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關鍵詞:三維建模;車床刀架轉盤;機械加工;設計;優化
隨著我國科學技術的不斷進步,我國在機械制造行業所取得的成就也越來越多,車床刀架轉盤作為普通的車床刀架的核心零件,它具有造價成本高以及圖紙設計構成的體系非常復雜,而且對于這種零件的加工精度非常高,需要的工序也很多等特點。加工車床刀架轉盤的設備主要是車床,但是使用的大多數還是傳統的二維紙質工藝,在生產的加工階段,操作的工需反復的查閱相關的資料以及車床刀架轉盤的圖紙,而且對于車床刀架轉盤的操作熟練的人員也非常的少,因此做好對加工轉盤的工序進行優化設計的工作就很有必要,從而提高企業的經濟效益。
1對于車床刀架轉盤零件進行三維建模
對于車床刀架轉盤的三維立體建模是通過度對各種方法的結合,制作出不同類型的三維物體形狀以及真實環境的過程。對于三維數字化工藝的設計是通過以車床刀架轉盤的模型為載體,在進行綜合的考慮制造資源以及對產品的制造工藝流程的基礎上進行定義,用來控制以及實現可視化表達零件的整個制造過程的數字化模型,從車床刀架轉盤的特征角度看,所有的產品零件都可以看成是通過一系列的簡單特征所以組成。對車床刀架轉盤零件的三維建模的過程中,也就是對很多特征進行疊加,或者是相交和切割的過程,三維工藝的建模過程就是對加工特征以及特征之間的關系進行組織的控制過程。通過對車床刀架轉盤零件的圖紙進行分析,運用相關的轉盤三維模型進行具體的繪制工作。通過打開三維模型的軟件,新建對話框進入車床刀架轉盤建模環境,再插入車床刀架轉盤的圖紙,進入草圖的環境進行相關的繪制工作,在進行回轉命令,進行對回轉特征的創建工作,再進行相似的方法繪制其他的零件草圖,然后進行零件相關的拉伸特征的設置,除了這些之外還要注意對車床刀架轉盤零件的細節特征創建。
2對于車床刀架轉盤的機械加工工藝規程的設計
2.1對車床刀架轉盤加工的要求進行分析
對車床刀架轉盤的零件圖進行詳細的分析,對相關的零件的尺寸精度以及位置精度的要求進行充分的了解,比如零件的表面粗糙度和燕尾導軌面以及對稱度等,相關的精度要求非常高,對相關的零件部位的精度要求分析可以看出導軌面是轉盤零件最為關鍵的加工表面。
2.2對車床刀架轉盤的零件圖的檢查
車床刀架轉盤的零件圖包括主視圖和俯視圖以及側視圖,通過采用局部剖視或者半剖視的方法,可以對轉盤零件結構表達的更加清晰以及對轉盤零件的布局更加的合理,注意對轉盤的有關尺寸進行標注,注意對相關的形狀精度以及位置精度進行詳細的標注,而且要保證標注的統一性以及完整性,確保轉盤零件符合國家的相關標準規定,通過對轉盤零件的各項技術要求的可行性進行確定,保證了轉盤零件設計的合理性,從而為轉盤零件的組織生產以及機械加工工藝技術做好充分的準備工作。
2.3對轉盤零件生產類型的分析
根據相關的公式以及企業的生產條件進行確定車床刀架轉盤的年生產量,結合車床刀架轉盤質量的分析,以及對加工工作各種零件的生產類型的數量和工藝的特征進行考慮,從而可以確定出車床刀架轉盤的生產類型為中批生產。
2.4確定轉盤零件機械加工的工藝流程
通過對轉盤零件的零件圖進行分析可以得出,轉盤長度以及寬度等的設計標準,還有轉盤高度的設計標準以及燕尾面的粗基準,對各端面根據相關的基準進行加工,再采用一面兩孔的定位方式進行加工其他的表面,從而確定出車床刀架轉盤的機械加工工藝的設計流程。
2.5確定相關的設計設備
通過對車床刀架轉盤的機械加工工藝的方案以及各種方面加工的方法進行分析,結合對車床刀架轉盤的最大輪廓尺寸和加工精度的考慮,進行對加工機床的選擇,以及對各種刀具和量具以及夾具的選擇。
2.6制定零件機械加工工藝的規程
通過對上文的論述結果的分析,進行車床刀架轉盤的機械加工工藝各項要求的制定,制定的車床刀架轉盤零件的機械加工工藝的規程是企業組織車床刀架轉盤進行生產工作的標準,是整個車床刀架轉盤機械加工工藝規程優化設計工作的重要環節之一。
3結束語
車床刀架轉盤的三維工藝項目能夠大大降低企業的成本,從而增加企業的經濟效益。企業的精益化生產才符合現階段時代的發展,才能夠緊緊跟隨智能化制造的步伐。在對車床刀架轉盤的機械加工工藝規程的優化設計過程中,要做好對于零件的分析以及研究工作,通過對車床刀架轉盤零件的機械加工工藝進行優化設計,制定好相關的零件機械加工工藝規程,才能縮短零件的生產周期,從而降低制造的成本以及提高了零件的精密度,對提高企業的勞動生產率以及降低勞動的強度都有著重要的作用。
作者:張克盛 單位:甘肅畜牧工程職業技術學院
參考文獻:
本項目在生產工藝選型過程中,要充分考慮以下幾個方面的問題:
1.1先進性—提高產品在市場中的競爭能力;
1.2實用性—與項目產品方案相適應,達到發揮其資源優勢、降低原材料和能耗、提高產品質量的目的;
1.3可靠性—采用先進和成熟的技術,在保證產品質量和成本合理的前提下,對生產設備進行全球采購;
1.4經濟性—各工藝技術方案要體現投資小、成本低、利潤高的效果;
1.5適應性—根據市場要求,靈活生產多種產品,不斷擴大產品規格,型號和種類;
1.6安全性—技術方案的選擇,要為生產工人提供安全的工作環境及安全的防護措施;
1.7環保性—使用無污染或盡量減少污染的工藝。
二、工藝設計方案比較
目前PC預制構件生產工藝形式為固定模位及循環流水傳送形式。兩種工藝形式對設備、人員等方面的要求各有不同:
2.1固定模位工藝
(1)工藝特點、優點:1)工藝通用性強,適合多種不同的混凝土構件生產;2)不受作業時間限制,適合工序復雜、工序作業時間長的混凝土構件生產;3)工藝設備簡單,投資小;(2)工藝特點、缺點:1)構件分散養護,保溫設施簡單,能耗高;2)臺座分散布置占地面積大;3)機械化程度低,用人比較多,勞動效率低;4)由于作業分散,作業環境整潔不好保證。5)生產成本高。
2.2循環流水生產線工藝
(1)工藝特點、優點:1)可以實現集中養護,節約能源,降低能耗;2)機械化程度高,可實現程序控制;3)工序銜接緊湊,用人較少,可提高生產效率;4)可以實現專業化作業,提高勞動效率;5)產品生產成本低。(2)工藝特點缺點:1)受工序作業時間限制,需要在限定時間內完成工序作業內容;2)一次性投資大。
2.3兩種工藝方案的對比分析
通過兩種生產工藝的對比可知,循環流水線生產工藝可以集中蒸氧,節能降耗,工序設計緊湊,工藝布局科學合理安全性強,生產效率高、勞動生產率高,機械化程度高,可以根據市場對不同構件的需求比例,靈活安排生產;符合工藝選型原則。
2.4生產線選型的通用性
說明循環流水線可生產的產品種類由兩個因素決定,一是鋼底模的尺寸規格(9000mm×4000mm),二是蒸養窯的層高限制(層間空隙450mm),由以上兩個因素可以確定產品的種類為長、寬、高不大于9000mm×4000mm×450mm的板類及梁、柱構件。根據主要產品的說明,此循環流水線適用于所有現有及待開發的板類構件。比如,未來市場潛力比較大的公用建筑裝飾外掛板,一般寬度不超過6米,本生產線完全適用。
三、設備簡介
生產線按照平臺清理、畫線、裝邊模、噴油、擺渡、布料、振搗、表面整平、養護、磨平、養護、脫模的生產工序,采用自動為主。手動為輔的控制方式進行操作。采用自動化、智能化、機械化、標準化等技術綜合集成,來實現建筑工業化PC部品的自動化生產。以單線為例生產線的產能、占地面積及必要條件(見表2)。以雙線為例生產線的產能、占地面積及必要條件(見表3)。配套設備:1、加熱設備:蒸氣鍋爐。2、混凝士攪拌站。
四、設備工藝流程
化工實訓類教學設備的使用與實際的化工裝置運行具有很大的相似性,也會對裝置的溫度、壓力、流量等操作參數進行測量和監控,為保證裝置的平穩安全運行,設計化工實訓類教學設備時,通常也會引鎖裝置、鎖定裝置和報警裝置,設置系統操作時的溫度、壓力和流量等的波動范圍,對其參數設定進行鎖定,同時將溫度、壓力和流量進行關聯,確保整個裝置的各種操作參數在安全的范圍內,一旦情況出現異常,啟動報警裝置同時依靠聯鎖裝置停機或停車,防止事故的發生。化工實訓類教學設備中平臺欄桿類設備的安全要求化工實訓類教學裝置中通常會用到模仿工廠情景的平臺欄桿、斜梯和直梯,在國標GB21476—2008中并未對這類設備提出明確的安全要求。此類固定式鋼梯及平臺的設計,在滿足裝置對場地要求的同時,可參照工業標準進行相關設計。其強度的校核可根據GB50017—2003《鋼結構設計規范》進行,其安全要求應參照GB17888.1~17888.4—2008《機械安全進入機械的固定設施》和GB4053.1~4053.3—2008《固定式鋼梯及平臺安全要求》進行安全設計。
2GB21748—2008《教學儀器設備安全要求儀
器和零部件的基本要求》中對教學儀器設備的機械性能提出了相應的附加要求閥門的安全要求閥門的選材必須以現行的國家標準為依據,從而保證材料和結構形式的可靠性。為保障閥門在長期使用過程中的旋轉靈活和開關可靠,應對閥門的旋轉部件做好防護。涉及對壓力需嚴格控制的化工教學設備,相關設備上應設置安全閥、減壓閥等泄壓裝置,且安全閥、減壓閥等安全裝置的安全設定值應定期進行校驗,保證此類閥門調節功能的有效性。設備外觀、設備布置和管線配管的安全要求在人員可能接近的金屬制件、控制柜、抽屜、結構和組件上不應有銳角、凸出部位、銳角邊、刺、粗糙的表面和飛邊等,在設備制造的技術要求中須明確毛刺、銳角、毛邊的處理措施。化工實訓類教學裝置一般都需要進行與化工廠類似的設備布置和管線配管設計,故而在設備布置和管線配管時,一方面要考慮設備布置和管線安裝的穩固性,另一方面也要考慮人員進入操作區域的安全性,減少外伸和凸出的部件或盡量將外伸和凸出的部件布置在不會對人員造成傷害的區域。配管在考慮工藝流程走向的同時,也要考慮避免對人員行進和操作的干擾,降低人員與管線發生碰撞、刮擦的可能性。在無法避免上述可能的危險情況時,應在產品的操作說明書中要求操作人員穿戴安全帽、防滑工作鞋等安全防護用品。轉動設備防護裝置的安全要求機械產品上高速運轉的傳動機構,應使用使人體不能直接進入危險區的防護罩。對于設備上外露的齒輪、風扇、皮帶、支撐架或其他往復運動的、旋轉的、傳動和活動的部件都應設有充分的安全防護罩。在易產生碎片或塵埃和可能有飛甩物存在的情況下,應設有防護罩(網)、吸塵裝置及回跳保險,防護罩的密度應能使飛甩物不能通過。緊固件的安全要求化工實訓類教學設備中法蘭、閥門、設備支撐件等以螺栓連接為主,螺栓、螺母等緊固件的選擇應盡可能選用標準件。按照GB21748—2008《教學儀器設備安全要求儀器和零部件的基本要求》的規定,化工實訓類教學設備中緊固件的防松方式一般選用彈簧墊圈、鎖緊墊圈和鎖緊螺母。對于預期不會經常拆卸的地方選用鎖緊螺母代替彈簧墊圈,需要經常拆卸且帶螺母的地方彈簧墊圈使用較多,而對于有螺栓或螺釘且不使用螺母的地方多用彈簧墊圈和鎖緊墊圈。在一般應用中,螺釘或螺栓的最少旋入量要等于螺桿上部帶螺紋部分的名義直徑;在高應力狀態下應用時,螺釘或螺栓的最少選入量應等于螺桿上部帶螺紋部分的名義直徑的1.5倍。
3結論