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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:数控木工钻铣机床
学校名称:衢州学院
参赛队伍:拓创与梦
参赛学生:宋佳欣 王城阳 谢一鸣  
指导老师:林晓亮 邓小雷  

详细说明

  我国家具销量一直位列世界之首,且木材加工业规模呈现持续性增长趋势,尤其是个体制造业数量庞大,分布较广,DIY木工坊近年来也大量涌现。木材加工装备水平的高低直接影响着木工制造商及其木材产品在市场中的竞争力,精密化加工、绿色化生产对木工产品质量提升、操作人员健康状况及能源节约、环境保护等方面具有重要意义,但我国与欧美等发达国家仍有很大的差距,国内高端木工装备的发展面临巨大的挑战。
  数控木工钻铣机床由机架部分、上加工机构、下加工机构、自动靠挡机构、夹料机构、操作箱部分、电箱部分、前浮动台部分,后出料输送台部分、电气控制系统等组成。
  机床可根据加工需求,选择合适的进给方向,在操作系统上进行编程后,将板材放置相应位置。以从前浮动台部分进入为例,红外感应装置检测到板材到位后,程序开始执行,板材会由夹料机构加持,经前浮动台部分传送到指定加工位置,在自动靠挡机构对木材进行固定后,上下加工结构对板材进行加工,同时除尘装置开始运作,吸除尘屑,完成加工后板材由夹料机构加持,经后出料输送台输出。
  数控木工钻西机床主要在以下方面进行创新改进:
a.应用了基于CFD的气体润滑技术减少主轴磨损和热变形产生
  基于CFD理论对主轴气体润滑精密支承进行设计与分析,计算润滑气膜流场特性,进行承载性能求解,保证满足载荷要求之下的减少主轴高速运转时的接触磨损和摩擦生热,从而保证了主轴的回转精度。
b.实现了二相流场内的高效除尘分析与绿色除尘装置设计
  动作中的机头加工时产生不同材质的尘屑分布随机性大、颗粒大小规律性差,通过二相流理论对尘屑流场特性计算,设计和优化高校除尘装置及流道结构最佳配置,实现节能高效除尘,达到机床绿色化设计的目的。
c.采用了热-结构耦合分析技术实现机床结构优化和精度提升
  对主轴轴系进行流固耦合分析,寻找热敏感区及传热规律,对主轴轴系进行结构与布局优化,改善主轴箱体的散热情况,降低主轴热变形,提高机床的加工精度。
  在先进性与实用性上,数控木工钻铣机床
整体结构紧凑刚性好精确度高;操作简单,员工培训时间短;可加工小批量,多种类产品;设备采用Windows操作系统,台湾新代控制系统;一次装夹可完成工件六个面的钻孔及上、下面开槽;可选择不同的出料方式(前进前出、前进后出),以满足不同生产方式。

 

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