会员注册 | 登录 | 微信快捷登录 支付宝快捷登录 QQ登录 微博登录 | 帮助中心 人人文库renrendoc.com美如初恋!
站内搜索 百度文库

热门搜索: 直缝焊接机 矿井提升机 循环球式转向器图纸 机器人手爪发展史 管道机器人dwg 动平衡试验台设计

CK7815数控车床总体设计说明书CK7815数控车床总体设计说明书 -- 10 元

宽屏显示 收藏 分享

资源预览需要最新版本的Flash Player支持。
您尚未安装或版本过低,建议您

理工大学毕业设计(论文)题目CK7815数控车床总体设计学生姓名学生学号院系名称机电工程系专业班级指导教师2012年04月03日青岛理工大学毕业设计(论文)第页2摘要数控车床又称数字控制(Numbercalcontrol,简称NC)机床。它是基于数字控制的,采用了数控技术,是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机,CNC,驱动装置,数控机床的辅助装置,编程机及其他一些附属设备所组成。本次设计课题是CK7815数控卧室车床,CK是数控车床,78是卧式车床,15是床身上最大工件回转直径为540mm。此次设计包括机床的总体布局设计,纵向进给设计,其中还包括齿轮模数计算及校核,主轴刚度的校核等。控制系统部分包括步进电机的选用及硬件电路设计和软件系统设计,说明了芯片的扩展,键盘显示接口的设计等等。车床适用于车削内外圆柱面,圆锥面及其他基准面,车削各种公制、英制、模数和径节螺纹,并能进行钻孔,铰孔和拉油槽等工作。设计主抽箱主要是从主传动系统的运动设计、主运动部件的结构设计和箱体这三方面进行设计。主传动系统的运动设计有确定极限转速、确定公比、确定转速级数、确定结构网和结构式、绘制转速图、确定齿轮齿数和拟定传动系统图。主运动部件的结构设计有带传动的设计、确定各种计算转速、确定齿轮模数、确定各轴最小直径和设计部分主轴主件。关键词数控机床开放式数控系统电动机纵向进给设计青岛理工大学毕业设计(论文)第页3ABSTRACTThenumericalcontrollathecalledthenumericalcontrolNumbercalcontrol,iscalledNCtheenginebed.Itisbasedonthenumericalcontrol,hasusedthenumericalcontroltechnology,isloadedwiththeprocedurecontrolsystemtheenginebed.Itisbythemainengine,CNC,thedrive,thenumericalcontrolenginebedauxiliaryunit,theprogrammingmachineandothersomeappurtenancesiscomposed.ThisdesigntopicistheCK7815numericalcontrolbedroomlathe,CKisthenumericalcontrollathe,78isthehorizontallathe,15isonthelathebedthebiggestworkpiecerotationdiameteris540mm.Thisdesignincludingtheenginebedoveralllayoutdesign,longitudinalentersforthedesign,alsoincludesthegearmoduluscomputationandtheexamination,themainaxlerigidityexaminationandsoon.Thecontrolsystempartiallyincludingstepbystepstheelectricalmachinerytoselectandthehardwarecircuitdesignandthesoftwaresystemdesign,explainedthechipexpansion,keyboarddemonstrationconnectiondesignandsoon.Keywordnumerical,controltool,Openarchitecture,motor青岛理工大学毕业设计(论文)第页4目录前言.............................................................................6第1章总体方案.............................................................61.1CK7815的现状和发展..........................................61.2总体方案设计...................................................71.2.1.主传动的组成部分......................................................71.2.2机床主要部件及其运动方式的选定........................................81.2.3机床的主要技术参数....................................................81.3主轴转速的确定............................................................101.4转速范围及公比的确定....................................................10第2章总体布局设计..........................................................12第3章结构优化设计.2.1数控机床的总体布局.........................................................14第4章控制系统设计...........................................................224.1绘制控制系统结构框图......................................................224.2选择中央处理单元(CPU)的类型.............................................234.4I/O接口电路及辅助电路设计.................................................25附件...........................................................错误未定义书签。STRESSANDSTRAIN..............................................错误未定义书签。SHEARFORCEANDBENDINGMOMENTINBEAMS.........................错误未定义书签。致谢.........................................................................30参考文献..................................................................31青岛理工大学毕业设计(论文)第页5前言数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置,机床电机的启动和停止,主轴变速,工件松开和夹紧,刀具的选择,冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上,然后将数字信息送入数控装置或计算机,经过译码,运算,发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件,加工出所需的工件。数控机床与普通机床相比,其主要有以下的优点1.适应性强,适合加工单件或小批量的复杂工件在数控机床上改变加工工件时,只需重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工。2.加工精度高3.生产效率高4.减轻劳动强度,改善劳动条件5.良好的经济效益6.有利于生产管理的现代化。可以预料,今后,机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说,本毕业设计实例具有典型性和实用性。青岛理工大学毕业设计(论文)第页6第1章总体方案1.1CK7815的现状和发展自第一台数控机床在美国问世至今的半个世纪内,机床数控技术的发展迅速,经历了六代两个阶段的发展过程。其中,第一个阶段为NC阶段第二个阶段为CNC阶段,从1974年微处理器开始用于数控系统,即为第五代数空系统。在近20多年内,在生产中,实际使用的数控系统大多是这第五代数控系统,其性能和可靠性随着技术的发展得到了根本性的提高。从20世纪90年代开始,微电子技术和计算机技术的发展突飞猛进,PC微机的发展尤为突出,无论是软硬件还是外器件的进展日新月异,计算机所采用的芯片集成化越来越高,功能越来越强,而成本却越来越低,原来在大,中型机上才能实现的功能现在在微型机上就可以实现。在美国首先推出了基于PC微机的数控系统,即PCNC系统,它被划入为所谓的第六代数控系统。下面从数控系统的性能、功能和体系结构三方面讨论机床。数控技术的发展趋势1.性能方面的发展趋势(1).高速高精度高效(2).柔性化(3).工艺复合和轴化(4).实时智能化2.功能发展方面(1).用户界面图形化(2).科学计算可视化(3).插补和补偿方式多样化(4).内置高性能PLC(5).多媒体技术应用3.体系结构的发展(1).集成化(2).模块化(3).网络化(4).开放式闭环控制模式青岛理工大学毕业设计(论文)第页71.2总体方案设计机床工业是机器制造业的重要部门,肩负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务,是使现代化工业生产具有高生产率和先进的技术经济指标的保证。设计机床的目标就是选用技术先进。经济效果显著的最佳可行方案,以获得高的经济效益和社会效益。我国是一个机床拥有量大、大部分机床役龄长、数控化程度不高的发展中国家。因此,从事机床设计的人员,应不断地把经过实践检验的新理论、新技术、新方法应用到设计中,做到既要技术先进、经济效益好、效率高。要不断的吸收国外的成功经验,做到既要符合我国国情,又要赶超国际水平。要不断的开拓创新,设计和制造出更多的生产率高、静态动态性能好、结构简单、使用方便、维修容易、造型美观、耗能少、成本低的现代化机床。设计本着以上原则进行,尽量向低成本、高效率、简化操作、符合人机工程的方向考虑。1.2.1.主传动的组成部分主传动由动力源、变速装置及执行元件(如主轴、刀架、工作台等)部分组成。主传动系统属于外联系传动链。主传动包括动力源(电动机)、变速装置、定比传动机构、主轴组件、操纵机构等十部分组成。1、动力源电动机或液压马达,它给执行件提供动力,并使其获得一定的运动速度和方向。2、定比传动机构具有固定传动比的传动机构,用来实现降速、升速或运动联接,本设计中采用齿轮和带传动。3、变速装置传递动力、运动以及变换运动速度的装置,本设计中采用两个滑移齿轮变速组和一个背轮机构使主轴获得18级转速。4、主轴组件机床的执行件之一,它由主轴支承和安装在主轴上的传动件等组成,5、开停装置用来实现机床的启动和停止的机构,本设计中采用直接开停电动机来实现主轴的启动和停止。6、制动装置用来控制主轴迅速停止转动的装置,以减少辅助时间。本设计中采用电磁式制动器。7、换向装置用来变换机床主轴的旋转方向的装置。本设计中采用电动机直接换向。8、操纵机构控制机床主轴的开停、换向、变速及制动的机构。本设计中,开停、换向和制动采用电控制变速采用液压控制。9、润滑与密封为了保证主传动的正常工作和良好的使用寿命,必须有良好的润滑装置和可靠的密封装置。本设计中采用箱外循环强制润滑,主轴组件采用迷宫式密封。青岛理工大学毕业设计(论文)第页810、箱体上述个机构和装置都装在箱体中,并应保证其相互位置的准确性。本设计中采用灰铁铸造箱体。11、刀架数控机床中为了实现对刀架的自动控制,采用制动转位刀架。1.2.2机床主要部件及其运动方式的选定1.主运动的实现根据设计要求,本设计采用分离式主传动系统,包括变速箱、主轴箱两部分。其中,变速箱与电动机至于机座内,主轴箱与变速箱采用带传动连接。所有的变速都采用液压操作。2.进给运动的实现本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制,因此在X、Y方向上,进给运动均采用滚珠丝杠螺母副,其动力由步进电机通过齿轮传递。齿轮的消隙采用偏心环调整。3.数字控制的实现采用单片机控制,各个控制按扭均安装在控制台上,而控制台摆放在易操作的位置,这一点须根据实际情况而定。4.机床其它零部件的选择考虑到生产效率以及生产的经济性,机床附件如油管、行程开关等,以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外购形式。1.2.3机床的主要技术参数由设计任务书的要求,现将CK7815数控车床的主要技术参数及加工范围技术参数列于下主要尺寸规格项目单位规格床身上最大回转直径mm540/260最大切削直径轴类零件mm150盘类零件mm400最小外圆切削直径mm10最大工件长度mm750最大切削长度mm500床鞍(滑板)上最大切削直径mm260主轴前端锥孔莫氏5号锥度青岛理工大学毕业设计(论文)第页9主轴孔径mm350主轴转速范围高速区域22~1800r/min直流电动机{低速区域38~3000r/min37.5~5000r/min交流电动机{15~2000r/min锥孔锥莫氏50.1mm/r~500mm/r工作进给速度{1mm/min~2000r/min快速移动速度纵向12/min横向9m/min刀架行程纵向660mm横向240mm刀具数8或12尾架驱动方式液压预紧力1600~5000N行程90mm锥孔锥度莫氏4主轴电机功率(普通)连续5.5kW30min7.5kW进给伺服电机额定功率1.4kW额定转速1500r/min青岛理工大学毕业设计(论文)第页10机床质量3500kg精度横向定位精度±0.025mm/300mm重复定位精度±0.01mm车削工件直径误差±30.018mm圆度误差±0.01mm端面平面度误差±0.027mm轮廓尺寸2395mm1385mm1860mm不带排屑器1.3主轴转速的确定(1)、主轴最高转速MaxN的确定根据分析,用硬质合金车刀对小直径钢材半精车外圆时,主轴转速为最高,按经验,并参考切削用量资料,取min/200mVmax,k0.5,Rd0.2,则160mm3205.0Dkdmax32mm1602.0dRdmaxdminmin/1990r322001000d1000Vnminmaxmax(2)、主轴最低转速MinN的确定根据分析,主轴最低转速由以下工序决定用高速钢车刀,对铸铁材料的盘形零件粗车端面。按经验,并参切削用量资料,取Vmax15m/min,则最低转速为min/30r160151000d1000Vnmaxminmin1.4转速范围及公比的确定根据最高转速与最底转速可初步得出主轴转速范围MinMaxnNNR301990=66.33则公比279.133.66R1181zn青岛理工大学毕业设计(论文)第页11由设计手册取标准值得1.26根据标准公比及初算MinN,查表取MinN40r/min,则最高转速MaxNMinN17401726.12034r/min则主轴转速范围85.50402034MinMaxnNNR且验算公比得1.25993く1.26,满足要求。1.5各组成部件的特性与所应达到的要求1.床身机床床身采用优质铸铁,内部筋采用U形布局,床身整体刚性高。滑动导轨面采用中频淬火,淬硬层深。硬度达HRC52以上,拖板滑动面贴塑,使得进给系统的刚度,摩擦阻尼系数等动、静特性都处于最佳状态。2.床头箱结构机床主传动采用液压操纵机构,可实现十八级转速。机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理,传动比稳定,运转噪音低。机床主轴为二支撑结构,前支撑采用C级高精度轴承,润滑油润滑,提高了回转精度,使机床主轴具有良好的精度和刚性。机床采用单片式电磁刹车离合器,解决主轴的刹车及离合问题,离合器安装于床头箱带轮侧,使床头箱内结构大为简化,便于维修。3.进给系统机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式,在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板,滑动磨擦系数非常小,有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。在进给系统各滑动处及两轴丝杠丝母处都设置了润滑点。4.刀架机床采用立式四工位刀架,该刀架布刀方便,刚性好。5.尾座采用手动尾座6.冷却系统青岛理工大学毕业设计(论文)第页12冷却箱放在后床腿中。7.卡盘机床标准配置为_250手动卡盘,8.电气系统电路的动力回路,均有过流、短路保护,机床相关动作都有相应的互锁,以保障设备和人身安全。电气系统具有自诊断功能,操作及维修人员可根据指示灯及显示器等随时观察到机床各部分的运行状态。9.安全保护当机床遇到外部突然断电或自身故障时,由控制电路的设计,机床可动进给轴,冷却电机等如已在启动状态者,将进入停止状态如已在停止状态的则不可自行进入启动状态,确保了机床的安全。另外由于机床计算机内的控制程序是固化在芯片中的,而零件加工程序是由电池供电保护的,所以,意外断电或故障时,不会丢失计算机内存储的程序菜单。机床具有报警装置及紧急停止按钮,可防止各种突发故障给机床造成损坏。由于软件的合理设计,报警可通过显示器显示文字及报警号,通过操作面板的指示灯指示机床根据情况将报警的处理方式分为三类对紧急报警实行急停对一般报警实行进给保持对操作错误只进行提示。第2章总体布局设计2.1数控机床的总体布局数控机床加工工件时和普通机床一样,要有主运动(由刀具或工件完成)和进给运动(由刀具和工件做相对运动)实现工件表面的成形运动(直线运动、圆周运动、或螺旋运动,或曲线轨迹运动)。而机床的这些运动,必须由相应的执行部件(如主运动部件,直线或圆周进给部件)以及一些必要的辅助运动(如转位、夹紧、冷却及润滑)部件来完成。上述组成数控机床的各类部件在决定它们的相互关系,即进行机床总体布局时,需要考虑多方面的问题一方面是要从机床的加工原理即机床各部件的相对运动关系,结合考虑工件的形状、尺寸和位置等因素,来确定各主要部件之间的相对位置关系和配置。另一方面还要全面考虑机床的外部因素,如外观造型、操青岛理工大学毕业设计(论文)第页13作维修,生产管理和人机关系等问题对机床总体布局的要求。多数数控机床的总体布局与和它类似的普通机床的总布局是基本相同或相似的,并且已经形成了传统的、经过考验的固定形式,只是随着生产要求与科学技术的发展,还会不断有所改进。数控机床的总体布局是机床设计中带有全局性的问题,它的好坏对机床的制造和使用都有很大的影响。机床的总体布局直接影响到机床的结构和性能。合理选择机床布局,不但可以使机械结构更简单、合理、经济,而且能提高机床刚度、改善机床受力情况,提高热稳定性和操作性能,使机床满足数控化的要求。2.1.1满足多刀加工及换刀要求的布局1多刀加工要求主要用于数控车床,其布局主要是根据床身导轨平面与底面的交角来区分。a水平床身b斜床身c水平床身斜滑板d立床身数控车床的四种不同布局方案,(a)为水平床身水平滑板,床身工艺性好,便于导轨面的加工,下部空间小,故排屑困难,刀架水平放置加大了机床宽度方向的结构尺寸bc为倾斜床身倾斜滑板,具有水平床身工艺性好,宽度方向的尺寸小,且排屑方便,中小规格的数控车床其床身的倾斜度以60°为宜d立式床身水平床身竖直滑板,受切屑产生的热量影响最小CK7815数控车床结构如下图所示。床身导轨为60°倾斜布置,排屑方便。导轨截面为矩行,刚性很好。导轨采用感应淬火,其对应床鞍接触面为贴塑导轨,明显降低滑动导轨的摩擦阻力,而且动刚度不因阻尼的变小而变差,具有良好的动态特性。青岛理工大学毕业设计(论文)第页14主轴由直流(配5T系统时)或交流(配6T系统时)调速电动机驱动,其结构简单无齿轮传动。机床可以无级调速和恒线速度切削,便于选取最能发挥刀具切削性能的切削速度,且有利于降低端面加工时的表面粗糙度值。机床纵向和横向运动均采用交流伺服电动机。脉冲编码器与滚珠丝杠相连,可直接反映滚珠丝杠精度。X轴是通过同步齿形带驱动滚珠丝杠副。Z轴驱动装置安装在纵向床身导轨之间。机床采用间歇润滑系统对床身导轨、床鞍和滚珠丝杠等部件集中润滑,定时定量供油。机床卡盘和尾座均由液压驱动,卡盘的松、夹和尾座套筒的进、退由操纵面板上的按钮来控制。主轴尾端带有液压夹紧油缸,可用于快速自动装夹工件。床鞍溜板上装有横向进给驱动装置和转塔刀架。纵横向进给系统采用直流伺服电动机带动滚珠丝杠,使刀架移动。转塔刀架具有分度快、转位平稳可靠和无渗漏等优点,刀盘可选配8位、12位小刀盘和12位大刀盘。机床配有自动对刀仪,可以快速准确地测出刀具安装调整时的偏差值,将测得的数据存储在计算机中,便于在加工中自动进行补偿。还可用该装置来检测刀具磨损与破损,并能自动补偿或及时报警。该机床配有液动式防护门罩和排屑装置,若再配置上下料的工业机器人,就可以形成一个柔性制造单元(FMC)。青岛理工大学毕业设计(论文)第页15第3章结构优化设计3.1数控机床的结构设计要求数控机床的总体设计内容包括总统设计含数控装置的功能设计、元件和部件设计、程序段格式设计及系统的总体结构设计逻辑设计含运算器设计、控制器设计及电路设计机床主机的结构设计,鉴于椭幅限制,本章只介绍主机的结构设计。数控机床的功能和设计与普通机床有着很大差异。对数控机床的结构设计要求可归纳为如下几个方面1具有大的切削功率,高的静、动态刚度和良好的抗振性能2具有较高的几何精度、传动精度、定位精度和热稳定性3具有实现辅助操作自动化的结构部件。有关提高静、动刚度,抗振性能,热稳定性相几何精度等方面的要求和结构措施,对普通机床和数控机床的设计都是一致的,但是要求的程度是有差异的。虽然,对普通机床的结构进行局部改进.并配以经济简易的数控装置,使之成为经济型数控机床.这是对现有普通机床进行数控化的途径,但是决不能因此就认为,把数搀装置与普通机床连结在一起就构成一个数控机床。下面详述数控机床结构设计的主要要求。3.1.1提高机床的结构刚度机床的刚度是指在切削力和其他力作用下,抵抗变形能力。数控机床比普通机床要求具有更高的静刚度和动刚度,有标准规定数控机床的刚度系数应比类似的普通机床高50%。机床在切削加工过程中,要承受各种外力的作用,承受的静态力有运动部件和被加工零件的自重承受的动态力有切削力、驱动力、加减速时引起的惯性力、摩擦阻力等。组成机床的结构部件在这些力作用下,将产生变形。如固定连接表面或运动啮合表面的接触变形各文承零件部的弯曲和扭转变形,以及某些支承件的局部变形等,这些变形都会直接或间接地引起刀具和工件之间的相对位移,从而导致工件的加工误差,或者影响机床切削过程的特性。由于加工状态的瞬时多变谓况复杂,通常很难对结构刚度进行精确的理论计算。设计者只能对部分构件如抽、丝杠等用计算方法计算其刚度,而对床身、立柱、工作台和箱体等零件的弯曲和扭转变形,接合面的接触变形等,只能将其简化后进行近似计算,其计算结果往往与实际相差很大,故只能作为定性分桥的参考。近年来,虽然在机床结构设计中采用有限元法进行分杨计算,但是一般来青岛理工大学毕业设计(论文)第页16讲,在设计时仍需要对模型、实物或类似的样机进行试验、分析和对比以确定合理的结构方案。尽管如此,遵循下列原则和措施,仍可以合理地提高机床的结构刚度。1.合理选择构件的结构形式1正确选择截面的形状和尺寸构件在承受弯曲和扭转载荷后,其变形大小取决于断面的抗弯和扭转惯性矩,抗弯和扭转惯性矩大的其刚度就高。表31列出了在断面积相同即重力相同时各断面形状的惯性矩。从表中的数据可知形状相同的断面,当保持相同的截面积时.应减小壁厚、加大截面的轮廓尺寸圆形截面的抗扭刚度比方形截面的大,抗弯刚度则比方形截面的小封闭式截面的刚度比不封闭式截面的刚度大很多壁上开孔将使刚度下降,在孔周加上凸缘可使抗弯刚度得到依取决于断面的抗弯和扭转惯性短抗弯和扭转惯性矩大约其刚度就高。表31列出了在断面积相同即重力相同时各断面形状的惯性矩。从表中的数据可知形状相同的断面,当保持相同的截面积时.应减小壁厚、加大截面的轮廓尺寸圆形截面的抗扭刚度比方形截面的大,抗弯刚度则比方形截面的小封闭式截面的刚度比不封闭式截面的刚度大很多壁上开孔将使刚度下降,在孔周加上凸缘可使抗弯刚度得到恢复。图31(2)合理选择及布置隔板和筋条合理布置支承件的隔板和筋条,可提高构件的静、动刚度。图31所示的几种立柱的结构,在内部布置有纵、横和对角筋板,对它们进行静、动刚度试验的结果列于表32中。其中以交叉筋板(序号5)的作用最好。青岛理工大学毕业设计(论文)第页17表31(3)提高构件的局部刚度机床的导轨和支撑件的联结部件,往往是局部刚度最弱的部分但是连接方式对局部刚度的影响很大。图33给出了导轨和床身连接的几种形式。如果导轨的尺寸较宽时,应用双臂联接型式,如图(d)、(e)、(f)。导轨较窄时,可用单臂或加厚的单壁联接,或者在单壁上增加垂直筋条青岛理工大学毕业设计(论文)第页18以提高局部刚度。(4)选用焊接结构的构件机床的床身、立柱等支承件,采用钢板和型钢焊接而成,具有减小质量提高刚度的显著优点。钢的弹性模量约为铸铁的两倍,在形状和轮廓尺寸相同的前提下,如要求焊接件与铸件的刚度相同,则焊接件的壁厚只需铸件的一半如果要求局部刚度相同,则因局部刚度与壁厚的三次方成正比,所以焊接件的壁厚只需铸件壁厚的80左右。此外,无论是刚度相同以减小质量,或者质量相同以提高刚度,都可以提高构件的谐振频率,使共振不宜发生。用钢板焊接有可能将构件做成全封闭的箱型结构,从而有利于提高构件的刚度。3.1.2提高机床的抗振性】机床在切削加工时可能产生两种形态的振动强迫振动和自激振动或称颤振。机床的抗振性是指机床抵抗这两种振动的能力。1.强迫振动机床强迫振动的振源是高速旋转零部件的动态不平衡力、往复运动件的换向冲击力、周期变化的切削力等。机床外部的据源通过机床的地基传给机床,也可使其产生强迫掀动。当振源的频率与机床某部件如床身、主轴箱的某一振型如弯曲振动、扭转振动的谐振频率重合,则将发生共振,使振幅大增,加工粗糙度大大增加,甚至迫使切削无法进行。机床结构抵抗强迫振动的能力,可用动刚度Kd或动柔度Sd动刚度的倒数来表示Kd=P/A或Sd=A/P71式中P交变力激振力的幅值青岛理工大学毕业设计(论文)第页19A强迫振动的振幅。机床结构的动态刚度可以通过激振试验来确定,并且绘制成复平面上的幅相图。田77是一个单自由度系统的幅相图。复坐标原点到曲线的矢量oc表示激振频率为的时的动态柔度5。,矢量与实轴的夹角戳表示振幅滞后于激振力的相位角,当激振颧串购等于系统的谐振频率此时,即9=90时,动态柔度达到最大值3d一。当叭=o时,即外加静态力时,系统的静态柔度3。就是这时的动态柔度5d。负向最大动态柔度的实部5d是衡量最小稳定性的指标。2.自激振动如图38所示的切削过程中,由于切削前的表面有不规则的波纹度,切削余量的大小不一或材质的不均匀,使用切削力不是稳态值P0,而是在P0△P与P0△P之间变化。切削力的这种变化,通过机床的弹性结构系统,使刀具与工件的相对位置也发生相应的变化,从而使得切削过的表面产生新的波纹±△Y,这个变化又使切削力进一步发生变化,如此反复交变和加强,就产生了自激振动的过程。它发生在切削过程之中,振动所需要能量来自切削过程的自身。当机床弹性系统的刚度、刀具切削角度、工件与刀具的材料、切削速度和进给量都一定时,影响自激振动的主要因素就是切削宽度,因此,把不发生自激振动的最大切削宽度(也称为临界切削切削宽度)blim作为判定产生自激振动的指标,即判断切削稳定性的指标自激振动的频率是一定的,与外界干扰力的频率无关,而是接近于机床某一部件某一振型的谐振频率。这个部件便是机床在抗振性方面的薄弱环节。3.提高机床抗振性的措施改善和提高机床抗振性应从以下几个方面着手。(1)减少机床的内部振源机床的高速旋转主轴、齿轮、带轮、等均应进行平衡装配在一起的旋转部件,应该保证同轴,并且要消除传动间隙,采用平衡装置和降低往复运动件的重量等措施,以减少可能产生的激振力装青岛理工大学毕业设计(论文)第页20在机床上的电机或液压油泵、油马达等旋转部件需隔振安装一些断续切削的机床,断续切削力本身就是激振力,可以在适当的部位上装上蓄能飞轮。减少机床内部振源或降低激振力,就减少了产生强迫振动的可能性,相当于提高了机床的抗振性。(2)提高静刚度提高静刚度可以提高构件或系统的谐振频率,从而避免发生共振。而且提高静刚度有利于改善系统的动态刚度,静柔度Ss。减少的同时,最大动柔度Sdmax和SdA也相应的减小了。对于抵抗自激振动来说,提高静刚度可以提高自激振动稳定性极限。但是,如果为了提高静刚度而引起构件质量的增加会使共振频率产生偏移,这是不利的。因此,在结构设计时应强调提高单位质量的刚度。(3)增加构件或结构的阻尼增大阻尼也是提高刚度和自激振动稳定性的有效措施。采用滑动轴承较之滚动轴承有较大的阻尼,对滚动轴承适当预紧也能增大阻尼。将型砂或混凝土等阻尼材料填充在支承构件的零部件壁中,可以有效地提高阻尼特性。阻尼材料的相对摩擦可以耗散振动能量,抑制振动。在承受弯曲振动的支承件的表面喷涂一层有高内阻和较高弹性模量的粘性材料(如高分子聚合物或油漆泥子、或沥青基的胶泥等),可以增大构件的阻尼、抑制振动的产生。3.1.3提高低速进给运动的平稳性和运动精度1.提高运动精度数控机床各坐标轴进给运动的精度极大地影响着零件的加工精度。在开环进给系统中运动精度取决于系统各组成环节,特别是机械传动部件的精度在闭环和半闭环进给系统中,位置检测装置的分辨力和分辨精度对运动精度有决定性的影响,但是机械传动部件的特性对运动精度也有一定的影响。通常在开环进给系统中,设定的脉冲当量为0.01mm时,实际的定位精度最好的情况也只能达到±0.02mm。在闭环系统中,设定的脉冲当量(或称最小设定单位)一般为0.001mm,实际定位精度也只能达到0.003mm。当指令进给系统做单步进给(即每次移动0.001mm)时,开始一二个单步指令,进给部件并不动作,到第三个单步指令时才突跳一段距离,以后又如此重复。这些现象都是进给系统的低速青岛理工大学毕业设计(论文)第页21爬行现象引起的,而低速爬行现象又决定于机械传动部件的特性。1.提高运动精度要提高运动精度,应设法提高进给运动的低速平稳性,可以采取的措施有降低执行部件的质量,减少静、动摩擦系数之差,提高传动刚度K。(1)减少动、静摩擦系数之差执行部件所受到的摩擦阻力主要来自导轨副,一般的滑动导轨副不仅静、动摩擦系数大,而且差值也大。因此,现代数控机床厂广泛采用滚动导轨、卸荷导轨、静压导轨、塑料导轨,精度要求特高的数控机床如数控三坐标测量机,则多采用气浮导轨。滚动导轨虽然△f小,但是阻尼小因而抗振性差,一般要采用预紧措施。对于一般精度要求的数控机床,可采用塑料导轨,这种导轨制造简单。此外,采用具有防爬作用的导轨润滑油,也是一种措施,这种导轨润滑油中加油极性添加剂,能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜,从而改善了导轨的摩擦特性。另外再进给传动系统中,广泛采用滚珠丝杠螺母副或静压丝杠螺母副也是为了减少△f。(2)提高传动系统的传动刚度进给系统中从伺服驱动装置到执行部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或蜗杆蜗轮副等组成的传动链。所谓传动刚度指的就是这一传动链的扭转和拉压刚度。为了提高其刚度,应尽可能地缩短传动链,适当加大传动轴的直径,加强支承座的刚度。此外,对轴承、丝杠螺母副和丝杠本身进行预紧也可以提高传动刚度。2.减少机床的热变形机床的热变形,特别是数控机床的热变形,是影响加工精度的重要因素。引起机床热变形的热源主要是内部热源,如主电机、进给电机发热,摩擦以及切削热等。热变形影响加工精度的原因,主要是由于热源分布不均匀,热源产生的热量不等,各处零部件的质量不均,形成各部位温升不一致从而产生不均匀的温度场和不均匀的热膨胀变形,以致影响刀具与工件的正确相对位置。减少机床热变形及其影响的措施是(1)减少机床内部热源和发热量主运动采用直流电机或交流调速电机,减少传动轴与传动齿轮采用低摩擦系数的导轨和轴承液压系统中采用变量泵,这样可以减少摩擦和能耗发热。(2)改善散热和隔热条件主轴箱或主轴部件用强制润滑冷却,甚至采用制冷
编号:201404131405302325    大小:683.08KB    格式:DOC    上传时间:2014-04-13
  【编辑】
10
关 键 词:
ck7815 数控车床 总体 整体 设计 说明书 仿单
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供交流平台,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

当前资源信息

4.0
 
(2人评价)
浏览:195次
docin上传于2014-04-13

官方联系方式

客服手机:13961746681   
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   

相关资源

相关资源

相关搜索

ck7815   数控车床   总体   整体   设计   说明书   仿单  
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2015-2017 人人文库网网站版权所有
苏ICP备12009002号-5