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新型花岗石平台与构件制品加工设备模块化设计研究

王学哲  
【摘要】:花岗石平台是一种精密的基准测量工具,对仪器仪表、精密工具、机械制件的检验,都是理想的基准面;花岗石构件主要为精密测量、集成电路加工等精密机械或特种加工机械的工作台、导轨、滑板、立柱、横梁、底座等基础支承部分。花岗石平台表面的平面度要求高,也有部分沟槽、侧面及定位孔的加工等;花岗石构件制品除表面平面度要求高之外,用于导向、支承的各表面间的相互位置精度高,有些构件制品还包含镶嵌金属件等的异型加工。随着社会对精密机械发展的要求愈来愈高、应用范围越来越广,花岗石平台与构件制品的需求趋势主要是平面度及尺寸加工的精度要求越来越高,多品种、小批量、艺术化、个性化需求同益突出,需求的品种越来越多、规格尺寸需求越来越大,市场需求量越来越大,交货期要求越来越短。 课题针对花岗石平台与构件制品的结构特点、加工特点和市场需求特点,通过功能分析,提出了一种集花岗石平台与构件制品粗、精与孔、槽加工于一体的加工设备。设备采用工序集中的方法,将制品五个面的铣磨、磨抛、开槽、钻孔等工序集中在一台设备上完成,实现了集成工艺,避免了工件重复装夹带来的不便和误差,提高了工件的加工精度,降低了后续工序的劳动强度,提高了生产效率。设备采用桥式结构,移动式横梁,集成动力头,可按照功能模块进行设计、生产组织。设备划分为机械模块、冷却润滑模块、辅助模块、控制模块等;机械部分又划分为运动模块、动力模块、支承模块和扩展模块等四大功能模块。各功能模块可根据加工制品的结构要求进行拼接、重构组合成相应功能的加工设备。采用集成及模块化设计技术对新型多功能设备进行开发,设计周期短、制造投产快,投资较小、适应面广、实用性强。 分析了新型设备的关键零部件——移动横梁对设备性能和加工质量的影响:创建了新型设备移动横梁的数学模型,并结合现代计算机技术和数学方法,利用有限元软件ANSYS对移动横梁进行了力学分析及优化,使设备的性能参数达到最佳状态。 应用集成及模块化设计技术开发新型花岗石平台与构件制品加工设备的课题符合当前该产业发展的要求,其实施和推广,将为花岗石平台与构件制品的加工提供可靠的保障,将显著提高该产业的技术和装备水平。


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