数控机床设计阶段的主要工作

发布时间:2017-09-08  发布者:禹创重工机械

  多年来国内外开展可靠性工作的经验证明,可靠性设计和分析对系统可靠性有着重要影响。要提高系统的可靠性,关键在于搞好系统的可靠性设计和分析工作。把可靠性工程的重点放在设计阶段,主要有以下两方面原因:
  ①设计过程对机床的可靠性水平起着决定性的作用。机床在完成设计的同时,其固有可靠性就已经形成。制造、装配过程是实现设计过程所形成的固有可靠性,使用和维护过程是保持已形成的固有可靠性。如果在设计阶段没有认真考虑可靠性问题,那么无论怎样精心制造、严格管理、合理使用,也难以实现高的可靠性要求。
  ②在设计阶段采取措施提高机床可靠性的效费比   高。随着科学技术的快速发展,国内外机床生产企业之间的竞争不断加剧,这就要求新机床不但研制周期要短,而且可靠性水平要高。设计时如果不认真考虑可靠性要求,等到制造装配时才发现严重问题,再反过来改进设计,必然会推迟产品投入市场的周期,提高产品的价格,降低竞争力。据   Northrop Grumman公司估计,在设计阶段每投入1美元用来提高产品的可靠性和维修性,可在使用阶段中节约30美元的维修保养费用到。因此要尽可能将不可靠因素消除在设计早期。
  在研究设计阶段应开展的可靠性工作之前,   先要明确数控机床设计阶段包括的主要内容。
  数控机床的设计过程可分为四个阶段,每个阶段的主要工作如下:
  1)设计准备阶段
  分析设计任务书,研究市场和用户对设计的要求,做好市场和技术预测。通过各种渠道收集、检索有关资料,包括情报、试验研究成果、发展趋向、新技术(新结构、新工艺、新材料)应用、结构图样资料等。要博采众长、学习国内外新技术,创造性地应用在产品的设计中。
  2)方案设计阶段
  方案设计的内容有:原理性方案,主要技术参数,总布局、传动系统、控制系统和主要部件的原理图,试验结果及技术经济评价和可行性分析等。
  原理性方案的   主要内容是机床的运动原理,它包括运动要求,运动分配,运动联系和实现运动的方式。在布局设计中要考虑到内部、外部两方面的因素。内部因素主要是工件与刀具间的相对运动和位置关系,工件的形状和重量等。外部因素则主要是人一机关系,如外形、操作和管理维护等。为便于技术经济评价,对机床总体性能有直接影响的部分要有具体的性能参数,要提供计算或实验验证的结果,计算出它们对   终结果的影响程度,以保证选择出   优方案。
  3)技术设计阶段
  在这个阶段要完成机床总体和部件的结构设计,从而初步构成机床外形和内部结构。   先绘制出机床的总体尺寸关系图,在图中确定各部件的轮廓尺寸和部件间有联系的相关尺寸,以保证各部件在空间不发生干涉。
  对初步设计的结果进行   的计算和技术经济分析。经反复修改后确定初步设计总图和部件结构图,组织有经验的专业技术人员、用户或委托设计方进行初步评审。
  按照初步评审后确定的总装配图和部件结构图,绘制出机床主要零件的结构图,如床身、立柱、横梁、主轴箱等。应用有限元计算、模态分析和优化设计软件,对主要件及机床的整体结构进行静、动态性能分析,找出薄弱环节。进一步修改后再组织   次评审,评审通过后,正式绘制出技术设计的总体和部件装配图。
  4)工作图设计阶段
  根据总装图和部件图,绘制机床的全部零件图,无遗漏地定出零件上的每个尺寸,公差配合和形位误差。然后对照总装图和部件图对每张图进行审核、校对。检查尺寸标注有无遗漏和错误,尺寸及公差数值是否符合尺寸链的要求。请工艺人员审查零件的结构工艺性是否合理,是否便于制造和装配。检查尺寸标注的基准,公差的精度等级,材料的选择,热处理的要求等是否合理。   后编写各类零件明细表、外购件明细表和使用说明书等技术文件。

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