重型数控加工装备传动系统结构设计文献综述
2020-04-14 16:20:35
近年来,我国数控机床产品,通过引进技术、合作生产等形式,在高速、高精、多轴、复合等方面,都有较大进展。尤其是数控龙门铣床更为突出。从1999年江苏多棱(原常州机床总厂)带头打破西方封锁,研制成功具有自主知识产权的我国第一台五轴联动龙门铣床以来,已有济南二机、桂林机床、北京一机等多家推出五轴联动龙门加工中心和数控龙门镗铣床。CCMT2006展会上,实力雄厚的沈阳机床集团,一次推出3台大型龙门加工中心,摆在展台的显赫位置。其中,4台具有五轴联动功能,1台具有五面加工功能,这是前几次所没有的,突出体现了我国龙门加工中心和数控龙门铣床在五轴联动功能上,开始走向成熟。
在近几届国内机床展览会上,看到我国龙门加工中心和数控龙门铣床在结构性能、技术水平、产品质量等方面,都有很大提高。但是,与发达国家同类产品相比,还有较大差距,首先是自主创新能力不够,当前多以仿制为主,或引进技术合作生产,缺乏自主知识品牌的高档产品,往往关键的核心技术,关键的功能部件,还是从国外购买。例如,在CCMT2006上海机床展会上,共展出了8台五轴联动龙门加工中心,采用的关键部件——双摆角铣头,除了济南二机和桂林机床是自己开发的以外,其余6台都是购买意大利意萨、菲迪亚等国外公司产品。其次是产品质量,尤其是整机可靠性,还有较大差距,这也是用户最关注的问题之一。应该看到,目前除少数企业外,龙门类产品技术含量普遍较低,数控机床产业化程度不高。这些都是国内主机厂需要下大力气认真改进、努力提高的地方。
然而中国数控龙门铣床产业发展出现的问题中,许多情况不容乐观,如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品;技术密集型产品明显落后于发达工业国家;生产要素决定性作用正在削弱;产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大;企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。
与传统的镗铣床不同,本次毕业设计我研究的主要内容是重型数控加工装备传动系统结构设计,该装备的作用是通过提供大吨位的压力碾压成型加工金属板料,无需通过铣车削等操作切割原材料,因此原料利用率极高,力学性能也良好,目前该方案正初步运用于航空航天等高端制造业方面。为了实现超大吨位,我考虑在现有的龙门铣床的基础结构上,设计出符合要求的重型加工装备,重型加工装备的特点是:(1)能提供额定的吨位;(2)机床动态响应好。质量可靠,保证机床能稳定工作,从而保证了加工精度和机床的相应性能。
研究所考虑的设计基本原则是:结构简单、容易制造,拆卸、装配、维修方便,配件容易得到等。
关于本次毕设,我查阅了一下几个方面的书籍文献:
机床方向:林宋、田建军分类介绍现代数控机床[1],沙杰编讲解了加工中心结构[2];
龙门铣床总体结构:李涛、陈文松等人分析设计了数控龙门镗铣床[3]-[7], E.LJ Bohez设计与分析五轴铣床机床运动链[8],张坚关于移动龙门式数控铣床的设计;
龙门铣床改造:朱广军、贾丽媛改造优化了龙门铣床[10]-[11];
进给系统设计:王泽蛟设计的数控轴进系统[12],王晓东、富永刚、贾智对三条导轨结构的介绍[13],王东、黄刚强、林健设计了长导轨副[14],张福生改进龙门铣床滑枕[15],Zoran Pandilov 虚拟建模与仿真了数控机床进给系统[16]。