CK6163型数控机床设计Word下载.docx
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主运动采用分离传动从而使变速箱实现四级变速。
进给机构由床鞍纵向进给电液脉冲马达、滚珠丝杠副和中间传动齿轮副组成。
关键词:
数控技术;
床头箱;
变速箱;
进给机构;
滚珠丝杠;
Abstract
Numericalcontroltechnologyisthecoretechnologyoftheadvancedmanufacturingtechnologyandequipment,machinerymanufacturingcompetition,anditsessenceisthecompetitionofnumericalcontroltechnology.Fromthenumericalcontroltechnologyandequipmentdevelopmenttrend,itsmainresearchfocushasthefollowingseveralaspects:
1.Thedirectionoffunctiondevelopment;
2.Thedirectionofstructuralsystemdevelopment;
3.Highspeed,highefficiency,highprecisionandhighreliability;
CK6163numericalcontrolledmachinetoolistheopenlooptypedigitalprogramcontrolledlathe.Toinsideandoutsidethecylinder,conesurface,suchasprocessingarcface,straightthreadandtaperthread.Start,stop,andvariablespeedmachinetoolspindle,longitudinalandtransversefeedmotionofstrokeandspeed,transformationandthecoolingofatool,canbecontrolledautomatically.Andwithastraightline,taper,straightthreadandautomaticcyclefunctionoftaperthreadandsoon.
CK6163numericalcontrolledmachinetoolheadstock,transmission,feedingmechanism,toolcarriage,controlbox,etc.Bedsideboxbymanipulatingtheoilcylinderpistonrodtocontrolthebidirectionaldriveforkoftheinternaltoothclutchconnectedorrelax,forlevel4speedofspindle.Separationisusedinthemainmovementtransmissionsothatrealizefourspeedgearbox.Feedmechanismbythebedsaddlelongitudinalfeedelectrichydraulicpulsemotor,ballscrewpairandtheintermediatetransmissiongears.
Keywords:
Numericalcontroltechnology;
Bedsidecabinet;
Gearbox;
Feedmechanism;
Ballscrew;
1绪论
1.1本课题的研究内容和意义
数控机床通常由控制系统,伺服系统,检测系统,机械传动及其他辅助系统组成。
数控机床相比较于普通机床有以下特点:
(1)加工精度高,拥有稳定加工质量;
(2)拥有多坐标的联动,能加工较为复杂的工件;
(3)加工时间短;
(4)生产效率高;
(5)自动化程度高,减轻劳动强度;
数控机床的控制方式有很多种,主要分为开环控制,闭环控制和半闭环控制。
开环控制系统没有反馈装置,系统不会计算误差,精度不高,但属于经济型;
闭环控制系统和半闭环控制系统都装有反馈装置,他们区别在于反馈检测装置安装位置不同,闭环控制系统的反馈装置在工作台上,而半闭环控制系统的反馈装置在轴端或者丝杆上。
本次研究的CK6263型数控机床的控制就属于开环控制系统。
CK6163型数控车床,是车床中应用最广泛、最典型的一种数控车床。
该机床是开环式的数字控制车床。
机床主轴的起动、停止和变速,纵向和横向进给运动的行程和速度,刀具的变换和冷却,都可以自动控制。
并具有直线、锥度、直螺纹和锥螺纹等自动循环功能。
在该机床中采用液压卡盘、液压尾座、快换刀架和机床外对刀装置。
该机床使用于加工形状复杂的中小批量的零件。
数控机床的主传动方式分为集中传动方式和分离传动方式。
集中传动是指主传动和变速传动在同一个主轴箱内的传动方式,其优点在于结构紧凑,便于实现集中操作,安装调整方便,主要用于普通精度的大中型机床;
分离传动是指主传动的大部分传动和变速传动安装于远离主轴的单独变速箱内,通过带传动将运动传到主轴箱的传动方式,其优点在于变速箱内各传动件所产生的的振动和热能不直接传给或少传给主轴,有利于提高主轴工作精度,主要运用于对精度要求高的机床。
CK6163型数控机床就是采用了分离传动,来提高工作精度。
1.2国内外的发展概况
数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。
世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对市场的适应能力和竞争能力。
工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅大力发展自己的数控技术及其产业,而且在"
高精尖"
数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
因此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。
目前,欧、美、日等工业化国家已经先后完成数控机床产业化进程,而我国是从20世纪80年代才开始起步,处于发展阶段。
国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段,在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年;
在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。
同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低,相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后,国产的数控机床还没有形成品牌效应。
同时,中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系,市
场营销能力和经营管理水平也不高。
更重要原因是缺乏自主创新能力,完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少,制约了数控机床产业的发展。
十二五期间我国将持续投入,且力度加大,力争通过10-15年的时间,实现由机床工具生产大国向机床工具强国转变,实现国产中高档数控机床在国内市场占有主导地位等一系列中长期目标。
在数控机床制造方面,德国和日本一直处于领先地位,德国是老牌工业强国,其锻压机械种类齐全,基本上每一种锻压设备都有代表世界最先进水平的产品,比如通快的钣金成形机床、舒勒的大型覆盖件压力机、多工位压力机和冲压自动生产线、米勒万家顿的电动螺旋压力机、奥姆科的热模锻压力机、哈森克勒佛的离合器式螺旋压力机、拉斯科的锻锤、辛北尔康普的大型液压机、瓦格纳-班宁的碾环机、雷菲尔德的旋压机、FELSS的旋锻机等等的锻压机械。
日本的锻压机械和德国一样,在世界上居于领先地位,尽管在大型和重型锻压设备方面不如德国,但在数控锻压机械,尤其在伺服驱动压力机方面具有很高的技术水平。
而在我国沈阳、大连两市已基本成为全国数控车床、加工中心的中央综治委开发基地;
在长江三角洲地区已成为数控磨床、电加工机床、板材加工设备、等的主要生产基地。
1.3本课题应达到的要求
本课题主要研究CK6163型数控机床的设计,主要设计主轴箱和变速箱,还有涉及到进给机构的设计,以及一些零部件的设计。
而主要问题是:
相关文献资料的缺乏,对一些结构设计部分的具体设计指导,以及制图软件的高级运用技巧。
图1.1CK6163型数控机床
2总体方案
2.1CK6163的现状和发展
数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品;
其技术范围复盖很多领域:
(1)机械制造技术;
(2)信息处理、加工、传输技术;
(3)自动控制技术;
(4)伺服驱动技术;
(5)传感器技术;
(6)软件技术等。
计算机对传统机械制造产业的渗透,完全改变了制造业。
制造业不但成为工业化的象征,而且由于信息技术的渗透,使制造业犹如朝阳产业具有广阔的发展天地。
数控技术的发展趋势:
①智能化
;
②网络化
③集成化;
④微机电控制系统
⑤数字化。
我国数控产业发展的思考:
1、注重系统配套;
2、注重产品的可靠性;
3、提倡创新,加强服务。
2.2CK6163卧式车床的总体方案
由于该设计给出的已知条件是16级变速,对于主轴箱的设计采用双联齿轮、拨叉、电磁离合器实现主轴的变速、正转、反转。
进给部分用数控系统控制纵横两方向的步进电机,实现X、Y两方向的进给运动;
刀架采用四方刀架;
参考的普通机床拆除其中的丝杠、光杠进给箱、溜板箱,换上滚珠丝杠螺母副;
在主轴后端加一主轴编码器,以便加工螺纹。
车床的主参数(规格尺寸)和基本参数(GB1582-79,JB/Z143-79)
最大的工件回转直径D是630mm;
刀架上最大工件回转直径D1大于或等于315mm;
主轴通孔直径d要大于或等于80mm;
主轴头号(JB2521-79)是4.5;
最大工件长度L是1500mm;
主轴转速范围是:
32~1000r/min;
级数范围是:
16级;
主轴前端孔锥度是公制100号;
纵向进给量0.01~20.47mm;
刀架横进给量范围(在直径上)是0.01~20.47mm;
刀架纵向和横向进给的脉冲当量0.01mm;
主电机功率是13kw。
本设计主要着重于主轴箱、变速箱和进给机构的设计。
CK6163型数控机床主要结构图如图2.1
图2.1CK6163型数控机床主
3主轴箱的设计
3.1主轴箱的运动设计
3.1.1已知条件
低转速nmin为32r/min,高转速nmax为1000r/min,转速调整范围为Rn=nmax/nmin=31.25取Rn=32
确定公比:
选定主轴转速数列的公比为φ=1.25;
求出主轴转速级数Z
Z=lgRn/lgφ+1=lg32/lg1.25+1=16
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