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一種軸類(lèi)零件的自動(dòng)化加工新方法
重慶五一高級(jí)技工學(xué)校 方偉 2014/8/3 9:52:36
摘要：隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的改變，機(jī)械加工行業(yè)的萎縮，以及人口紅利的逐漸消失，用工成本的增加，都在加重企業(yè)的負(fù)擔(dān)。故如何幫助中小加工企業(yè)渡過(guò)寒冬成為各級(jí)政府部門(mén)所面臨的問(wèn)題，而新技術(shù)、新工藝的運(yùn)用正是解決當(dāng)前問(wèn)題的一條捷徑。使用自動(dòng)化加工機(jī)械后，既能滿(mǎn)足加工的需要，又能提高加工效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低用工成本，節(jié)能減排，是加工機(jī)械發(fā)展的一個(gè)重要方向。
關(guān)鍵詞：提高生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、降低用工成本、節(jié)能減排。
1、 前言
手動(dòng)儀表車(chē)床主要用于小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、大批量零件的車(chē)削加工，其優(yōu)點(diǎn)是它使用彈簧夾頭和鎖套鎖緊裝置，裝夾速度快、效率高。頂針式限位裝置，快速手板式操作，電機(jī)直接帶動(dòng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，定位控制車(chē)削，對(duì)單一固定種類(lèi)的工件與外型進(jìn)行連續(xù)加工，可比普通車(chē)床提高工效10倍以上，特別適用于大批量、小尺寸零件的加工。在摩托車(chē)行業(yè)，儀表行業(yè)，標(biāo)件行業(yè)大量使用，以其投資小，操作簡(jiǎn)單，加工效率高的特點(diǎn)，在機(jī)械加工領(lǐng)域占有極大比重。但儀表車(chē)床加工精度取決于操作者的技能-----除刀具、材料、機(jī)床因素外，操作者技能的穩(wěn)定性對(duì)定位和進(jìn)給速度的控制。都直接影響到零件的加工尺寸與表面精度。由于這些人為因素對(duì)零件質(zhì)量影響較大，使加工零件精度分散性比較大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，不能滿(mǎn)足現(xiàn)代生產(chǎn)需要。如對(duì)儀表車(chē)床加以改造，不但可以保證加工精度，穩(wěn)定加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，而且可以降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和對(duì)工人的技能水平要求。
手動(dòng)儀表車(chē)床的改造目前主要有以下三種方式：1）采用簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)對(duì)車(chē)床進(jìn)行改造。2）采用液壓技術(shù)對(duì)車(chē)床進(jìn)行改造。3）采用氣動(dòng)技術(shù)對(duì)車(chē)床進(jìn)行改造。
簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)對(duì)車(chē)床的改造：是采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)控制進(jìn)給，在進(jìn)給方向采用滾軸絲桿傳動(dòng)，用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)提供動(dòng)力。這樣的改造改動(dòng)大，經(jīng)濟(jì)成本高。改造后可解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及多變零件的加工。但響應(yīng)速度較慢，生產(chǎn)效率較低。對(duì)于大批量零件的加工，車(chē)床的運(yùn)動(dòng)可能常年都是重復(fù)該動(dòng)作，這樣的改造就失去了儀表車(chē)床加工的優(yōu)勢(shì)。
采用液壓技術(shù)對(duì)車(chē)床進(jìn)行改造：這種改造是將車(chē)床的進(jìn)給采用液壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)采用PLC，它具有低成本、高效率的優(yōu)點(diǎn)。液壓車(chē)床的優(yōu)點(diǎn)有在同等體積下液壓裝置能比電氣產(chǎn)生更大的動(dòng)力，液壓裝置工作比較平穩(wěn)，易于對(duì)液體壓力、流量或運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)比機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單。但液壓元件制造精度要求高，裝配比較困難，維護(hù)比較嚴(yán)格。實(shí)現(xiàn)定比傳動(dòng)困難，受溫度影響大，由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。由于采用油管傳輸壓力油，壓力損失較大，不宜于遠(yuǎn)距離輸送動(dòng)力。油液混入空氣易影響工作性能，如果油液中混入空氣后，容易引起爬行、震動(dòng)和噪聲。油液容易污染，污染后會(huì)影響系統(tǒng)工作的可靠性，發(fā)生故障不易檢查和排除。
采用氣動(dòng)技術(shù)對(duì)車(chē)床進(jìn)行改造：氣動(dòng)就是以壓縮空氣為動(dòng)力源，帶動(dòng)機(jī)械完成伸縮或旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。利用空氣具有壓縮性的特點(diǎn)，吸入空氣壓縮儲(chǔ)存，空氣便像彈簧一樣具有了彈力，然后利用控制元件（電磁閥）控制其方向，帶動(dòng)執(zhí)行元件的伸縮和旋轉(zhuǎn)。由于氣體的粘性比液體要小，所以說(shuō)流動(dòng)速度也快，便于實(shí)現(xiàn)集中供氣和遠(yuǎn)距離傳輸。
使用氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：
1） 氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單。壓力等級(jí)低，使用安全。
2） 輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易，氣缸的動(dòng)作速度一般為50-500mm/s，比液壓和電氣方式的動(dòng)作快。
3） 可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。電器元件的有效動(dòng)作次數(shù)約為百萬(wàn)次。
4） 利用空氣的壓縮性，可儲(chǔ)存能量，實(shí)現(xiàn)集中供氣。可短時(shí)間釋放能量，以獲得間歇運(yùn)動(dòng)中的高速相應(yīng)�？蓪�(shí)現(xiàn)緩沖。對(duì)沖擊負(fù)載和過(guò)負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在一定條件下，可使氣動(dòng)裝置有自保持能力。
5） 由于空氣流動(dòng)損失小，壓縮空氣可集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送，增加儲(chǔ)存壓縮空氣容積可穩(wěn)定氣源壓力。
綜合以上各種改造技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，我們決定采用氣動(dòng)技術(shù)加簡(jiǎn)易邏輯控制器對(duì)手動(dòng)儀表車(chē)床進(jìn)行改造，用氣動(dòng)技術(shù)對(duì)機(jī)床進(jìn)給進(jìn)行控制，采用簡(jiǎn)易邏輯控制器進(jìn)行邏輯控制。
2、 機(jī)械進(jìn)給部分改造
一般手動(dòng)儀表車(chē)床靠人工快速手板操作進(jìn)刀，這樣操作起來(lái)較方便，但工人操作的熟練程度，工作時(shí)間長(zhǎng)短等人為因素都將影響工件的加工質(zhì)量和表面精度。如果加工余量較大時(shí)，將相應(yīng)增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。所以我們?cè)赬、Z兩個(gè)進(jìn)給的方向上面安裝了氣缸，用氣缸來(lái)推動(dòng)托板。使其具有的高速高效、清潔安全、低成本、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。（機(jī)床示意圖如圖一所示）。
圖一、機(jī)床示意圖
由于無(wú)論是在X、（未完，下一頁(yè)）
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