機床總體設(shè)計研究

1、    機床總體設(shè)計研究    李國志摘要：從機床總體設(shè)計展開研究，包含確定機床的主要參數(shù)、確定機床的總體方案、生產(chǎn)圖設(shè)計、地基圖設(shè)計、文件編制等內(nèi)容，闡述了有關(guān)機床總體設(shè)計的整個流程，并對各流程做了具體分析，提出了設(shè)計方法和注意事項。關(guān)鍵詞：機床設(shè)計;機床總體設(shè)計;進給系統(tǒng)設(shè)計一、前言機床是工業(yè)母機，國家生產(chǎn)建設(shè)的各行各業(yè)都無法離開機床，機床的設(shè)計、制造水平標致著一個國家整體的工業(yè)實力。本文針對機床的總體設(shè)計進行探討，希望對同行業(yè)發(fā)展有所裨益。二、機床總體設(shè)計的方法1、 確定機床主要參數(shù)1.1根據(jù)市場調(diào)研確定自主研發(fā)作為技術(shù)儲備的機床產(chǎn)品，確定機床類型

2、后，在機床設(shè)計前期，應(yīng)做市場調(diào)研，了解同類型產(chǎn)品的適用范圍、國內(nèi)外技術(shù)水平、發(fā)展方向及主要優(yōu)缺點，還有最重要的基本參數(shù)，根據(jù)自身情況，選定機床的基本參數(shù)，展開設(shè)計?；緟?shù)包括機床的規(guī)格參數(shù)，如主軸直徑、工作臺尺寸、工件回轉(zhuǎn)直徑等，它是表示機床規(guī)格大小的參數(shù)，另外，機床主軸轉(zhuǎn)速、扭矩、各軸進給速度、各軸行程、機床精度等也是重要參數(shù)。1.2根據(jù)用戶訂單要求確定用戶有訂購機床的意向后，通常會先和相關(guān)機床廠家做技術(shù)交流，經(jīng)過多次的協(xié)商，確定所需產(chǎn)品的規(guī)格、功能和參數(shù)，并形成招標文件，招標文件中詳細規(guī)定了機床的各種參數(shù)，如果機床廠家參與投標，就應(yīng)該嚴格按照招標文件中規(guī)定的參數(shù)準備技術(shù)協(xié)議，如果中標，按

3、照技術(shù)協(xié)議進行設(shè)計。2、 機床整體方案設(shè)計根據(jù)機床的主參數(shù)，設(shè)計機床的整體機構(gòu)，初步確定各進給軸行程、大型零件的尺寸、機床的外形。2.1主運動設(shè)計機床的主運動是形成機床切削速度或消耗動力最大的工作運動，如銑削機床的主運動是刀具的旋轉(zhuǎn)，車削機床的主運動是工件的旋轉(zhuǎn)，主運動直接參與零件切削，與加工精度、加工速度密切相關(guān)。根據(jù)已經(jīng)確定好的機床主運動參數(shù)如轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、往復(fù)次數(shù)等，進行主運動的設(shè)計。通過計算，合理選擇主電機，確定主軸箱傳動結(jié)構(gòu)，設(shè)計主軸軸承布置情況，完善軸承的潤滑結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保主運動的性能能夠滿足使用要求。2.2進給系統(tǒng)設(shè)計機床進給運動是使工件的多余材料不斷被去除的工作運動，如銑削

4、機床刀具的前后、縱橫、升降運動，車削機床的刀具移動，刨削機床的刨刀橫向間歇移動等。進給系統(tǒng)的主要參數(shù)有進給速度、快進速度、行程、最小進給量等，其結(jié)構(gòu)多為動力源通過減速機構(gòu)驅(qū)動執(zhí)行元件組成，如圖1所示。也有動力源同時也是執(zhí)行元件的情況，如力矩電機、直線電機驅(qū)動等，由于沒有減速機構(gòu)參與傳動，動力源即為執(zhí)行元件，傳動精度非常高。根據(jù)機床主要參數(shù)確定合理的進給傳動方式，如滾珠絲杠傳動適用于行程不大的情況;齒輪齒條傳動適合于大行程的情況，長度可以無限延長;油缸驅(qū)動適合于需要極大進給力的情況。2.3輔助系統(tǒng)設(shè)計，輔助系統(tǒng)包括系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)、刀庫、附件、機床防護罩等，完善的輔助系統(tǒng)，可以使機床的功能

5、更加完善，操作更加便捷，降低操作人員的勞動強度。2.4控制系統(tǒng)設(shè)計機械結(jié)構(gòu)是機床的軀體，控制系統(tǒng)可以說是機床的靈魂。控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)機床的自動化、智能化，是機床的重要組成部分。2.4.1電氣系統(tǒng)設(shè)計選擇適合的數(shù)控系統(tǒng)，編制plc控制程序，驅(qū)動電機，實現(xiàn)機床的各項功能指標。2.4.2液壓系統(tǒng)設(shè)計液壓系統(tǒng)通常包括液壓站、閥組、油缸、液壓馬達等元件，可以控制機床需要液壓來完成的各種動作，如主軸的松、夾刀、主軸箱變檔、靜壓導(dǎo)軌驅(qū)動、滑枕的平衡等。3、 生產(chǎn)圖設(shè)計以上步驟完成后，可以進行生產(chǎn)圖的具體設(shè)計。機床應(yīng)根據(jù)各部分功能不同分成幾個部分進行設(shè)計，如金屬切削機床，可以分為床身、立柱、主軸箱、工作臺、液

6、壓、電氣等部分。根據(jù)機床的精度要求，合理選擇零件的精度。零件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，盡量采用通用零件、標準零件，功能相似或相近的零件應(yīng)設(shè)計成同一零件。零件設(shè)計時應(yīng)考慮安裝方式、吊裝方式是否可行，以免在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)問題。針對整機及關(guān)鍵零件，應(yīng)進行必要的動力學(xué)分析，隨著有限元分析的發(fā)展應(yīng)用，機床動力學(xué)分析更加普及、簡單、直觀。4、 地基設(shè)計地基是機床必不可少的組成部分，大型機床應(yīng)設(shè)計出地基的具體結(jié)構(gòu)，一些小型、輕型可整體吊運的機床也應(yīng)該給出對安裝基礎(chǔ)的詳細要求。設(shè)計基礎(chǔ)時應(yīng)該考慮機床在用戶車間安裝的可行性，如廠房高度、吊車荷載等問題，提前與用戶溝通，做好設(shè)計工作。5、 文件編制機床應(yīng)該帶有使用說明書、維修手冊等文件，文件應(yīng)詳實、準確，便于對用戶的機床操作、保養(yǎng)等工作進行指導(dǎo)。三、結(jié)語機床總體設(shè)計是一個系統(tǒng)的工程，采用合理的設(shè)計方法和先進的設(shè)計軟件，有助于提高機床的設(shè)計質(zhì)量，使機床結(jié)構(gòu)更加合理，功能更加豐富。參考文獻1 戴曙. 金屬切削機床m. 機械工業(yè)出版社， 2016.2 許曉旸. 專用機床設(shè)備設(shè)計m. 重慶大學(xué)出版社， 2003.裝備維修技術(shù)2020年6期裝備維修技術(shù)的其它文章電子凸輪同步技術(shù)在高速插裝設(shè)備上的應(yīng)