需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 編號 無錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 信機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動 化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923007 學(xué)生姓名： 陳小康 指導(dǎo)教師： 許菊若 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 無錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機(jī)械 91 學(xué) 號： 0923007 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無錫 太湖學(xué)院 信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、 題目 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 本次課題來源于： 校企合作開發(fā)課題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)的提出了高精度、高柔度與高度自動化的要求。數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 完成該數(shù)控車床總體方案設(shè)計(jì)，完成總體布局，繪制尺寸聯(lián)系總圖一份 ； 完成床身設(shè)計(jì)，繪制床身 零件圖 ； 完成底座設(shè)計(jì)，繪制底座零件圖 ； 完成設(shè)計(jì)說明書一份，有必要的闡述、分析、計(jì)算、說明。 、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 91 班 姓名 陳小康 五 、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 本次設(shè)計(jì)任務(wù)來源于校企合作開發(fā)課題 。 先調(diào)研數(shù)控車床的發(fā)展?fàn)顩r，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)得提出了高精度、高柔性與高度自動化的要求。數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 該設(shè)計(jì)主要考慮兩大方面：數(shù)控部分和機(jī)械部件。首先進(jìn)行數(shù)控車床總體方案的比較，然后確定最佳方案，完成半閉環(huán)數(shù)控車床的總體布局，繪制出半閉環(huán)數(shù)控車床的傳動系統(tǒng)圖，數(shù)控車床總體的尺 寸聯(lián)系圖。通過對切削力的計(jì)算來設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)、刀架、主軸卡盤的夾緊、液壓尾座的行程等。完成該數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)，總體布局，繪制尺寸聯(lián)系總圖一份，以及床身設(shè)計(jì)，繪制床身零件圖，底座設(shè)計(jì)，繪制底座零件圖。對車床振動的分析來提出加強(qiáng)機(jī)床剛度的方法，還有設(shè)計(jì)該數(shù)控機(jī)床的排屑裝置及尾架裝置。最后敘述該機(jī)床平時(shí)的維護(hù)及保養(yǎng)，有利于機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 預(yù)期成果設(shè)計(jì)出符合機(jī)械廠要求的通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動，臥式數(shù)控車床，盡量滿足生產(chǎn)需要，使我們設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人性，工作效率及防 護(hù)結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實(shí)際的使用要求。 關(guān)鍵詞： 半閉環(huán)；數(shù)控車床；總體設(shè)計(jì)； of NC of of to of to of is to in of NC to NC of NC To of of To of NC a in on to of as as of NC a is to of of to of as as to of us to V 目錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 課題的研究內(nèi)容和意義 . 1 次課題的意義 . 1 次課題的目的 . 1 次課題的所要達(dá)到的技術(shù)要求 . 1 內(nèi)外的發(fā)展概況 . 2 內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的形勢 . 2 控機(jī)床未來發(fā)展 趨勢 . 3 課題應(yīng)達(dá)到的要求 . 4 2 數(shù)控機(jī)床總體方案的比較及其確定 . 5 研情況 . 5 體方案比較及確 定 . 5 床的總體布局 . 5 床總體布局的基本要求 . 5 響總體布局的因素 . 5 述數(shù)控車床的特點(diǎn) . 6 控車床總體設(shè)計(jì)方案 1 . 6 控車床總體設(shè)計(jì)方案 2 . 8 控車床總體設(shè)計(jì)方案的確定 . 9 3 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) . 11 控機(jī)床的工作原理 . 11 控機(jī)床的組成 . 11 序編制及程序載體 . 11 入裝置 . 11 控裝置及強(qiáng)電控制裝置 . 11 服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置 . 11 床的機(jī)械部件 . 12 數(shù)確定 . 12 參數(shù)和基本參數(shù) . 12 削用量的選擇 . 13 動參數(shù)和動力參數(shù)的計(jì)算 . 13 控車床傳動系統(tǒng)圖 . 14 控車床總體聯(lián)系圖 . 14 床的潤滑與維護(hù) . 16 數(shù)控車床部件設(shè)計(jì) . 17 床底座，床身大件類的設(shè)計(jì)要求，方法 . 17 床的振動和提高剛度措施 . 17 機(jī)床振動的類型 . 17 高機(jī)床結(jié)構(gòu)動剛度 的措施 . 18 床熱變形的形成及其特點(diǎn) . 19 身與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 20 床的隔振 . 21 屑裝置的設(shè)計(jì) . 22 架裝置的設(shè)計(jì) . 25 5 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng) . 26 6 結(jié)論 . 28 致謝 . 29 參考文獻(xiàn) . 29 附錄 . 30 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題的研究內(nèi)容和意義 次課題的意義 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)得提出了高精度、高柔性 與高度自動化的要求。 大批大量的產(chǎn)品，如汽車，拖拉機(jī)和家用電器的零件，為解決高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的問題，多采用專用的自動生產(chǎn)線和自動化車間進(jìn)行生產(chǎn)。但是應(yīng)用這些專用生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期增長。在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到 70 80 ，這類產(chǎn)品一般都采用通用機(jī)床加工，當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)，機(jī)床與工藝裝備均需作相應(yīng)的變換和調(diào)整，而且通用機(jī)床的自動化程度不高，基本上由人工操作，難于提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。特別是一些由曲線，曲面輪廓組成的復(fù)雜零件，只能借助靠仿形機(jī)床，或借助劃線和樣板用手工操作的方法來加工，加工精度和生產(chǎn)效率 受到很大的限制。 數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 柔性制造技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)形成了在自動化程度和規(guī)模上不同的多鐘層次和級別的柔性制造系統(tǒng)。帶有自動換刀裝置的數(shù)控加工中心，是柔性制造的硬件基礎(chǔ)，是制造系統(tǒng)的基本級別。在多臺加工中心機(jī)床或柔性制造單元的基礎(chǔ)上，增加刀具和工件在加工設(shè)備與包裝之間的流通傳輸和存貯，和必要的工件清洗和尺寸檢查設(shè)備，并由高一級的計(jì)算機(jī)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理，這樣就構(gòu)成柔性制造體統(tǒng)。它可以實(shí)現(xiàn)多品種的全部機(jī)械加工或部件裝配， 控制原理是它的控制基礎(chǔ)。 隨著科學(xué)技術(shù)和制造工業(yè)的飛速發(fā)展，迫切需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能化和腦力勞動自動化，以便于適應(yīng)市場產(chǎn)品需求多變的要求。自動化制造技術(shù)不僅需要發(fā)展車間制造過程的自動化，而且要全面實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)決策，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，市場預(yù)測直到銷售的整個(gè)生產(chǎn)活動的自動化，特別是技術(shù)和管理科室的自動化，將這些要求綜合成一個(gè)完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，即所謂的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。它將一個(gè)制造工廠的生態(tài)活動進(jìn)行有機(jī)的集成，以實(shí)現(xiàn)更高效益，更高柔性的智能化生產(chǎn)。該系統(tǒng)是當(dāng)今自動化制造技術(shù)發(fā)展的最高階段。 次課題的 目的 根據(jù)校企合作開發(fā)要求設(shè)計(jì)一通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動，臥式數(shù)控車床。在進(jìn)行機(jī)床的總體布局的設(shè)計(jì)過程中逐漸了解機(jī)床的加工原理即機(jī)床各部件的相對運(yùn)動關(guān)系，結(jié)合考慮工件的形狀，尺寸和位置等因素，來確定各部件之間的相對位置，和床身、底座等部分部件的選擇和設(shè)計(jì)。 次課題的所要達(dá)到的技術(shù)要求 主軸轉(zhuǎn)速范圍： 40 4000 最大車削直徑： 200 最大切削長度 l： l=750無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 內(nèi)外的發(fā)展概況 內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的形勢 在國外市場，德國 、美國、日本等幾個(gè)國家基本都掌控了中高檔數(shù)控系統(tǒng)。國外的主要數(shù)控系統(tǒng)制造商有西門子、法拉克（ 三菱電機(jī)、海德漢等。隨著國際學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)界對開放式數(shù)控系統(tǒng)研究的日益推進(jìn)，我國的相關(guān)研究也越來越受到重視。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，我國機(jī)床行業(yè)也形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在質(zhì)與量上都取得了飛躍。國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)基本占領(lǐng)低端數(shù)控系統(tǒng)市場，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用上也取得了一定的成績。 目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性 的 變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動態(tài) 全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合計(jì)算機(jī)、多媒體、 模糊控制 、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上， 數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工 。 總結(jié)如下： 國內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀： 低技術(shù)水平的產(chǎn)品競爭激烈，互相靠壓價(jià)促銷；高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進(jìn)口；配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口；應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用；自行開發(fā)能力較差，相對有較高技術(shù) 水平 的產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝。 隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床發(fā)展也是突飛猛進(jìn)，高速高效方向、自診斷方向、網(wǎng)絡(luò)化方向、模塊化方向已成為數(shù)控機(jī)床未來發(fā)展的趨勢與方向。近年來，在國家 863 計(jì)劃和科技攻關(guān)計(jì)劃多年連續(xù)的支持下，企業(yè)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的積極性和成果也不斷地豐富起來。陸續(xù)開發(fā)研制了如華中系列、航天系列、中華系列等數(shù)控系統(tǒng)。 國外數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀： （ 1） 高速高精與多軸加工成為數(shù)控機(jī)床的主流，納米控制已經(jīng)成為高速高精加工的潮流。 （ 2） 多任務(wù)和多軸加工的數(shù)控機(jī)床越來越多地應(yīng)用到能源、航空航天等行業(yè)。 （ 3） 機(jī)床與機(jī)器人的集成應(yīng)用日趨普及，并且結(jié)構(gòu)形式多樣化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，運(yùn)動速度高速化，多傳感器融合技術(shù)實(shí)用化，控制功能智能化，多機(jī)器人協(xié)同普及化。 （ 4） 智能化加工與監(jiān)測功能不斷擴(kuò)充，車間的加工監(jiān)測與管理可實(shí)時(shí)獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測機(jī)床的狀態(tài)，提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，避免事故的發(fā)生，減少機(jī)床的故障率，提高機(jī)床的利用率。 （ 5） 最新的機(jī)床誤差檢測和補(bǔ)償技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成對機(jī)床的補(bǔ)償測量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高了 3 4 倍，同時(shí)效率得到大幅度地提升。 （ 6） 最新的 術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控機(jī)床的加工提供了強(qiáng)有力的支持，可以大幅度地提高加工效率。 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 3 （ 7） 刀具技術(shù)發(fā)展迅速，眾多刀具的設(shè)計(jì)涵蓋整個(gè)加工過程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。 控機(jī)床未來發(fā)展趨勢 （ 1） 高速化、高精度化：采用高速的 32 位以上的微處理器，可以提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實(shí)現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速、高精加工，通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)可提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。它直接關(guān) 系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速度、超精度加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。 （ 2） 多功能化：在零件加工過程中有大量的無用時(shí)間消耗在工件的搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、 換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機(jī)床上， 因此數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多功能，以最大限度地提高 設(shè)備利用率。另外前臺加工、后臺編輯的前后臺功能，充分提高其工作效率和機(jī)床利用率。數(shù)控機(jī)床還具有更高的通訊功能， 現(xiàn)代 數(shù)控機(jī)床除具有通信口， 能外，還具有網(wǎng)絡(luò)功能。 （ 3） 智能化：引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù) 稱 術(shù)是能調(diào)節(jié)在加工過程中所測得的工作狀態(tài)特性，且能使切削過程達(dá)到并維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓和完善； 機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機(jī)床及其 構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方 便地與 結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。智能化是 二十一 世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向。 （ 4） 模塊化：模塊化的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各設(shè)計(jì)行業(yè)。數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)也不例外的廣泛使用模塊制造功能各異的設(shè)備。所設(shè)計(jì)的模塊往往是通用的企業(yè)用戶可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)更換所需模塊。采用模塊化思想的數(shù)控機(jī)床增加了數(shù)控機(jī)床的靈活性降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，增強(qiáng)企業(yè)競爭的能力。嚴(yán)格按照模塊化的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床，不僅能夠有效的保障操作員和設(shè)備運(yùn)行的安全， 同時(shí)也是保證數(shù)控車床能夠達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)性能、充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)。此外，模塊化的設(shè)計(jì)還有助于增強(qiáng)數(shù)控車床的使用效率，減少故障率，提高數(shù)控車床的生產(chǎn)水平。 （ 5） 自診斷化：隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床性能也得到了明顯的改善。在新一代的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中大量地采用了模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)使數(shù)控機(jī)床的性能大大改善。采用高通過數(shù)控機(jī)床自身的故障診斷程序，自動實(shí)現(xiàn)對數(shù)控機(jī)床硬件設(shè)備、軟件程序和其他附屬設(shè)備進(jìn)行故障診斷和自動預(yù)警。數(shù)控機(jī)床可依據(jù)現(xiàn)有的故障信息，實(shí)現(xiàn)快速定位故障源 ，并給出故障排除建議，使用者可以通過自動預(yù)警提示及時(shí)解決故障問題，實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)防止和解決各種突發(fā)性事件時(shí)從而進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。 應(yīng)用前景：由于產(chǎn)品的多樣化和產(chǎn)品更新快是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)的明顯特點(diǎn)。因而多品種，中小批量生產(chǎn)越來越占優(yōu)勢。由于加工不大的零件占有很大的比例，這就要求加工設(shè)備有很大的靈活性，而新型產(chǎn)品中所需要零件的精度越來越高，形狀也變得相當(dāng)復(fù)雜，這就要求具有高的效率和加工精度。由于以上幾點(diǎn)具體要求結(jié)合成一體的分析，用一般的普通機(jī)床是無法滿足現(xiàn)代社會化發(fā)展的需要。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 課題應(yīng)達(dá)到的要求 為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和速度，要重視設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具的現(xiàn)代化，要積極推廣應(yīng)用價(jià)值工程，優(yōu)化設(shè)計(jì)工具的現(xiàn)代化，要積極推廣應(yīng)用價(jià)值工程，優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，藝術(shù)造型設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)繪圖等。 通過查閱專業(yè)文獻(xiàn)資料初步掌握數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)的相關(guān)知識 ,參加工廠的生產(chǎn)實(shí)踐 ,在生產(chǎn)中學(xué)習(xí)、思考、分析，從而設(shè)計(jì)出符合機(jī)械廠要求的通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動，臥式數(shù)控車床，滿足生產(chǎn)需要，盡量使我們設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人性，工作效率及防護(hù)結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實(shí)際的使用要求。其中本次課 題主要考慮完成該半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)，完成總體布局，繪制出該機(jī)床的尺寸聯(lián)系總圖，完成對床身和底座的設(shè)計(jì)，并繪制零件圖。 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 5 2 數(shù)控機(jī)床總體方案的比較及其確定 研情況 數(shù)字控制機(jī)床簡稱數(shù)控機(jī)床，它是近期發(fā)展起來的具有廣闊應(yīng)用前景的新型自動化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是將加工過程中所需的更重操作（如主軸變速、夾松工件、進(jìn)刀和退刀、開刀和停車、選擇刀具、供給冷卻液等等）和步驟以及刀具與工件的相對位置都用數(shù)字化的代碼表示出來，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送 入專用的或通用的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)和其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動加工所需要的工件。機(jī)床數(shù)控技術(shù)是由機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和外圍技術(shù)三部分組成的。 數(shù)控機(jī)床是新型的自動化機(jī)床，它對解決復(fù)雜型面和高精度零件的加工，對單件小批量的自動化等都具有重要意義。由于產(chǎn)品多樣化和產(chǎn)品更新快是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)的明顯特點(diǎn)，因而多品種、中小批量生產(chǎn)越來越占優(yōu)勢。由于加工不大的占有很大比例，這就要求加工設(shè)備具有很大的靈活性，而新型產(chǎn)業(yè)所需零件的精度越來越高，形狀也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，這就要求具有高 的效率和加工精度。由于以上幾點(diǎn)具體要求結(jié)合成一體的分析，用一般性的普通機(jī)床是無法滿足現(xiàn)代社會化生產(chǎn)發(fā)展的需要。由此可見，提出滿足生產(chǎn)要求的數(shù)控機(jī)床的大量普及是社會化大生產(chǎn)所面臨的迫切需要解決的問題。 機(jī)床新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)工作應(yīng)以“上質(zhì)量、上品種、上水平、提高經(jīng)濟(jì)效益”為指導(dǎo)思想；以提供性能好、成本低、可靠性高、高效節(jié)能，便于維護(hù)操作的機(jī)床產(chǎn)品，滿足國民經(jīng)濟(jì)各部門和國際市場的需求為宗旨；建立市場觀念，競爭觀念，主動研究市場和技術(shù)發(fā)展趨勢，及時(shí)開發(fā)適銷對路的新產(chǎn)品。 為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和速度，要重視設(shè)計(jì)方法 和設(shè)計(jì)工具的現(xiàn)代化，需要要積極推廣應(yīng)用價(jià)值工程，優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，藝術(shù)造型設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)繪圖等。 機(jī)床產(chǎn)品的分段設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)計(jì)工作的調(diào)理性和平密性，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。 因此，為了我們的設(shè)計(jì)更加合理，我們作了一定的調(diào)研，并閱讀了大量的資料，參考了一系列數(shù)控車床，盡量使我們設(shè)計(jì)的數(shù)控車床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人，工作效率，及防護(hù)結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實(shí)際使用要求。 體方案比較及確定 床的總體布局 機(jī)床總體布局的目的是按照簡單，合理，經(jīng)濟(jì)的原 則，制定一種實(shí)現(xiàn)加工要求的方案，它基本上由工藝方法，運(yùn)動分配，工件尺寸，重量精度，表面光潔度及生產(chǎn)效率等因素所決定。 床總體布局的基本要求 （ 1） 保證給定的工藝過程要求，最大限度地考慮機(jī)床部件的通用性； （ 2） 保證機(jī)床的剛度，精度，抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機(jī)床的重量； （ 3） 保證機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，且盡量采用較短的傳動鏈，以提高傳動精度和傳動效率。 （ 4） 保證良好的加工工藝性，以便于機(jī)床的加工和裝配； （ 5） 保證安全生產(chǎn)，便于操作，調(diào)整和維修； （ 6） 對于 生產(chǎn)效率和自動化程度較高的機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床，應(yīng)力求便于自動上，下料或納入自動線，并便于排除鐵屑； （ 7） 盡可能減小機(jī)床占地面積； （ 8） 機(jī)床外形美觀，大方。 響總體布局的因素 （ 1） 機(jī)床的運(yùn)動及其分配對布局的影響； （ 2） 機(jī)床所加工工件（極限范圍）對布局的影響； （ 3） 機(jī)床性能對布局的影響； 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 （ 4） 操作，觀察與調(diào)整對布局的影響。 述數(shù)控車床的特點(diǎn) 此數(shù)控車床用于加工回轉(zhuǎn)體零件，它集中了臥式車床，轉(zhuǎn)塔車床，多刀車床，仿形車床，自動和 半自動車床的功能，是數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大的品種之一，數(shù)控車床不需要人工操作，也沒用機(jī)械操作元件，機(jī)床在防護(hù)罩的保護(hù)下工作，只能通過防護(hù)罩上的玻璃觀察車床工作情 況，因此數(shù)控車床的布局存其自身無法與其他車床比擬的優(yōu)點(diǎn)，好處。 控車床總體設(shè)計(jì)方案 1 （ 1） 床身及底座 此數(shù)控機(jī)床加工范圍中最大的加工直徑為 200大加工長度為 750圍較大，因此一般只能選用臥式，且由于數(shù)控車床不需手操作和為了便于排屑，往往將臥式床身作成傾斜式（ 45和 60兩種常用）， 45床身主要是重心穩(wěn)定，這樣加工 精度也會隨之變得便于保證，而缺點(diǎn)是徑向?qū)挾葧哟?，車床底座也相?yīng)的加大，而 60床身落屑更方便，缺點(diǎn)是重心不如 45穩(wěn)定，比較之下，本套數(shù)控機(jī)床選用 45床身，而且床身及底座采用鑄造方式，鑄適床身，吸振性好，多用于精度要求高的機(jī)床及大型機(jī)床，且床身采用中空箱式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度比臥式普通車床的床身高。 （ 2） 刀架 刀架裝在主軸的右側(cè)面，這顯然是為方便操作者操作而采用的布局，刀架的位置決定了主軸的轉(zhuǎn)向應(yīng)與普通車床相反，而且數(shù)控車床不用擔(dān)心切削飛濺傷人，所以切削速度可以提高，以便于充分發(fā)揮刀具的切削性能且刀架為液壓回 轉(zhuǎn)刀架，回轉(zhuǎn)刀架換刀時(shí)，首先是刀盤松開，之后刀盤就運(yùn)轉(zhuǎn)位到達(dá)指定刀位，最后刀盤復(fù)位夾緊，刀盤的旋轉(zhuǎn)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)方向，靠液壓馬達(dá)來控制刀架有 6 個(gè)工位，可能 12 把刀，且刀架中安有切削液出口。 （ 3） 進(jìn)給系統(tǒng) 本數(shù)控車床是雙軸數(shù)控車床，其 X 方向 Z 方向的導(dǎo)軌采用滾動導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌運(yùn)動方便，輕捷，摩擦力小，摩擦發(fā)熱少，磨損小可避免爬行，可得較高的定位精度，尾架導(dǎo)軌模仿 軌，采用了直接鑄造加工，經(jīng)淬硬加工，磨削，可得較高精度及較高耐磨性，另外，此導(dǎo)軌與 Z 方向?qū)к壎际切敝迷?45床身上，滾動導(dǎo) 軌靠壓板固定，而尾架導(dǎo)軌則采用閉式導(dǎo)軌（因其承受一定的顛覆力矩）故采用三角形與矩形相結(jié)合的導(dǎo)軌，其具有導(dǎo)向性好，制造方便及剛度高的優(yōu)點(diǎn)。 數(shù)控機(jī)床都取消了進(jìn)給箱，采用了伺服電機(jī)帶傳動滾珠絲杠進(jìn)行進(jìn)給，并將絲杠布置車身兩 Z 向?qū)к壷g及 X 方向兩導(dǎo)軌之間消除了傾覆力矩影響，并利用伺服電機(jī)帶傳動，精度隨之大幅度提高，且滾珠絲杠靈敏度，定位精度較高，并可防止爬行，且傳動效率高，可達(dá) 85%是普通滾動絲杠副的 2，滾之絲杠副的摩擦角小于 1，因此不自鎖。 床身中部為刀架溜板 ，底層為縱向（ C 向）溜板，可以延床身導(dǎo)軌作移動，上層為橫向（ X 向）即床身傾斜方向，溜板都靠滾珠絲杠帶動。 （ 4） 尾座 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 7 尾座是液壓尾套座，套筒的伸進(jìn)伸出靠液壓控制，但大的行程則靠手動來移動尾架。并利用偏心輪機(jī)構(gòu)對尾座進(jìn)行夾緊，尾架安裝在鑄造的滑動導(dǎo)軌上。 （ 5） 排屑機(jī)構(gòu) 選用型號為 平板鏈?zhǔn)脚判佳b置，排屑機(jī)構(gòu)把它安放在底座中，并在底座上端開有排屑槽，使鐵屑延防護(hù)板和切削液一起流入排屑裝置中通過平板鏈輸送到積屑箱里，此排屑裝置還具有分流切削液功能，切削液從排屑裝置頭部直接流回冷卻系統(tǒng)中的冷卻箱 。 （ 6） 冷卻機(jī)構(gòu) 冷卻箱體與底座鑄造在一起，主要是為滿足廠方需要，冷卻箱體有兩個(gè)腔，中間有一帶孔隔壁，起到初步過液作用，再利用冷卻泵的過濾網(wǎng)進(jìn)行三次過液，把切削液用冷卻泵打出，通過管道，從刀架的出水口噴出，進(jìn)行循環(huán)。 （ 7） 主軸箱 主軸箱采用鐵架三角式，它跨度較大，斜臥式車床身上，利用導(dǎo)軌安裝面定位，所以精度較高，且主軸箱與床身給合面較大，重心低，穩(wěn)重足以承受任何切削力。主軸箱上安裝有主軸，編碼器。張緊安裝床身上，并可以調(diào)節(jié)安裝位置。 （ 8） 液壓系統(tǒng) 本機(jī)采用獨(dú)立液壓站，但是按廠方要求，為便于搬運(yùn)， 安裝，把獨(dú)立液壓給安放在底座之上。 （ 9） 電氣箱 電氣箱與液壓系統(tǒng)并排放在一起，但當(dāng)中隔開了一段距離，以防液壓站受熱影響電氣控制。 （ 10） 外殼 外殼采用閉式結(jié)構(gòu)，使機(jī)床工作時(shí)絕無半點(diǎn)鐵屑，切削液飛出，便于操作及使工作環(huán)境舒適，加上便捷的移門及各處的小門使機(jī)床工作及維護(hù)更加方便。 （ 11） 防護(hù)板 為了便于落屑及保護(hù)導(dǎo)軌，應(yīng)裝上導(dǎo)軌防護(hù)板，使機(jī)床壽命大大加強(qiáng)。 （ 12） 傳動方式 常見的傳動方式有帶傳動，鏈傳動，圓柱齒輪傳動，錐齒輪傳動，蝸桿傳動等。 （ 1) 帶傳動的類型很多，機(jī)床上常用的有 V 帶傳 動，平帶傳動和同步帶傳動。 V 帶有普通 V 帶和窄 V 帶，窄 V 帶傳動比普通 V 帶傳動具有傳動能力高，結(jié)構(gòu)尺寸小，極限轉(zhuǎn)速高，壽命較長，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日趨廣泛。 高速平帶傳送一般用于帶速超過 30m/s 的高速，精磨機(jī)床，它與 V 帶傳動比較，具有帶的厚度薄體輕，質(zhì)量均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，吸振性好的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是壽命短，效率低。 同步帶是工作面為齒形的環(huán)形傳送帶，靠與帶輪嚙合傳動。 它具有傳動比準(zhǔn)確，軸壓力小，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動間距，以及可在低速下傳遞動力等優(yōu)點(diǎn)，但是制造和安裝要求高，其一般參數(shù)：線速度 v 50m/s，功 率 P 300動比 i10，效率 =作溫度 ，主要用于要求同步的或低速的傳動，適合于中心距較大的傳動，帶具有良好的彈性可緩和沖擊，吸附振動。 （ 2）鏈傳動 與帶傳動相比，鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比，需要的張緊力小，作用在軸上的壓力也小，可減小軸承的摩擦損失，結(jié)構(gòu)緊湊，能車溫度較高，有油污等嚴(yán)劣環(huán)境條件下工作與齒輪傳動無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 相比，鏈傳動的制造和安裝精度低，中心距大時(shí)，其傳動結(jié)構(gòu)簡單，鏈傳動的主要缺點(diǎn)是：瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動比不足常數(shù)，因此傳動平穩(wěn)性 較差，工作中有一定的沖擊和噪聲，目前，鏈傳動廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械，石油機(jī)械，機(jī)床及摩托車中，通常鏈傳動的傳動比 i8，中心距 a5遞功率 p100周速度 v15m/s，傳動效率約為 本機(jī)床主軸上用楔形帶與電機(jī)相連，與編碼器用同步齒形帶。如圖 示： 圖 控機(jī)床傳動結(jié)構(gòu)圖 控車床總體設(shè)計(jì)方案 2 由于方案 1 是最初擬定的，