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1、济南大学毕业设计1前言1.1国内外研究现状21世纪的制造业正面临着越来越激烈的全球化市场竞争，以信息技术为核心的数字化开发支持技术在产品创新设计中的大量应用，推动了全球制造业和新产品的迅速发展[1]。国内的制造业已转向新产品的自主开发和支持技术的改造方面。塑钢门窗在建筑方面有广泛的应用，所以塑钢门窗加工设备成为制造业中新型部分。塑钢门窗行业的蓬勃发展,有力地推动着塑窗加工设备的设计开发和更新换代。在我国,早期的塑窗加工设备很落后,其生产效率和质量稳定性不高。而国外进口的塑窗加工设备价格普遍较高。这在一定程度上
2、制约了我国塑料门窗的发展。近年来,国内技术人员对国外塑窗技术的研究与学习,使国内塑窗在技术水平和自动化程度上都有了很大的发展和提高。我国塑钢门窗行业起步较晚,与发达国家相比装备比较落后,在这种情况下国家大力推广制造业信息化技术，国内塑窗装备制造企业开始开发研制塑窗锯铣加工中心。自动铣削机作为锯铣加工中心的主要组成部分,它将先进的计算机智能控制与气动控制技术、合理的机械装置融为一体,可对36种不同型材进行加工,能实现多种复杂的铣削工序,具有良好的加工性能。锯铣加工中心初步实现了锯铣生产过程控制的自动化,提高了企
3、业生产过程自动化水平[3]。1.2选题的目的及意义塑钢门窗作为新一代建筑门窗,以节能、环保、隔音等诸多优良特性受到用户广泛欢迎,被列为国家建筑节能的重点产品。我国塑料门窗加工设备有锯切类、铣削类、焊接类、清角类、加工中心自动线类等7大类[3]。铣削类设备有仿形铣、水槽铣、锁孔铣、玻璃压条铣等多种产品,但总体来看铣削类设备还是不够智能，自动化程度没有国外高。自动铣削机动力装置设计在设计方面需要采用跨越式思维模式，需要创新，从中可以巩固和加强大学里所学的知识，同时提高自己的创新能力和运用知识的能力，为以后工作打下
4、良好的基础。2设计内容和方案25济南大学毕业设计2.1设计内容塑窗自动铣削机作为锯铣加工中心主要单元，将信息技术、自动化技术、气动控制技术等与制造技术相结合，可自动高速加工36种不同型材，并将多种复杂的铣削工序集中在一台设备上自动实现，具有良好的柔性加工性能[3]。本次以自动铣削机动力装置设计为毕业设计主要内容，要求实现多种型材的排水孔、通风孔、铰链孔、门窗锁孔、滑轮孔以及其他各种五金件安装孔、槽的加工，其孔、槽既可为规则形状亦可为异形。锯铣加工中心由电脑控制台、自动输料台、送料机械手、自动铣削机、自动锯切机
5、、锯后输送和收尘等几大部分组成。图2.1为加工中心各组成单元配置图。图2.1加工中心各组成单元配置1—送料机械手2—主控柜3—自动铣削机4—废料输送5—收尘设备6—锯后输送7—自动锯切机8—电脑控制台9—自动送料台自动铣削机的重要部分是动力装置，设计要求满足一下参数：（1）自动铣床能够实现25×25~120×120截面铝塑型材的规则及异型孔槽的铣削；（2）铣刀直径为（3）可以铣削铝合金及塑料门窗型材；（4）要求设计方案合理，结构紧凑、工作可靠、质量达到行业标准。2.2设计方案2.2.1自动铣削机装置自动铣削装
6、置,见图由2.2两个伺服电动机驱动,通过滚珠丝杠控制其上下和左右运动,调整刀具相对于型材的位置。刀具则在进给驱动气缸的作用下,快进后进行切削。这一设计得到很高的精度和生产效率。25济南大学毕业设计图2.2自动铣削装置1－铣削装置支架2—铣刀头3—气缸4—电动机5—滚珠丝杠6—上下移动伺服电动机此自动铣削装置安装14把刀具可实现在型材截面内多方向的进给。切削加工采用两种方式进行,通过气缸直接进给或配合送料机械手进行小孔及排水槽等的加工,另一方式则为送料机械手与铣削装置支架带动刀具的伺服进给实现较大孔或异形孔、槽
7、的加工。这种结构设计方式具有明显的柔性加工性能及其他一些优点,具体表现在:（1）在型材同一截面内可进行多方向的孔、槽加工,满足用户多方面需要;（2）自动铣削装置的两个伺服轴配合送料机械手的纵向伺服进给,可实现各种规则及异形孔、槽的加工;（3）滚珠丝杠及工作头进给气缸较大的行程范围配合送料机械手的自动识别系统,可加工36种不同规格的型材;（4）具有较高的加工精度和加工效率。因刀具位置或轨迹由伺服系统控制,且根据需要,某几把刀可同时加工;（5）进给采用带磁性开关的气缸进行控制,不污染环境,成本较低[3]。2.2.
8、2气动控制设计时考虑塑钢门窗应在清洁的环境中生产,而气动控制相对液压控制有不污染环境、成本较低等许多优点,且切削PVC塑料切削力较小,故夹紧和切削进给均采用了气动控制,其原理图见图2.3。25济南大学毕业设计图2.3刀具进给及夹紧机构气动控制系统1、2—液压阀3—刀具进给气缸4—调速接头5—垂直夹紧上气缸6—垂直夹紧气缸7—水平夹紧气缸气动系统主要由气源处理器、电磁阀、压力继电器、气缸及各种气路接头
