ck280数控车床设计说明书.doc
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ck280数控车床设计说明书.doc
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摘要
CK280数控车床综合实验台是一个为学校教学应用而设计的,能满足学生对数控实习所需要的各种动作要求和实习作品的加工。
该数控车床使用很多符合国家标准的元件,结够简单,紧凑﹑体积小,功能齐全,是一个适合教学用的经济性数控车床。
教学中合理使用,就可以达到满意的工作效率。
CK280数控车床的机械结构部分主要包括:
主传动系统,进给系统和数控机床辅助装置,机械系统设计是数控综合实验台的一个部分,它的任务是完成整个数控车床的机械执行运动和结构基础,是通过用途,功能和技术要求等合理定出系统结构,并通过认真的计算得到的参数,然后选择符合规定的元件和进行系统的结构设计。
该数控车床由主传动装置,X﹑Z轴进给装置,和辅助装置(自动换刀装置,数控车床尾座)等组成。
关键词
传动进给主轴丝杠
Abstract:
CK280CNClatheisacomprehensivetest-besforschoolteachingapplicationsdesignedtomeetthetrainingrequirementsofNCstudentstothevariousmovementsandpracticalrequirementsoftheprocessingword.TheCNClathewiththeuseofnationalstandardsformanycomponents,simple,compact,smallsize,fullyfunctional,isasuitableteachingandtheeconomyofCNClathes.Rationaluseofteaching,wecanachieveasatisfactoryworkefficencCK280CNClathemachine,includingsomeofthemajorstructure;maindrivesystem,feedingsystemandnumericalcontrolmachinetoolsassistdevice,MechanicalsystemsdesignedtointegratedthroughouttheNCpartofatest-bed,itstaskistocompletetheCNClathemachineandstructuralbasisfortheimplementationofmovement,throughtheuseoffunctionalandtechnicalrequeirementssetreasonablestructure,andthroughcarefulcalculationbytheparameters,andthenselecttherequiredcomponentsandsystemsforthestructuraldesign.
Ck280CNClathesfromthemaintransmissiondevices,X﹑Z-axisfeeddevices,andassistivedevices(automatietoolchangedevices,CNClathesTailstock).
Keywords:
Transmission,Feed,Spindle,Leadscr
前言 1
1数控机床机械部分的组成 4
1.1主传动系统 4
1.2进给系统 4
1.3数控车床的辅助装置 5
2主传动系的选择设计 5
2.1电动机的选择 5
2.2主轴结构设计 7
2.3主轴的V带传动设计 12
3进给传动系统设计 14
3.1X轴丝杠传动系统的设计 15
3.1.1X轴丝杠的设计 15
3.1.2电动机的选择 17
3.1.3V带设计 19
3.1.4X丝杠轴的结构设计和部件 21
3.2Z轴丝杠传动系统的设计 22
3.2.1Z轴丝杠的设计 22
3.2.2电动机的选择 24
3.2.3 Z丝杠轴的结构设计和部件的选择 26
4.各轴向导轨的计算选择 27
4.1导轨的选择 27
4.1.1导轨间隙调整机构的类型选择 27
4.1.2导轨的的选择 28
4.1.3导轨的润滑及防护 28
4.2X、Z轴向导轨的计算选取 28
5.回转刀台的设计 29
5.1回转换刀装置的作用 29
5.2自动换刀装置的的形式及其工作原理 29
5.3刀架结构设计计算 30
6总结 31
致谢 33
前言
数字控制(数字控制)简称(收据控制)是近代发展起来的一种自动控制技术,上数字化信号对机床及其加工过程进行控制的一种方法.
数字控制机床(Numeralcontroltoolmachine)简称数控机床,就是采用了数控技术的机床,或者是装备了数控系统的机床。
数控机床是一种综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量和机床结构等方面的最新成就而发展起来的高效自动化精密机床,是一种典型机电一体化产品。
它集高效率、高精度和高柔性于一身,代表了机床发展的主要发展方向。
它是机械加工自动化的核心设备。
随着科学技术的发展,机械产品的形状和结构不断改进,对零件的加工质量要求也越来越高,单件、小批生产的机械产品比重越来越大,已占到机械加工总量的80%以上,特别是在航天、航空、造船以及国防工业的一些部门,加工批量大、精度要求高、形状复杂的零件很多,不适于采用如汽车、拖拉机等行业所用的大批大量生产的自动机床、组合机床和自动线来加工,而一般机床又难于达到加工要求。
在此情况下,产生并发展了数控机床,它有效地适应了产品不断变化、多品种、小批量地自动化生产地需要。
1952年,美国的帕森斯公司和麻省理工学院率先研制成功世界第一台坐标数控铣床。
数控车床是切削加工的主要技术装备。
它能完成的切削加工最多。
因此,在机械制造工业中,数控车床是一种应用得较广泛的金属切削机床。
数控车床与其他类型的车床相比有下列特点:
国际信息处理联盟(IFIP)第五次技术委员会对数控机床定义如下:
数控机床是一个装有程序控制系统的机床。
该系统能够逻辑的处理具有使用号码,或其他符号编码指令规定的程序。
数控系统是一种控制系统,它自动阅读输入载体上预先给定的数字值,并对其译码、运算,从而实现控制刀具与工件相对运动,加工出所需要的零件。
1、通用性强,生产率高,加工精度高且稳定,操作者劳动强度低。
2、适合于复杂零件的加工。
3、换批调整方便,适合于多种中小批柔性自动化生产。
4、便于实现信息流自动化,在数控车床基础上,可实现CIMS(计算机集成制造系统)。
数控机床设计是计算机﹑自动控制﹑机械制造﹑网络通信技术于一体,典型的机电一体化产品。
数控技术的高低已衡量一个国家制造水平的核心标志,实现加工机床及生产过程的数控化,已经成为当前制造的发展方向。
40年来,它经历了研究试制,工业应用和高速发展的三个阶段,在品种、数量、加工范围与加工精度等方面有惊人的发展。
1948年美国帕森斯(Parsons)公司在研制加工直升飞机叶片轮廓检查用样板的机床时,提出了数控机床的初始设想,并与麻省理工学院合作,于1952年制作了世界上第一台数控机床样板。
这是一台三坐标数控立式铣床,采用的是脉冲乘法器原理,其数控系统全部采用电子管元件,我们称之为第一代数控系统。
其后,随着电子与计算机技术的发展,数控机床经历了几代变化:
第一代1952---1959年采用电子管元件
第二代从1959年开始采用晶体管元件
第三代从1965年开始采用集成电路
第四代从1970年开始采用大规模集成电路及小型通用计算机
第五代从1974年开始采用微处理器或微型计算机
80年代初,国际上又出现了柔性制造单元FMC
FMC和FMS被认为是实现计算机集成制造系统(CIMS)的必经阶段和基础。
我国从1958年开始研究数控机床,一直到60年代中期处于研制、开发时期。
当时,一些高等院校、科研单位研制出实验性样机,开始也是从电子管着手的。
70年代针对航空工业等复杂形状零件的急需。
从1973年以来组织了数控机床攻关会战,经过3年努力,到1975年已试制生产了40多个品种300多台数控机床。
据国家统计局的资料,从1973年----1979年,7年内全国累计生产数控机床4108台。
1980年前后我国采取了暂时从国外引进数控装置和伺服驱动系统为国家主机配套的方针,几年内大见成效。
目前,我国除具有设计与生产出了柔性制造系统。
1984年北京研究所研制成功了FMC-1和FMC-2柔性加工单元,之后又开始了柔性制造系统的开发工作,并与日本FANUC公司合作,在北京机床研究所内建立了第一条柔性制造系统,用于加工直流伺服电机的轴类,法兰盘类,刷架体类和壳体类的14种零件。
近年来,依靠我国科技人员的努力,已先后研制成功并在北京,长春等地安装使用了3FMS。
现在我国已建立了以中、低档数控机床为主的产业体系。
一些较高档次的数控系统,如5轴联动的数控系统、分辨率为0.02mm的高精度车床用数控系统、数字仿型的数控系统、为柔性制造单元配套的数控系统,也陆续开发出来,并制造出样机。
这一切说明,我国的机床数控技术已经进入了一个新的发展时期。
预计在不远的将来,我国将会赶上和超过世界先进国家的水平。
当前,数控机床技术呈现如下发展趋势
1.高精度化
2.运动高速化
3.高柔性化
4.高自动化
5.复合化
6.高可靠性
7.宜人化
8.设计CAD化
我国是世界上机床产量最多的国家,但数控机床产品的竞争力在国际市场中仍处于较低水平,即使在国内市场也面临着严峻的形势,一方面国内市场对各种机床产品特别是数控机床有大量的需求,而另一方面却有不少国产机床滞销积压,国外机床产品充斥市场,严重影响我国数控机床值得自主发展的势头。
这种现象的出现,除了有经营上﹑产品质量上和促销手段上等的原因外,一个最主要的原因是新产品的开发周期长,不能即使针对用户的需求提供满意的产品。
为了促使我国数控机床设计技术的发展,提升国内机床设计人员的整体水平,学校也开展了该方面的设计课程,更多的培养该方面的人才。
本设计是CK280数控车床机械机构设计,较详细的设计计算了数控机床各组成部分的结构和工作原理。
特别是对主传动系统和进给系统的设计。
设计的目的:
①了解数控车床的机械结构和工作原理;②熟悉数控车床的进给原理和换刀原理;③熟悉应用二维软件CAD画图软件绘制装配图;④把大学四年所学的知识串联起来,学会很好的学以致用。
设计的意义:
我国是一个工业大国,近年来,随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域,尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。
在设计中很好的理解数控车床的机械机构,加工原理,利用理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力,培养学生独立思考问题和解决问题的能力,能对我今后的学习工作取得更多的帮助和经验。
对自我提高是很宝贵的一次机会。
本次设计中拟解决的工程实际问题是采用开放式结构,通过该实验台,可以使我能全面掌握数控车床的机械结构、全数字伺服数控系统的电器设计方法、硬件连接、功能参数设置利用该装置不仅可以进行数控系统电气维修实习培训,也可以进
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