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CK6150数控车床X向驱动装置设计(国产航天数控系统)毕业论文.doc

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CK6150数控车床X向驱动装置设计(国产航天数控系统)毕业论文.doc

本科毕业设计说明书(论文)第1页共30页1绪论1.1数控机床的发展趋势我国数控机床产量持续高速增长,根据市场需求和技术发展趋势,应重点推进高效、精密为核心的数控机床m级工程,加强民展性能、高可靠性数控功能部件,积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础,镄的民展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性的自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目。它开创了机械产品向机电一体化发展的先河,因此数控技术成为先进成为先进制造技术的一项核心技术。通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用,促进了数控机床性能和质量的进一步提升,使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。近6年来,我国数控金切机床(简称数控机床)产量一直以年均增长超过30%速度发展。据初步统计,2004年数控机床的产量为51860台,事比增长40.8%,数控机床的消费量约74000台,事比增长32%。数控机床需求的旺盛也促进了2004年内建的三资和民营机床厂以及数控机床品种的明显增加。与此同时,甸进口的数控机床数量也在逐年同步增加,而且进口数控机床的消费额的增长趋势更快。2004年数控机床的进口数量同比年增长30%,而进口消费额的增长却达52%,从而导致国产数控机床在国内市场消费额中的所占比例已不足30%。之所以出现这一现象,其主要原因在于国内市场对技术和附加值高的高效、精密和高性能大型、重型数控机床需求增长,需要靠进口解决。振兴我国数控机床市场占有率应着重于剖析数控机床及由其组成的制造系统(生产线)的技术现况及民展趋势,探讨使其能适应变批量,多品种、高质量、低成本以及具有快速响应的柔性和符合环保的未来生产模式的解决方案。数控机床产业面临的挑战1~6。数控技术的发展趋势1性能方面的发展趋势a高速高精度高效b柔性化c工艺复合和轴化本科毕业设计说明书(论文)第2页共30页d实时智能化2功能发展方面a用户界面图形化b科学计算可视化c插补和补偿方式多样化d内置高性能PLCe多媒体技术应用3体系结构的发展a集成化b模块化c网络化d开放式闭环控制模式7.1.2课题的意义和目的数控机床是典型的机电一体化课题,通过毕业设计可使所学机械学、力学、电工学知识得到综合应用。结构设计及控制系统设计能力都能受到训练,可有力的提高学生的分析问题、解决问题能力及机电一体化水平8。本科毕业设计说明书(论文)第3页共30页2总体方案设计2.1设计参数方案设计主要是确定机床的总体结构,传动原理以及基本的运动动力参数。设计任务给出各项指标如下床身上最大加工直径500mm,主轴转速范围40~1800r/min,手动六档,双速电机驱动,进给系统的脉冲当量需≤0.005mm。主要特点CK6150数控车床的导轨经超音频淬火并精磨,耐磨性好,精度高,主轴采用变频无级调速控制,可自动完成对零件的内外柱面、端面、任意锥面、圆弧面及公英制螺纹切削等工序连续加工。由于此次设计的CK6150只用于精加工和半精加工,所以一些参数会比以上的参数小些。初步确定主轴箱部分为六级变速(手动),用一个三联齿轮和二联齿轮来实现六级变速,而后用一对一比一的齿轮来带动脉冲发生器,采用双速电机,双速电机的同步转速为1500/1000,其实际转速为1430/960,使得车床有2(32)=12级变速。而此时车床的混合公比为aacaMPMPWTM8.13361.0607206.0532103222321而对其的选择方案有两种,如下所述方案一采用94223212=的结构式。其8622.19,故合适。方案二采用结构式84232212,其3622.1138)-(,远大于8,故不合适。对方案一和方案二进行比较,方案一远优于方案二(因为方案二不合理)故选用方案一。再根据方案二画出其转速图。皮带轮的降速比为12.25.1/8301440,由此可知皮带的降速比也合适,故此方案可行。再就是纵向和横向进给是靠丝杠来实现的,丝杠用步进电机来带动。因为脉冲当量小于0.005所以在步进电机和丝杠之间我们用传动比为12的齿轮来降低脉冲当量。大带轮与带轮轴连接采用卸荷方式,可以使大带轮的重量不压在轴上,减轻了轴的负荷,使传动更平稳。主轴箱内有两对滑移齿轮,把它们都放在第二根轴上,将第二根轴做成花键轴,使整体结构更紧凑,更合理。主轴与脉冲发生器连接采用齿轮一本科毕业设计说明书(论文)第4页共30页比一传动,这样方便计算主轴转一圈,丝杠进给多少。纵、横向进给系统选择的步进电机步距角都为o72.0,纵向进给的最小进给量为0.01mm,横向进给的最小进给量为0.01mm,所以必须通过减小步距角来实现这个最小进给量。减小步距角一可以通过齿形带传动来减小,二是通过齿轮传动来减小,由于齿形带传动精度没有齿轮传动精度高,而机床的进给精度要求较高,所以选择齿轮传动来减小步距角,采用双片薄齿轮错齿调整法来消除传动齿轮间隙9~11。2.2传动原理1传动原理主要满足设计任务所给出的精度要求。2就当在保证精度的情况下尽量使结构简单。3主轴的转速范围为401~800RPM,采用双速电机传动,然后采用手动六级调速,从而实现401~800RPM的转速范围。4脉冲当量为mm005.0,若采用较高级数的步进电机,通过齿轮减速来带动丝杠就可以达到,并且结构简单,在该处还没有传动误差,可以使电控部分的结构及程序编制更为简单12.2.3基本参数的确定通过主轴也最大棒料直径d0.1D0.150050mm床身宽度mmDB37514.282.0经济合理的工件或刀具直径按照以下几种经验公式估定mmDDdmmDDd5050010.010.012.008.03005006.06.07.05.0minmax==运动参数可通过类比实验和计算等方法综合确定maxminmin1000dvnminmaxmax1000dvnmaxminmaxminddvv、、、为经济加工切削速度和经济合理的工件或刀具直径。maxminnn、是机床的最低、最高转速,其中常用经济加工切削速度硬质合金刀具精车中碳钢V200~220m/min取Vmax220m/min,Vmin取高速钢刀具精车丝杠V=1.5m/min。min/230014.35.11000minrn=min/14015014.32201000maxrn=

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