基于C630车床数控旋压机床改造的研究
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摘要
设备改装就是利用原先闲置的旧设备，对其进行必要的技术改造，以满足新的生产需要而进行的一项技术革新手段。据报道，在一些工业发达的国家，设备的平均役龄期限控制在15-20年之间，设备的“技术老化”期己短于10年。上述国家旧机床改装率超过80％以上。目前我国的大部分生产企业所使用的都是旧设备，明显存在着工艺不足、技术老化的问题，而且对旧机床或设备的改装起步较晚，改装数量较少。
本课题对C630车床改造为数控旋压机床进行了仔细的分析。先对机床改造进行了可行性分析，确定了改造方案，完成了机床关键部件参数的计算，对纵、横向丝杠进行了校核和计算，并且为了适应改造的需要设计了一套液压回路。
本文重点对系统中的关键部件旋轮座进行结构设计与有限元分析，对主要设计参数进行理论分析和计算研究。旋轮座既是旋压机的纵向滑块，又是旋压机的横向滑块(俗称滑枕)的导向装置，是一个与旋压制品精度密切相关的重要部件。采用有限元方法对旋轮座进行深入、细致的结构分析和研究，揭示了旋轮座一些关键部位的受力和变形规律。为机床改造提供了有力的支持。
经改装的机床提高了零件的加工精度和自动化程度，使生产效率有了很大的改观，具有投资小、见效快、改装工作量少、制作和调试周期短、旧设备利用率高、且将来不加工此类零件时可较容易恢复机床原有的工作性能等特点，对中小型生产企业的加工具有一定的实际意义。
The lathe refit is a means of technical reform that is to make use of the formerly idle and old equipments and give necessary technical reform so as to meet the new demand of production. According to the relative report, at some industrially developed countries, the average tenure of use for the equipment is limited in about 15-20 years and the period of technically aging for equipment is already shorter than 10 years. In those countries mentioned above the old machine tool refit rate exceeded more than 80%.Currently the equipments using in most part of the enterprises in our country were old. The problems of technically aging and inadequate exist obviously, the products produced by those equipments are low in accuracy, bad in surface quality, high in cost and unstable in performance and there are not very competitive in international market. This situation obstructed the forward development of our processing industry.
This paper provides a detailed reconstruction scheme for CNC spinning machine based on lathe C630 and makes a feasible analysis to the lathe reconstruction. Moreover the writer completes the calculation of parameters for lathe's key components and checks of the longitudinal and horizontal leading screw. And a hydraulic system was design to adopt the Machine tool alteration.
The design and the finite element analysis (FEA) of the integral injector were main parts of this paper. Roller bases which is a key component influenced on the precision of work piece is both the longitudinal block and the guide apparatus of cross blocks. Aimed at the roller bases deeply by the means of FEM. The goal is to reveal the main body of spinning machine. The method adopted and the results obtained have reference value for improving the level of design on Machine tool alteration.
The refit machine promoted its processing accuracy and level of automatic control of the parts and greatly improved the productive efficiency and it has the following characteristics: small investment, better efficiency, less refit workload, short period of manufacturing and testing, high utilization rate of old equipment and easily resume its former processing function when stopping production of such parts in future, it is of practicalim portance to the small and middle-sized enterprises.
本课题对C630车床改造为数控旋压机床进行了仔细的分析。先对机床改造进行了可行性分析，确定了改造方案，完成了机床关键部件参数的计算，对纵、横向丝杠进行了校核和计算，并且为了适应改造的需要设计了一套液压回路。
本文重点对系统中的关键部件旋轮座进行结构设计与有限元分析，对主要设计参数进行理论分析和计算研究。旋轮座既是旋压机的纵向滑块，又是旋压机的横向滑块(俗称滑枕)的导向装置，是一个与旋压制品精度密切相关的重要部件。采用有限元方法对旋轮座进行深入、细致的结构分析和研究，揭示了旋轮座一些关键部位的受力和变形规律。为机床改造提供了有力的支持。
经改装的机床提高了零件的加工精度和自动化程度，使生产效率有了很大的改观，具有投资小、见效快、改装工作量少、制作和调试周期短、旧设备利用率高、且将来不加工此类零件时可较容易恢复机床原有的工作性能等特点，对中小型生产企业的加工具有一定的实际意义。
The lathe refit is a means of technical reform that is to make use of the formerly idle and old equipments and give necessary technical reform so as to meet the new demand of production. According to the relative report, at some industrially developed countries, the average tenure of use for the equipment is limited in about 15-20 years and the period of technically aging for equipment is already shorter than 10 years. In those countries mentioned above the old machine tool refit rate exceeded more than 80%.Currently the equipments using in most part of the enterprises in our country were old. The problems of technically aging and inadequate exist obviously, the products produced by those equipments are low in accuracy, bad in surface quality, high in cost and unstable in performance and there are not very competitive in international market. This situation obstructed the forward development of our processing industry.
This paper provides a detailed reconstruction scheme for CNC spinning machine based on lathe C630 and makes a feasible analysis to the lathe reconstruction. Moreover the writer completes the calculation of parameters for lathe's key components and checks of the longitudinal and horizontal leading screw. And a hydraulic system was design to adopt the Machine tool alteration.
The design and the finite element analysis (FEA) of the integral injector were main parts of this paper. Roller bases which is a key component influenced on the precision of work piece is both the longitudinal block and the guide apparatus of cross blocks. Aimed at the roller bases deeply by the means of FEM. The goal is to reveal the main body of spinning machine. The method adopted and the results obtained have reference value for improving the level of design on Machine tool alteration.
The refit machine promoted its processing accuracy and level of automatic control of the parts and greatly improved the productive efficiency and it has the following characteristics: small investment, better efficiency, less refit workload, short period of manufacturing and testing, high utilization rate of old equipment and easily resume its former processing function when stopping production of such parts in future, it is of practicalim portance to the small and middle-sized enterprises.
引文
[1] 陈适先．强力旋压及其应用．国防工业出版社，1996；
[2] J. Geckler. Metal Spinning Capabilities. Machine Design. 1985
[3] I. L. Hermann. Basic Principles and Applications of metal Spinning. Shear and flow forming. Techine Palletin, 1980;
[4] 席俊杰．浅谈我国机床数控化改造．机电一体化．2000(4)：14～16
[5] 蓝恭谦．从第八届欧洲国际展览会看锻压技术的发展趋势．第三届全国旋压技术交流会议论文．1984
[6] P．A．诺斯金等．机床改装及其寿命的提高．机械工业出版社，1982
[7] 丁玉光，程中琴．C630车床用于镗孔加工的改进设计．制造技术与机床，2005(1)：66；
[8] Hayame Maswjiro. Study of the pass Schedule in Conerntional Simple Spinning. Bull JSME, 1970
[9] C. L. Packham. shear and flow forming of austanific chrome-nickel. Steel Metal Industries, 1978
[10] 锻压学术委员会．强力旋压的发展．旋压工艺及设备，1982(8)
[11] 王成和．旋压技术．机械工业出版社，1986
[12] 张顺福．国产旋压设备的发展和应用．金属成形工艺，2003(1)：45～48
[13] 钱忠宛，尤启国．普通车床改制成普旋机床．江苏机械制造与自动化，1996(2)：20～22
[14] 李盛宇．普通车床的数控化改造．电气技术与自动化，2005(6)：121～123
[15] 张顺福．旋压技术的应用及新进展．锻造与冲压，2006(10)：50～53
[16] 谢廷君，齐树海．在设备管理中应重视设备的技术改造．设备管理与维修，1996(1)：22～23
[17] 吴孜越，冯兰芳．C620普通车床的数控化改造．机床与液压，2005(8)：211～213
[18] 傅家骥．工业经济学．清华大学出版社，1996
[19] 柯礼立．大中型机床的数控化改造．机械工业出版社，1989
[20] Saxena, P. K. Estimation of power in the shear spinning of long tubes in hard-to-work materials. Journal of Materials Processing Technology, 1990, 23(1): 29～40
[21] 张顺福．发挥旋压技术的优势．锻造与冲压，2006(10)：49～53
[22] 程秀全，夏琴香．HGPX-WSY型液压仿形旋压成形机床的研制．热加工工艺技术与装备，2006(7)：44～46
[23] 孟俊焕，孙如军，孙莉．经济型数控机床改造的优化方案研究．机床与液压，2005(7)：200～201
[24] 黄健环．用普通车床改成组合钻床．机械制造，2003(5)：58～59
[25] 方勇，薛克敏．C630车床改造成数控旋压机床的机械设计．锻压装备与制造技术，2006(4)：24～27
[26] 王兆祥，俞新陆．模锻液压机整体刚度研究．锻压技术，1990(1)：1～2
[27] 程秀全，许业华，夏琴香．框架式三旋轮错距旋压成形装置的研制．锻压装备与制造技术，2005(9)：32～34
[28] 夏琴香，张琼芳．XPD型系列数控旋压机床．锻压机械，1997(4)：30～31
[29] 张学文，刘文彦．车床横向进给精度保障机构的研究．机械制造，2002(3)：33～34
[30] G. Robert. Metal Spinning Broadens Capabilities. Machine Design, 1977(10): 87～89
[31] 唐文评，柳建安，李小东．旋切机装置角的研究．机床与液压，2006(6)：39～40
[32] 曾谊晖，曾宪军，柏春旺．双压轮仿形旋压全自动机床的研制．机床与液压，2003(6)：193～195
[33] 樊志涛，饶润峡．重型卧式车床尾座液压夹紧系统的改造．制造技术与机床，2004(8)：74～75
[34] 张利平．液压传动系统及设计．化学工业出版社，2005
[35] 袁国义．机床液压传动系统图识图技巧．机械工业出版社，2005
[36] 张利平．液压站设计与使用．海洋出版社，2004
[37] 陈适先，贾文铎，曹庚顺．强力旋压工艺与设备．国防工业出版社，1986
[38] 陈企芳．30吨立式数控带轮旋压机床．第八届全国旋压技术交流会论文集，1999
[39] 欧阳信，彭星明．CW6180C普通车床的改造．电力机车技术，2002(1)：32～33
[40] 唐文评，柳建安，李小东．旋切机装置角的研究．机床与液压，2006(6)：39～40
[41] 陈大先．机械设计手册．化学工业出版社，2004
[42] 陈依锦，丘宏扬，夏琴香．三维非轴对称旋压成形用旋轮组的结构设计．金属成形工艺，2003(6)：35～36
[43] 殷尔禧，张怡宁．材料力学．科学技术文献出版社，1994
[44] 张胜民．基于有限元软件ANSYS7.0的结构分析．清华大学出版，2003
[45] ANSYS Guides frist Edition SAS. IP. Inc, 1994;
[46] 卢熹．CK1416型数控车床床身结构动态分析．制造技术与机床，2003(6)：45～47
[47] 张宪栋，徐燕申，林汉元．基于FEM的数控机床结构部件静动态设计．机械设计，2005(5)：46～48
[48]卢曙光．ANSYS工程应用实例解析．机械工业出版社，2003
[49] 姚玉玺，文成秀．旋压机旋轮座有限元分析．力学与实践，1997(1)：17～20
[50] 许沂．筒形件强力旋压三维数值模拟及其在钛合金冷强旋中的应用，哈尔滨工业大学博士学位论文，1999
[2] J. Geckler. Metal Spinning Capabilities. Machine Design. 1985
[3] I. L. Hermann. Basic Principles and Applications of metal Spinning. Shear and flow forming. Techine Palletin, 1980;
[4] 席俊杰．浅谈我国机床数控化改造．机电一体化．2000(4)：14～16
[5] 蓝恭谦．从第八届欧洲国际展览会看锻压技术的发展趋势．第三届全国旋压技术交流会议论文．1984
[6] P．A．诺斯金等．机床改装及其寿命的提高．机械工业出版社，1982
[7] 丁玉光，程中琴．C630车床用于镗孔加工的改进设计．制造技术与机床，2005(1)：66；
[8] Hayame Maswjiro. Study of the pass Schedule in Conerntional Simple Spinning. Bull JSME, 1970
[9] C. L. Packham. shear and flow forming of austanific chrome-nickel. Steel Metal Industries, 1978
[10] 锻压学术委员会．强力旋压的发展．旋压工艺及设备，1982(8)
[11] 王成和．旋压技术．机械工业出版社，1986
[12] 张顺福．国产旋压设备的发展和应用．金属成形工艺，2003(1)：45～48
[13] 钱忠宛，尤启国．普通车床改制成普旋机床．江苏机械制造与自动化，1996(2)：20～22
[14] 李盛宇．普通车床的数控化改造．电气技术与自动化，2005(6)：121～123
[15] 张顺福．旋压技术的应用及新进展．锻造与冲压，2006(10)：50～53
[16] 谢廷君，齐树海．在设备管理中应重视设备的技术改造．设备管理与维修，1996(1)：22～23
[17] 吴孜越，冯兰芳．C620普通车床的数控化改造．机床与液压，2005(8)：211～213
[18] 傅家骥．工业经济学．清华大学出版社，1996
[19] 柯礼立．大中型机床的数控化改造．机械工业出版社，1989
[20] Saxena, P. K. Estimation of power in the shear spinning of long tubes in hard-to-work materials. Journal of Materials Processing Technology, 1990, 23(1): 29～40
[21] 张顺福．发挥旋压技术的优势．锻造与冲压，2006(10)：49～53
[22] 程秀全，夏琴香．HGPX-WSY型液压仿形旋压成形机床的研制．热加工工艺技术与装备，2006(7)：44～46
[23] 孟俊焕，孙如军，孙莉．经济型数控机床改造的优化方案研究．机床与液压，2005(7)：200～201
[24] 黄健环．用普通车床改成组合钻床．机械制造，2003(5)：58～59
[25] 方勇，薛克敏．C630车床改造成数控旋压机床的机械设计．锻压装备与制造技术，2006(4)：24～27
[26] 王兆祥，俞新陆．模锻液压机整体刚度研究．锻压技术，1990(1)：1～2
[27] 程秀全，许业华，夏琴香．框架式三旋轮错距旋压成形装置的研制．锻压装备与制造技术，2005(9)：32～34
[28] 夏琴香，张琼芳．XPD型系列数控旋压机床．锻压机械，1997(4)：30～31
[29] 张学文，刘文彦．车床横向进给精度保障机构的研究．机械制造，2002(3)：33～34
[30] G. Robert. Metal Spinning Broadens Capabilities. Machine Design, 1977(10): 87～89
[31] 唐文评，柳建安，李小东．旋切机装置角的研究．机床与液压，2006(6)：39～40
[32] 曾谊晖，曾宪军，柏春旺．双压轮仿形旋压全自动机床的研制．机床与液压，2003(6)：193～195
[33] 樊志涛，饶润峡．重型卧式车床尾座液压夹紧系统的改造．制造技术与机床，2004(8)：74～75
[34] 张利平．液压传动系统及设计．化学工业出版社，2005
[35] 袁国义．机床液压传动系统图识图技巧．机械工业出版社，2005
[36] 张利平．液压站设计与使用．海洋出版社，2004
[37] 陈适先，贾文铎，曹庚顺．强力旋压工艺与设备．国防工业出版社，1986
[38] 陈企芳．30吨立式数控带轮旋压机床．第八届全国旋压技术交流会论文集，1999
[39] 欧阳信，彭星明．CW6180C普通车床的改造．电力机车技术，2002(1)：32～33
[40] 唐文评，柳建安，李小东．旋切机装置角的研究．机床与液压，2006(6)：39～40
[41] 陈大先．机械设计手册．化学工业出版社，2004
[42] 陈依锦，丘宏扬，夏琴香．三维非轴对称旋压成形用旋轮组的结构设计．金属成形工艺，2003(6)：35～36
[43] 殷尔禧，张怡宁．材料力学．科学技术文献出版社，1994
[44] 张胜民．基于有限元软件ANSYS7.0的结构分析．清华大学出版，2003
[45] ANSYS Guides frist Edition SAS. IP. Inc, 1994;
[46] 卢熹．CK1416型数控车床床身结构动态分析．制造技术与机床，2003(6)：45～47
[47] 张宪栋，徐燕申，林汉元．基于FEM的数控机床结构部件静动态设计．机械设计，2005(5)：46～48
[48]卢曙光．ANSYS工程应用实例解析．机械工业出版社，2003
[49] 姚玉玺，文成秀．旋压机旋轮座有限元分析．力学与实践，1997(1)：17～20
[50] 许沂．筒形件强力旋压三维数值模拟及其在钛合金冷强旋中的应用，哈尔滨工业大学博士学位论文，1999
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