半闭环数控车床总体设计【3张图/25300字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。42页。25300字左右。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。

图纸共3张，如下所示
A0-床身.dwg
A0-底座零件图.dwg
A0-数控车床.dwg

毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目　　 半闭环数控车床总体设计 　　
2、专题　 　
二、课题来源及选题依据
本次课题来源于： 校企合作开发课题。随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应的提出了高精度、高柔度与高度自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。 

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
① 完成该数控车床总体方案设计，完成总体布局，绘制尺寸联系总图一份； 
② 完成床身设计，绘制床身零件图； 
③ 完成底座设计，绘制底座零件图； 
④ 完成设计说明书一份，有必要的阐述、分析、计算、说明。 


摘 要
本次设计任务来源于校企合作开发课题。
先调研数控车床的发展状况，随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。
该设计主要考虑两大方面：数控部分和机械部件。首先进行数控车床总体方案的比较，然后确定最佳方案，完成半闭环数控车床的总体布局，绘制出半闭环数控车床的传动系统图，数控车床总体的尺寸联系图。通过对切削力的计算来设计进给系统、刀架、主轴卡盘的夹紧、液压尾座的行程等。完成该数控车床总体设计，总体布局，绘制尺寸联系总图一份，以及床身设计，绘制床身零件图，底座设计，绘制底座零件图。对车床振动的分析来提出加强机床刚度的方法，还有设计该数控机床的排屑装置及尾架装置。最后叙述该机床平时的维护及保养，有利于机床的正常运转。
预期成果设计出符合机械厂要求的通用型的，半闭环，斜床身，双轴联动，卧式数控车床，尽量满足生产需要，使我们设计的数控机床可靠性，加工精度，变速范围，操作宜人性，工作效率及防护结构，造型等诸多方面更加适合实际的使用要求。

关键词：半闭环；数控车床；总体设计；

Abstract

　　This design task comes from the school-enterprise cooperation and development issues. Development of the first investigation of CNC lathe, with the development of science and technology, mechanical product structure more reasonable, and its performance, efficiency and precision of increasingly improved frequent replacement, production types from mass production to the many varieties of small batch production. Therefore, the processing machinery products corresponding to the high precision, high flexibility and high automation. Digital control of machine tool is to solve the one-piece, small batch, especially in the automatic processing of complex surface parts and ensure the quality requirement and produce.
This design mainly consider two aspects: numerical control part and mechanical part. First compared the overall scheme of CNC lathe, and then determine the optimal scheme, to complete the overall layout of CNC lathe, draw the diagram of transmission system semi-closed-loop CNC lathe, CNC lathe overall contact map size. To the design of feed system, turret, spindle chuck through calculation of cutting force, the clamping hydraulic tailstock travel. To complete the overall design of the CNC lathe, general layout, drawing a connection dimension in general, and the body design, drawing machine parts drawing, base design, drawing the base part drawing. Analysis on the lathe vibration proposed method to strengthen the stiffness of machine tools, as well as the design of the CNC machine tool cutting device and a tail frame device. Finally, describes the machine daily maintenance and maintenance, is conducive to the normal operation of the machine. 
The expected results of design to meet the requirements of general machinery factory, half closed, slant bed lathe, CNC horizontal lathe, biaxial linkage, as far as possible to meet the need of production, reliability, CNC machine tools enable us to design the machining accuracy, speed range, operation comfort, efficiency and protection structure, other aspects are more suitable for practical use requirements. 
　　 
Key words: Half closed loop； CNC lathe； The overall design;

目录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目录 V
1 绪论 1
1.1 本课题的研究内容和意义 1
1.1.1 本次课题的意义 1
1.1.2 本次课题的目的 1
1.1.3 本次课题的所要达到的技术要求 1
1.2 国内外的发展概况 2
1.2.1 国内外数控机床的形势 2
1.2.2 数控机床未来发展趋势 3
1.3 本课题应达到的要求 4
2 数控机床总体方案的比较及其确定 5
2.1 调研情况 5
2.2 总体方案比较及确定 5
2.2.1 机床的总体布局 5
2.2.2 机床总体布局的基本要求 5
2.2.3 影响总体布局的因素 6
2.2.4 简述数控车床的特点 6
2.2.5 数控车床总体设计方案1 6
2.2.6 数控车床总体设计方案2 8
2.2.7 数控车床总体设计方案的确定 10
3 数控车床总体设计 11
3.1 数控机床的工作原理 11
3.2 数控机床的组成 11
3.2.1 程序编制及程序载体 11
3.2.2输入装置 11
3.2.3数控装置及强电控制装置 11
3.2.4伺服驱动系统及位置检测装置 12
3.2.5 机床的机械部件 12
3.3 参数确定 13
3.3.1 主参数和基本参数 13
3.3.2 切削用量的选择 13
3.3.3 运动参数和动力参数的计算 14
3.4 数控车床传动系统图 14
3.5 数控车床总体联系图 15
3.6 机床的润滑与维护 17
4 数控车床部件设计 18
4.1 机床底座，床身大件类的设计要求，方法 18
4.2 机床的振动和提高刚度措施 18
4.2.1 机床振动的类型 18
4.2.2 提高机床结构动刚度的措施 19
4.3 机床热变形的形成及其特点 20
4.4 床身与底座的结构设计 21
4.5 机床的隔振 22
4.6 排屑装置的设计 23
4.7 尾架装置的设计 26
5 数控机床的维护与保养 27
6 结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32

课题来源
校企合作开发课题
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
课题的科学意义在于：随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。
国内外研究概况：在国际市场，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子、法拉克（FANUC）、三菱电机、海德汉等。随着国际学术及产业界对开放式数控系统研究的日益推进，我国的相关研究也越来越受到重视。经过几十年的发展，我国机床行业也形成了具有一定生产规模和技术水平的产业体系，国产数控系统产业发展迅速，在质与量上都取得了飞跃。国内数控系统基本占领了低端数控系统市场，在中高档数控系统的研发和应用上也取得了一定的成绩。
数控机床的发展趋势：
1 高速化 ：采用高速的32位以上的微处理器，可提高数控系统的分辨率及实现连续小程序段的高速、高精加工。
2 多功能化。
3 智能化：引进了自适应控制技术.自适应控制（Adaptive Control，简称AC）技术是能调节在加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削过程达到并维持最佳状态的技术。
4 高精度化：通过减少数控系统误差和采用补偿技术可提高数控机床的加工精度。
5 高可靠性：通过提高数控系统的硬件质量，采用模块化、标准化和通用化来提高其可靠性。
应用前景：由于产品的多样化和产品更新快是当前机械制造业的明显特点。因而多品种，中小批量生产越来越占优势。由于加工不大的占有很大的比例，这就要求加工设备有很大的灵活性，而新型产品中所需要零件的精度越来越高，形状也相当复杂，这就要求是具有高的效率和加工精度。由于以上几点具体要求结合成一体的分析，用一般的普通机床是无法满足现代社会化发展的需要。

研究内容
本次设计主要考虑两大方面：数控部分和机械部件。首先进行数控车床总体方案的比较，然后确定最佳方案。通过计算确定切削用量的选择及各参数的确定。绘制出半闭环数控车床的传动系统图，数控车床总体的尺寸联系图。设计车床的部件：床身的设计，车床底座的设计，排泄装置及其尾架装置的设计。

拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
研究办法：
⑴ 通过查阅专业文献资料初步掌握数控车床总体设计的相关知识；
⑵ 积极参加工厂的生产实践,在生产中学习、思考、分析; 解决生产过程中的实际问题,制定新的设计方案。通过实习对数控车床总体进行研究；
⑶ 结合前期工作及其所掌握的理论知识对数控车床总体进行设计，并完成其应用前景的研究。
可行性分析：⑴数控车床主传动总体方案选择。 ⑵电动机的选择。

研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月12日-2012年12月2日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2012年12月3日-2013年3月1日：填写毕业实习报告。
2013年3月2日-2013年3月8日：按照要求修改毕业设计开题报告。
2013年3月9日-2013年3月15日：继续整理资料、分析、比较各种方案。
2013年3月16日-2013年3月22日：确定最合适的总体方案。
2013年3月23日-2013年4月19日：总体设计和零件设计。
2013年4月20日-2013年5月21日：毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：
预期成果设计出符合机械厂要求的通用型的，半闭环，斜床身，双轴联动，卧式数控车床，满足生产需要。

特色或创新之处
① 设计过程中要重视设计方法和设计工具的现代化，积极推广应用价值工程。
② 通过阅读大量的资料，参考一系列数控车床，设计出尽量使数控车床的可靠性，加工精度，变速范围，操作宜人性，工作效率及防护结构适合实际使用。
已具备的条件和尚需解决的问题
① 根据调研情况，半闭式数控车床的总体方案已经确定，车床部件也设计完成。
② 尚需解决的问题：采用半闭环控制其调式比开环要复杂，设计上也要有其自身的特点，技术难度较大。