械机设备主轴主轴箱大学论文.doc
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1、常州机电职业技术学院毕业设计(论文)作 者: 单卫华 学 号: 11111231 系 部: 电气工程系 专 业: 机电设备维修与管理 题 目: VMC-1050立式加工中心主轴零件(主轴、主轴箱)数控加工及维修工艺编制校内指导教师:田跃辉企业指导教师评阅者: 2013 年 07 月 毕业设计(论文)中文摘要 VMC-1050立式加工中心主要由基础部件、主轴部件、数控系统、自动换刀系统及辅助装置组成。我所研究的事主轴部件其中的主轴和主轴箱。对于主轴及主轴箱,主要目的是认识机械零件的拆卸过程、装配过程、修理过程以及它们的工艺卡片的制作。通过对主轴部件上的单件,来加深自我对所学知识的掌握。这次是由整
2、体到部分,整体粗略的介绍VMC-1050立式加工中心,部分仔细分析主轴及主轴箱的结构、图纸以及实体,来得出结论,即主轴与主轴箱的拆卸、装配以及修理的工艺卡片的编写。关键字:VMC-1050立式加工中心 主轴 主轴箱 拆卸 装配 修理 工艺卡片 目 录1.引言 2.VMC-1050立式加工中心概述 2.1 VMC-1050立式加工中心简介 2.2立式加工中心结构特点3.立式加工中心的常见故障分析4.立式加工中心主要参数要求 5.机械加工工艺规程的制订5.1机械加工工艺规程概述 5.1.1机械加工工艺过程的组成 5.1.2工艺规程 5.2机械加工工艺规程的设计 5.2.1零件的技术要求分析 5.2
3、.2零件的结构工艺性分析 6.VMC-1050立式加工中心主轴零件的主轴工艺分析 6.1主轴要求 6.2毛坯的选择 6.3定位基准的选择 6.4加工顺序的安排 6.5主轴工艺分析7.VMC-1050立式加工中心主轴零工艺件的主轴箱分析7.1 主轴箱介绍7.2主轴箱工艺分析8.VMC-1050立式加工中心失效分析及修理工艺编制 8.1 VMC-1050立式加工中心零件失效分析及修理 8.2主轴的维修工艺 8.3主轴箱的维修工艺9.装置的拆装工艺 9.1VMC-1050立式加工中心的拆卸与装配 9.2 清洗 10 .装置的维护、保养 总结致谢参考文件附表1.引 言 装备工业的技术水平和现代化程度决
4、定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业(如:信息技术及其产业,生物技术及其产业,航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料而数控技术则是当今先进制造技术和装备核心的技术。 早期,数控机床技术的发展因美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床,后来计算机技术及相关技术的发展 ,给数控机床的发展提供了一个良好的平台,使数控机床产业得到了高速的发展。我国数控技术研究很晚,数控机床技术低于国际水平,直到90年代,数控机床技术得到很大提升。目前,还是低于国际水平。就我而言,通过这个毕业设计,对我今后事业有很大好
5、处,是一次小系统训练,锻炼自己,提升自己。由于能力所制,设计有不少不足,希望老师给予批评指导。 2.VMC-1050立式加工中心概述2.1VMC-1050立式加工中心简介 加工中心(英文缩写为CNC 全称为Computerized Numerical Control):是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。在中国香港,台湾及广东一代也有很多人叫它电脑锣。工件在加工中心上经一次装夹后,数字控制系统能控制机床按不同工序,自动选择和更换刀具,自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能,依次完成工件几个面上多工序的加工。并且有多种换刀或选刀功能,从而使生产效
6、率大大提高。立式加工中心是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心,主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。立式加工中心能完成铣、镗削、钻削、攻螺纹和用切削螺纹等工序。立式加工中心最少是三轴二联动,一般可实现三轴三联动。有的可进行五轴、六轴控制。立式加工中心立柱高度是有限的,对箱体类工件加工范围要减少,这是立式加工中心的缺点。但立式加工中心工件装夹、定位方便;刃具运动轨迹易观察,调试程序检查测量方便,可及时发现问题,进行停机处理或修改;冷却条件易建立,切削液能直接到达刀具和加工表面;三个坐标轴与笛卡儿坐标系吻合,感觉直观与图样视角一致,切屑易排除和掉落,避免划伤加工过的表面。与相应的卧
7、式加工中心相比,结构简单,占地面积较小,价格较低。2.2立式加工中心结构特点对于立式加工中心有以下2种典型结构:(1)立柱移动式此种结构运动形式为立柱移动,工作台固定不动1)结构优点:0工件及工作台固定不动,使X轴加工范围不受限制;Z轴加工范围可以根据立柱高度确定;O承受工件重量大;2)结构缺点:OY轴加工范围受限制;不易于实现五面加工;O不易于实现机床的高精度要求;机床动态性能一般;(2)工作台移动式此种结构运动形式为工作台移动,立柱固定不动(3)工作台移动式1)结构优点:易于实现机床的高精度要求;机床动态性能高;2)结构缺点:OX轴加工范围受限制;Y轴加工范围受限制;Z轴加工范围受限制;不
8、易于实现五面加工;不能承受大重量工件;综上结构分析,本立式加工中心总体布局采用固定立柱式,主轴箱吊在立柱一侧,其平衡重锤放置在立柱中,工作台为十字滑台,可以实现X!Y两个坐标轴的移动,主轴箱沿立柱导轨运动实现Z坐标移动,如图2.1所示该结构布局合理,整体刚性好图2.1立式加工中心3. 立式加工中心的常见故障分析及排除维护序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除1X轴进给系统X轴电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆,X轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:
9、更换换行程开关X轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠X轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏,导致轴承磨损及轴承本身损坏3:X轴导轨伸缩防护罩损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件3:检修或更换X轴导轨伸缩防护罩X轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头2Y轴进给系统Y轴
10、电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆,Y轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:更换换行程开关Y轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠Y轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏,导致轴承磨损及轴承本身损坏3:Y
11、轴导轨伸缩防护罩损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件3:检修或更换Y轴导轨伸缩防护罩Y轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除3Z轴进给系统Z轴拖链有异响1:Z轴拖链折断1:更换Z轴拖链Z轴电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆, Z轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:更换换行程开关Z轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关
12、导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠Z轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏,导致轴承磨损及轴承本身损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件Z轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头4主 轴 箱换刀时有撞击声1:开关失效引起回零点位置偏移2:主轴定位不准确1:调整检测开关2:重新调整主轴定位角度换刀开关无信号1:开关接触不良2:松刀气缸行
13、程不够1:调整检测开关2:检修松刀气缸及气压机床报警1:换刀时刀柄键槽和主轴端面键干涉1:调整主轴定位编码器,检查是否有零部件损坏主轴定位报警1:主轴定位开关损坏1:更换主轴定位开关换刀时拔刀振动大,刀具夹不紧1:拉刀杆调节有偏差2:卡爪损坏1:修磨调整松刀气缸活塞行程 2:更换卡爪有漏气声1:夹紧松刀气缸2:气管及管接头损坏1:更换松刀气缸的密封圈2:更换气管及管接头无刀具冷却水液1:水阀没打开2:管路泄漏 3:水泵损坏1:打开水阀2:检修管路,更换相关损坏零件3:检修或更换水泵序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除高速运转时主轴温度高速上升1:主轴轴承失油2:主轴轴承损坏3:无
14、循环冷却液或循环冷却液堵塞1:主轴轴承加润滑脂2:更换主轴轴承3:检查冷却管路5斗笠式刀库转刀不到位1:零件磨损2:开关失效3:紧固螺钉松动1:更换相关磨损零件2: 更换开关3:锁紧紧固螺钉转刀转不动1:转动电机损坏,2:轴承损坏1:更换电机或2:更换轴承刀库无法移动1:移动电机损坏2:直线轴承损坏3:转臂卡死1:更换电机2:更换轴承,3:更换相关损坏零件无法正确选刀1:开关失效,2:开关导线折断1:更换开关2:更换导线刀库移动不到位1:开关失效,2:开关导线折断1:更换开关2:更换导线刀库换刀不到位1:刀库刀具中心与主轴中心Y轴方向不重合2刀库刀具中心与主轴中心X轴方向不重合1:调整刀库支架
15、的Y轴方向位置2:调整刀库支的X轴方向位置刀库回零不到位1:回零开关失效2:回零开关位置不当1:更换开关2:调整回零开关位置刀库撞坏换刀程序出错检查控制系统指令6机械手刀库根据外购刀库说明书7数控转台根据外购数控转台说明书8气动系统松刀气缸不能正常工作1:气泵故障2:气压低于规定气压值3:气阀损坏1:检修气泵故障2:调整气压值3:更换气阀冷却阀打不开1:气泵故障2:气压低于规定气压值3:气阀损坏1:检修气泵故障2:调整气压值3:更换气阀机床漏气1:气管及管接头损坏1:更换气管及管接头数控转台不能正常工作1:气压低于规定气压值2:气阀损坏1:调整气压值2:更换气阀序号项目故 障 现 象故 障 原
16、 因故 障 排 除9润滑系统润滑点失油1:油泵损坏2:油管破裂3:管接头堵塞1:更换油泵2:更换油管3:疏通管接头机床报警1:油泵压力过低2:油泵无油1:调整油泵压力2:油泵加润滑油10排屑系统无冷却液1:水泵损坏2:水泵漏水3:水箱缺冷却液,4:管路堵塞1:更换水泵2:水泵内的密封圈3:加冷却液至液位面4:检查管路11全封闭防护机床内有冷却液和铁屑1:X,Y轴伸缩防护罩倾斜或损坏2:防护罩结合面密封垫损坏1:调整或更换防护罩2:更换密封垫机床漏水1:防护结合面密封垫损坏1:更换密封垫12随机信号报警电缆线接触不良或老化和断裂检查电缆线接触部位或更换电缆线4.VMC-1050立式加工中心主要参
17、数要求立式加工中心主要参数要求X/Y/Z行程630/400/500mm工作尺寸900/400mm主轴端面于工作台距离250-750mm工作台重600KG主要锥孔MAS403BT40主要最高转速800rpm定位精度0.010mm全行程重复定位精度0.010mm全行程主电机功率11kw刀库容量16凸轮机械手通讯接口232口 DNC在线加工UBS接口,能进行双向传输自动排削螺旋排削器机床护板及床身门和护板采用不锈钢材质、床身及护板均采用塑喷涂层备注:以上数据可能不唯一,允许正偏离5.机械加工工艺规程的制订5.1机械加工工艺规程概述 用表格的形式将机械加工工艺过程的内容书写出来,成为指导性技术文件,就
18、是机械加工工艺规程(简称工艺规程)。它是在具体的生产条件下,以较合理的工艺过程和操作方法,并按规定的形式书写成工艺文件,经审批后用来指导生产的。其内容主要包括:零件加工工序内容、切削用量、工时定额以及各工序所采用的设备和工艺装备等。 机械加工工艺规程的制订,是机械制造工艺学的内容之一,也是机械制造工厂工艺技术人员的一个主要工作内容。机械加工工艺规程的制订与生产实际有着密切的联系,它要求制订者有一定的生产实践知识和专业基础知识。5.1.1机械加工工艺过程的组成 在生产过程中,毛坯的制造、零件的机械加工与热处理、产品的装配等工作将直接改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品
19、,这一过程称为工艺过程。工艺过程是生产过程的主要部分。其中,采用机械加工的方法,直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量使其成为零件的过程,称为机械加工工艺过程。 在机械加工工艺过程中,针对零件的结构特点和技术要求,要采用不同的加工方法和装备,按照一定的顺序一次进行加工才能完成由毛坯到零件的过程。因此,工艺过程是由一系列顺序排列的加工方法即工序组成的。工序又由安装、工位、工步和走刀组成。5.1.2工艺规程(1)工艺规程的作用指导生产的主要技术文件组织和管理生产的基本依据新建、扩建工厂的基本资料(2)工艺规程的设计原则技术上的先进性经济上的合理性良好的劳动条件(3)工艺规程设计所需的原始资料:产品装配
20、图和零件图产品验收的质量标准产品的生产纲领毛坯资料、毛坯图等现场的生产条件国内外相应生产技术的发展情况,合理地引进、采用新技术、新工艺有关的工艺手册及图册。 (4) 制定工艺规程的步骤:u 分析零件图和产品装配图;u 选择毛坯;u 选择定位基准;u 拟定工艺规程;u 确定加工余量和工序尺寸;u 确定切削用量和工时定额;u 确定各工序的设备、刀夹量具和辅助工具;u 确定各工序的技术要求及检验方法;u 填写工艺文件。5.2机械加工工艺规程的制定5.2.1零件的技术要求分析零件技术要求分析包括:1. 选择公差等级2. 选择表面粗糙度 3. 选择形位公差4. 各个表面的尺寸精度、位置精度、形状精度5.
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