专用轴加工机床设计（继电器控制）VIP

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321任 务 书 系（部） 专业 班学生 学号 一、课程设计题目：专用轴加工机床设计（继电器控制） 二、课程设计进行的日期：2011 年 7 月 11 日起至 2011 年 9 月 11 日止 三、课程设计指导教师： 陈超山 四、任务书的内容：目的:1了解专用机床设计的基本方法。2 熟悉专用机床结构，工作原理3 绘制定专用机床控制方案4 会进行电气控制系统设计5能正确选择电气元件任务：1设计说明书1份2电气控制原理图1份3电气布置图1份4其他设计图纸材料1份工作日程安排：1） 装备阶段：学生在指导老师指导下收集相关的资料，初步确定设计方案。2)毕业设计阶段： 学生在指导老师的指导下，进行专用机床设计，初步完成后指导老师审阅，并修改。3)编写设计说明书阶段。4)修改说明书阶段。学生根据指导老师提出的建议和意见，对说明书作必要的补充修改。5）答辩准备阶段。6）论文答辩阶段。毕业设计要求：1 机床的加工及运动要求。2 机床整体设计方案，相关参数设计。3 机床控制方案，机械与电气控制关系。4 电气控制系统设计思路，完成相关参数设计及元件选择。5 机床动作介绍及说明。设计进度：步骤主要内容学时比例时间安排1设计准备工作（1）熟悉任务书，明确设计的内容和要求；（2）熟悉设计指导书、有关资料、图纸等；（3）观看录像、实物、模型或进行减速器装拆实验等，了解减速器的结构特点与制造过程。5%3天2总体设计（1） 选择步进电机（2） 确定液压控制方案（3） 确定电器控制方案（4） 确定布置原理图10%6天3元器件的选择，先关参数计算。（1） 控制电路元器件选择（2） 液压控制元器件选择（3） 计算步进电机参数（4） 机床结构设计25%15天绘制电气原理图（1） 电气原理图（2） 控制原理图（3） 机床布置图40%24天编写设计说明书1写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图；2说明书中最后应写出设计总结。一方面总结设计课题的完成情况，另一方面总结个人所设计的收获体会以及不足之处。20%12天目录专用轴加工机床设计说明书前言本次设计的题目是专用轴加工机床设计，专用机床是加工某种特定的零件，完成某种特定工序的专用性机床。它有利于实现单机自动化，组成生产自动线，提高生产效率，降低劳动强度。随着生产的发展和自动化程度的提高，专用机床目前在生产中的应用越来越广泛。随着现代经济的发展，普通机床不在满足现代加工的需要。因此出现了专用机床，它能够满足加工的需要，实现专机加工的特定。这一类的机床的效率高，准程度高，能实现大批量的生产。专用机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床，是组成自动化生产线不可缺少的机床品种。其中为发挥闲置机床潜在的效能，对其进行技术改造，使其改造成专用机床具有很大的现实意义。 本论文课题轴类零件专用机床设计。论文在分析轴类零件加工工艺需求的基础上，针对普通CA6140车床在加工轴类零件的端面，阶梯轴；对原普通车床的机械传动装置、加工工艺、夹具、刀具、电气控制系统等进行了改进设计：只保留机床的主传动系统；同时，采用液压控制驱动工件实现自动进给。 基于本文研究设计改装的轴类零件加工专用机床有效地提高了零件的加工精度、自动化程度和生产效率高，并具有投资小、见效快、改装工作量少、制作和调试周期短、旧设备利用率高，本论文是对原普通CA6140车床进行改造，让其成为我们所想要的轴类零件专用机床。机床的数控化设计主要应用了现代成熟的数控化技术和经验，以适应生产的具体要求为目的。我们可以借鉴普通的车床，改变现有机床的结构，给普通机床换上新的部件，新的装置和新附件，提高现有机床的技术性指标， 已达到我们所需设计的轴类零件加工所需的专用机床我们这次毕业设计主要是对CA6140车床进行改造，达到我们所需轴类零件加工的专用机床，设计的任务是：主要是机械传动系统的设计、进给部分运用液压控制和液压控制部分还有液压卡盘以及绘制相关图样。合理的设计方案可以保证改造效果和降低成本。考虑具体的设计方案时，基本原则是在满足使用要求的前提下，对机床的改动尽可能少，以降低成本。CA6140车床总体改造方案为：原来的主轴箱只更换坏的零件，以保证精度，更换进给部分采用液压控制进给。一.设计的内容及任务已知条件：机床最大加工直径：在床身上400mm，在床鞍上210mm.最大的加工长度：100mm拖板及刀架重力：G= 1000N最大速度= 2m/min纵向最大进给速度： fmax=0.6m/min 定位精度：主轴电动机功率：7.5KW启动加速时间：T=30ms脉冲当量： 0.01mm/步 1.1机床类型及动作循环要求机床工作循环为：手工上料 按电钮 自动定位夹紧 工作台快进 车削进给 工作台快退 夹具松开 手工卸料。1.2机床对液压传动系统的具体参数要求 表1.1 液压系统参数液压缸名称负载力（N）移动件重力 （N）速度 （m/min）行 程(mm)启动时间 (s)定位、夹紧缸运动时间 (s)快进工进快退卡盘液压缸20002进给液压缸（2个）2000150000.056快进工进230080 工作台采用平导轨，导轨面的静摩擦系数f=0.2，动摩擦系数f=0.1。1.3机床的走刀路径为下图所示：Z轴快进工件X轴快进X轴快退Z轴工进Z轴快退 1.4由机床现有的条件可以计算切削力由机床设计手册可知，切削功率 式中 P-主轴电动机的功率，P=7.5KW； 主传动系统总功率，一般为0.750.85，取=0.8； K-进给系统功率系数，取K=0.96；则 PC=7.50.80.96KW=5.76KW切削功率应按在各种加工情况下经常遇到的最大切削力和最大切削转速来计算，即 式中 FZ-主切削力（N）； V-切削速度（m/min）；按最大切削速度计算，取V=100m/min,则主切削力 有机床设计手册可知，在外圆车削时：取纵向切削分力FX=0.5FZ ，横向切削分力FY=0.6FZ ，则 .二机械结构的设计在机构结构的设计中，主要是针对原车床的进给系统数控化改造，主传动系统中保留原车床的主轴箱的减速机构，只是对其里面坏的零件进行更换。在进给系统中，采用液压泵推动刀架进给.卡盘改用液压卡盘。接下来改造机床。2.1液压卡盘的选择以及计算根据前面所计算的可知道：主切削力 计算切削力时按各种加工情况下遇到的最大切削力来求经计算后分析可知：最大切削力可等于主切削力。可知工件在加工时受到一个刀具与工件的摩擦力 一个自己身的重力旋转时一个牵引力 切削力因此卡盘要加紧工件要克服这些力的合力。可知FZ=3456 取合力为5000N工件的形状为圆柱 R=50mm因此液压泵要加紧工件时需要的压力为：P=FS 受力面积F=5000N 受的力P=FS=50003.14252=2.55MPa液压泵的额定输出功率：PN=0.03kw液压泵在额定功率压力下所需流量：因为Pp（泵的工作压力）Pmax（执行元件的最高工作压力）+P（简单的油路，可取0.2到0.5Mpa）P (压力兆帕)=2.55Mpa+0.3Mpa=2.85Mpa因此（液压泵的额定输出功率） 2.2确定泵的额定流量泵的流量应该满足执行元件(三角机械卡盘最大夹紧力)的要求。泵的输出量q应该根据系统所需的最大流量和泄露量来决定 qpKqmaxqp 泵的输出流量K 传输过程中系统的泄露系数，一般取K=1.1到1.3（管路长取1.3，管路短取1.1）qmax 执行元件实际需要的最大流量 因此qp =1.1X9=9.9L/min由于我们在选取时 我们的液压泵只是用来夹紧工件，就是只有一个执行元件，因此应该按照执行元件的最大夹紧力要求来选取液压泵。2.3确定液压泵的额定压力泵的工作压力应根据液压缸的最高工资压力来确定，即 PpPmax+P或PpKPmax式中Pp 泵的工作压力Pmax 执行元件的最高工作压力P 进油路和回油路的总压力损失，初算时，对于节流调速和简单的油路，可取0.2到0.5Mpa，对于进油路设计没有调速阀和管路较复杂的可取0.5Mpa到1.5Mpa，K 系数 考虑液压泵至执行元件管路中德压力损失，取K=1.3-1.5由前可知Pmax=2.55Mpa因此PpPmax+P=2.55Mpa+0.3=2.85Mpa2.4选取液压泵的结构型式按液压系统中常用的泵结构分为：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵 3种。 齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。 叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。 柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。 一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。根据设计所需，选取齿轮泵。由于我们的液压泵主要拿来加紧工件，因此需要是较低精度的液压泵，因此选取：KCB系列齿轮泵KCB系列齿轮泵：适用于输送不含固体颗粒和纤维，无腐蚀性，温度不高于80，粘度为510-61.510-3m2/s (5-1500cSt)的润滑油或性质类似润滑油的其他液体。KCB系列齿轮泵应用范围：在输油系统中可用作传输、增压泵；在燃油系统中可用作输送、加压、喷射的燃油泵；在一切