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      組合機床的設計都有哪些步驟要求 - 高性能臥式加工中心 臥式鏜銑床 數控龍門加工中心

      發布日期:2019-01-02 作者: 點擊:

      組合機床是由大量的通用部件和少量的專用部件組成的工序集中的高效率專用機床。它能夠對一種(或幾種)零件進行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序,生產效率高,加工精度穩定。


      組合機床設計步驟:

      一、組合機床的設計特點

      由于組合機床是由大量通用零、部件和少量專用零、部第一節組合機床設計步驟一、組合機床的設計特點由于組合機床是由大量通用零、部件和少量專用零、部件組成的專用機床,因此,它的設計具有如下特點:


      1、組合機床設計時必須首先確定加工產品的生產類型,以便根據不同的生產類型選擇合理的組合機床的配置形式。因為在制造組合機床過程中,有些通用零、部件要經過補充加工,專用件、夾具及刀具隨產品而有所不同。變更產品的加工要求或尺寸以及變更產品本身,常常會使整臺組合機床要重新調整,或必須進行重新的設計和制造。


      2、組合機床的設計與產品的加工工藝有非常密切的聯系,因此,在設計組合機床前,一定要做好調查研究,在總結經驗的基礎上來決定被加工產品的工藝過程、加工方法、定位夾緊方法等。因為組合機床設計的先進性與可靠性,除了與機床本身的結構有關外,在很大程度上決定于工藝方案的先進性與可靠性。


      3、在選擇通用部件和進行專用件的設計時,應堅持盡Z大可能采用通用件的原則,這對于加快組合機床設計和制造速度有決定性的意義。當通用件不能滿足機床工作要求時,才設計專用件。而這種專用件也應該考慮盡可能與通用件接近(結構、形式、尺寸等),以便簡化設計和制造工作,提高零件的通用化程度。


      4、組合機床的加工精度在相當大的程度上是依靠組合機床零、部件的安裝調整精度來保證的,因此,在設計時,應考慮裝配調整的可靠與方便。


      5、對于自動線上用的組合機床,應該把組合機床自動線看成一個有機的整體,從設計一開始就考慮自動線的總體、自動運輸裝置及其與機床夾具之間的聯系以及自動線上其他輔助裝置的安排等問題。在整個設計過程中,機床設計和自動線運輸裝置和其他輔助裝置的設計可以平行交叉進行,但機床和夾具設計需服從自動線總體設計的需要。


      二、組合機床的設計步驟

      1、調查在明確設計任務之后,應該進行下列工作:

      1)了解被加工零件在機器中的作用,工件的加工部位、技術要求、裝配關系及其生產綱領。


      2)深入現場。詳細了解相同類型的產品和生產規模,基本相近的被加工零件的整個工藝過程。其中包括機床、夾具、刀具和其他附屬結構和性能;工件的定位基面和夾壓點;切削用量、加工余量及刀具壽命所能達到的精度和光潔度;毛坯分型面、飛邊等情況;產生廢品的原因;自動化的可靠程度;電氣、液壓設備的工作情況;自動線的運輸裝置和其他輔助設備的結構工作情況等,并聽取操作工人的經驗和改進意見。


      3)了解生產廠的制造能力及技術水平。

      4)了解使用廠的技術水平,如:能否制造和修理液壓設備,有無壓縮空氣站,工夾具的制造和維修能力及能否制造復雜刀具等。

      5)收集有關資料,并加以分析比較。

      6)確定采用新工藝的方法,對一些需要保證技術條件而沒有經過生產實際考驗的工藝方法進行必要的試驗。

      2、制造工藝方案

      1)對工件進行工藝分析,并根據毛坯情況結合組合機床的工藝可能性和可能達到的精度,初步確定工件的工藝過程。

      2)選擇定位基準,決定定位、夾緊方式。

      3)詳細擬定被加工零件的工藝路線,即決定各表面的加工方法及順序,決定工序(包括熱處理、檢驗工序及其他)、工位(包括裝卸工位)和工步,初步確定組合機床的配置形式及其總體布局。

      4)確定加工余量和工序尺寸,并進行必要的尺寸鏈換算。

      5)繪制被加工零件的工序圖。

      6)決定刀具種類、形式、尺寸、安裝方法及輔助工具(接桿、卡頭等)的尺寸,并進行切削用量的選擇。

      7)決定夾具的定位、導向、夾緊機構的方案及外形尺寸。

      8)繪制加工示意圖,決定機床的工作循環。

      9)計算機床的生產率和負荷率,編制機床的生產率計算卡。

      10)審查及通過工藝方案。


      3、機床總體設計

      1)計算切削力、進給力、動力部件的Z大功率。

      2)選擇動力部件的類型、型號、規格和配套部件。

      3)選擇機床的支承及零件輸送部件(滑座、側底座、立柱、立柱底座及工作臺等),并決定中間底座的主要尺寸,冷卻、排屑系統等。

      4)繪制機床聯系尺寸圖。

      5)擬定液壓、電氣控制系統方案。

      6)審查及通過機床的設計方案。


      4、部件設計

      根據機床的聯系尺寸圖及工藝要求設計組合機床的各部件。在設計過程中如果發現擬定的方案有不合理的地方,應當進行及時的修改。部件設計的內容包括:

      1)夾具設計。

      2)多軸箱設計。

      3)專用刀具設計。

      4)液壓系統設計。

      5)電氣系統設計。

      6)其他部件設計:如中間底座、潤滑冷卻系統等。


      5、工作圖設計

      1)繪制通用零件的補充加工圖、專用零件圖等。

      2)繪制各部件總圖、潤滑冷卻管路圖、液壓管路圖、氣動管路圖、電氣控制線路圖、電氣線路安裝圖等。

      3)修改和Z后確定機床聯系尺寸圖、工序圖、加工示意圖、生產率計算卡。

      4)繪制機床總酎。

      5)編制機床所需要的各種明鈿表,如:零件明細表、標準件明細表、外購件明細表等。

      6)編制機床使用說明書,包括機床驗收精度要求、潤滑卡、地基圖等。


      組合機床設計基礎:

      一、組合機床Z常用的加工范圍

      1、孔加工

      對于一般尺寸較小的孔,可以用鉆、擴、鉸等刀具分幾次加工,或采用復合刀具加工,還可以用普通刀具或復合刀具進行端面、沉孔、埋頭孔、倒角等。


      對于尺寸較大孔,可以用粗鏜、半精鏜、高速精鏜的方法進行加工,可以用剛性主軸或有導向裝置的浮動鏜桿進行加工。加工時可以采用單刀,也可以采用多刀進行加工;此外還可以加工孔的端面、倒角及挖槽等。


      對于大的錐孔,可以采用特種工具進行加工。


      在組合機床上還可以實現一些其他的孔的精加工工序,如擠壓孔、滾壓孔等。對于加工深度精度要求不高的止口,可以采用死擋鐵來控制止口深度。但對于加工深度要求較高的止口,則必須采用特種工具進行加工。


      2、螺紋加工

      一般緊固螺紋孔可以在鉆孔、倒角后攻絲動力頭或攻絲主軸。

      對于外螺紋可以用自動板牙頭來切削。


      3、平面及直槽加工

      平面和直槽一般采用銑削動力頭進行加工??梢允倾婎^移動,也可以是工件移動。對于加工與孔垂直的大端面,可以采用鏜孔車端面動力頭進行加工;若是小端面,則可采用锪端面的方法進行加工。


      4、其他

      利用組合機床的動作可以進行不太長外圓的套車、自動測量等。


      二、組合機床加工所能達到的精度和表面粗糙度

      1、孔本身的精度和表面粗糙度

      1)對于在鑄鐵及銅件上加工IT8級精度的孔時,一般需經過3次加工,表面粗糙度可達到Ra5;若加工IT6級精度的孔時,則需要3~4次加工,表面粗糙度可達到Ra2、5以上;當采用精鏜或滾壓加工時,精度可達到IT6級,表面粗糙度可達Ra1、25以上。


      2)對于在鑄鐵件上加工IT8級精度的孔時,一般需要2次加工,表面粗糙度可達Ra2、5;加工IT7級精度的孔時,需經過2~3次加工,表面粗糙度可達Ra1、25;加工IT6級精度的孔時,需經過3~4次加工,表面粗糙度可達Rai、25;對于加工IT6~IT5級精度的孔時,則需要經過4~5次加工,表面粗糙度為Ral、25。


      3)加工有色金屬件時,若經過3~4次加工,可以穩定地達到IT6~IT5級精度,表面粗糙度可達Ra0、63~0、16。

      上述三種材料在組合機床及自動線上進行加工時,一般對于IT6級、IT5級精度孔的橢圓度,可以控制到接近孔的公差;對于IT6級精度以下孔的橢圓度及圓柱度,可控制在孔的加工公差范圍的一半以內。


      4)對于加工螺紋孔,精度一般可以達到IT7級;當采用特殊結構的工具進行加工時,可以達到IT6級精度。


      2、孔的同軸度

      1)若由一面鏜孔,鏜桿采用后或多層精密導向,孔的同軸度可以控制在0、015~0、03mm范圍內。

      2)若采用單軸兩面鏜孔,使用調整主軸位置精度時,孔的同軸度也可達0、015~0、03mm。

      3)若多軸從兩面加工,孔的同軸度一般為0、05mm。


      3、孔的平行度

      鏜孔軸線之間的平行度以及孔對定位基面的平行度,一般可保持在軸線間距離公差的范圍以內。在調整精度時,也可以達到(O、02~0、05)/(800~1000)。


      4、孔的位置精度

      孔的位置精度是指孔與孔之間,或孔與定位基面之間的位置尺寸精度。


      在鏜孔時,采用固定精密導向,孔的位置精度可以達到±0、025~±0、05mm,采用其他加工方法可以達到±0、05mm。


      對于多工位回轉工作臺機床和鼓輪式機床,在一個工位上精加工出來的孔的位置精度也可以達到±0、05mm;但是在兩個工位上分別精加工出來的孔,位置精度就較低,對于立式多工位回轉工作臺機床可達到±0、1mm,鼓輪式機床只能達到±0、2mm左右。鉆孑L的位置精度,若采用固定導向一般可以達到±0、2mm;若減小導向套與鉆頭之間的間隙,且導向套距工件較近時,則可以達到±0、15mm;若用活動模板鉆孔,且活動板用定位銷與夾具定位時,則其位置精度一般可達±0、2~±0、25mm。螺紋孔位置精度主要決定于鉆孔的位置精度,一般可以達到±0、25mm;當鉆孔的位置精度較好時,可以達到±0、15mm。


      5、孔的垂直度

      被加工孔的軸心線對基面或對另一被加工孔的軸心的垂直度,均可達到0、02/1000


      6、止口深度

      多軸加工采用動力頭在死擋鐵上停留的方法,止口深度精度能達到0、15~0、25mm;單軸進給,若采用特殊結構的工具,加工到終點時用擋鐵塊頂在工件的表面上,一般可達到0、08—0、10mm;當采用工具的加工精度較高時,可以保證在0、02、0、045mm以內。


      7、平面加工精度

      加工平面的平面度可以達到0、05mm,表面粗糙度可以達到Ra2、5,被加工平面對基面的平行可以控制在0、05mm以內,被加工平面到基面的距離尺寸公差亦可以保證在0、05mm以內。


      組合機床的發展趨勢:

      1、提高通用部件的水平

      通用部件技術水平的主要標準是:品種規格齊全,動、靜態性能參數先進,工藝性好j精度高和精度保持性好。目前應注意開發適應強力銑削的大功率動力滑臺、高精度鏜削頭和高精度滑臺,以及適應中、小批生產的快調、速換動力部件和支承部件。


      2、發展適應中、小批生產的組合機床

      在機械制造工業中,中、小批生產約占80%。在某些中批生產的企業中,如機床、閥門行業等,其關鍵工序采用組合機床。其中機床廠用組合機床加工主軸變速箱孔系,產品質量穩定,生產效率高,技術經濟效果顯著。發展具有可調、快調、裝配靈活、適應多品種加工特點的組合機床十分迫切。轉塔主軸箱式組合機床、可換主軸箱式組合機床以及自動換刀式數控組合機床可用于中、小批生產,但這類機床結構復雜,成本較高。


      3、采用新刀具

      近年來出現了多種新刀具,如具有鍍層的硬質合金刀片、立方氮化硼刀具、金剛石刀具、各種可轉位的密齒銑刀、噴吸鉆頭、鑲有可轉位刀片的“短鉆頭”等。一般情況下,采用先進刀具的工時為原工時的1/4~1/2。因為提高了刀具的耐用度,所以大大縮短了多刀組合機床停機換刀時間,提高了組合機床的經濟效益。


      4、發展自動檢測技術

      自動檢測包括對毛坯尺寸和工件硬度的檢查、鉆孔深度、刀具折斷、精加工尺寸和幾何形狀的檢查等。檢查方法分為主動檢查與被動檢查。主動檢查是將不合格的工件剔出,使之不往下個工位輸送。被動檢查則是發現不合格的工件時發出停機信號。目前主動檢查應用得日趨廣泛。隨著電子元件的迅速發展,集成控制器、微處理機的應用,自動檢測技術顯得更加可靠。自動檢測工位要進行數據處理,統計計算以及打印出有關數據或作數字顯示。自動檢測技術的發展可以把被加工零件的實際尺寸控制在比規定公差更小的范圍之內。還可以把加工后的工件按公差帶進行分組,以便按分組的公差帶裝配。實際表明,采用分組裝配法提高產品的精度要比單純提高設備精度更為經濟。


      5、擴大工藝范圍

      組合機床除完成切削加工等工序外,還在逐步設計制造用于焊接、熱處理、自動裝配、自動打印、性能試驗以及清洗和包裝等用途的組合機床。


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