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1、工业缝纫机机头结构及其数控加工工艺设计工业缝纫机机头结构及其数控加工工艺设计吕波峰 (机械与汽车工程学院 指导教师：李家新）摘要摘要：工业缝纫机行业已经制订了线迹型式标准，实现各种线迹的工业缝纫机的基本机构类型经过长期使用比较成熟，机构类型趋于定型。产品质量改善、品种发展、技术水平提高、更新换代则更多的表现在原有产品基础上持续不断的改进。机电一体化技术的应用，为产品渐进性、连续性的变革、创新提供更大的空间，但也必须以原有产品为基础，增加自动化、集成化或系统化的功能。要彻底改变目前工业缝纫机基本机构类型的可能性不大，即使像周期缝纫机那样用电子控制技术取代凸轮机构，那也只是控制方式的改变，达到简化
2、机构的目的，并没有根本改变像钉扣机、锁眼机和套结机的基本功能结构类型。本论文主要是主要对其中的一种缝纫机-套结机，对其机头的结构和加工工艺进行一系列的设计。对缝纫机的机头材料的选择和加工刀具的型号，材质进行分析确认，用AutoCAD 画出机型的加工面，并设计夹具的可靠性，可行性，最后设计好加工工艺，根据加工工艺选好坐标原点，用 FANUC 系统对其工艺进行数控编程。最后将加工出来的机头，通过品检，组装，质检后，来确定加工的可行性。关关键键词词 ：结构设计 ；加工工艺 FANUC 系统 ；数控编程Abstract：The industry sewing machine profession ha
3、s already drawn up the line mark pattern standard，realizes each kind of line mark industry sewing machine basic organization type to pass through the long-term use quite to be mature, the organization type tends to the stereotypia. Product quality improvement, the variety development, the technical
4、level enhance, the renewal then more performance continue the unceasing improvement in the original product foundation. Integration of machinery technology application, For the product gradation, the continuous transformation, the innovation provides a bigger space, but also must take the original p
5、roduct as the foundation, the increase automation, integrated or the systematized function. Must completely change the present industry sewing machine basic organization type the possibility not to be big, even if likes the cyclical sewing machine such with the electronic control technology substitu
6、tion cam gear, that also is only the control mode change, achieved the simplification organization the goal, certainly not radically changes likes the nail catcher machine, make eyes machine and the set of knot machine basic function structure type. The present paper mainly is mainly to one kind of
7、sewing machine - set of knot machine, carries on a series of designs to its nose structure and the processing craft. And processes the cutting tool to the sewing machine nose material choice the model, the material quality carries on the analysis confirmation, draws the type with AUTCAD the machined
8、 surface, and designs the jig the reliability, the feasibility, finally designs the good processing craft, according to processes the craft to choose the origin of coordinates, carries on the numerical control programming with the FUNIC system to its craft. Finally will process the nose, passing wil
9、l examine, the assembly, after the quality testing, will determine the processing the feasibility.Keywords: Structural design； Processing craft FANUC system； Numerical control programming第第 1 章章 绪论绪论1.1 工业缝纫机的背景和发展趋势工业缝纫机的背景和发展趋势18 世纪欧洲掀起工业革命的高潮，纺织业实现了机械化的大生产，随之也对缝制机械化提出了迫切的要求，各种缝制机械也应运而生。英国、法国等国家在缝
10、纫机早期的研究和开发方面投入了巨大的财力和物力。由于受美国及周边国家的影响，英国 WILLIANFREDERICTHOMAS 公司于 1854 年开始系列化生产由美国发明家艾利斯豪发明的双线锁式线迹缝纫机，这也是英国第一台系列化生产的产品。但真正被誉为第一台英国缝纫机却是 1865 年 5 月在英国机械杂志上公布的，1862 年由 GeorgeWhight 设计的双线链式线迹缝纫机。这台缝纫机配上了机架台板，已经接近现代家用缝纫机的式样。另一家缝纫机制造商 COMPANYSEWING 公司在 1870年开发了早期的自由臂锁式线迹缝纫机，被称为欧洲人，上面有 11 世纪名媛 GODIVE 作其商
11、标。1868 年，苏格兰一家制造商 KIMBALLMORTON 用狮子作为外形，设计出新的狮子形踏板缝纫机，狮子头部的鬃毛后面的缝纫机部件在 1902 年取得了专利。亚洲缝纫机产业起步要比欧美晚很多。大致在 20 世纪初期，主要受欧美进口的影响，日本的缝纫机产业从商贸和维修起步，之后又引进了欧美的技术，开始拥有自己的缝纫机制造业，不断发展成为今天亚洲，乃至世界缝纫机生产大国。日本缝纫机制造业起步于 20 世纪 20 年代。当时，日本民用机械没有得到充分发展，也只能生产一些简易的缝纫机，如草帽机等，但是积累了大量的精密加工技术。日本缝纫机技术真正的大发展还是在二次世界大战之后，日本国内经济复兴和
12、人民生活水平提高，对美国出口日本服装需求的增加使服装产业得以发展，一些军工企业改为生产民用品，如JUKI（重机）工业株式会社、松树缝纫机制造公司等，使缝纫机产业得到了快速发展。在政府的资助下，日本开始生产廉价的家用缝纫机，销往世界各国，年产 10 万台左右。到了五、六十年代，引进欧美先进技术，开始生产家用多功能缝纫机，之后又生产电子、电脑家用缝纫机，产量逐步上升，并逐渐确立了在国际上的领先地位。第第 2 章章 数控机床和加工中心的简介数控机床和加工中心的简介2.1 数控机床的概述数控机床的概述数控数字控制技术是近代发展起来的一种用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术。采用数控技术的控制系统
13、称为数控系统。数控机床是综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机床设计等技术而发展起来的， 采用数字化信息对机床运动及其加工过程进行自动控制的自动化机床。数控机床与普通机 床想比，具有适应性强、效率高、加工质量稳定和精度高的优点，而且易实现多坐标联动， 能加工出普通机床难以加工的曲线和曲面。数控机床主要是由信息载体、数控装置、伺服 系统、反馈系统和机床等组成，其框图如下：图 2.1根据工艺用途分，数控机床可以分为三类：（1）一般数控机床 （2）多坐标数控 （3）加工中心机床.2.2 加工中心的概念和特点加工中心的概念和特点加工中心是一种具备刀库并能按预定程序自动更换刀具，对工件进行多工序加
14、工的高效数控机床。加工中心的特点：1.加工中心是在数控机床的基础上增加自动换刀装置，使工件在一次装夹后，可以自动的、连续的完成对工件表面的多工序加工，工序高度集中；2.加工中心一般带有自动分度回转工作台或主轴箱可自动转角度，从而使工件一次装夹后，自动完成多个表面或多个角度位置的多个工序加工；3.加工中心能自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工作的运动轨迹及其他辅助功能；4.加工中心如果带有交换工作台，工件在工件位置的工作太进行加工的同时，另外的工件在装卸位置的工作台进行装卸，不停止加工。因此，加工中心可以大大减少工件装夹、调整和测量时间，使加工中心的切削时间利信息载体用率高于普通机床的 34
15、 倍，大大提高了生产率；同时避免工件多次定位所产生的累积误差，提高了加工精度。我们在制造和生产零件时，所用到的加工中心是 MCH-500 卧式加工中心和立式加工中心。卧式刀盘可放 60 把不同的刀具，具有交换工作台；立式加工中心则有 24 把刀具可交换，具有一定的记忆功能。MCH-500 卧式加工中心MCH-500 立式加工中心2.3 FANUC 系统的特点系统的特点1）系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性提高而且便于维修、更换。2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为 045 摄氏度，相对湿度为 75%。3）有效完善的保护措施。FANU
16、C 对自身的系统采用比较好的保护电路。4）FANUC 系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于一般的机床来说，基本功能完全满足使用要求。5）提供大量丰富的 PMC 信号和 PMC 功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧 PMC 控制程序，而且增加了编程的灵活性。6）具有很强的 DMC 功能。系统提供串行 RS232C 传输接口，使通用计算机 PC 和机床之间的数据传输方便、可靠地进行，从而实现高速的 DNC 操作。7）提供丰富的维修报警和诊断功能。FANUC 维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类，第第 3 章章 结构的设计和刀具的选择结构的设计和刀具的选择3.1 1850 套结机机头的材质的选择套结机机头的材质的选择由于工业缝纫机在市场的竞争中，比较的激烈，而在样式和材料方面，每个设计者都在为自己公司的利益着想，由于，这些大型毛坯要在加工中心中来加工完成，而加工中心的自动换刀的刀盘上，放的大都是专用刀具，都是一笔很大的开支，因此，设计者就在材质的选择中，经过计算和调查，利用 FC20
