,又有利於提高 各面上孔的位置精度。
(c)「一面雙孔」可作為零件從粗加工到精加工全部工序的定位基準,使零件整個工藝過程基準統一,從而減少由基準轉換帶來的累積誤差,有利於保證零件加工精度。
(d)易於實現自動化定位、夾緊,並有利於防止切屑落於定位基面上。
具體定點陣圖形見工序圖採用的是「一面兩銷」的定位方案,以工件的右側面為定位基準面,約束了z向的轉動;x向的移動;y向的轉動3個自由度。短定位銷約束了z向的移動;y向的移動2個自由度。長定位銷約束了x向的轉動1個自由度。這樣工件的6個自由度被完全約束了也就得到了完全的定位。
2.3 確定機床配置型式及結構方案
根據選定的工藝方案確定機床的配置型式,並定出影響機床總體布局和技術性能的主要部件的結構方案。
組合機床是根據工件交工需要,以大量採用通用部件為基礎,配以少量專用部件組成的一種高效專用機床,工藝方案已確定該組合機床是雙面鑽卧式組合機床,該機床是由動力箱,主軸箱,機械滑台,立柱,中間底座,夾具,立拄底座等組成。
組合機床裝配圖如下:
圖2-1 組合機床裝配圖
2.4 本工序的加工方法
2.4.1刀具的選擇
考慮到工件加工尺寸精度,表面粗糙度,切削的排除及生產率要求等因素,所以加工15個孔的刀具均採用標准錐柄長麻花鑽。
2.4.2 右側面鑽9-¢9
A. 切削用量的選擇
根據參考文獻[1]查表6-11高速鋼鑽頭切削用量。加工材料為鑄鐵,硬度200~241HBS,可知切削速度為10~18m/min,孔徑6~12mm。
進給量f mm/r 0.1~0.18mm/r。
鑽孔的切削用量還與鑽孔的深度有關,當加工鑄鐵件孔深為鑽頭直徑的6-8倍時,在組合機床上通常都是和其他淺孔一樣採取一次走刀的辦法加工出來的,不過加工這種較深孔的切削用量要適當降低些。
切削速度
進給量
轉速 (2-1)
可由參考文獻[12]表2.17可知圓整為470r/min。
實際切削速度 (2-2)
工進速度 (2-3)
工進時間 其中h為3-¢9的深度。 (2-4)
B. 切削功率,切削力,轉矩以及刀具耐用度的選擇
查參考文獻[1]表6-20得
切削力 (2-5)
切削轉矩 (2-6)
切削功率 (2-7)
刀具耐用度 (2-8)
C. 動力部件的選擇
由上述計算每根軸的輸出功率P=0.153kw,右側共9根輸出軸,且每一根軸都鑽¢9直徑,所以總切削功率 。
則多軸箱的功率: (2-9)
其中η在切削鑄鐵時取0.9,相當於多軸箱的損耗功率為1.53kw。
所以
由參考文獻[1]表5-39選取動力箱
得出動力箱及電動機的型號:
表2-1右側動力箱、電動機型號
動力箱型號 電動機型號 電動機功率(Kw) 電動機轉速(r/min) 輸出軸轉速(r/min)
L3(mm)
右主軸箱 1TD32-I Y100L1-4 2.2 1430 715 320
D. 確定主軸類型,尺寸,外伸長度
在右側面,主軸用於鑽孔,選用滾珠軸承主軸。又因為浮動卡頭與刀具剛性連接,所以該主軸屬於長主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。
根據主軸轉矩T=3.18 N.M
由參考文獻[1]查表3-4可知
(2-10)
=17.335mm
選取d=20mm, B取7.3剛性主軸
由表3-6查得
主軸直徑=20mm, 主軸外徑D=32mm,內徑d1=20mm, 主軸外伸尺寸L=115mm, 接桿莫氏圓錐號1,2。
E. 導向裝置的選擇
組合機床鑽孔時,零件上孔的位置精度主要是靠刀具的導向裝置來保證的。導向裝置的作用是:保證刀具相對工件的正確位置;保證刀具相互間的正確位置;提高刀具系統的支承剛性。
由參考文獻[1]查表8-4得
¢9在 d>8~10范圍內,查得如下
D=15mm, D1=22mm, D2=26mm, D3=M6,
L取16mm, 短型導套 , , ,
選用通用導套。
F. 連桿的選擇
在鑽、擴、鉸孔及倒角等加工小孔時,通常都採用接桿(剛性接桿)。因為主軸箱各主軸的外伸長度和刀具均為定值,為保證主軸箱上各刀具能同時到達加工終了位置,須採用軸向可調整的接桿來協調各軸的軸向長度,以滿足同時加工完成孔的要求。
為了獲得終了時多軸箱前端面到工件端面之間所需要的最小距離,應盡量減少接桿的長度。
因為9-¢9孔的鑽削麵是同一面且主軸內徑是20mm,由參考文獻[1]表8-1查得
選取A型可調接桿 d=16mm, , , L=85mm,
~135mm。
G. 動力部件工作循環及行程的確定
切入長度一般為5-10mm, 取 =7mm; 切出長度由參考文獻[1]表3-7得 mm, 取 。 (2-11)
加工時加工部位長度L(多軸加工時按最長孔計算)L=78mm.
為排屑要求必須鑽口套與工件之間保留一點的距離,根據麻花鑽直徑¢9,由參考文獻[3]表3-4得
導套口至工件尺寸 ,(參考鑽鋼) 取 ,又根據鑽套用導套的長度確定鑽模架的厚度為16mm。
附帶得出底面定位元件的厚度 。
快退長度的確定:一般在固定式夾具鑽孔或擴孔的機床上動力頭快速退回的行程只要把所有的刀具都退回至導套內,不影響工件裝卸即可。
故快退行程為鑽套口至工進行程末端的距離:
快進距離: (行程太短)
故取消快進距離將 改為工進,
則工進距離為: 。
選擇刀具:根據鑽口套至工進行程末端的距離 ,及鑽口套長度 ,由參考文獻[12]表3-1查得選擇:矩形柄麻花鑽 ,(切削長度部分145mm)。
H. 滑台及底座的選擇,
選擇液壓滑台,進給量實行無級調速,安全可靠,轉換精度高。由於液壓驅動,零件損失小,使用壽命長,但調速維修比較麻煩。
由已知工進 每根輸出軸的切削力F=1144.5N
則9根軸總的切削力
又因為ITD32-Ⅰ型動力箱滑鞍長度L=630mm,
由參考文獻[1]表5-1選擇1HY32-Ⅰ型滑台及它的側底座選擇ICC321查表5-3可得:
檯面寬度320mm,檯面長度630mm,行程400mm, 最大進給力12500N, 工進速度20~650mm/min, 快速移動速度10m/min。
I. 多軸箱輪廓尺寸的設計
確定機床的裝料高度,新頒國家標准裝料高度為1060mm,實際設計時常在850~1060mm之間選取,選取裝料高度為950mm。
多軸箱的寬度與高度的大小與被加工零件的加工部位有關,可按下列關系式確定:
; (2-12)
b-工件在寬度方向相距最遠兩孔距離,b=340mm。
-最邊緣主軸中心距箱體外壁的距離,推薦 ,取 =100。
h-工件在高度方向相距最遠的兩孔距離,h=277mm。
-最低主軸高度。
因為滑台與底座的型號都已經選擇,所以側底座的高度為已知值:650mm,
滑台滑座總高:280mm;滑座與側底座的調整墊厚度一般取5mm,多軸箱底與滑台滑座檯面間的間隙取0.5mm。
故 mm,
通常推薦 ,所以 符合通常推薦值。
所以 ,
。
由此數據查參考文獻[13]表8.22選取多軸箱尺寸 ,
⑶ 液壓有哪些優缺點
液壓的優點:
1、液壓傳動的各種元件,可以根據需要方便、靈活地來布置。
2、重量輕、體積小、運動慣性小、反應速度快 。
3、操縱控制方便,可實現大范圍的無級調速(調速范圍達2000:1)。
4、可自動實現過載保護。
5、一般採用礦物油作為工作介質,相對運動面可自行潤滑,使用壽命長。
6、很容易實現直線運動。
7、很容易實現機器的自動化,當採用電液聯合控制後,不僅可實現更高程度的自動控制過程,而且可以實現遙控。
液壓的缺點:
1、由於流體流動的阻力和泄露較大,所以效率較低。如果處理不當,泄露不僅污染場地,而且還可能引起火災和爆炸事故。
2、由於工作性能易受到溫度變化的影響,因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。
3、液壓元件的製造精度要求較高,因而價格較貴。
4、由於液體介質的泄露及可壓縮性影響,不能得到嚴格的傳動比。
5、液壓傳動出故障時不易找出原因;使用和維修要求有較高的技術水平。
(3)組合機床有什麼缺點擴展閱讀:
一個完整的液壓系統由五個部分組成,即動力元件、執行元件、控制元件、無件和液壓油。
動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能,指液壓系統中的油泵,它向整個液壓系統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵,它們的性能比較如1-1所示。執行元件(如液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉換為機械能,驅動負載作直線往復運動或回轉運動。
控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統中控制和調節液體的壓力、流量和方向。根據控制功能的不同,液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。
壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控制方式不同,液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。
輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計等。液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質,有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。