卧式数控加工中心主传动系统设计Word格式.docx
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3.进行新数控卧式加工中心的总体方案和控制系统总体方案设计;
4.对加工中心的主传动系统进行研究,系统的、灵活的运用所学的专业知识设计一套性能优良的主传动系统。
研究方法
探索性研究法
:
探索性研究法是高层次的科学研究活动。
它是用已知的信息,探索、创造新知识,产生出新颖而独特的成果或产品。
主要技术指标(或研究目标)
1.熟悉数控机床本身的特点、明确设计要求;
2.拟定机床主传动系统的总体方案(机械部分、控制部分);
3.进行机械部分的结构设计;
4.进行主传动电气控制系统的设计。
教研室
意见
教研室主任(专业负责人)签字:
年月日
说明:
一式两份,一份装订入学生毕业设计(论文)内,一份交学院(直属系)。
摘要:
数控技术和数控装备是制造工业现代化的基础,这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到国家的战略地位。
随着现代机械制造行业的迅速发展,新技术、新工艺的充分应用,卧式加工中心在各种场合的使用越来越普遍,技术也越来越成熟。
本课题的目的是进行卧式加工中心主传动系统的设计,并满足相关的技术指标要求。
加工中心主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统。
包括电动机、传动系统和主轴部件。
本文通过参考国内外卧式加工中心机床布局、参数,综合分析技术先进性、市场竞争力、实施可行性、经济性等因素,确定切合实际的最好设计方案。
采用变频电机和一级机械调速达到调速和传递功率的要求;
用步进电机驱动主轴运动实现加工中心的动力要求;
数控装置采用51单片机来实现对电机更加精确的控制和实现机械调速的自动控制。
关键词:
数控机床;
卧式加工中心;
主传动系统
HorizontalCNCMachiningCenterMainDriveResearch
Abstract:
Thenumericalcontroltechnologyandthenumericalcontrolequipmentarethefactoryindustrymodernizationfoundations,doesthisfoundationwhetherreliableimmediateinfluencetoacountry'
seconomicdevelopmentandthecomprehensivenationalstrength,relatethecountrythestrategicposition.
Withmodernmachinerymanufacturingindustry,therapiddevelopmentofnewtechnology,fulluseofnewtechnology,horizontalmachiningcenterusedinavarietyofoccasions,moreandmorecommon,moreandmoresophisticatedtechnology.Thepurposeofthissubjectistobehorizontalmachiningcentersdesign,andmeettherelevanttechnicalrequirements.
Machiningcentertoolmasterdrivesystemisusesfortorealizetheenginebedmainmovementtransmissionsystem.Includingelectricmotor,transmissionsystemandspindleunit.
Throughdomesticandinternationalhorizontalmachiningcenterreferencetoollayout,parameters,comprehensiveanalysistechnologyadvanced,marketcompetitiveness,implementationfeasibilityandeconomy,factorstodeterminethebestdesignschemeispractical.Usesthefrequencyconversionelectricalmachineryandthefirst-levelmachineryvelocitymodulationachievesthevelocitymodulationandthetransmissionpowerrequest;
Withstep-by-stepsthemotor-drivenmainaxleverticalmotiontoachievetheZtravelingscheduletherequest;
Thenumericalcontrolinstallmentuses51monolithicintegratedcircuitstorealizetoanelectricalmachinerymoreprecisecontrolandrealizesthemachineryvelocitymodulationautomaticcontrol.
Keywords:
CNCmachinetools,HorizontalMachiningcenter,Maindrivesystem
第一章绪论
1.1引言
装备制造业是为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性产业,承担着为国民经济各部门提供工作母机、带动相关产业发展的重任,可以说它是工业的心脏和国民经济的生命线,是支撑国家综合国力的重要基石。
数控机床是装备制造业的工作母机,是实现制造技术和装备现代化的关键,是保证高技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。
因此,国际上一些发达国家一直把高性能数控机床作为战略物资而严加控制,限制我国进口高性能数控机床。
随着世界科技进步和制造业的发展,机床工业作为制造业的基础产业和国防军工发展的战略产业,其地位和作用越来越明显。
数控机床作为机床工业的主流产品,已成为实现装备制造业现代化的关键设备,数控机床的拥有量及其性能水平的高低是衡量一个国家综合实力的重要标志。
振兴装备制造业首先要发展机床工业,重点是发展数控机床,这已被近代世界产业发展史所证实。
总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
1.2课题背景
随着现代工业的迅速发展,新技术、新工艺的充分应用,社会生产力又跃上了一个新水平,中国成为世界制造大国,加工中心在各种加工场合使用的越来越普遍,技术也越来越成熟。
由于生产的实际以及市场竞争的需要,对加工中心的技术要求也越来越高。
1.3课题意义
主轴箱是加工中心的重要的部件,是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。
主轴箱采用多级齿轮传动,通过一定的传动系统,经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴,最后把运动传到主轴上,使主轴获得规定的转速和方向。
主轴箱传动系统的设计,以及主轴箱各部件的加工工艺直接影响机床的性能。
没有性能良好、工作正常、结构合理的主轴箱,任何机床和加工中心都不能确保其加工精度,从而也无法加工出令人满意的产品。
随着时代的发展和科技的进步,旧一代机床的技术及精度已经无法满足各行各业的使用要求,由于加工中心高精度、高效率的工作特点,开始逐渐代替传统机床,并普遍运用在机械、工业、造船等行业。
1.4课题内容
本次设计的题目是卧式加工中心重要组成部分---主传动系统。
主传动系统的主要技术参数很大程度是就决定了卧式加工中心的技术参数和加工范围及精度。
本课题的设计是在我国卧式加工中心已有的设计基础上,吸收国内外的一些先进技术,并解决传统卧式加工中心存在的些许问题,使卧式加工中心能够满足现代企业的机械加工要求,并尽量降低生产成本及提高机械产品的市场竞争力。
本课题设计的卧式加工中心主传动系统既保证了其原有的使用功能和质量,又降低了生产成本,适用于多数企业的生产车,具有较高的实际使用价值和可观的市场经济效益。
在设计中,多使用新材料,新工艺,多使用标准件设备、组合构件,能够快速制造与安装,适应市场变化和发展趋势要求。
设计内容主要有:
拟定设计方案,选取最优方案,设计多级减速传动系统,零、部件设计,力学校核,以及运用AutoCAD完成系统装配图和全部零、部件图。
最后撰写了毕业设计论文(说明书)。
1.5课题拟解决的关键问题
各类机床对其主轴组件和进给组件的要求,主要是精度问题,就是要保证机床在一定的载荷与转速下,组件能带动工件或刀具精确地、稳定地绕其轴心旋转,并长期地保持这一性能。
主轴组件和进给组件的设计和制造,都是围绕着解决这个基本问题出发的。
为了达到相应的精度要求,通常主轴组件和进给组件应符合以下几点设计要求:
旋转精度:
旋转精度是指机床在空载低速旋转时,安装工件或刀具部位的径向和轴向跳动值满足要求,目的是保证加工零件的几何精度和表面粗糙度。
刚度:
指主轴组件和进给组件在外力的作用下,仍能保持一定工作精度的能力。
刚度不足时,不仅影响加工精度和表面质量,还容易引起振动,恶化传动件和轴承的工作条件。
设计时应在其它条件允许的条件下,尽量提高刚度值。
抗振性:
指主轴组件和进给组件在切削过程中抵抗强迫振动和自激振动保持平稳运转的能力。
抗振性直接影响加工表面质量和生产率,应尽量提高。
温升和热变形:
温升会引起机床部件热变形,使主轴旋转和进给的相对位置发生变化,影响加工精度。
并且温度过高会改变轴承等元件的间隙、破坏润滑条件,加速磨损。
耐磨性:
指长期保持其原始精度的能力。
主要影响因素是材料热处理、轴承类型和润滑方式。
第二章加工中心综述
2.1加工中心简介
加工中心,简称CNC,是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。
加工中心是高度机电一体化的产品,工件装夹后,数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等,可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝、切槽等多种工序,因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间,对加工形状比较复杂,精度要求较高,品种更换频繁的零件具有良好的经济效果[1]。
2.2加工中心的分类
按照加工中心的形态不同进行分类,可分为立式、卧式和五坐标加工中心。
1)立式加工中心立式加工中心的主轴轴心线为垂直状态配置,结构形式多为固定立柱式,工作台为长方形,适合加工小型板类、盘类、壳体类零件。
立式加工中心结构简单,占地面积小,价格底,配备各种附件后,可进行大部分工件的加工。
2)卧式加工中心卧式加工中心的主轴轴心线为水平状态配置,通常都带有可进行分度回转运动的工作台,适合加工箱体类零件。
它与立式加工中心相比,结构复杂、占地面积大、质量大、价格亦高。
3)万能加工中心(又称多轴联动型加工中心):
是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化,完成复杂空间曲面加工的加工中心。
适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件
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