车床的机电一体化改造与分析 摘要:以改造C618车床为例,阐述车床机电一体化改造过程。 关键词:计算机数控;机电一体化;车床 计算机数控机床是一种由计算机或专用电子 计算装置的高效自动化机床,它综合应用了计算 技术,自动控制,精度测量和机械设计等方面的最 新成就,是机床发展的必然趋势。目前,哈锅在机 械加工中,使用的绝大多数是老式机床,老式机床 在加工工件的过程中,无论是工件的装卡,还是机 床的横向、纵向的进给操作都由人工完成,所以加 工的速度慢,而且精度差。如果对这些老式机床 进行机电一体化改造,会更适应小批量,多品种, 复杂零件的精加工,而且成本低,周期短、效率高。 下面以C618车床改造为例,说明车床的机电一 体化过程。 1 车床机电一体化的改造分析 利用微机实现车床的机电一体化改造方法 般有两种:以微机为中心设计控制部件和采用标 准的步进电机数字控制系统作为主要控制装置。 这里采用后者方法,微机数控系统采用单板机、单 片机、驱动电源、步进电机及专用控制程序组成开 环控制。 2 采用标准的单板机TP801A作为 控制器 1)控制范围:车床的纵、横轴及自转位刀架。 2)软件资源:单板机的监控程序(市场上可 以购买),及其调用的基本子程序。 3)硬件资源:主要是单板机的硬件配置及提 供给用户扩展的硬件。 4)主要硬件配置: a.中央处理器为z80CPU, 主频3. 99MHz; b.存储器供有7个24角插座,可 插5片2k x 8位的6116RAM和2片2kx8位的 2716EPOM; c. I/O口,Z80PIO并行接口芯片,有8 位可编程I/O口; d.计数器/定时器芯片(Z80- CTC)一片; e.显示器由6位LED构成; .f具有31 个键的键盘,包括16个数字键、14个命令键及一 个复位键。 3 简化机械系统 1)车床(C618)机械系统改造前的结构如 图2所示。 2)机械系统改造过程: a.挂轮架系统:全部拆除; b.进给齿轮箱:箱体内零件全部拆除,原来丝 杠端加一个轴承套; c.溜板齿轮箱:拆去箱体部分光杠、操作杆、 增加滚珠丝杠和螺母座; d.横向拖板:安装步进电机,并通过减速齿 轮、联轴器将电极轴与横向滚珠丝杠连接起来,改 造后,主转动系统与进给系统相互独立; e.刀架:采用自动转位刀架或根据需要加装 纵、横向微调装置,供调整刀具用。 3)改造之后,车床的主运动为:驱动电机→ 皮带传动→主轴变速齿轮传动→主轴;进给运动: 步进电机→减速齿轮传动→丝杠传动→溜板刀 架。改造后的车床传动系统如图3所示。 4 选用自动转位刀架 自动转位刀架有螺旋升降转位刀架、槽轮转 位刀架、棘轮棘爪转位刀架等几种。这里采用螺 旋升降转位刀架,结构如图4所示。 这种螺旋升降转位刀架具有结构简单,性价 比高等特点。 5 改造的车床性能及精度的选择 在改造车床之前,需要确定出性能指标。 5. 1 性能指标范围 包括主轴变速方法、级数、转速范围、功率等。 5. 2 进给运动 1)进给速度:Z向(为8~400 mm/min);X向 (为2~100 mm/min); 2)快速移动: Z向(为1. 2~4 m/min);X向 (为2~5 m/min); 3)加工螺距范围:包括能加工何种类螺纹 (公制、英制、模数等),一般螺纹在10 mm以内。 4)进给运动都改为滚珠丝杠运动。 5. 3 刀架 配置自动转位刀架时需要确定工位数(比如 4、5、6、8个工位)刀架的重复定位精度(为5角 秒以内)。 5. 4 间隙插补 在传动链中,影响运动部件移动的齿轮或其 它机件造成的间隙,通常消除间隙机构来消除,也 可以用控制计算机发脉冲来补偿掉,从而提高数 控车床的加工精度。 5. 5 显示器 单板机用数码管来进行显示,必要时采用显 示荧光屏,这样可以把数控程序、以及加工过程的 运动图形完整的显示出来。 5. 6 诊断功能 为防止操作者输入的程序有错误等错误操 作,及时指出车机的某部分有故障。 6 结束语 以上是车床改装时考虑的一些共性问题,有 时改造者根据需要还提出一些专门要求。例如, 有的需要要求车削大螺距的螺纹;有的要求控制 计算机与电气箱自能防灰尘;在恶劣环境下,有的 需要机床具有抗振性能等。 1] 李诚人. 计算机数控第一讲计算机数控概述[J]. 工业仪表与自动化装置 , 1995,(05) [2] 谭梓桂. C8311A型轴颈车床的改进[J]. 铁道车辆 , 1983,(09) [3] 郭天明. 数显车床使用实例[J]. 制造技术与机床 , 1988,(08) [4] 施孝永. 浅谈车床厂产品结构调整问题[J]. 制造技术与机床 , 1992,(10) [5] 蒋载福. C9220A车床电气线路的改进[J]. 轴承 , 1986,(05) [6] 章修竹. 浅议车床厂产品结构的调整[J]. 制造技术与机床 , 1991,(04) [7] 适用于C620、C630车床的WKC-1型车床微机控制系统[J]. 制造技术与机床 , 1986,(07) [8] 侯志坚. 扩大车床功能的装置[J]. 机械工艺师 , 1994,(03) [9] 冯金玲. 液压机床的机电一体化改造及其应用[J]. 机电工程 , 1997,(06) [10] 2005年我国车床行业将会面临的三大挑战[J]. 机电工程 , 2005,(04)
离心的转动惯量的身体,例如水珠在伞,伞缓慢旋转的时候,水滴会跟雨伞的旋转,这是因为伞和向心力的摩擦,滴水滴。但是,如果一个雨伞转速,摩擦力是不够的,以保持水在圆周运动,然后滴出伞向外运动,像一根绳子石头做圆周运动,如果速度太快,绳索折断,石头都要飞出去。这就是所谓的离心。
离心泵的基本结构由六大部分组成,即:叶轮、泵,泵轴,轴承、密封环、馅。1、核心的部分,它是离心泵叶轮转速、高输出功率、叶轮叶片也发挥了重大作用,在前面的大会,通过静力平衡,叶轮实验。要求内部和外部的表面光滑减少流叶轮的摩擦损失。2也称为泵,泵体,泵的身体。
扮演一个角色在支撑固定的,和海湾5、密封圈也称为减少戒指。叶轮入口和间隙引起水泵泵壳的高压力区在大会中通过这个差距流向的低压区,影响泵出的水,效率。差距太小会造成摩擦和磨损的叶轮和泵壳。为了增加阻力减少渗漏、延迟回归的使用寿命,叶轮和泵壳、叶轮的外国援助泵壳配有密封圈,密封间隙维持在0.25 ~ 1.10毫米。6、填料主要由填料、水密封圈、包装、产品填料压盖,一条水管。填料函中所起的作用主要是关闭间隙泵和泵轴,不要让水流动在泵在外面为了不让空气进入泵。总是保持一个水泵在真空!当泵轴摩擦产生的炎热和包装水冷tube-sealing注水水环使包装。维持正常运行的水泵。所以在泵运行在检查过程中,旅游是特别要注意填料盒检查!跑大约600小时更换填料。7手术期间,在离心泵轴向推力,因为液体平衡装置在低压到叶轮、流出在高压、两侧的压力叶轮、轴向推力的一个链接,链接到入口,会导致转子轴向移动、耐磨性和振动,所以你应该把轴向推力轴承、轴向力平衡。
离心泵的工作原理是:离心泵能够送水是由于离心力的影响。水泵在前面的工作,水泵和取水管必须坦克充满水的形成真空,当高速旋转的叶轮、叶片水快速旋转,旋转水飞出了泵叶轮离心力,之后在被扔在水里,中部地区形成叶轮的真空。水源在大气压力(或压力)通过管网压力作用下的进气管。此回路中,你就能实现连续跳动。这是值得一提:某些开始前,后离心泵泵壳里装满了水,可以开始,否则的身体将不完整的液体吸收,使许多种类的离心泵、分类方法存在一些常见的模式1吸入:single-suction离心叶轮的离心泵。pumps-double-suction 2按号的离心泵叶轮:单级多级离心泵叶轮结构。3出版社:关闭一半开式叶轮离心泵采用开式叶轮离心泵叶轮的离心泵。4根据工作压力:低压离心泵压力离心泵在立式离心泵的高压离心泵。安装在泵叶轮在壳2,抓住这个泵轴3,泵轴直接驱动汽车。泵吸入管壳式有液体吸入四5连接中心。液体阀门6和吸入管结束转向泵。排液在泵壳8连接到排气管9。开始前的离心泵、泵壳内的液体灌装是运输;在高速旋转的叶轮shaft-driven、液体也必须为旋转的叶子。离心力的作用下,液体外边缘和增益,从能源中心的叶轮是抛物线形的,在高速离开外围snail-shaped叶轮的泵壳。蜗牛的壳,在液体减速由于选手逐渐扩展,而一些动能传给静压能量,最后高压流入排放管、就打发人去见所需的地方。当外围的液体流动的叶轮中心,形成一定的真空中心,由于叶轮的压力容器的在液体表当泵壳体,由于含有空气密度的空气的密度远小于液体及离心力产生更少。因此,坦克在液体表面和缺乏吸离心泵的压差入口处流体压力在坦克转向泵,那就是,没有全神贯注于自己的能力、离心泵、离心泵、不能给液体,这种现象称为“气”。为了泵充满液体,通常在底部的吸入管道离心泵过流部件有:吸入腔、叶轮、出版社出的房间三部分。房间的核心叶轮泵,也部分的核心。采用汽动给水泵叶轮工作液,其能源增加。
归类为方向的液体流出
根据液体流出的方向,叶轮分为三类:(1)径向流叶轮(离心叶轮)是沿其轴线方向垂直于液体流出的方向的叶轮。(2)mixed-flow叶轮(mixed-flow叶轮)是沿其轴线方向的方向倾斜叶片在流出的液体。(3)在轴流叶轮流动方向平行于长轴。
被吸入
的方式吸入叶轮的分为两类:(1)single-suction叶轮(也就是,从一个侧面吸入叶轮的液体。(2)double-suction叶轮(即从液体吸入两边的叶轮)。
封面形式分门别类
叶轮覆盖形式分为三大类:(1)封闭式叶轮。(2)开式叶轮。(3)半开类型叶轮。封闭式叶轮具有非常广泛的应用,single-suction叶轮前的所有double-suction叶轮通过这种形式。
安装沿底阀过滤器、底阀阀、过滤器的功能是防止固体物质进入损坏或妨碍正常运行的水泵的叶轮的泵。
面大于入口在液体泵压力将持续压力进入叶轮。可见,只要不断旋转叶轮、液体不断被吸入和排出。
泵体热、振动、没有水,“空闲”,损坏水泵(“气”)创建设备事故。
的住宅。3、作用与泵轴的连接带耦合及电机,电机的扭矩对叶轮,是转移的一个主要部分,机械能。4、轴承套对水太多的油渗损失和漂白、泵引起事故太少轴承过热烧毁了!在水泵轴承温度在85℃运行总体运行在60度左右,如果高会找到原因(是否有杂质,油、水),是黑暗的加工,及时!泵轴支撑组成的泵轴,滚子轴承、轴承两个。滚动轴承使用黄油作为润滑剂适合一般油的体积~以上太热,放的太少,噪音和发热!使用滑动轴承润滑油品是透明的,加油,石油就行了.
(累死了，加点分吧~）
内径尺寸在成品检查中有超差可能，主要原因：
一、有前工序的产品漏检；
二、装配检查环境温差变化大；

三、标准件与套圈恒温不够；
四、磨加工与成品检查使用标准件不合格等。
轴承内径尺寸过大，应判为不合格产品，内圈报废。内径尺寸过小，应判为不合格产品，但可以返工修磨，使其成为合格品。
1、本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势
CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。
为了能具体确切的说明过程，使工件能按照零件图的技术要求加工出来，就得制定复杂的机械加工工艺规程来作为生产的指导性技术文件，学习研究制定机械加工工艺规程的意义与作用就是本课题研究目的。
在整个设计过程中,我们将学习到更多的知识。
（1）我们必须仔细了解零件结构，认真分析零件图,培养我们独立识图能力,增强我们对零件图的认识和了解,通过对零件图的绘制,不仅能增强我们的绘图能力和运用autoCAD软件的能力。
（2）制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中也是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。 这对以前学习过的知识的复习,也是以后工作的一个铺垫。
（3）在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧.安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和迅速,又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时,为完成某道工序,用来正确迅速安装工件的装置.它对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量有很大作用。这是整个设计的重点,也是一个难点
近年来，机械制造工艺有着飞速的发展。比如，应用人工智能选择零件的工艺规程。因为特种加工的微观物理过程非常复杂，往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域，其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来，虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究，并取得了卓越的理论成就，但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面 质量与加工条件参数间都有其规律。因此，目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方 法来了解特种加工的工艺规律，以便实际应用，但还缺乏系统性。受其限制，目前特种加工 的工艺参数只能凭经验选取，还难以实现最优化和自动化，例如，电火花成形电极的沉入式 加工工艺，它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。虽然已有学者对其CAD、CAPP和CAM原理开展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工艺数据的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系统问世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊 数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展，人们开始尝试利用这一技术 来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型，并得到了初步 的成果。因此，通过实验建模，将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来，建立描述特 种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟，应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。
同时，在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度，夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案。
我们都知道减少停工检修期是提高生产力、使生产能力利用系数最大化的一项重要因素。然而零件加工过程中的精确定位和装夹的重复精度也是改进效率和质量的关键。譬如柔性加工中心的产生就是为了减少产品循环周期。
目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的液压夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额
使用液压夹具的主要优势是能节省夹紧和松卸工件时所花的大量的时间。有关统计资料表明液压夹紧相比机械夹紧节省90%~95%的时间，缩小了生产循环周期，从而增加了产量也就意味着降低了成本。
当加工一长型铝合金零件时，刀具通过时旋转油缸可快速让开，刀具通过后可快速复位。液压夹具系统的第二项重要特点是可实现非常高的定位精度。关键在于夹紧力在定位和夹紧过程中保持恒定不变。从而确保了同一道工序下的加工质量一致性。由于变形造成的废品率将会微乎其微
夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济的方向发展
2、本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施
本课题的基本内容：CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计
1、CA6140车床后托架加工工艺
1、 制订CA6140车床后托架加工工艺规程，关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中，我们必须要认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节，都应仔细的分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意箱体零件各孔系自身精度（同轴度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清箱体零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为箱体零件比较复杂,所以也是一个难点。我们采用autoCAD软件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方面增加我们对autoCAD软件的熟悉。
工序的划分
确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。
定位基准的选择
根据粗基准，精基准的选择原则；遵循基准统一、基准重合。由零件图具体分析可得：CA6140车床后托架首先以一个侧面和一个孔为粗基准，对底平面A进行粗加工，再以底平面A为基准加工孔。
2、夹具设计可能遇到的问题：
工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧牢固是否可靠等等。
工件在夹具中的定位精度，主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过定位时，可通过撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。
夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析,结合一些夹具的具体设计事例,查阅相关的夹具设计资料,联系在工厂看到的一些箱体零件加工的夹具来解决这些问题.
上述即为遇到困难的解决措施
3、 本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析
根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括两方面内容：
CA6140车床后托架加工工艺的设计和夹具设计
制定工艺规程的研究途径和可行性分析
毛坯的选择：
根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。
毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。CA6140车床后托架毛坯材料为灰铸铁（HT150），硬度范围在150～200HBS，承受中等载荷。采用砂型铸造方法，由于大批量生产故宜采用实体模样（金属模）进行两箱造型，这不仅简化了造型和合箱操作，还因型砂紧实度较为均匀，铸件的表面质量得到提高。在切削加工前进行石墨化退火处理，消除铸件表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（大量渗碳体出现）以便进行切削加工。
拟订工艺路线：
表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。
