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Φ125专用仪表数控车床进给系统设计开题报告.doc

Φ125专用仪表数控车床进给系统设计【5张图纸】【优秀】【原创】

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关键词：: Φ125专用仪表数控车床进给系统设计图纸优秀优良原创

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Φ125专用仪表数控车床进给系统设计

39页 9000字数+说明书+任务书+开题报告+5张CAD图纸【详情如下】

Φ125专用仪表数控车床进给系统设计开题报告.doc

Φ125专用仪表数控车床进给系统设计说明书.doc

Ф125专用仪表数控车床横向进给传动机构装配图.dwg

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任务书.doc

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带轮.dwg

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摘要

　　　目前，我国数控系统和数控车床正处于由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时刻，而125专用仪表数控车床是常用的数控车床之一。而125专用仪表数控车床的进给传动机构是该型车床的关键部件之一。本设计即根据125专用仪表数控车床技术规格和主要机构对横向和纵向进给机构进行设计。在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算,比如：机床功率和电动机选用，滚珠丝杠副选用与计算校核，方案设计即提出纵向和横向进给机构的设计方案，进行有关轴和齿轮强度、刚度校核，进行相关参数选择以及必要的参数校核计算等。

关键词：仪表车床、数控、传动系统

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 本课题研究的目的与意义1

1.2 专用仪表数控机床简介1

1.3 国内外仪表数控车床的发展状况3

第2章总体设计方案4

2.1 专用仪表数控车床的工作原理4

2.2 专用仪表数控车床进给运动的设计方案5

第3章进给系统的设计与计算7

3.1 纵向进给系统的设计与计算7

3.1.1 纵向进给系统设计7

3.1.2 切削力计算8

3.1.3 滚珠丝杠设计计算10

3.1.4 选择步进电机的有关计算13

3.2 横向进给系统设计与计算15

3.2.1 横向进给系统的设计15

3.2.2 切削力计算16

3.2.3 滚珠丝杠设计计算17

3.2.4 选择伺服电机的有关计算20

第4章进给系统的结构设计23

4.1 床身和导轨23

4.2 滚珠丝杠螺母副的设计26

4.2.1 滚珠丝杠螺母副的形式26

4.2.2 滚珠丝杠螺母副的计算28

结论33

致谢34

参考文献35

CONTENTS

AbstractI

AbstractII

Chapter 1 Introduction1

1.1 This subject is the purpose of the research and meaning1

1.2 Special instruments nc machine tools profile1

1.3 Instruments both at home and abroad the development conditions of the CNC lathe3

Chapter 2 The overall design scheme4

2.1 Special instruments numerical control lathe principle of work4

2.2 Special instruments numerical control lathe feed movement design scheme5

Chapter 3 In the design of the system and calculated7

3.1 The longitudinal into to the design of the system and calculated7

3.1.1 In system design longitudinal7

3.1.2 Cutting force calculation8

3.1.3 Cutting force calculation10

3.1.4 Choose the step motor relevant calculation13

3.2 Traverse system design and calculation15

3.2.1 Traverse the design of the system15

3.2.2 Cutting force calculation16

3.2.3 Ball screw design calculation17

3.2.4 Choose the step motor relevant calculation20

Chapter 4 The design of the structure of the system23

4.1 Lathe bed and guide rail23

4.2 Ball screw nut pair of design26

4.2.1 Ball screw nut pair of form26

4.2.2 Ball screw nut pair of computation28

Conclusion33

Thanks34

References35

第2章总体设计方案

　　　本章提出设计的总体方案主要是针对这台仪表车床的进给运动设计，分析典型的专用仪表数控车床的工作原理，解释如何使滑鞍机构和工作台实现轴向和横向移动。最终确定具体重要零件的选取方案。

2.1 专用仪表数控车床的工作原理

　　　专用仪表数控车床的工作原理简单，首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化，也就是根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺，选择加工参数，将刀具与工件的相对运动轨迹、加工过程中主轴速度和进给速度的变换、冷却液的开关、工件和刀具的交换等控制和操作，按规定的代码和格式编写成加工程序吗，然后送入数控系统，数控系统则按照程序的要求，先进行相应的运算、处理，然后发出控制命令，使各坐标轴、主轴及相关的辅助动作相互协调，实现刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工，如图2-1所示。

Ф125专用仪表数控车床横向进给传动机构装配图.gif

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内容简介：: 本科毕业设计开题报告题目： 125专用仪表数控车床进给系统的设计院（系）：机械工程学院班级：机制083 姓名：丁立岩学号： 2008025173 指导教师：张文生教师职称：教授黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目125专用仪表数控车床进给系统设计来源工程实际1、研究目的和意义125专用仪表数控车床进给系统设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性的劳动。随着生产的发展，使用部门对专用仪表数控车床的要求也在不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，又为制造部门创造了实现使用要求的条件，从而使专用仪表数控车床的设计与制造获得了迅速的发展。这样，既可以加快设计进程，又可以得到比较理想的设计方案。132、国内外发展情况(文献综述)数控机床集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。46数控机床就是指采用了数控技术，用数字指令控制的机床。刀具移动轨迹的信息用代码化的数字指令穿孔在纸带或卡片上，或者记录在磁带等控制媒体上，该信息送入数控装置，经过处理与计算，发出各种控制信号，控制机床的刀具与工件的相对运动，按工件图纸要求的形状与尺寸精度，自动地把零件加工出来。而经济型数控机床就是指价格低廉，操作使用方便，适合我国国情的装有数控系统的高效自动化机床。而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：1)、可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 2)、可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高37倍。 3)、加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。 4)、可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。 5)、拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实现长时间无人看管加工。因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。目前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。经济型数控车床与国外广泛采用的普及型数控车床相比，技术含量较低，由于是大多数采用立式4工位刀架GUIZHIDAO.com版权所有，定位精度低，刀具数少，加工范围较窄，加工精度较低，有一定的使用局限性。78在产品设计方面，采用计算机辅助设计（CAD）技术，在加工制造方面，采用计算机辅助制造（CAM）技术；从在一台设备上如何提高自动化程度来考虑，出现了多轴数控系统；从一台设备上实现多工序自动控制来考虑，出现了加工中心；从计算机运算速度高来考虑，出现了群控系统或直接控制系统；从程序编制来考虑，出现了自动编程语言系统；从切削过程是否达到最佳状态来考虑，出现了自适应控制数控车床；从机械加工高度自动化的方面来考虑，出现了柔性制造系统（FMS）；从高性能的电子器件方面来考虑，用于一般的计算机工业中的各种处理器、存储器、通信链路以及高分辨率的彩色阴极射线管显示器、平面彩色液晶显示器等，正在结合到数控产品中；数控运动控制导致的另一发展趋势是伺服控制电路与数控相结合。 233、研究/设计的目标：综合运用知识，全面考虑有关科学的、经济的及社会的情况，进行多种方案比较，确定最优方案。设计计算是设计过程中工作量最大的阶段，它包括设计计算与工程图绘制和技术文件的编制。主要进行125专用仪表车床进给系统设计，其中1张图必须徒手画。按照工程技术规范要求，整理好技术资料，编写设计说明书。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）：图1 进给运动设计方案本设计主要是针对这台仪表车床的进给运动设计，此进给运动系统的总体设计方案。如图1所示。对于数控车床一般采用功率步进电机驱动，一般纵向快移速度6m/min,横向快移速度不大于3m/min步进电机的驱动脉冲当量值通常为：纵向0.01mm,横向0.005mm，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杆副。(1). 进给系统的设计与计算1)、纵向进给系统的设计与计算2)、横向进给系统设计与计算(2). 进给系统的结构设计1)、床身和导轨2)、滚珠丝杆螺母副的设计(3).完成说明书和图纸5、方案的可行性分析：通过对车床方面资料的查阅以及大学四年来对机械设计、机械原理、机械制造工程学等专业课的学习为毕业设计奠定了理论基础，同时通过机械原理、机械设计、机械制造工程学等课程设计以及大物实验、电工实验等实践环节的经验积累以及张文生老师的讲解和指导，我一定能这次毕业设计做好，以最高质量最高标准来完成任务。6、该设计的创新之处本设计利用微机对纵向和横向进给系统进行开环控制。由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮减速后，带动滚珠丝杆转动，从而实现纵向、横向进给运动。把传统意义上的普通专用仪表车床改变成数控的车床。7、设计产品的主要用途和应用领域：就最近的发展来看车床主要应用在四大领域：航空工业、船舶工业、汽车工业、电力工业。航空工业航空工业典型零件的结构特点是大量采用整体薄壁结构，形状复杂。为了增加航空器的机动性，增加有效载荷和航程，降低成本，进行轻量化设计和广泛采用新型轻质材料，对材料性能要求越来越高。现在大量采用铝合金、高温合金、钛合金、高强度钢、复合材料、工程陶瓷等。结构复杂的薄壁件、蜂窝件形状复杂，孔、空穴、沟槽、加强筋等较多，工艺刚性差。根据航空工业加工件的结构特点和加工要求，需要带A、B摆角或A、C摆角的五轴联动加工中心、高速加工中心、大型双龙门立式加工中心、大型数控龙门镗铣床、精密数控车床、大型数控精密立式车削中心、车铣复合加工中心、叶盘高效加工中心、端面弧齿磨床、高速转子叶尖磨床、缓进给强力磨床、拉床、相关电加工机床、激光熔覆加工机床、板类件无模多点成形压力机、定向单晶熔炼炉、电液束流设备等。要求机床具有足够的刚性，操作简单，人机界面清楚，要求样条插补(NURBS)，过程均匀控制，以减少对拐角处加工精度的影响，具有在线测量仿真功能。9 船舶工业大型船舶的关键加工件集中在大功率柴油机的机座、机架、气缸体、缸盖、活塞杆、十字头、连杆、曲轴，以及减速箱传动轴、舵轴和推进器(螺旋桨)等，关键加工件材质为特种合金钢，一般为小批加工，要求加工成品率100%。关键加工件具有重量大，形状复杂、精度高，加工难度大等特点。大型船舶关键件加工需要具有大功率、大扭矩、高可靠性以及多轴的重型、超重型数控机床和专用加工机床，如重型、超重型数控龙门镗铣床，大型旋风车床，数控重型龙门铣和重型数控落地镗、数控车、磨床、深孔钻床，以及大型钢板压制、酸洗、热处理和火焰切割机等。其中重型、超重型曲轴和大型螺旋桨加工具有典型性，需要超重型数控专门机床、超重型多轴联动机床加工。10汽车工业汽车发动机和车身冲压件生产线具有连续、高效、高可靠性的特点，汽车行业迫切希望机床制造厂能专门研究汽车零部件的工艺特点、与汽车行业相互交流共同研发具有模块化、系列化、可实现交钥匙工程的成套柔性生产线。柔性生产线以汽车发动机缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴、箱体等关键加工件加工为对象，适应混流生产的模块快速组合可重组生产线，掌握性能评价、误差溯源、质量控制与管理集成技术，开发高速精密加工中心、精镗机、缸孔精密磨机床、曲轴动平衡机、曲轴颈滚压机床、连杆涨断机床、曲轴内铣外铣机床、曲轴高速磨床等主机；高速取料机器人和辅助设备如具有去毛刺功能的清洗机、搬运机器人、激光焊接机、缸套压装机、在线检测设备等。要求数控机床如高速卧式加工中心、数控车床及数控磨床等必须精度稳定、性能可靠，CMK值指标要求大于1.67。11电力工业发电设备关键加工件重量大，形状特殊、精度高、加工难度大、价格昂贵，单件价格远超过一台重型数控机床的价格。如核电站压力容器单件重达400500吨，大型汽轮机和发电机的转子单件重超过百吨，要求可靠工作30年以上。因此，发电设备关键件制造需要的机床特点是大规格、高刚度、高可靠性。要求提供各种超重型数控机床及专机，如大型数控立式车床、大型数控卧式车床、数控落地铣镗床、龙门镗铣床及加工中心、数控钻床等，以及大型压制设备和数控弯管机等。对于某些特定加工件，要求机床具备多轴控制五轴联动及复合加工功能。128、时间进程2月28号-3月27号整理实习日记、撰写实习总结和开题报告3月27号-5月15号设计计算、总体结构草图设计5月16号-6月5号总体图和部件图设计6月6号-月8号零件图设计6月9号-6月11号整理、撰写毕业设计说明书和设计图纸6月12号-6月16号答辩9、参考文献：1 戴曙主编. 金属切削机床设计. 大连：机械工业出版社，19812 席伟光.杨光.李波主编. 机械设计基础课程设计. 北京：高等教育出版社出版， 20033 吴宗泽.罗圣国主编. 机械设计课程设计手册. 北京：高等教育出版社出版，1999 4 孙训方主编. 材料力学（）. 北京：高等教育出版社出版，20025 王铎.程靳主编. 理论力学（）. 北京：高等教育出版社出版，20036 机械设计手册编委会编著. 机械设计手册M.第1卷/ -3版. 北京：机械工业出版社，20047 机械设计手册编委会编著. 机械设计手册M.第2卷/ -3版. 北京：机械工业出版社，2004 8 机械设计手册编委会编著. 机械设计手册M.第3卷/ -3版. 北京：机械

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