王閏+王子鵬
摘 要:國內信息和技術不斷發展,企業間的競爭關系也在不斷提升,為了可以使自己企業的競爭力加大,就會提高對設備的加工要求,傳統車床的加工效率會影響企業的生產力,所以車床的設計和研究變得十分重要,臥式車床的總體設計、主參數的研究、傳動系統的優化,會使機床本身上一個層次,在增加一些新型設計理念,提高它的等級。
關鍵詞:總體設計;主參數;傳動系統
1 總體設計
在臥式車床的設計上,打破傳統機床的設計,增加CNC控制系統,使臥式車床實現數控控制,設計出數控臥式車床,數控車床的組成如圖1。
臥式車床總體設計保證結構嚴謹可靠,操作方便,控制功能齊全,對于車床零件要設計精確,保證軸類、盤類,內外圓面型零件的加工效率,設計可以從以下幾個方面著手:
(1)床身設計上采用水平,導軌在同一平面上,并對導軌做淬火處理。
(2)主軸箱內的主軸軸承采用高標準軸承,從主軸變形小,精度高方面考慮,保證主軸長期工作的穩定。
(3)設計四工位數控刀架,換位時間和換位精度要達到2~2.5s和0.003mm內。
(4)車床的床身采用半封閉的保護,要使冷卻、排屑系統正常使用。
對于臥式車床的加工工藝范圍的要求是,加工零件的范圍包括圓柱面,螺紋以及內圓柱面,車床的整體采用鋼及鑄鋼,加工零件的最大直徑200mm,加工的規模設計為多種類小批量。
2 主參數
數控臥式車床的設計,因為加工規模為多種類小批量,所以設計的轉速范圍定為最大轉速2000r/min,最小轉速為150r/min。
車床加工刀具的選擇上,選取高速鋼作為車床的車刀,因為碳含量在0.75%左右的鋼,綜合性能較好,熱穩定性強,可以制作各種復雜刀具,車刀的主要參數如表1。
3 傳動系統
確定車床的公比為1.26,根據機床主傳動設計原則,車床的傳動比采用12=3x2x2的形式,在車床傳動系統中,采用的是降速傳動,而在設計中,保證中間傳動軸的變速范圍小,確定傳動軸的數量為4,這4個傳動軸是指變速箱內的主軸,不包括電動機主軸,最終確定臥式車床的主軸轉速為12級,也就是III軸上有12級轉速,這樣前一軸II軸上有6級轉速,最后I軸上有3級轉速,這樣數控臥式車床的主軸轉速圖可以繪制出來,有4條豎線,12條橫線,如圖3。
電動機主軸到0軸之間的傳動方式有3種,平帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動,根據以往設計手冊和傳動性能,使用的經濟性,最終選擇V帶作為它們之間的傳動方式。
在齒輪設計上,采用滑移齒輪結構,可以對車床的轉速進行調節,在這些設計完成后需要對軸進行校核,使選取的材料和結構滿足車床使用要求。
4 結束語
在設計臥式車床上,要根據原有的普通車床設計理念,增加一些設計元素,例如并聯機構,它會使虛擬軸機床的加工效率提升,提高零件的加工質量,同時在整體零件上,降低加工成本,選用新型材料作為機床的零件,從機床的全方面去優化,向著高性能、高精度、高自動化的方向去發展,使臥式車床在未來的發展中占有一席之地。
參考文獻
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