CA6136 机床参考资料
CK6136数控卧式车床机械结构设计(有cad图)

硬质合金刀具粗加工铸铁工件 硬质合金刀具半精加工碳钢工件 螺纹(丝杠等)加工和铰孔
通过比较最后选取:
Vmax=300 Vmin=6
m min
m min
(2) 主轴的极限转速 计算车床主轴极限转速时的的加工直径, 按经验分别取 (0.1~0.2) D 和(0.45~0.5)D。 则主轴极限转速应为:
1
1 数控车床的加工特点分析
1.1 数控车床的优点
数控车床已越来越多的应用于现代制造业,并发挥出普通车床无法比拟的优势, 数控车床主要有以下几优点: (1) 传动链短,与普通车床相比主轴驱动不再是电机 皮带 齿轮副机构变速, 而是采用横向和纵向进给分别由两台伺服电机驱动运动完成,不再使用挂轮、离合器 等传统部件,传动链大大缩短。 (2) 刚性高,为了与数控系统的高精度相匹配,数控车床的刚性高,以便适应 高精度的加工要求。 (3) 轻拖动,刀架(工作台)移动采用滚珠丝杠副,摩擦小,移动轻便。丝杠 两端的支承式专用轴承,其压力角比普通轴承大,在出厂时便选配好;数控车床的润 滑部分采用油雾自动润滑,这些措施都使得数控车床移动轻便。
1.2 数控车床加工特点 qq2567214873
(1) 自动化程度高,可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入 的程序自动完成的,操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具,在加工过程中, 主 要是观察和监督车床运行。但是,由于数控车床的技术含量高,操作者的脑力劳动相 应提高。 (2) 加工零件精度高、 质量稳定。 数控车床的定位精度和重复定位精度都很高, 较容易保证一批零件尺寸的一致性,只要工艺设计和程序正确合理,加之精心操作, 就可以保证零件获得较高的加工精度,也便于对加工过程实行质量控制。 (3) 生产效率高。数控车床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面,一般只 检测首件,所以可以省区普通车床加工时的不少中间工序,如划线、尺寸检测等,减 少了辅助时间,而且由于数控加工出的零件质量稳定,为后续工序带来方便,其综合 效率明显提高。 (4) 便于新产品研制和改型。数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备,通过 编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来,当产品改型,更改设 计时,只要改变程序,而不需要重新设计工装。所以,数控加工能大大缩短产品研制 周期,为新产品的研制开发、产品的改进、改型提供了捷径。 (5) 可向更高级的制造系统发展。数控车床及其加工技术是计算机辅助制造的 基础。
CA6136普通车床数控改造设计

CA6136普通车床数控改造设计【摘要】目前在一些企业还存在普通车床加工情况,我公司也有一定数量的CA6136普通车床,这些普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,更主要的是不易形成批量化生产,从而在市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展,所以必须大力提高机床的数控化率。
同样机床数控化改造的市场也还有很大的发展空间,本文以普通车床CA6136的数控改造为例,介绍了普通车床数控改造的方法。
【关键词】车床CA6136;数控改造;设计我公司有数台CA6136普通车床,曾在生产加工中起作一定的作用,能进行基本的机械零件的加工,但在使用时发现其存在一定的问题,如加工的产品品种少、档次低、质量差,更多是不易形成快速批量化生产,从而提高了制造成本,增加了供货时间,影响了企业的生产经营。
车床作为机械制造业的重要基础设备,它的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床即数控机床广泛应用,它克服了普通机床存在的缺点,为机械加工工艺过程自动化批量化生产的提供了较为理想的手段。
因此人们对传统的机床传动及结构的数控设计改造也有现实的需求。
下面就是对普通车床的数控改造方法进行设计。
一、数控机床改造的步骤1、调研及系统选型?:改造前必须对机床的结构、性能、运行状态、现有加工精度、特殊功能以及用户对系统改造后要求达到的性能进行详细了解。
数控系统主要由控制、驱动和测量系统3部分组成。
究竟是整体改造还是局部改造取决于上述3大系统的状况以及用户的经费。
系统的选型与配置需综合考虑机床状况、用户对功能的要求、改造经费及各种数控系统的特点。
系统配置时,需对电缆长度、电机扭矩及额定转速、主轴功率、系统安装空间等细节予以充分考虑。
2、设计准备阶段:准备阶段的工作包括改造部分电路设计、控制程序编制及技术培训。
电路设计主要是设计新系统硬件与非改造部分的接口,然后根据加工时机床动作的控制逻辑,对PLC进行编程,确保机床动作正确并实现最佳控制,在可能的条件下进行实验室模拟。
C6136A车床电路简析与维修要点_陶波

电子报/2014年/10月/19日/第008版机电技术与维修C6136A 车床电路简析与维修要点江西陶波在目前出版的书刊中,例如,职业学校的教材,机床电路大都是上世纪七八十年代老式机床的电路。
目前流行的机床电路书刊中很少介绍。
笔者维修过一些机床,本文介绍新型C6136A型车床的电路与维修要点。
1.主回路简析C6136A车床电路包括主回路与控制回路两部分。
它的电气原理图如附图所示。
C6136A型车床主回路包括两部分:供电主回路和电机主回路。
主回路从进电到水泵电机M2供电线路间,先经熔断器FU0,再到断路器QS1,再到熔断器FUl;FUl后接M1车刀主轴电机的主回路。
从FUl 后又接FU2熔断器;FU2熔断器后接水泵电机M2和控制变压器T1。
车刀主轴电机为双速电机,极数8/4极,功率3/4.5kW。
8/4极选择由SAl转换开关进行选择。
SAl转换开关接点闭合如附表所示。
M1电机8极时是三角形接法;4极时为双星形接法。
SAl转换开关型号为LW5-165.5S/4。
SAl开关双速(8/4P)切换分析:SAl转换开关往左打450.接点1-2、5-6、9-10闭合。
1U1、1V1、1W1接通三相AC380V电压,电机定子内部线圈呈三角形接法,电机运行在8极电机状态,同步转速为750r/min。
此时电机接线端子2U1、2V1、2Wl不得电。
当SAl转换开关往右45。
打时,内部接点3-4、-7-8、1112、13-14、15-16闭合。
在SAl开关内部接点中,1-3、5-7、9-11相通。
4、8、12为电机4极运行时的进电端(2U1、2V1、2W1)。
另外,在SAl转换开关内部接点中,2-14、6-13-15、10-16相通,保证电机在4极运行状态下,原8极运行状态时的进电端2、6、10(即1U1、1V1、1W1)通过13-14、15-16接点短接在一起,形成电机定子双星形接法。
当SAl转换开关打在0°时,电机停车。
C6136支架夹具设计说明书

目录序言 (2)一、零件的分析 (3)1.零件的作用 (3)2.零件的工艺分析 (3)二、工艺规程设计 (4)1.确定毛坯的制造形式 (4)2.基面的选择 (4)3.制定工艺路线 (4)4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5)5.选择加工设备与工艺装备 (6)(1)选择机床 (6)(2)选择夹具 (6)(3)选择刀具 (6)(4)选择量具 (7)6.确定工序尺寸、切削用量及基本工时 (7)三、专用夹具设计 (10)1.设计主旨 (10)2.夹具设计及操作说明 (11)3.夹具设计及操作的简要说明 (12)四.总结 (13)五.参考书目 (14)序言工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造工艺学及机床夹具设计课程,进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。
要求学生全面综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题,使学生进一步巩固有关理论知识,掌握机械加工工艺规程设计的方法,提高独立工作的能力,为将来从事专业技术工作打好基础。
其目的在于:(1)熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关先修课程中的基本理论,以及在生产实习中所学到的实践知识,正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧,工艺尺寸确定等问题,从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。
(2)通过夹具设计的训练,进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。
(3)能比较熟练的查阅和使用各种技术资料,如有关国家标准、手册、图册、规范等。
(4)在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。
进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。
一零件的分析1 零件的作用机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量,节约能源,降低消耗的重要手段。
在实际生产中,由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同,针对某一零件,往往不是单独在一种机床上,用某一种加工方法就能完成的,而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。
C6136型卧式车床经济型数控改造设计

序言经济型数控是我国80年代科技发展的产物。
这种数控系统由于功能适宜,价格便宜,用它来改造车床,投资少、见效快,成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。
十几年来,随着科学技术的发展,经济型数控技术也在不断进步,数控系统产品不断改进完善,并且有了阶段性的突破,使新的经济型数控系统功能更强,可靠性更稳定,功率增大,结构简单,维修方便。
由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力,根据我国国情,该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。
对于原有老的经济型数控车床,特别是80年代末期改造的设备,由于种种原因闲置的很多,浪费很大;在用的设备使用至今也十几年了,同样面临进一步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平,大大提高生产效率,创造更大的经济效益。
毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个教学环节,也是学生完成基本训练的重要环节。
其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识,独立解决本专业一般工程技术问题的能力,树立正确的设计思想和工作作风。
毕业设计说明书不只反映了设计的思想内容,方法和步骤,而且还反映了学生的文理修养和作风。
本说明书分为概述、设计内容、总结三部分,分别介绍了此次设计任务将普通卧式车床(C6136)改造为经济型数控车床;有关经济型数控车床改造总体方案确定及框图、进给伺服系统机械部分设计计算及校核、数控系统硬件电路的设计、加工程序编制;主要是对本次毕业设计的心得。
在编写过程中,得到了指导老师和各位老师及同学的大力支持和热心帮助,在此表示谢意由于本人水平有限,难免有疏漏和不妥之处,恳请专家和老师批评指正。
目录第一章概述1. 设计目的------------------------------------------------------32. 设计任务------------------------------------------------------4第二章设计内容1.总体方案确定及框图---------------------------------------------52.机床进给伺服系统机械部分设计计算及校核---------------73. C6136经济型数控车床数控系统硬件电路的设计--------214.数控机床加工程序编制-----------------------------------------24 致谢---------------------------------------------------------------26小结---------------------------------------------------------------27参考文献----------------------------------------------------------------28第一章概述1.设计目的通过毕业设计,学习了系统地综合运用所学的知识和技能解决实际工程问题的本领,巩固和加深时所学知识的理解,并且通过毕业设计的实践扩大和补充了知识,使认识提高到一个新的水平,通过毕业设计的实践,培养了调查研究的习惯和工作能力,练习查阅资料和有关标准,查阅工具书或参考书,合理选择设计计算公式,正确计算,并能以图纸和说明书表达设计的思想和结果,通过毕业设计,不但提高了解决具体问题的独立工作能力,具体动脑动手能力,而且建立了正确的设计和科研思想,加强了科学性,牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
C6136A普通金切车床、主轴箱、主轴装配、调整

⒌画出零件装配顺序图,将所有零件清洗、去毛刺,润滑后按顺序装配:
装入滑动轴承并用圆螺母上紧
↓
7513滚柱轴承外圈压入箱体孔中
↓
87齿大齿轮放入箱体
↓
主轴从箱体前端放入
↓
将43齿齿轮圈、螺母、垫片、8113平面轴承穿入轴上
↓
将主轴向箱体后推,放入两只平键
↓
87、43齿轮定位,圆螺母拧紧并止退夹紧
论文课题一
一、叙述:
C6136A车床系普通卧式,加工件的最大回转直径为360mm,结构虽简单,但是适用性很强,至今仍深受用户的青迷。其主轴箱是车床传动系统中主运动的变速机构。<图一>
转速比如下:
1a、42转/分(主轴) × × Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ
2b、68转/分(主轴) × ×
3c、104转/分(主轴) × ×
主轴的两端分别装有一只铜质合金外柱内锥式滑动轴承,轴承的两端用圆螺母调节与箱体与主轴颈的装配间隙。主轴的后端装有一只单列滚柱,可调节式高精度轴承。7513 E级主轴前后两只不同类别的轴承承受轴的重量及克服轴径向扭力的作用。为了消除主轴的轴向推力,在主轴上装有一只型号为8113 D级平面轴承,为了保证主轴在箱体内轴向的间隙调整,用一只平垫圈增减其厚度的方法来达到装配精度要求。
参考资料:机修钳工中高级工艺与技能训练教材设备完好标准等书。
4D、165转/分(主轴) × ×
5E、405转/分(主轴) × ×
6F、255转/分(主轴) × ×
7615转/分(主轴) × ×
8980转/分(主轴) × ×
从主轴箱传动示意图中可见有五对关联齿轮,其中一双为固定齿轮,用键连接在一号轴上,其余四双为滑动齿轮,装配在二、三号轴上,为花键滑动配合。另对还有两只固定圆柱齿轮用键连接的方式固定在主轴上,其中一只齿数为43齿的齿轮连接后用一只圆螺母<开口>并紧,并用内六角螺丝紧固防松。
沈阳CA6136系列普通车床调查保养报告
沈阳CA6136系列普通车床调查保养报告设备运⾏情况调研报告姓名班级学号指导教师⼀、调研地点⼆、调研时间2012年10⽉9号三、调研设备(名称信息,使⽤年限,加⼯范围,⽤途等。
)CA6136系列普通车床项⽬单位CA6136床⾝上最⼤mm ?360⼑架上最⼤mm ?210⼯件回转直径马鞍内回转直径×有效长度mm-500×160-500×160最⼤⼯件长度/最⼤车削长度mm 750/650 1000/900 床⾝宽度、硬度mm 342、HB200⼑杆截⾯尺⼨mm 20×20加⼯精度It7正转r/min 45-2000(12) 37-1600(12)反转r/min 45-2000(12) 102-1570(6) 主轴内孔及主轴头型式mm 53 C6 或D6 前主轴孔锥度1:19.18床⾝导轨硬度RC52主轴每转纵向进给(种数)mm/r 0.05-1.12(20) 0.05-1.6(40) 主轴每转横向进给(种数)mm/r 0.05-1.12(20) 0.04-1.28(40) ⼑架⼑架横向⾏程mm 200⼩⼑架移动⾏程mm 140⼑架转盘回转⾓度°±90床尾床尾主轴最⼤⾏程mm 140床尾主轴直径mm 60床尾主轴孔锥度mm 莫⽒圆锥4号机床净重750mm kg 1400 14001000mm kg 1450 1450机床外形尺⼨(长×宽×⾼)750mm mm 1992×1000×11701992×1000×11701000mm mm 2242×1300×1170 2242×1300×1170四、设备情况调查机械系实训基地普车区⼀号机床C6136(沈阳第⼀机床⼚产),车床结构简单,主要组成部件⼀般有床⾝、床头箱、变速箱、进给箱、光杆、丝杆、溜板箱、⼑架、床腿和尾架等部分,它的⼯作原理主要是依靠主运动和进给运动,通过车⼑和⼯件的相对运动,使被加⼯的部件⽑坯被切削成具备⼀定⼏何形状、尺⼨和表⾯质量的零件。
CA6136普通车床纵向进行的数控改造毕业设计
第一章绪论1.1 机床的数控化改造1.1.1机床进行数控化改造的现状目前,关于机床改造方面的报道比较多,其方法多种多样,具体表现在:1.根据用户的需求可以选择不同的数控系统。
2.根据要求可以进行经济性数控化改造,也可以进行智能化数控机床改造。
不管哪种形式的数控改造,最基本的思路是要满足用户的基本使用需求。
但目前对车床的数控化改造,主要是经济性数控化改造。
在改造过程中,主要沿用系统供应商提供的外部接线要求进行控制电路设计,没有对系统进行深入的分析研究,不能结合实际应用解决当前同类机床存在的问题,比如:现在的机床普遍采用正逻辑控制,当限位保护电路,如发生电路开路或接触不良时,不会立即报警,容易造成事故。
针对目前同类数控机床使用中存在的问题,经过仔细的研究和分析系统特性,在改造机床时所有限位保护电路均采用负逻辑,如发生电路开路或接触不良时会立即报警,防止意外事故发生;设定了特殊的限位控制装置,使刀架在特定的位置不能换刀,保证了生产安全。
这一技术已经申请了国家发明专利。
另外,我们知道车床加工的主要任务是承担轴类、套类、盘类等零件的加工。
成本、质量、生产率和产量、交货期是衡量企业生产能力和市场竞争能力的4个要素,采用传统的非数控生产方式只有达到一定闭值的大批量的规模生产才能取得上述4个方面的统一。
但在当前激烈的市场竞争环境下,以生产为中心,企业为主导的卖方市场已转向以市场需求为中心用户为主导的买方市场,产品需求呈现多样化和个性化,且产品经济寿命大大缩短,这首先将形成以多品种变批量的生产方式为主流的生产环境;其次,衡量企业竞争力的首位因素也由成本转为交货期。
为此,发展柔性结构体系的数控制造装备及制造系统是实现在快速多变的市场环境中对用户驱动的市场需求作出灵活、快速响应的关键。
所谓制造装备及制造系统的柔性化是指当产品的品种的需求发生变化时,它们仍能在满足经济性的前提下,实现及时转换生产的适应能力。
同时,持续地提高经济加工精度也是适应市场竞争的另一个主要目标。
C6136A普通车床总体方案设计
设计综合实训课程设计说明书设计内容:C6136A普通车床总体方案设计专业:机械设计制造及其自动化班级:U机制122姓名:吕修伟学号:1211501221指导教师:李青祝2013年11月30日设计综合实训任务书1目录1 拟定机床运动方案 (1)1.1 表面成形运动 (1)1.1.1工件的旋转运动 (1)1.1.2刀具的移动 (1)1.2 辅助运动 (1)2 确定机床技术参数 (1)2.1 主参数与尺寸参数 (1)2.1.1主参数 (1)2.1.2主要尺寸参数 (2)2.1.3主轴前锥孔直径 (2)2.2 运动参数 (2)2.3 动力参数 (3)2.3.1切削力的计算 (3)2.3.2切削功率Pm (3)2.3.3估算电动机功率 (3)3 机床总体布局 (4)3.1 确定结构方案 (4)3.2 布局 (4)4 机床总体联系尺寸图 (5)4.1 车床的主要规格参数见表2: (5)4.2 车床尺寸联系图 (6)5 结论 (7)I1 拟定机床运动方案为了加工出所要求的工件表面,必须使刀具和工件实现一系列运动。
运动主要为机械传动。
1.1 表面成形运动1.1.1工件的旋转运动车床的主运动,其转速较高,消耗机床功率的主要部分。
可通过传动系统(主传动)把动力源(电动机)的运动及动力传给主轴,使主轴带动工件旋转实现主运动,并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。
1.1.2刀具的移动车床的进给运动。
将主轴箱的运动分出一路,由进给传动系统实现。
刀具可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动(车圆柱表面)或作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动(车端面),也可作与工件旋转轴线倾斜一定角度的斜向运动(车圆锥表面)或作曲线运动(车成形回转表面)。
车削螺纹时,只有一个复台的主运动:螺旋运动。
它右以被分解为两部分:主轴的旋转和刀具的移动。
1.2 辅助运动有刀架纵、横向机动快移。
2 确定机床技术参数2.1 主参数与尺寸参数2.1.1主参数通用机床的主参数确定方法在《金属切削机床型号编制方法》均有规定。
C6136型车床拨叉工序卡-说明书
设计说明书一零件分析〈附零件图1〉叉是C6136型车床中的设备动力料。
该零件是安装在轴上,然后通过手柄块的拨动,使叉口拨动其它零件的一种特殊零件。
二零件的工艺分析由附图1可知,其材料为HT200,该材料具有较高的强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受大应力耐磨的零件。
该零件上的主要加工面为A,B,EF面,孔Φ40H7,CD 面。
A面的粗糙度不高,但作为加工面,其是精基准定位面,与不加工毛坯表面有侧重关系,且与孔Φ40H7的加工有直接影响,而且其孔精度要求较高。
孔A与E面的垂直度0.04mm 与EF面之间的平行度0.03mm。
三者有密切的关系。
因此,在加工它们时最好能在一次装夹下把两面同时加工出来。
由参考文献[1]中有面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知,上述技术要求是可以达到的,零件的结构工艺性也是可行的。
三确定毛坯、画毛坯—零件合图根据零件材料确定毛坯为铸件。
又由题目已知零件为中小批量生产的零件,毛坯的铸造方法选用砂型。
参考文献[1]表3—2,该种铸件的尺寸公差等级CT为13~15级,加工余量等级MA为H级故取CT为13级MA为H级。
参考文献[1]表3—3,用查表法确定各表面的总余量如下表由参考文献[1]表3—5可得铸件主要尺寸的公差,如下表所示四工艺规程设计(一)定位基准的选择精基准的选择:叉类零件的A面是第一加工面与不加工毛坯H表面有一个直接联系的尺寸关系37.5,用A面作精基准,能使加工遵循第一加工面与不加工毛坯面有侧重关系,实现零件“一面一空”的典型定位方式,其余各面和孔的加工也能用它定位,这样使工艺路线准循了“基准统一”的原则。
此外,A面的面积较大,定位比较稳定,夹紧方案也比较简单、可靠、操作方便。
粗基准的选择:考虑到以下几点要求,以I面的毛坯面为粗基准,第一能保证A面加工表面有加工余量,第二能够保证定位准确,夹紧可靠。
最先进行机械加工的表面是精基准A面,为此拟定了一套方案。
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1 机床简介1.1 金属切削机床的简介1.1.1 金属切削机床概述金属切削机床是机械制造也得基础设备。
随着社会需求和科学技术的发展,对机床设计技术要求越来越高。
一方面为了适应社会需求的变化,出现了柔性制造系统(FMS)等先进的自动化制造系统,除了传统的机床设计之外,还要求机床增加柔性,并能与柔性有机结合。
另一方面数控技术和CAD技术的发展,为机床设计提供了新的条件和支撑。
因此机床的设计方法和设计技术也在发生着深刻变化。
金属切削机床也称为机床,是用切削的方法将金属毛坯(或半成品)加工成机器零件设备,他是制造机器的机器,所以又称工作母机或工具机。
金属切削机床是加工机器零件的主要设备,它所担负的工作量,通常情况下占机器制造总工作量的40%-60%。
因此,机床的技术性能直接影响机械制造业产品的质量、成本和生产率。
一个现代化的国家必须有一个现代化的机械制造业,而现代化的机械制造业必须有一个现代化的机床工业做后盾。
因此,机床工业的技术水品、自动化程度、加工精度在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和现代化水平。
1.1.2 金属切削机床的分类1. 按机床的加工性质和使用的刀具分类有12大类:车床,钻床,镗床,磨床,齿轮加工机床,螺纹加工机床,铣床,刨插床,拉床,特种加工机床,锯床,其他机床。
2. 同类型机床按万能性程度又可分为:(1)万能机床即通用车床,加工范围广,万能型大,但结构比较复杂,适用于单件小批量生产,如普通车床、万能升降台铣床等。
(2)专门化车床专门加工一定尺寸范围的一类或几类零件某一道或几道工序,适合于成批生产,如曲轴车床、凸轮轴车床、铣端面打中心孔机床等。
(3)专门机床用于某一种零件某一道特定的工序,适合于大批量生产,如组合机床。
3. 按机床的工作精度又可分为:(1)普通精度机床;(2)精密机床:(3)高精度机床;4. 按机床自动化程度又可分为:(1)手动机床;(2)半自动化机床;(3) 自动机床;此外,根据机床的重量又可分为小型机床、中型机床、大型机床和重型机床。
1.1.3 金属切削机床设计应满足的基本要求(一)工艺范围机床是用来完成工件表面加工的,应具备完成一定工艺范围(包括加工方法、工件种类、加工表面形状、尺寸等)的加工功能,因此,也可以把工艺范围称之为机床的加工功能。
(二)柔性随着多品种小批量生产的发展,对机床的柔性要求越来越高。
机床的柔性,是指其适应加工对象变化的能力,包括空间上的柔性和时间的柔性。
(三)与物流系统的可亲性可亲性就是指机床与物流系统之间进行物流(工件、刀具、切削等)交换的方便程度。
(四)刚度机床的刚度将影响机床的加工精度和生产率,因此机床应有足够的刚度。
刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。
(五)精度能保证加工出一定精度的工件,作为工作母机的机床必须具有更高的精度要求。
机床精度分为机床本身的精度,即空载条件下的精度(包括几何精度、运动精度、传动精度、定位精度)和工作精度(加工精度)。
(六)噪声噪声损坏人的听觉器官和生理功能,是一种环境污染。
设计和制造过程中要设法降低噪声。
(七)生产率与自动化机床的生产率用单位时间内机床所加工的工件数量来表示。
机床的切削效率越高,辅助时间越短,则他的生产效率越高。
机床的自动化程度越高,则他的生产率越高,加工精度的稳定性越好,越容易适应自动化制造系统的要求。
(八)成本成本概念贯穿在产品的整个生命周期内,包括设计制造包装使用维护和报废处理等的费用,是衡量产品市场竞争力的重要指标,应在尽可能保证机床性能要求的前提下,提高其性能价格比。
(九)生产周期为了快速响应市场需求变化,生产周期(包括设计和制造)是衡量产品市场竞争力的重要指标,应尽可能缩短机床的生产周期。
这就要求机床设计应尽可能采用现代化设计方法,如CAD、模块化设计等。
(十)可靠性应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内,完成规定的加工功能时,无故障运行的概率要高。
(十一) 造型与色彩机床的外观造型与色彩,要求简洁明快、美观大方、宜人性好。
应根据机床功能、结构、工艺操作等特点,按照人机工程学的要求进行设计。
1.2 没有科研就没有机床的产生、创新和发展1769年通过试验制出了世界第一台机床——汽缸镗床。
气其后陆续通过试验改造,创造出车床、刨床、镗床、磨床、齿轮机床等,先后造出了火车、汽车、飞机,使世界工业获得了迅速的发展。
1934年研制出组合机床和自动线,实行大量大批生产自动化,使汽车工业、轴承工业、电机工业获得了加速发展。
美国汽车产量,从1940年的447万辆发展到1960年的787万辆,1973年达1268万辆。
美国MIT通过4年的科研,于1952年创制出世界第一台数控(NC)机床,1958年K&T公司又在NC机床的基础上研制出带自动换刀(ATC)和交换工作台(APC)的加工中心,开创了世界中小批、多品种柔性生产和多工序、多功能加工复杂件的新纪元。
使飞机、宇航、导弹制造进入了历史的新时代。
随着微电子、计算机技术的发展,通过科研,数控机床的心脏、神经——NC系统,从硬件控制进入了CNC计算机软件控制,又进入开放系统,大大提高了水平、通用性,并降低了成本。
能实现多坐标、纳米技术高精度曲面加工。
1993年德国制造出装直线电机的加工中心,1994年又创制出并联结构先进机床(PKM),加上陶瓷轴承、磁力轴承、高速电主轴、直线电机等功能部件和先进刀具的配套,世界现代化NC机床不断向高速化、复合化、环保化、智能化、集成化纳米化新的领域发展。
人类工业的生产技术水平和生产效率,达到了空前的高度。
随着21世纪经济的不断增长和兴旺,人类工业生产必不可少的机床技术和机床工业对国民经济发展所起的巨大战略性作用,也将更加鲜明突出。
所有这些成就和进步,为人类物质文明、精神文明所创造的财富与价值,是无法用数字来计算的。
所有这些,昭示我们:如果没有科研,就没有机床的产生、创新和发展。
也就没有世界的工业化,更没有21世纪这样高度的物质和精神文明。
对于科研的重要性,工业发达的国家如美德日,体会深刻,上下重视、行动坚决、人才齐全、资金充足、坚持有恒、成效特别显著,因此其机床技术也最先进,机床工业也最强大,国民经济发展也最强盛。
1.3 世界机床科研现状长期以来,世界机床为加速工业发展,其总的发展方向是:提高精度、效率、自动化,实现多样化,成套性,综合性,以满足工业生产各方面用户的需求,最大限度提高生产率、劳动生产率,降低成本。
但不同时期,不同经济状况,不同技术水平,有不同的主攻方向。
目前,在21世纪初期,美、德、日各国具体条件不同,工业发展各有区别,但共同的是,都在大力加强科研。
据报道:目前世界机床的科研针对三大方向、6大课堂。
三大方向是:(1)发展高精度、高效率机床;(2)保护环境,发展省能节能、绿色的环保机床;(3)为发展高精度机器、配置,加强研究超精密加工技术,发展纳米机床。
结合当前现代化NC机床技术发展需求,其共同的科研6大课题为:(1)先进高速主轴;(2)直线电机驱动;(3)复合加工技术、进一步提高效率;(4)适应各种环境的保护,发展绿色机床;(5)超精密加工技术;(6)发展各种新型并联机构机床。
工业发达国家如美、德、日都在加紧这三大方向、6大课题的机床科研工作,并在竞相申请科研成果专利。
据统计报道,专利的申请数,在高速主轴方面:日本有378件、欧洲有28件、美国有16件。
在直线电机方面:日本有251件、欧洲有53件、美国有15件。
在复合加工科研专利申请方面:日本有217件,欧洲有53件,美国15件;在环保技术方面:日本有894件、欧洲有42件、美国有8件;在精密加工方面:日本有1774件、欧洲有60件、美国有53件;在并联机构机床科研方面:日本有86、欧洲有31件、美国有24件。
各国科研的重点有所不同:如美国,侧重于超精密加工技术的科研,超精密加工比重约占39%,对并联机构科研比重约占18%。
在欧洲,科研所占比重,超精密加工占25%,直线电机约占22%,对环保科研约占17%。
在日本,也重视发展高精密机床,超精密加工科研约占49%,环保技术科研方面约占25%。
各国在对先进机床发展的科研工作中,都在大量投入人力物力财力,有的秘而不宜,有的调查后报导。
如德国,以NC系统、并联机构机床、直线电机为科研重点。
德国为加强科研,设有全国生产工程学科研大学协会(WGP),参加的有27所大学,与全国47个机床企业进行科研合作,关系密切。
科研经费来源,75%来自政府科研项目拨款和企业界委托,其余20%为大学经费预算和其他财团基金资助。
在科研人力方面,如德国斯图加德大学的机床控制、制造、管理技术科研所(ISW),从1965年建立至今,一直坚持进行深入、系统的科研,2001年共有105人,内有科研人员45人,研究生40人,管理人员20人。
目前,在对10台PKW机床进行试验、研究和分析。
ISW的科研经费来源:42%来自联邦政府所拨科研费,29%为与产业合作项目,由产业提供科研资金,22%为企业委托科研费用,7%为大学生本身预算经费。
1.4 世界下一代机床技术的发展方向目前在21世纪初,世界机床技术水平,处于单台NC机床在向高速化、高效化、高精化、高自动化、复合化、环保化、智能化、IT化、纳米化多方面的完善发展阶段。
从上述世界对三大方向、6大课题的科研可以看出:世界现代化NC 机床在发达国家处于成熟、完善、开发期,而在发展中国家则处于学习、使用、掌握、提高和打好技术基础阶段。
与发达国家美德日相比,差距还很大。
就从美、德、日能够在主机技术上独立科研、创新,功能部件自行配套,与发展中国家不能独立科研创新功能部件不过关,不能自行配套,就可明显看出其间巨大的差距。
在二十世纪80年代世界经济景气时,世界对FMS(柔性制造系统),CIMS (计算机集成制造系统)的科研开发曾形成热潮(中国也一时掀起浪潮,搞200个CIMS)。
后因制造系统的许多技术、环节尚未过关。
FMS的价格昂贵,环节上不能互相配套,90年代被经济低迷,FMS、CIMS立即进入低潮,现今基本上在四大国际机床上销声匿迹。
清楚表明:机床技术的发展、应用,与经济盛衰、技术成熟、使用者水平密切相关,不能违背。
下一代新机床的技术发展动向将是:(1)今后IT与机床结合的智能化,网络化将成为主流;(2)在上述三个方向、6大课题完善的基础上,进一步开发出各色新工艺、新结构的机床;(3)不断向纳米技术进军;(4)在单机技术的基础上,进而向制造系统推进。
总之,我们必须认清NC机床的特点与发展规律,努力培养各方面专家人才,切切实实加强科研,掌握各种关键技术,中国的NC机床才能较快顺利发展。
2 总体设计计算2.1 主参数的设计1)根据设计要求,设计机床型号为:CA6136。