本文以國內(nèi)某重型柴油發(fā)動機缸體、缸蓋生產(chǎn)線上16臺國產(chǎn)MDH80加工中心作 為研究對象。運用FMECA和FTA分析法分析了這16臺加工中心在早期失效期的故障 數(shù)據(jù)。并利用可靠性分配來改進加工中心的設(shè)計。得出的結(jié)論如下:
近幾年,計算機輔助設(shè)計及制造技術(shù)日趨成熟,CAD、CAM技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個企 業(yè)中,以此而造成非常龐大的數(shù)據(jù)信息流|211。相當(dāng)一部分企業(yè)出現(xiàn)了技術(shù)數(shù)據(jù)不會管理、 不知如何管理,重要數(shù)據(jù)的交叉錯誤及丟失的現(xiàn)象并且該屢見不鮮。PDM技術(shù)的產(chǎn)生, 給廣大企業(yè)提供了一種管理理念和思路,也為企業(yè)提供了一些可用的平臺,有效地降低了 企業(yè)的管理成本,在某些行業(yè),例如機械行業(yè),極大地降低了設(shè)計及制造成本。
加工中心夾具通常具有以下特點:(1)加工中心具有自動換刀的功能,這一功能決定 了它的刀具為懸臂式,因此在夾具上不安裝引導(dǎo)刀具的導(dǎo)向件,如鏜模套、鉆模板等;(2) 為了使待加工表面充分暴露在外,要求夾具******限度開敞,必要時可以在夾具體上銑出空 洞,避開鉆夾頭、鏜桿等,避免其與夾具體發(fā)生干涉,使得可以刀具懸伸長度縮短,可以 提高剛度;(3)在工件待加工面與底面相交的時,應(yīng)在夾具上設(shè)能將工件提高一定高度的 等高元件,以方便進刀,也能滿足主軸與工作臺面最小距離的要求。此外,工件夾具不得 與機床的各元件相互干涉,安裝后的工件和夾具最高點不能影響主軸換刀操作,否則會影 響效率《與通用機床相比,加工中心所用的夾具的要求要更簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、精 度高,裝夾便利、快速,具有一定的柔度p61。
三維裝配是指三維產(chǎn)品模型的裝配過程,是一種基于虛擬環(huán)境的裝配技術(shù),一定環(huán)境 下也叫虛擬裝配。三維裝配利用計算機工具,以模型為基礎(chǔ)進行與裝配相關(guān)的工作,它不 需要實體產(chǎn)品或零件支持,相反還可以支持實體產(chǎn)品裝配,在軟件平臺中,只需通過分析、 先驗?zāi)P?、可視化和?shù)據(jù)表達等手段模擬物理實驗。三維裝配是虛擬制造的一個非常重要、 關(guān)鍵的環(huán)節(jié),也是未來數(shù)字化設(shè)計與制造中將不斷改進的重點。因為在傳統(tǒng)二維裝配工藝 中,單純的表格、文字、二維圖己經(jīng)不能全面的表達復(fù)雜的裝配工藝了。由于企業(yè)三維 CAD(Computer Aided Design)軟件的普及應(yīng)用,基于三維模型的裝配技術(shù)可以很好解決這 個問題。在三維虛擬的環(huán)境下,可以進行模型檢驗、干涉檢查、可視化數(shù)據(jù)表達、模 擬裝配過程等方法,這些方法能很好的幫助工藝設(shè)計者直觀地看到裝配的工藝及對可行性 有了感官的判斷。
滾珠絲杠系統(tǒng)由于摩擦阻力小、傳動效率高、可逆性、剛度好、高精度、使用 壽命長等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于龍門加工中心、落地鏜銑床等各種工業(yè)設(shè)備和精密機 床中[47]。滾珠絲杠副作為龍門加工中心XH2130的關(guān)鍵傳動部件,能夠?qū)崿F(xiàn)精密傳 動與準確定位的功能。由于絲杠的傳動誤差將直接影響整機的定位精度性能,進而 還會影響到工件的加工精度。而滾珠絲杠在運動過程中,將與螺母和軸承發(fā)生摩擦 而產(chǎn)生熱量。隨著滾珠絲杠回轉(zhuǎn)速度的增加,使得溫度上升,溫升又會引起熱變形 導(dǎo)致絲杠定位精度變化,最終導(dǎo)致機床橫梁系統(tǒng)的定位精度下降,這對絲杠傳動系 統(tǒng)和整機都是不利的。因此,橫梁系統(tǒng)中滾珠絲杠傳動系統(tǒng)熱態(tài)特性的研宄,對提 高龍門加工中心的工作精度具有非常重要的意義。
隨著現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)和高新技術(shù)的迅速發(fā)展,對于機械加工行業(yè),各種高級加工中心 不斷產(chǎn)生,許多復(fù)雜曲面的加工問題都迎刃而解,但隨著加工中心機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日趨 復(fù)雜,由于產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用等諸多因素導(dǎo)致器故障能造成的危害程度又大為增加, 因而對可靠性的要求也越來越高。在航海、航空、航天、核電技術(shù)、高技術(shù)兵器、電子、 機械等現(xiàn)代許多重要的工程領(lǐng)域中,系統(tǒng)的可靠性已成為最重要的評價指標之一 [1~3]。 可靠性工作貫穿于產(chǎn)品的概念設(shè)計、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、生產(chǎn)制造、試驗與操作使用 直至退役的全壽命過程。
故障模式、影響及危害性分析(FMECA)是可靠性設(shè)計的一種分析方法。其目的在于 預(yù)防和控制故障,提高產(chǎn)品的可靠性。由于該方法比較簡單、實用、費用低、效果明顯 及適用于各種產(chǎn)品的全壽命周期等優(yōu)點,得到了工程界的廣泛重視。
本章介紹加工中心FMECA軟件設(shè)計的甚本思想,首先,介紹了軟件的基本功能, 進而分兩個方面進行了功能分析。從安全設(shè)計和主要功能設(shè)計的角度介紹了軟件的功能 設(shè)置。最后介紹了軟件的安裝過程,界面的設(shè)計狀況,以及菜單功能的設(shè)置情況。
本章闡述了精密復(fù)合式鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求,在綜合分析 國內(nèi)外的立臥式加工中心總體布局的基礎(chǔ)上,總結(jié)了各種機床運動和運動分配形 式的特點。(2)以裝甲車的精密復(fù)雜箱體類零件為對象,分析了零件的結(jié)構(gòu)特征以及對 加工該類零件的設(shè)備進行需求分析,綜合運動部件的輕質(zhì)量、高剛度要求,確定 了將單龍門式鏜銑加工中心和臥式鏜銑加工中心相結(jié)合,采用電主軸和機械主軸 的雙主軸的單龍門立臥布局的復(fù)合化結(jié)構(gòu)。
本章以復(fù)合式鏜銑加工中心滑枕撓曲變形為例,研究其滑枕撓曲變形誤差補 償問題,提出了兩種補償方案,在綜合分析方案的優(yōu)劣性后,最終以“液壓一拉 桿”補償方法為設(shè)計方案,通過理論計算和有限元仿真得出拉桿補償力的值,運 用最小二乘法擬合得到拉桿補償力與滑枕行程的函數(shù)關(guān)系以及對應(yīng)的曲線,利用有限元分析方法驗證了補償效果,拉桿補償力可實現(xiàn)從零到******補償力的無極加 載,加載補償力后滑枕的******撓曲變形量被控制在l(Vm之內(nèi),結(jié)果表明液壓拉桿 補償效果達到了預(yù)定期望,顯著提高了機床的加工精度。