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装载机实现变速的重要部件之一就是变速箱的箱体。通过将发动机中产生的动力在变速箱的箱体中实现变速,然后再传送到输出部位进行输出。在箱体内,有传动轴,齿轮,轴承等零部件,相互间的配合和合理的变速比,以及合理的空间位置关系,才能使个零部件在箱体内正常安全的运行。因此这需要箱体的加工有着较高的质量,加工质量越高,会变速箱的工作效率也会相应提高,从而延长使用寿命,反之,就会影响整个变速箱的使用性能和使用寿命。
本文的研究课题主要是对于变速箱的加工工艺的研究以及总体的精镗组合机床的设计。首先,要对箱体的结构以及各个孔、面的的精度要求进行初步的了解和研究。并对此进行合理的分析,从而制定加工工艺的路线。在满足各个工序技术要求的基础上选择工序的切削刀具、切削用量以及夹具等,并确定切削的用量与时间的定额。然后再依据箱体的加工内容、零件结构特点和精度要求,确定机床配置形式,描绘出总体的机床设计“三图一卡”。最后是分析和设计组合机床以及机床的电气控制方面。
Gear-Box is an important part of loader to achieve speed change.The power from the engine to achieve transmission in the gear-box , and then spread to out location. In the box body, there are drive shafts, gear, Bearing and other parts,and cooperation reasonable speed ratio between each other,and reasonable spatial position relation,in order to make the normal and safe operation of the parts in the box body.Therefore, there is a high demand for the processing quality of the box. Relatively high processing quality,It will improve the efficiency of the gearbox,and extended service life.On the contrary,It will affect the performance and life of gear-box .
This topic is the study of gearboxes processing technology,and the overall design of precision boring combination machine.First of all, learn the basic structure of the box and the accuracy of each hole, surface.Reasonable analysis on this basis,and then develop the process route.Then according to the technical requirements of the process, the choice of cutting parameters and selection of cutting tools, fixtures, etc.Then determine the cutting quantity and time quota.Secondly, according to the structural characteristics of the processed parts, the processing content and accuracy requirements,to determine the configuration form of the machine, drawing the overall design of the machine - three charts and one card. Finally, through the combination of machine tool design, and then the electrical control part of the machine analysis and design.


1楼2020-05-15 22:25回复
    毕业设计是在校大学生在大学校园的最后一门课程,也是实践性教学中最重要的一个环节,是对整个大学生活中所学到的专业知识的总结应用。在学完全部的基础课程、专业课程和设计课程之后,还通过收集大量的资料和去到当地进行参观学习,全面性的训练了我对专业知识的掌握,提高了我的实践能力。在这次设计的完成过程中,我提高了在专业的范围内关于各种工程技术问题的分析及解决的能力,特别是在学习基础理论知识和最基本的技能技巧运用两点上
    通过本次设计,尤其是理论联系实际方面,我有了一定程度的提升,有利于帮助我们要培养专业的正确的设计理念,因为在这种专业正确的设计理念的指导之下,我们精心设计工程程序、步骤和相关规范,这些都有利于提高我们在资料收集和资料运用方面的能力,促使我们进步。其次,对专业理论知识以及基本能力的扩充和深化,进一步加强了在正确使用相关资料、编写技术文件、工程设计、绘制图形以及计算等方面的能力。最后,因为这次完成毕业设计的经历,让我们学习到了做事情要秉着严肃认真的态度,坚持实事求是和一丝不苟的作风,以后不管在何岗位任何职,我们都要脚踏实地好好做事,要树立正确的“三观”—— 生产观、全局观还有经济观。也希望能够加快推进我们向具有化工程技术人员的过度进程。
    作为一名理工科的学生,我还想说一下我国的制造业,大家都知道,制造业是我国国民经济中的装备部,是在我国国民经济中具有很高的地位和发挥着重要的作用的一个行业。制造业它提供了国家和人民生活所需的各种装备,而这些装备的生产技术的发展又对于我国国民经济中生产技术的发展有着重要作用和影响。从机械制造业的发展水平,可以体现出国民经济以及科技的发展水平。因此,每个工业化国家都非常重视并且大力支持本国制造业的发展,甚至把制造、科学和技术作为国家经济中的三大研究领域。而这次我们对于装载机变速箱箱体加工工艺的课程设计和对专用组合镗床控制系统的课程设计在很大程度上也关系到制造业发展方向的研究。
    我国的制造业面临着严峻的挑战,需要向制造业发达的国家学习,减少劳动力成本,提高自动化水平和创新能力,要大力培养我国技术性人才向智能化和集成化方向人才发展。因为目前中国的制造业发展水平依久十分落后,能够生产出精度高、效率高并且自动化程度高的设备的厂家还是太少,大部分精密设备过多依赖于进口获得,这也使得精密设备的维修和保养也需要依赖于国外技术的大力支持。所以,我国作为制造大国,要培养制造业领域的技术型人才,鼓励和支持本土企业进行高端机床的研发,注重品牌的培养。与此同时,企业也要有充分利用国家政策的意识,积极投身于制造业行业的建设中。企业也应该要担起他们该承担的责任,在国家的大力支持之下,不断革新自身生产技术,不断创新发展。只有各方共同努力,我们才能真正的建立起制造业强国。我相信,中国的制造业一定会在不远的将来迎来属于自己的春天。
    各种零件的实际生产情况与理论知识有着十分密切的联系,这要求设计者们在具备丰富的生产理论知识的同时,也要熟练的掌握制造加工方面的基础性理论知识。所以设计者们应该选用经济并且有效的加工方法,再对加工工艺路线进行合理的规划安排从而生产出合格的零件。在设计中,组合机床由少量的专用部件和较多的通用部件组成,可以实现多方位加工,是一种高效率机床。组合机床的产效较高,可以进行多种工序的加工。相比于其他类型的机床,组合机床的优点较多:由于有较多的标准零件和通用部件,所以组合机床的设计周期和制造周期较短,成本较低,经济效果较好;组合机床通常采用多刀加工,产品质量较好,自动化程度高,生产效率也高于通用机床;且易耗易损件可以进行直接更换,便于维修。产品更新也较为方便,只需设计和制造少量部件,大多数部件可以重新利用。
    最后,因为这次完成毕业设计的经历,我学习到了做事情要秉着严肃认真的态度,坚持实事求是和一丝不苟的作风。
    2、箱体加工工艺分析
    2.1 课题背景
    2.1.1 选题的背景及意义
    装载机的使用越来越广泛,是一种施工机械,主要用于铲、装、卸以及一些物料的运送等,但也可以进行一些轻度的铲掘工作。工作形式不同,装载机的工作装置也可以进行任意调换,比如推土、起重等。在道路施工中,装载机主要用来挖填路基,装卸和运送用来铺填路基的原料等。在作业时,装载机快速敏捷、易于操作和机动性能好等优点,使得它近几年来发展迅速,成为施工中的主要机械。
    2.1.2 课题主要解决的问题
    根据装载机变速箱箱体的特征,根据设计的要求,确定各个工序参数,制定装载机变速箱箱体的加工工艺路线,以便加工出高性能的箱体。从而,增加箱体的使用寿命,以此来提高箱体的性价比,扩大箱体的市场。
    2.2 箱体零件的分析
    2.2.1零件的用途
    变速箱箱体是一个重要的物体,它可以转换发动机的动力。箱体内的主要零部件有传动轴、轴承和齿轮等,只有控制合理的变速比、合理的空间位置关系以及彼此间的相互配合,各个零部件才能处于高效、有序、安全地运行流程中。
    2.2.2零件的结构特点
    变速箱的箱体结构复杂,箱体的轴承孔和表面平面加工较多,且变速箱的箱壁较薄、上面大多为轴承的支承孔,对于这些孔的尺寸、表面粗糙度、位置精度及孔与孔之间的垂直度、同轴度等,都需要有较高的要求。如果支承孔和轴承之间的配合不当,会影响到主轴的旋转精度,导致工作中出现振动和噪声。由于对箱体上的有些孔和表面的精度要求较高,所以箱壁较薄的箱体,结构复杂,加工部位也会增加且难度较大。采用组合机床进行加工,可以完成许多在普通机床上不能进行的的工序内容,在精度和质量上对于加工的零件都会有较好的保证。
    2.2.3 零件的工艺分析
    箱体类零件,先粗加工后精加工。为了在铸造时消除内应力的产生,需在铸造以及清砂后对箱体进行人工时效处理。由于箱体上孔有着较高的精度要求,箱体形状复杂、刚度差、所以加工难度较大。为了更好的获得加工方法和精度,需要根据箱体的结构特点选择较为有利且加工更加合理的基准,并用三孔定位夹紧加工的上结合表面,在以上结合面和两定位销加工其他部位,使加工更为均匀,提高加工的稳定性。
    2.2.4 零件的技术要求
    变速箱的箱体技术要求:
    采用下列加工方法以达到上述技术要求:
    2.3零件生产类型及毛坯的确定
    2.3.1 零件生产类型
    所以,大批量生产零件。
    2.3.2确定零件的毛坯的种类和制造方法
    根据图纸中HT200(灰铸铁)为箱体材料。毛坯的种类有:铸造件、焊接件、锻造件、冲压件和挤压件等。在毛坯的制造过程中,要考虑以下几个因素:
    (1)毛坯的形状复杂程度以及毛坯的尺寸大小;
    (2)在确定毛坯的种类以及制造方法时要考虑材料的性能,箱体为HT200,灰铸铁正适用于铸造。
    (3)制造方法要依据零件的生产纲领选择,为使经济效益达到最好,要在箱体年产量的基础上,选择铸造方法。由于箱体为大批量生产,所以零件毛坯的铸造应选择金属模机械砂。
    3、制定箱体加工工艺路线
    3.1 定位基准的选择
    1) 粗基准的选择原则:粗基准一般选择未加工的表面;选择平滑、整洁且足够大尺寸的表面作为粗基准;选最小加工余量或加工余量均匀的表面作为粗基准。尺寸相同且方向相同的粗基准一般只可使用一次,不能重复使用。依据箱体零件的技术要求,选择粗基准,应以两轴承孔150,130的轴线为初基准粗铣上结合平面。
    2) 精基准的选择原则:精基准应尽量选在尺寸较大的表面上,符合基准统一、基准重合和互为基准三个原则。通过加工过的上表平面以及两个工艺孔,行成“一面两孔”的定位基准,并为后序加工提供工艺基准。


    2楼2020-05-15 22:26
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      2025-11-14 13:24:23
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      3.2 粗、精加工分开原则
      此箱体是结构复杂型的零件,有着较高的表面精度。为避免粗加工对箱体加工精度造成影响、形成干扰,并且为了提高生产效率,要使粗、精加工分开进行。根据粗、精加工的不同特点和要求,正确选用机床设备,这有利于提高生产效率。粗、精加工的分开进行,就要求更多数量的机床和夹具。但是当生产小批量产品或研制新型产品时,也可以在同一个机床上完成粗、精加工。
      3.3 工序集中与分散的选择
      路线工艺的设计中,在划分加工阶段后,方可在同一阶段中的各个加工表面组合成若干道工序。这些工序分为分散和集中两种类型,并各有特点。
      (1)、工序分散:工序内容较少且较为简单,当分散到其他的工序中,会增加总工序的数目。
      特点: ① 设备和工装比较简单,易于维护和调整;②对工人技术水平的要求较低;③设备多,加工内容少且工艺路线长。
      (2)、工序集中: 尽可能在几个工序内集中更多的加工内容,以减少总工序的数目。
      特点:①有利于提高自动化和工作效率,方便机床或工艺设备的使用;②机床设备的使用较少,工序较少;③工件的安装次数减少;④设备的投资成本较高且工艺装备复杂,对工人的技术水平要求较高。
      3.4 零件表面加工顺序的安排
      机械加工工序的顺序,应遵循以下原则;
      Ⅰ.先加工主要的平面,再加工剩余次要平面
      Ⅱ.先加工基准面,再加工其他表面,为其他工序提供精基准; Ⅲ.先加工平面,再加工平面上的孔,这是因为平面有较大尺寸,平整且定位和安装较为稳定可靠。所以加工零件,应先从加工平面开始,随后再进行对孔的加工。Ⅳ. 先进行粗加工的工序,再进行精加工的工序 ”
      鉴于到箱体零件的加工,机械加工工序总体上应遵循先面后孔,先粗后精的原则。
      3.5 确定加工工艺路线
      工艺路线(1)
      工艺路线(2)
      比较路线(1)与路线(2),因为路线(1)运用了三面定位法,不适用于大批量的生产制造,而路线(2)运用了一面两孔定位法,比路线(1)更能保证工件的位置精度,并且能够减少夹具的设计量和制造量。所以路线(2)比路线(1)更好,故而采用一面两孔法,选择路线(2)。
      3.6确定毛坯机械工余量与加工余量
      此设计箱体的生产类型为大批量生产且毛坯的制造方法采用金属砂铸造。依据《机械加工工艺手册》, 由P471表中的2.3-6查得的毛坯铸件的尺寸公差的等级为CT8~10,取CT=9。 根据P472表中的2.3-6查得的加工余量的等级MA取F。再根据P468表中的2.3-5续,查得的铸造件的单侧机械的加工余量值为5mm,双侧加工的每侧加工余量值为4mm.孔在半径方向时的加工余量值为4mm.相比与侧面的加工余量等级,顶侧的加工余量等级需降一级选用,侧面MA取E级,查表2.3-5,前后两侧的单侧加工余量为4mm。查表2.3-48,单侧粗镗在粗铣平面的加工余量为3mm,半精镗的加工余量是1.5mm,精镗的加工余量为0.5mm.查表查得的铰Φ11的孔加工余量值为0.1mm,铰Φ12的孔加工余量值为0.2mm,扩和铰Φ32的孔余量分别为1.8mm和0.2mm。
      毛坯余量及工序间余量 (mm)
      3.7 确定工序的切削用量和和时间定额
      1、切削用量的选择原则
      切削用量的选择对于产品的生产率、加工成本以及产品质量均有重要影响。所以切削用量的合理选择更有利于提高产品的生产效率和质量等。
      Ⅰ、背吃刀量:在粗加工时,在最大程度上一次性走刀,切除粗加工时的加工余量。在精加工时,要根据精加工的工序余量来定。(注:应结合考虑系统的刚性)
      Ⅱ、切削速度:要依据背吃刀量和进给量选择切削的速度【】.
      转速公式;
      Ⅲ、进给量:在粗加工时,由于对工件的表面质量要求较低,且切削力又大,所以机床的进给结构强度,工件的装夹刚度,刀具的强度及刚度等,都会对进给量的大小产生影响。精加工时的进给量大小,会受加工精度和表面质量情况的约束。
      2、时间定额()
      基本时间公式 :
      :为进给量;
      :为主轴转速;
      L:总长度。
      :加工长度;
      :为刀具切入长度;
      :为刀具切出长度;
      ‚ 辅助时间公式:
      ƒ 服务时间公式:
      ④单件时间 :
      在大批量生产的情况下不予考虑准备时间和终结时间。
      1、工序60: 粗、精铣箱体上表面
      (1)粗铣箱体上表面
      在本次的毕业设计论文里,在操作中,使用的工具分为以下几个:第一个,量具: 游标卡尺;第二个,机床: 立式铣床;第三个,刀具: YG8硬质合金端铣刀(直径200mm,齿数10);第四个,夹具:专用夹具。
      切削用量: (一次走刀切完) 铣刀每齿进给量(0.20~0.29mm/z),取。
      取,,铣削速度。
      进给量:
      主轴转速:
      实际转速取
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      (2)精铣上表面
      背吃刀量: 铣刀每齿进给量(0.1~0.15),取
      切削速度:取,,铣削速度。
      进给量:
      主轴转速:
      实际转速
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      2、工序70:钻定位孔、各螺纹底孔,铰定位孔
      在本次的毕业设计论文里,在操作中,使用的工具分为以下几个:第一个,量具:塞规;第二个,机床:摇臂钻床Z3040;第三个,刀具:刀具:高速刚锥柄麻花钻 ;第四个,夹具:钻模板。
      (1) 钻螺纹底孔
      a. 选用麻花钻 ,走刀次数K=11
      b. 查得:切削速度,进给量,
      转速
      实际转速取
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      (2)钻螺纹底孔
      a.选取麻花钻 ,走刀次数K=4
      b.查得:切削速度,进给量。
      转速
      实际转速
      实际其切削速度
      基本时间:
      (3) 钻上表面定位孔
      a.背吃刀量:
      b.进给量:查的,该工的进给量为,选取
      切削速度:查得,
      转速:
      实际转速
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      (4)攻11×M10-7H螺纹
      a.选取M10机用丝锥,走刀次数K=11
      b.查得,M10高速钢机的用丝锥螺距P=1.5,切削速度,攻螺纹的进给量等于螺纹的螺距。
      所以计算转速
      实际转速取
      实际切削速度
      基本时间:
      (5)攻2×M10螺纹
      a.选用M10的机用丝锥,走刀次数K=4
      b.查得,M10高速钢机的用丝锥螺距P=1.5,切削速度,攻螺纹的进给量等于螺纹的螺距。
      所以转速
      实际转速
      实际切削速度
      基本时间:
      (6)铰定位孔
      刀具:选用高速钢铰刀和M10的机用丝锥
      a.背吃刀量:
      b.进给量:查得,该工的进给量为,选取
      切削速度:根据手册查的,
      转速:
      实际转速
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      3、工序80:粗、精铣左右两侧表面
      在本次的毕业设计论文里,在操作中,使用的工具分为以下几个:第一个,量具:百分表;第二个,机床: 选取卧式双面组合铣床;第三个,刀具:刀具: 高速钢面铣刀(铣刀直径200mm ,齿数20);
      (1)粗铣左右表面
      切削用量: (一次走刀切完) 每齿铣刀进给量(0.20~0.30mm/z),选取。
      按,的条件,铣削速度。
      进给量:
      主轴转速:
      实际转速
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      (2)精铣左右表面
      切削用量: 每转铣刀进给量(1.2~2.7mm/r),取 每齿进给量
      查得, 铣削速度。
      主轴转速:
      实际转速
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      4、工序90:粗镗,半精镗,精镗及左右两侧表面上的轴承孔
      在本次的毕业设计论文里,在操作中,使用的工具分为以下几个:第一个,量具: 内径百分表;第二个,机床: 卧式组合镗床 ;第三个,刀具: 选取硬质合金钢钢镗刀;第四个,夹具:专用夹具。
      (1)粗镗左侧表面的轴承孔,并倒角
      第一次粗镗 毛坯孔
      背吃刀量: 由切削用量手册查得: ,切削速度取,,进给量。
      主轴转速
      实际转速
      实际切削速度
      基本时间:
      辅助时间:
      服务时间:
      单件时间:
      (2)粗镗左侧表面的轴承孔,并倒角


      3楼2020-05-15 22:28
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        选择组合镗床的加工孔时,要优先考虑刚性的主轴。在零件上,刀具的导向装置影响孔的位置的准确度。所以,在选择时,为了提高导向的精准度,要寻找适合的刀具导向结构和导向类型。刀具的导向装置结构分为固定式和旋转式导向这两种结构。当加工的孔径小于40mm,或是摩擦面的线速度不大于20m/min,常采用的导向为固定式。相反,孔径较大或线速度大于20m/min时,则采用旋转式导向。根据工件内部结构和实际加工情况寻找导向数量,单导向或双导向,前导向或后导向、中间导向。本文的研究设计中是单导向、后导向的情况。
        导向套的长度确定公式如下:
        单导向:
        双导向:
        所以,孔的导向套长度如下所示:
        3、确定主轴的类型、尺寸、外审长度以及接头的选择
        在工艺方法的选取基础上,确定主轴的类型。根据进给抗力和主轴确定主轴的轴颈以及轴端的尺寸。依据《组合机床设计简明手册》,考虑主轴转矩选择相应的类型、规格。精镗类主轴选择主轴直径时,参考切削转矩T用处不大。原因主要是在加工时,主轴转矩小,镗孔没有太大的加工余量。这会导致镗杆有刚性不足的特点。所以,应该考虑以下的加工路线,慢慢地来确定主轴的直径。路线如下:。镗孔直径为70~90时,镗杆直径为50~65;镗孔直径为90~100时,镗杆直径为65~90。本文采用滚锥短主轴,外审长度为75mm。浮动卡头的规格型号如下,主轴的外伸尺寸为。
        4、动力部件的行程长度和工作循环的确定
        1、工作进给长度
        工作进给长度=加工部位的长度(最长的加工长度)+刀具的切入长度+切出长度
        在进行切入长度 数据的选择中,主要依据是端面误差,误差越大,取值越大。参照表8.15确定切出长度的数据。
        2、快速退回长度
        快速退回长度=快速引进长度+工作进给长度
        快速引进是指刀具从开始位置到达工作进给的位置。通常,进行长度的取值时,要具体问题具体分析,快速退回行程长度要确保所有的刀具都能回到导套里,工件装卸不受影响。本文引进长度为120mm。
        选择 mm
        mm
        3、动力部件总行程长度
        动力部件总行程长度不仅包括正常的工作循环工作行程,还包括前备量,后备量,以便调整刀具,装卸方便。本工序前、后备量分别为220mm和80mm。
        4.4机床总联系尺寸图
        4.4.1机床联系尺寸图的作用与内容
        1、机床联系尺寸图的作用
        机床联系尺寸图,也被称为基础总体外观简图。我们从机床联系尺寸图中可以看出组合机床的各组成部件之间存在的联系。包括检测相对位置关系和加工尺寸关系【】。机床联系尺寸图可以指导其他机床部件的设计,以及选择合适的通用部件。
        2、机床联系尺寸图的内容
        1、同比例画出尺寸图中主要部件的外轮廓和部件位置。
        2、标出部件和工件的主要联系尺寸,以及反应部件运动的尺寸。
        3、简要绘出专用部件的轮廓外形尺寸。
        4、通用部件规格和型号,选用电动机的功率及转速。
        4.4.2联系尺寸图应考虑的一些联系尺寸的确定
        1、机床装料高度的确定
        装料高度,指的是工件从地面到安装基面的高度。合适的机床装料高度,有利于工人更高效地进行加工操作。以前,我国组合机床装料高度常为850mm。目前,我国组合机床装料高度与国际接轨,取值标准为1060mm。当然,应该遵循“具体问题具体分析”的思想。取值范围定为850~1060mm。在本文的研究设计中,精镗机床的装料高度取值为880mm。
        2、夹具轮廓尺寸的确定
        在组合机床上,夹具是一种专用部件。它的作用在于提升零件的加工准确度,保证零件加工的万无一失。一般来说,工件的轮廓尺寸、外形和结构是影响夹具轮廓尺寸确定的主要因素。夹具的轮廓尺寸,也就是夹具的长×宽×高。所以,在设计夹具时,不能影响工件定位,不能作用于刀具导向装置,不可以有排屑问题。工件大小,夹紧机构、镗杆的刚度等因素都会影响夹具的轮廓尺寸。针对夹具复杂的情况,要在草图方案基础上,考虑技术要求、基本结构方案等的作用。
        3、确定中间底座尺寸
        正确的中间底座尺寸可以让夹具在底座上正确安装。在确定底座长度方向上的尺寸之前,先确定滑台和相应配套部件的位置。在整个工序流程结束之前,要保证工件端面到主轴箱端面距离大于或等于在加工示意图设定的距离。680mm是可靠的取值。在主轴箱与夹具外轮廓之间留长度的目的,是为了方便维修、方便排屑和方便回收冷却液。中间底座周边需有一定的沟槽。在本文的研究设计中,中间底座尺寸的高度为560mm,长度为1320mm.宽度为800mm。
        4、多轴箱轮廓尺寸的确定
        通常,标准通用钻、镗类多轴箱都有厚度,卧式的为325mm,立式的为340mm。所以,多轴箱的尺寸确定,也就是多轴箱高度H、最低主轴高度、宽度B的确定。
        图1多轴箱的轮廓和尺寸
        (件/小时)
        3.机床负荷率
        当时,机床负荷率为二者之比。即
        通常,组合机床的负荷率为75~90%。根据典型的钻、镗、攻螺纹类组合机床复杂程度,结合表3-2考虑。精密度、自动化程度或加工的组合机床品种,与负荷率呈负相关的关系。
        5、组合精镗床控制系统设计
        5.1概述
        在机床加工环节中,镗床对精确度的要求非常高,尽可能不要产生一分一毫的偏差。镗床主要是在孔加工方面对精确度的要求非常高。举个例子,就是本文设计中的箱体的轴承孔。所以,在加工组合镗床时,我们采用镗床的控制系统来控制刀具的旋转和进给。紧接着,我们要进行组合镗床电气系统的设计。
        5.2主电路的设计
        在本文的设计中,一共有三个组合机床的电动机,分别是液压泵电动机M1、镗削头刀具电动机M2、冷却泵电动机M3。接触器KM1控制第一个电动机——液压泵电动机M1,液压泵电动机M1的作用是为夹紧装置提供压力油。接触器KM2控制第二个电动机——镗削头刀具电动机M2和第三个电动机——冷却泵电动机M3。此外,在主电路上也设计了短路保护装置。例如,总短路保护熔断器FU1,FU2保护液压泵M1,FU3保护刀具电动机M2和冷却泵电动机M3,FU4、FU5、FU6保护控制电路。在短路过载的时候,总短路保护熔断器FR1、FR2、FR3可以保护三个组合机床的电动机M1,M2,M3。在短路失压的时候,接触器KM1,KM2可以保护三个组合机床的电动机M1,M2,M3。
        5.3控制电路的设计
        在控制电路的设计过程中,由控制变压器TC提供电源,它输给控制电路所需的电压36V、24V、6.3V。在这中间,36V电压被提供给接触器KM1和KM2,时间继电器T1和T2,中间继电器KA和照明灯EL。24V电压被提供给电磁换向阀YA1~YA5。电磁阀线圈YA1和YA2控制工件的松紧,电磁阀线圈YA3、YA4、YA5控制滑台的快进、工进、和快退,电磁阀线圈YA6控制工件定位。这个机床的电气系统同时控制夹具和工件定位。
        5.4镗床控制原理
        5.4.1总控制系统
        按下按钮SB1→线圈KM1有电流→线圈KM1闭合及自锁→液压泵电动机M1启动
        5.4.2 刀具启动
        按下按钮SB3→线圈KM2有电流,常开触点闭合→镗削电动机、冷却泵启动
        5.4.3定位工件
        利用线圈KM1自锁以及触头闭合→线圈YA6有电流→工件定位
        5.4.4夹紧工件
        按下行程开关按钮SQ1→线圈YA6失去电流,线圈YA1有电流→工件夹紧→压力继电器SP1→线圈KM2有电流→KM2线圈闭合→镗削刀具电动机M2工作
        5.4.5动力滑台快进
        线圈YA3有电流→液压缸滑台快进
        5.4.6滑台工件
        快进碰到行程开关按钮SQ2→Y线圈A3/YA5有电流→液压缸滑台工进
        5.4.7滑台快退
        工进碰到行程开关按钮SQ3→线圈YA3/YA5有电流→线圈YA2有电流→滑台快退
        5.4.8工件松开
        线圈YA1失去电流→工件松开
        由上文所述内容,我们可以得出镗床控制系统的整个运作流程。第一步,按下SB1按钮后,机床的液压系统运行;第二步,按下SB3按钮后,镗削刀具电动机、冷却泵运行。与此同时,线圈YA6中产生了电流,工件进行定位。第三步,接通行程开关SQ1按钮,线圈YA6中失去了电流。而此时的线圈YA1中产生了电流,工件开始夹紧。第四步,线圈YA3中产生了电流,动力滑台快进,碰到行程开关SQ2按钮后,线圈YA3/YA5中产生了电流。第五步,动力滑台工进,碰到了行程开关SQ3按钮,线圈YA3/YA5中失去了电流。与此同时,线圈YA2中产生了电流,动力滑台快退,这导致线圈YA1中失去了电流,因此工件松开。
        5.5 电气元件的选择
        5.5.1电动机M1、M2、M3的选择
        在电动机M1、M2、M3的选择上,我们不仅要关注电动机的性价比,还要关注电动机的安全配置,以便于选出真正适合的电动机。此外,为了电动机能够稳定高效的运作,还应该关注电动机的以下特征,例如电动机是否节能、性能如何、寿命长短等。在本文的研究设计中,选用了型号为Y100L2-4的液压泵电动机M1,这款液压泵电动机的功率为3kw,转速为1430r/min;选用了型号为Y132M-4的镗削刀具电动机M2,这款镗削刀具电动机的功率为7.5kw,转速为1440m/min;还选用了型号为Y801-2的冷却泵电动机M3,这款冷却泵电动机的功率为0.75kw,转速为2830r/min。
        5.5.2电气开关的选择
        因为在电气开关的选择上,线路额定电压不能大于开关的额定工作电压,线路电流不能大于额定电流。所以根据电压不足的保护作用,在本设计中,选择中小型常用的组合电气开关,型号为HZ10-50/3,额定电流为50A。
        5.5.3中间继电器的选择
        因为在中间继电器的选择上,需要考虑被控制电路的电压、安装的继电器触点数目、种类等因素。所以,在本设计中,选择型号为JZ7-44的中间继电器,额定电流为5A。
        5.5.4 热继电器的选择
        因为液压泵电动机的的电流为22.6A,所以在进行热继电器的选择时,FR1选择JR20-25型的热继电器,热元件电流为25A,额定电流调整范围为17~25A.与此类似,FR2、FR3选用JR20-10型的的热继电器,热元件电流为4A,额定电流调整范围为3.2~4.8A。
        5.5.5熔断器的选择
        一般来说,在选择熔断器时,要求负载电流稳定的外部条件。具体来说,电路不能有冲击电流的出现,要求负载工作电流小于等于熔体的额定电流。
        a.单台熔断器: 熔体额定电流=(1.5~2.5)×电动机额电流
        b.多台熔断器: 熔体额定电流=(1.5~2.5)×各台电动机电流之和
        因为电动机M1的最大电流为19.7A,。在参考电工手册的情况下,FU1选择RL1-60型的熔断器,选择50A的熔体。以此类推,FU2选择RL1-60型的熔断器,选择10A的熔体。FU3选择RL1-60型的熔断器,选择30A的熔体。FU4选择RL1-15型的熔断器,选择4A的熔体。FU5选择RL1-15型的熔断器,选择10A的熔体。FU6选择RL1-15型的熔断器,选择15A的熔体。
        5.5.6 接触器的选择
        参照电工手册,根据电动机M1的额定电流22.6A,选择接触器的型号为CJ10-10,满足额定电压380V,额定电流10A的条件。根据电动机M2的额定电流,选择接触器KM2型号CJ10-20。根据电动机M3的额定电流,选择接触器KM3型号CJ10-10。
        5.5.7 控制变压器的选择
        查找电气控制与PL,选择型号为BK-300(380,220)V/(36,24,6.3)V的控制变压器,将目前的电压380V转换为控制电路所需的电压36V,24V。
        5.5.8其他电气元件的选择
        在本次设计中,选择型号为JC2型的照明灯EL,选择型号为ZSD型的指示灯HL1/HL2,选择型号为LW5-16D/3型的万能转换按钮SA2选择。
        6、结论
        在本次的毕业设计论文里,我研究和分析了装载机变速箱箱体的加工工艺,具体到每个面、每个孔和每个槽的加工环节,从而得到了最精准的加工工艺技术方法。此外,在本文中还设计了精镗组合机床,这个组合机床的总体设计图纸分为“三图一卡”四个部分:被加工零件工序图,加工示意图,机床尺寸联系图,生产率计算卡片。
        在整个设计过程中,因为零件的类别属于箱体类零件,所以应该采用“一面两孔”定位的工艺路线。此外,还要选择合适的夹具、刀具、定位等。在设计组合镗床的被加工零件工序图,加工示意图,机床尺寸联系图,生产率计算卡片时,应该参考被加工箱体的结构特点,加工尺寸和精度。最后再设计组合镗床的控制系统时,要具体问题具体分析,选择适合的电器原件,形成一个高效、有水准的组合镗床。


        4楼2020-05-15 22:31
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