身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时,立即采用停机等措施,并进行故障报警,提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机,而接通备用模块,以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求,其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。
(4) 数控编程自动化
算机应用技术的发展,目前CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用,是数控技术发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样,再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理,从而自动生成NC零件加工程序,以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展,当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式,它与CAD/CAM系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与,直接从系统内的CAPP数据库获得。
(5) 可靠性最大化
床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数控系统将采用更高集成度的电路芯片,利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路,以减少元器件的数量,来提高可靠性。通过硬件功能软件化,以适应各种控制功能的要求,同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用化及系列化,使得既提高硬件生产批量,又便于组织生产和质量把关。还通过自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序,实现对系统内硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示,及时排除故障;利用容错技术,对重要部件采用“冗余”设计,以实现故障自恢复;利用各种测试、监控技术,当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时,自动进行相应的保护。
(6) 控制系统小型化
数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成
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元件、多层印刷电路板,采用三维安装方法,使电子元器件得以高密度安装,较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管,将使数控操作系统进一步小型化。这样可以方便地将它安装在机床设备上,更便于对数控机床的操作使用。
1.3 BL系列台式车床
BL 系列台式车床是一种小型车床,在制造业中主要用于中小型零件的加工,不同的用户对其有不同的要求,从而使得BL系列台车有多种形式,因此该台式车床有着个性化的设计特点。针对这种情况,我们对台式车床的不同规格、不同用户的设计要求进行总结,以获得其产品配置知识,并利用CAD计算机辅助设计软件,对台车的各个组成部件进行参数化设计。
本设计主要是对进给结构进行相关设计,说明书分为五大部分。第一部分;BL台式车床总体方案设计;第二部分,进给箱的设计;第三部分,丝杠、光杠的设计;第四部分,溜板箱的设计;第五部分,刀架的选用。
在第一部分BL台式车床总体的设计方案中,首先说明了机床设计的基本要求,即保证有较高的加工精度和被加工表面较小的表面粗糙度,尽可能提高其生产力和自动化程度以及较高的可靠性和较长的寿命。在满足上述要求的前提下,根据BL台车的主要参数,提出了台车组件的设计要求。同时规定了该台车的总体布局,即将主轴箱固定在床身的左端,进给箱固定在床身的左侧前端,溜板箱与刀架的最下层——纵向溜板相连,尾座安装在床身右端的尾座导轨上,床身固定在左右床腿上。
进给箱是台式车床的主要部件之一,其作用是实现进给量的变换和各种螺纹螺距的变换。一般机床的进给箱主要分为三跨:左边一跨内螺纹种类的移换机构;中间一跨内为基本组;右边一跨内为扩大组。由于本设计的台车尺寸较小,其进给箱虽然也分为三跨,但我们将左跨内螺
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纹种类的移换机构放在主轴箱中,在其内布置了变速机构。在BL台车进给箱的设计过程中,首先介绍了进给箱的组成和应满足的要求。接着进行了BL台车进给箱设计方案的选择。由于该台式车床是一种小型化的车床,因此选择了两轴滑移式结构。在变速机构中选择三联滑移齿轮来进行啮合传动。对进给箱内的传动轴提出了强度和刚度方面的具体要求。在丝杠和光杠的运动转换机构中选择了啮合式离合器来实现这种运动转换。另外对操纵机构的设计也提出了相关的要求。
其次,我们对涉及到的齿轮、轴以及轴承等零件进行了设计和校核。 接着,我们对箱体内各元件进行了布置。箱体内轴线的布置,即与相同的形状有关,也与操纵机构的设计有关。齿轮在轴上的布置和排列方面,我们将固定齿轮安装在一根轴上。并且满足在一个变速传动组内,当变换转速时,使一个处于啮合的齿轮完全脱开后,另一个齿轮才进入啮合。传动轴安装时,选用单列向心球轴承安装在转动轴两端,且每根传动轴的轴承成对使用。我们将传动轴通过轴承在箱体内的轴向固定选为两端固定的方式。在确定齿轮的宽度时将大小齿轮的宽度设计为相同。
丝杠、光杆、溜板箱、刀架是进给结构的重要组成部分。主要计算确定丝杠光杠的型号,刚度和强度是否满足要求以及溜板箱内部齿轮的确定和其之间的配合。最后正确的选用刀架。
2. BL 台式车床的总体方案设计
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2.1 BL 台车的主要参数
型号 主要参数 加 工 能 力 床身上最大回304mm 转直径 横滑板上最大170mm 回转直径 中心距 主 轴 主轴转速范围(9)级 进 给 公制/英制螺纹0.25-9mm(20kinds)/4-72Inch(33kind范围 主轴孔径 主轴内孔锥度 BL-1220 BL-1230 BL-1340 304mm 170mm 750mm 330mm 204mm 1000mm 500mm 40mm Morse NO.5 60-2000(9steps) s) 模数制/径节制0.25-3.5mm(12kinds)/8-144D.P(kind螺纹范围 尾 架 s) 尾架套筒直径 10mm 尾架套筒行程 主电机 115mm 1.1/1.5kw 10
表 1 2.2 机床设计的基本要求
(1)保证有较高的加工精度和被加工表面较小的表面粗糙度; (2)尽可能的提高生产力和自动化程度; (3)机床应有较高的可靠性和较长的寿命。
2.3 机床组建的设计要求
(1)主轴部件是机床的重要部件之一,其通常有主轴,主轴轴承和安装在主轴上的传动件等组成。在机床工作时,有主轴带动工件或刀具直接参加表面成形运动,因此对主轴有以下较高要求:应有较高的旋转精度和刚度,刚度不足,将使主轴在切削力和传动力的作用下,产生较大的弹性变形,并且还容易引起振动这样不仅会降低加工精度和表面光洁度,也还好使齿轮等传动件和轴承等因不能均匀受力而恶化工作条件。主轴还必须有较高的抗振性和足够的耐磨性,以便能长期的保持精度。BL系列台式车床的主轴箱有主传动系统和进给换向机构两部分组成,主传动系统采用了分支传动链,高速时传动链很短;同时由主轴部件进行了精度的平衡,机床噪音低,热变形小。
(2)进给箱满足体积小,重量轻、结构简单、使用方便、效率高及质量好的要求。在使用要求方面,首先应满足机床的运动特性的要求和具有较高的传动效率,还应便于操纵,确保安全,便于观察、调整和维修。进给箱内的传动件应能传递一定的功率和扭矩,具有较高的刚度、强度、耐磨和抗振性等方面的性能,并应运转平稳和噪音小。
(3)床身应具有足够的刚度,在许用最大载荷作用下,其变形量不得超过许用值,以保证机床的加工精度。另外,床身还应有良好的抗振性和较小的热变形,以保证工件的加工表面质量和加工精度。在BL台式车
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