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最火叶轮型面半自动成形铣床的研制泰安载带软水机热轧薄板彩瓦机械Frc

发布时间:2023-11-24 09:58:56 阅读: 来源:绿板厂家

叶轮型面半自动成形铣床的研制

摘要:提出研制叶轮型面半自动成形铣床的必要性,并介绍了整机和主要部件的结构。采用成形铣削加工叶轮型面,保证了加工精度,提高了生产效率。

关键词:半自动 叶轮型面 粗成形精铣机床

1 问题的提出及方案的制定

1.1 问题的提出

叶轮是罗茨风机上的关键零件,其型面为渐开线曲面。传统的加工方法采用仿形铣或数控单刀刨削加工,存在以下缺点:

(1)加工后的叶轮型面表面粗糙度和尺寸精度低。

(2)叶轮型面的一致性和型面对轴心线的对称度达不到产品图纸的要求。

(3)加工效率低。单件工时35~40min,一台机床不能加工L3~L5三个品种、18个规格尺寸及年产7400台套的需求。

(4)走刀次数多,刀具磨损快,寿命短,加工质量不稳定。

针对上述情况,提出了研制半自动叶轮型面成形铣床。

叶轮型面上的任一素线对轴心线的平行度:L3:0.08;L4:0.06;L5:0.06。叶轮型面对轴心线的对称度:金属漆和珠光效果免喷涂材料主要利用在保险杆底护板、裙摆、防擦条、轮眉、装潢条和内门把手等L3:0.05;L4:0.05;L5:0.06。

1.2 方案的制定

叶轮零件的材质为HT250,硬度180~220HB。形状为椭圆形,单边余量为5~6mm,两面均需加工,要保证零件的加工精度,提高产品质量和劳动生产率,只能采用成形铣削的方法,并且粗、精分开在两台机床上完成,结合用户的需求,以及能达到的技术要求制定了以下技术方案。

(1)粗精加工分开。粗铣机床加工的单边余量为5mm左右,精铣机床加工的单边余量为0.75mm左右。

(2)能适应L3~L5三个品种18个规格尺寸。

(3)用成形铣刀,粗精铣一次走刀完成整个单面型面的加工,单件工时≤6min。

(4)在精铣机床上设置了磁栅数显测量系统,用于检测刀具上下调整的位置,保证型面对轴心线的对称度。

由于一次走刀渐开线型面加工成形,加工的深度达5mm以上,且加工面积又大。经计算切削的圆周力达20000N,需要专门研制专用的成形铣刀和高刚度的机床。经过一年多的试制,最终完成了JX2005C和安钢瞄准高端市场定位JX2005J半自动叶轮型面粗、精铣机床各一台,投入使用两年多,收到良好的经济和社会效益。

2 机床的主要结构设计

2.1 JX2005C粗铣机床

机床结构形式如图所示。

JX2005C粗铣机床结构

1.主轴尾座总成 2.滑枕总成 3.主轴箱 4.操纵盒 5、9.侧座 6.工作台

7.床身 8.夹具 9.侧座

机床的整体布局为框架式,主轴箱3固定不动,支承刀具的尾座1可以轴向移动,调好后固定不动,主轴箱3和尾座1用滑枕连成一体。装有成形铣刀的刀杆一端装在主轴孔内并由拉杆拉紧,另一端装在带有滚动轴承的尾座内。尾座和主轴箱装在机身上,使它们成为一个整体,这种结构形式大大提高了机床的刚度和抗振性。主中间体、聚合物将占据主导地位轴尾座的结构设计如图3所示。

图3 尾座机构

1.调整装置 2.后龙门架 3.夹紧机构 4.横梁

5.尾座 6.外套 7.内套 8.成形刀 9.刀杆

尾座用来支撑回转的刀杆,它对于提高主轴刀杆的刚度和抗振性至关重要。在尾座的前支撑处装有内外套,外套有滚动轴承支撑,其内孔和内套有1∶10的锥度,并在内套的圆周上对称开有三个2mm宽的轴向不通的长槽,刀轴装入内套后,由后端的螺母将内套轴向拉动,用以调整刀轴支撑处和套之间的间隙,达到提高刀杆支撑刚度的目的。在机床工作时,尾座在滑板上固定,其上部用丝杆顶紧,这样使滑枕尾座和小滑板成为一个整体。当换刀时,将上述夹紧部位全部松开,手动转动小丝杠将尾座退出刀轴支撑端,以便完成换刀。

2.2 JX2005J精铣机床

机床结构形式如图4所示。主轴箱瓷板古玩1通过步进电机—减速器(i=1∶17)—滚珠丝杠螺母副在立柱3上做上下移动,在加工过程中主轴箱1通过操纵手柄,牢固的锁紧在立柱3的导轨面上,而由工作台4作进给运动。主轴箱1上下的移动,用于调整吃刀深度和适应叶轮品种变化。刀杆6通过主轴箱1、立柱3、滑枕9、尾架8、支架7及床身构成一个框架,大大提高了主轴刀具系统的刚度。

图4 JX2005J精铣机床结构形式

1.主轴箱 2.磁栅尺 3.立柱 4.工作台 5.床身

6.刀杆 7.支架 8.尾架 9.滑枕总成

2.3 粗、精铣主轴箱的结构设计

如图5所示。主轴前端的锥孔是7∶24,直径为69.85mm,主轴前端有两个定位键25.415mm,用于传递扭矩,主轴其在生产进程中排放的挥发性有机污染物(VOCs)也遭到愈来愈严格的限制后端有拉杆,用于拉紧刀轴。

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图5 主轴部件的结构

粗铣机床主轴前端的直径为150mm,精铣为100mm,其前支撑均为C和C双向推力向心球轴承,后支撑为D双列向心短圆柱滚子轴承,中间有辅助支撑单列向心球轴承。这样配置在有预紧力的情况下,不仅保证了主轴的回转精度,同时可承受大的径向载荷和轴向载荷,提高了主轴的支撑刚度和精度。

在主轴的前支撑处的大齿轮均采用β=10°的斜齿轮,使主轴运转平稳。

2.4 专用夹具的设计

L3、L4、L5三个品种的叶轮粗精铣夹具各有三套,夹具构成如图6所示。

图6 工件夹具

1.滑块 2.底座 3.斜块 4.定心轴 5.形块

6.调整杆 7.压板

夹具装在机床上,由工作台上的中间T型槽定位。工件装在夹具上用定心轴4插入端面孔进行定位。定心轴4一头的四方放在形块5上,用以保证叶轮左右限位。叶轮的两面靠在定心轴4两端的端面上,保证前后限位。手动转动丝杠,使带有斜面的滑块1和斜块3作相对运动,调整工件上下位置,以便调整余量的大小。

在粗铣时,切削余量平均5mm,一次切削切削力和切削面积都大,因硫酸铵肥而夹具设计关键是零件的夹紧点和夹紧力的选择。夹紧点选为质押贷款叶轮的内孔,每孔两点(图7),用四个压板和M20的螺栓将叶轮压在工作台面上,工件由四个支撑板支撑。由于孔壁厚,工件不易变形。每个点的夹紧力,经计算均在10kN以上,实践证明夹紧力是足够的。

图7 夹具调整位置图

1.支撑板 2.定心轴 3.工件端面

2.5 刀具结构设计简介

粗铣用的刀具为外250mm,内60mm,刀体材料用45钢,切削部分采用硬质合金可转位刀片。精铣用的刀具为外220mm,内50mm,采用W18Cr4V整体高速钢材料,每个品种各有一组刀。刀具设计分成两半,便于制造,将渐开线刀刃分成若干段用圆弧逼近。实践证明加工后的精度完全符合零件图纸的要求。

本机床于1996年3月在天津市鼓风机总厂投入使用至今两年多,效果很好。加工零件的表面粗糙度和尺寸精度均提高一级,保证了产品质量,提高劳动生产率8.5倍。两年多为该厂产生经济效益349万元。

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