CJK6200数控车床设计开题报告.doc

本科毕业设计开题报告题目CJK6200数控车床设计院（系）机械工程学院班级机制083班姓名李晨光学号080514020410指导教师芦玉梅教师职称讲师黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目CJK6200数控车床设计来源工程实际1、研究目的和意义数控是制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础数控技术说平高低和数控设备的拥有量是体现衡量工业现代化的重要标志。意义及价值是更好的解决时间紧任务重的生产状况，改善了工作环境。数控技术是先进制造技术的基础技术和共性技术，是衡量一个国家制造业水平的重要标志。研究数控技术不仅能提高产品质量、提高生产率、降低生产成本，还能够极大地改善劳动者的生产条件。2、国内外发展情况文献综述随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。从1952年至今，数控机床按照控制机的发展，已经历了五代。世界第一台数控机床在美国诞生，是由美国小型飞机工业承包商帕森斯公司（ParsonsCo.）和麻省理工学院伺服机构研究所（ServoMechanismsLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）为推进导弹和飞机的研制联合开发的，1955年进入实用阶段，这时数控机床的控制系统（专用电子计算机）采用的电子管，其体积庞大，功耗高，仅在一些军事部门中承担普通机床难于加工的形状复杂零件，这是第一代数控系统。1959年，由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而在数控系统中广泛采用晶体管和印刷电路板，从而跨入了第二代。1965年，出现小规模集成电路，由于它体积小、功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高。数控系统发展到第三代。以上三代系统，都是采用专用控制计算机的硬接线数控系统，我们称之为硬线系统，统称为普通数控系统（NC）。随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降，激烈地冲击着市场。数控系统的生产厂家认识到，采用小型计算机来取代专用控制计算机，经济上是合算的，许多功能可以依靠编制专用程序存在计算机的存储器中，构成所谓控制软件而加以实现，提高了系统的可靠性和功能特色。这种数控系统，成为第四代系统，即计算机数控系统（CNC）。在1970年前后，美国英特尔（Intel）公司开发和使用了四位微处理器，微处理芯片渗透到各个行业，数控系统也开始了采用了相应技术。因此，我们把以微处理技术为特征的数控系统称为第五代系统（MNC）。进入21世纪以来，我国数控机床已由成长期进入成熟期，五轴联动数控机床是数控机床技术制高点标志之一，目前，我国意境推出了3种用于航空、航天、造船、冶矿等工业的重型龙门移动式数控五轴联动镗铣床。我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术发面也取得了重大突破。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水平。3、研究/设计的目标综合运用知识，多种方案比较，确定技术性能参数最大加工直径Φ200mm，最大加工长度550mm，进给速度vf15m/s。确定最优方案。完成A0号图纸2张1.主轴箱展开图,2纵向进给系统。A1号图纸1张1.cjk6200数控车床示意图。手工图1张。设计说明书一份（1.5万2万字）。4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）1总体设计方案1.确定数控机床的组成2.确定工艺范围3.确定数控车床的安全防护4确定数控车床的总体结构2机床主传动系统设计机床主伐和系统可分为分级变速传动和无级变速传动。传动方案有二方案一，由电动机直接驱动，如图1所示。主轴电动机与主轴通过联轴器直接连接，或采用内装式主轴电动机直接驱动。这种传动的特点是主轴转速的变化，输出转矩与电动机的特性完全一致。但由于主轴的功率和转矩特性直接决定于主轴电动机的性能，因而使这种变速传动的应用受到一定限制。方案二，采用定比传动，如图1所示。主轴电动机经定比传动传递给主轴。定比传动可采用带传动或齿轮传动。带传动具有传动噪声小、振动小的优点，一般应用在中，小型数控车床上。采用定比传动扩大了直接驱动的应用范围，即在一定程度上能满足主轴功率与转矩的要求。图1根据以上分析采用方案二定比传动。3伺服进给系统设计伺服系统可分为开环伺服系统、半闭环伺服系统和闭环伺服系统。为使数控车床具有更好的定位精度，本系统采用半闭环伺服系统。17如图2所示。其传动方案有二一种是用旋转变压器作为位置反馈装置，旋转变压器的分解精度为每转2000个脉冲，如采用此方案，则须在伺服电动机和旋转变压器之间安装变速齿轮。另一种方案是用脉冲编码器作为位置反馈装置，用倍频器调节每秒脉冲的多少。本系统采用第二种方案。图2半闭环伺服系统5、方案的可行性分析CJK6200数控车床包括总体设计，机床主传动系统的设计，各种轴类零件的设计，伺服服进给系统的设计，以及辅助装置，润滑及冷却系统的设计。采用类比法，优化设计法，力学和机械设计，机械原理为基础的公式或经验数据进行计算和设计，并几何计算机绘图。它是一个整体的设计。传动系统由于主轴要求的恒功率变速范围npR远大于电动机的恒功率变速范围dpR，所以在电动机与主轴之间要串联一个分级变速箱，以扩大其恒功率调速范围，满足低速大功率切削时对电动机输出功率的要求。。为使机床的结构紧凑，宽度方向上的尺寸较小，横向进给系统采用伺服电机通过同步带驱动滚珠丝杠，从而带动刀架作横向进给。本设计选用FANDC的PowerMateO数控系统。此系统特别适合中国国情，主要用于小型车床。该产品具有很高的性能价格比，特别适合普通机床的该造，小型机床的生产应用。目前在国内广泛适用。润滑冷却系统的设计中主轴轴承的润滑采用脂润滑，对于各级齿轮的润滑采用油浴润滑。通过综合分析以上设计方法和设计制造难度，方案可行。6、该设计的创新之处主轴回转精度高,抗震性好,具有较高的切削性能，纵横向滚珠丝杠由步进电机或伺服电机驱动,动态响应优良,整机噪音低,对大、中、小批量，多品种、多规格零件的轮番加工有较强的适应能力，质量稳定可靠。能提高产品质量、提高生产率、降低生产成本，还能够极大地改善劳动者的生产条件。