摘要: 本文介紹了移動式法蘭盤端面銑床的特點,重點對該機床機架的總體設計方案進行了描述,詳細介紹了機架設計方案的設計過程,并對支撐裝置的設計進行了描述,可為機床的設計提供理論參考。
關鍵詞: 移動式法蘭盤端面銑床;機架;支撐裝置;設計
引言
移動式法蘭盤端面銑床又可稱為便攜式法蘭盤端面銑床,是在普通端面銑床和普通車床的基礎上,用于解決施工過程中的現場實際問題而演化而成的。相對于普通的銑床來說,移動式法蘭盤端面銑床由于主要面對施工現場的輔助性加工,移動式法蘭盤端面銑床基本原理等同于普通銑床,但其便攜性使其在現場施工領域得以較快發展。本文通過分析移動式法蘭盤端面銑床的工作原理和特點,對其設計思路進行探討,為移動式法蘭盤端面銑床的設計提供參考。
1、 總體方案設計
1.1 概述移動式法蘭盤端面銑床主要由四大部分構成:支撐裝置、驅動裝置、進給機構及旋轉接頭。支撐裝置主要由支撐臂和旋轉接頭組成。驅動裝置由液壓馬達傳遞
扭矩,進給機構由液壓缸、移動刀架和導軌等部分組成。
1.2 機架設計
1.2.1 機架設計準則機架是機器(或儀表)中支撐或容納零部件的零件的統稱。如底座、機體、床身、車架、橋架、殼體等。機架設計的三個準則是應滿足剛度、強度以及穩定性的要求。
1.2.2 機架設計的一般要求
①在滿足強度和剛度的前提下,機架的重量應要求輕,成本低。②抗振性好,將受迫振動振幅限制在允許的范圍內,噪聲小。③溫度場布局合理,熱變形對精度影響小。④
結構設計合理,工藝性良好,便于鑄造、焊接和機械加工。⑤結構力求便于安裝和調整,方便修理和更換零件。⑥有導軌的機架要求導軌面受力合理,耐磨性良好。⑦造型好,使之既適用經濟又美觀大方。
1.2.3 機架的總體設計
①主切削力計算。主切削力Fc 是計算機床主運動機構強度與刀桿、刀片強度及設計機床夾具、選擇切削用量等的主要依據。取切削速度為120mm/mim,背吃刀量為2mm,進給量為0.5mm/r,查機械設計手冊,由計算主切削
④機架設計。該移動式法蘭盤端面銑床通過支撐臂在工件上進行定位后,動力源經過旋轉接頭給出需要扭矩分別傳遞給液壓馬達的的轉動和帶動刀具進行圓周進給運動,使整個法蘭的環面完成切削。一次切削完成后,通過搖動刀架上面的手柄使刀具向下進給,然后進行下一輪切削。根據機架設計準則、要求及其加工應用特點,移動式法蘭盤端面銑床的總體設計方案如圖1。
圖1 機床主視圖
1.3 動力裝置的的選取考慮到便攜性和安裝的問題,在選擇機器動力裝置時,以液壓馬達為主要選擇對象。AKS 系列擺缸液壓馬達(內五星馬達)殼體強度增加,內部動態原件承載能力增強,具有很高的連續功率范圍,機械效率和容積效率高,減少了內部單位負載力,從而減少了熱量產生及相關的負面效應,特別適用于提升絞盤、卷筒機械、各種回轉機械驅動、履帶和輪子行走機構的驅動等傳動機械中,設計中選擇AKS 系列的液壓馬達。
由M=119.00N.·M,結合機床實際工作情況,通過相關計算取機械效率ηm =91%,計算壓強△P=13.92MPa,查機械設計手冊,可知AKS05-60 五星擺缸液壓馬達的額定壓強為25MPa,符合要求,所以選用AKS05-60 五星擺缸液壓馬達。
2 、支撐裝置的設計
支撐裝置由轉盤軸承和支撐架組成。
2.1 轉盤軸承的選擇及使用轉盤軸承是一種能夠同時承受較大的軸向負荷、徑向負荷和傾覆力矩等綜合載荷的大型特殊結構軸承。
根據支撐架的大小和強度,選擇具有較高的動負荷能力的四點接觸球轉盤軸承,基本型號為010.25.315,外形尺寸D=408mm, d=222mm。單排四點接觸球式回轉支承由兩個座圈組成,結構緊湊、重量輕、鋼球與圓弧滾道四點接觸,能同時承受軸向力、徑向力和傾翻力矩。
2.2 支撐架的的設計本次設計中的外圓內徑卡盤裝置,其是以內徑為加工基準而對圓筒狀的法蘭端面進行加工時所使用的端面銑床的內徑卡盤裝置,基準軸以相對于主軸定心的狀態一體地安裝在該主軸的前端部,在設計中使用了8 個卡盤爪,它們能以相對于上述基準軸的外周面沿著周向等間距間隔地在徑向上頂在入基準軸的內周面上,多個卡盤爪用于卡緊該工件的內周面,從而卡緊該工件的內周面;使用過程中用扳手把爪盤上的螺柱旋轉而使爪盤外張,頂緊內壁后,使用扳手旋轉防松螺母,固定后調整平面度進行加工。
3 、結束語
移動式法蘭盤端面銑床由于其便攜性使其在現場施工領域得以較快發展。本文通過分析移動式法蘭盤端面銑床的工作原理和特點,對其設計思路進行探討,重點介紹了該機床機架設計方案的設計過程,并對支撐裝置的設計進行了描述,為移動式法蘭盤端面銑床的設計提供參考。
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