0 引 言
圆孔和螺纹是机械零件中最为常见的特征状态。圆孔和螺纹的尺寸精度、形位精度的高低,直接影响着零件的合格率以及各个零件之间的装配关系[1]。
现有的多孔加工设备大致可分为两类:一类为自动化生产线和数控加工中心,能够高效地完成难度较高的各种孔加工,但首次投资成本大,维修复杂,维护成本高; 另一类是各种可以进行小批量、复杂零件加工的仿形加工机床,但机床尺寸大,零件更换复杂,手工操作误差大, 难以达到较高的加工精度,且生产准备周期较长,在进行单件或小批量的生产(批量在10~100件内)时,相对于传统机床,小型专用机床的配置效率更高,生产成本更低[2]。
针对以上问题,本文提出了单件小批量的孔加工专用小型钻攻机床的设计方案,采用回转式工作台转换工位,并设计了以PLC为核心的控制系统,简化加工过程,减少人工操作时间,降低生产成本。
1 机床结构方案
机床采用“可编程逻辑控制器+交流伺服系统+变频调速系统+触控屏”的控制方案。根据工艺要求、工件数量以及加工模式来配置机床,机床主要包括底座、工作台、纵向进给机构、动力头组件、防护、排屑机构、冷却机构和触控屏等结构,采用交流伺服和PLC控制器,编程实现加工控制[3-4]。机床由伺服电动机提供动力,带动回转工作台转动、滚珠丝杠的运动以及动力头主轴进给运动[5],主机结构如图1所示。
根据预设, 机 床 底 座 长1372 mm, 宽
1135 mm;高440
mm;回转工作台高度315 mm;夹具高度100 mm; 考虑到工件最低孔的位置、排屑、操作人员位置、收取工件,对机床进行维护, 对动力头进行更换的方便程度,以及其他实际的工作情况,最终确定装料高度为400 mm。为了方便工作人员对机床的刀具和机身进行调整和清理,考虑到机床加工行程需要和床身大小等因素,并确保加工安全,确定Z轴的专机最大行程为375 mm。
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宇匠数控专业生产:高速精密 雕铣机、精雕机、石墨机、钻攻中心、加工中心;
本文针对单件小批量零件的多孔加工问题,设计了一款小型五工位钻攻中心,即基于“可编程逻辑控制器+交流伺服系统+变频调速系统+触控屏”的机床结构, 根据孔加工过程的多工序多工位的要求,设计了回转式 工作台进行多工位转换,并设计了以PLC为核心的控制系统,该控制系统实现了机床加工过程的自动化和简单化。简化了机床结构,实现了小型机床上的多孔工件的自动化加工,节约了生产时间,降低了生产成本。
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