WJ101-经济型车床的刀架部件设计及零件工艺、工装设计/三维SolidWorks
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毕业设计 (论文 ) 经济型车床的刀架部件 设计及零部件工艺、工装设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 摘 要 本文数控车床系统，机械加工和伺服系统的可靠性确定，分析和数控车床设计，数控车床，设计特点，结构的原则，全面阐述讨论了使用的 数控 驱动器和滚珠螺母副优势。设计细节和数控车床的 检查 和分析。 此论文包含以下内容： 1. 种类选用与择定 2. 参数选用与择定 3. 精度选用与择定 4. 滚珠丝杠 选用与择定 5. 与主机匹配的 原则以及厂家的选用与择定。 关键词 ： 车床， 数控 ， 电机 ，刀架 NC is of of NC a of NC of NC on of 1. . . . . of 录 摘 要 . I . 录 . 1 章 数控车床 发展 概述 . 1 控车床及其特点 . 1 控车床的主要功用及当被加工产品 . 1 控车床的经济分析 . 2 小企业数 控车床选用中存在的问题 . 2 控车床选用与择定并购买的策略 . 2 控车床的 发展 趋向 . 4 第 2 章 数控车床总体设计 . 6 设计要求 . 6 知条件 . 6 用 . 6 动设计 . 6 计条件 . 6 定变速组数以及变速组内传动副数 . 6 定结构网 . 7 用与择定电动机转动速率及型号 . 8 配总降速传动相比较及拟定转动速率图 . 9 定各传动组传动副齿数 . 10 定传动系统简图 . 11 力设计 . 12 定主轴计算转动速率 . 12 定每根轴的计算转动速率 . 12 定每个齿轮的计算转动速率 . 12 验主轴转动速率误差 . 13 作机的传动效率 . 13 计算各轴的输入功率 . 13 算各轴的输入转矩 . 13 计传动带 . 14 轮传动设计 . 16 本组设计 . 16 一扩大组设计 . 18 二扩大组设计 . 21 三扩大组设计 . 24 四扩大组齿轮设计 . 26 第 3 章 四方自动回转刀架总体结构设计 . 30 速传动机构的设计 . 30 刀体锁紧与精定位机构 的设计 . 30 动回转刀架的工作原理 . 30 要传动部件的设计 . 33 杆副的设计计算 . 33 杆的设计计算 . 37 第 4 章 数控机床液压系统设计的立题依据及方案论证 . 39 压系统设计的立题依据及课题来源 . 39 压系统的运动分析 . 41 压系统的负载分析 . 42 床液压系统确定型号 . 42 定液压缸参数计算与结构设计 . 43 压元件以及装置的选用与择定 . 49 压阀的选用与择定 . 49 管道尺寸 . 50 第 5 章 主要零部件的工艺设计 . 51 部件的作用 . 51 部件的工艺分析 . 51 第 6 章 工艺规程设计 . 53 定毛胚的制造形式 . 53 V 面的选用与择定 . 53 定工艺路线 . 53 艺路线方案一 . 54 艺路线方案二 . 54 艺方案的相比较较与分析 . 54 用与择定加工设备以及工艺装备 . 55 床选用 . 55 用与择定刀具 . 55 用与择定量具 . 55 结 论 . 56 致 谢 . 57 参考文献 . 58 1 第 1 章 数控车床 发展 概述 控车床及其特点 数字控制车床是用数字代码形式的 (程序指令，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的车床，简称数控车床。 数控车床有宽博自定义功能，当加工产品改变人们只需键入命令变化的要求 ;加工特性可以比理论自动车床加工精度高可以轻松的个人资料，这是更适合加 工小批量要经常改变，精度高，且分配的形式比较简单，你可以得到获得了良好的经济效益。 伴着数控技术的发展，数控车床系统，增加品种，车床，车床，镗床，钻床，磨床，齿轮加工机床和车床，电火花加工的发展。也有自动换刀，一个多步骤的过程夹紧加工中心。 数控车床主要通过数值控制装置中，伺服和本体的转动。输入数字控制装置的程序指令被记录在数据载体上的，由程序由 置键盘接收装置，手动或直接读取。 随着微电子技术，计算机技术和软件技术的飞速发展，数控车床控制越来越趋向于小型化，多功能，具有完善的自诊断功能，可靠性有了很大 的提高 ;普及型数控系统自动编程。 车床的未来将更加多元化，多步骤的集中式数控车床和多品种的加工 ;激光加工技术将在车床切削应用，使其延伸出的多步骤处理的目的范围内 ;自动化的数控车床提高更多不同的监控功能，形成了柔性制造单元，更容易融入高度自动化的柔性制造系统。 控车床的主要功用和被加工产品 数控车床函数值在理论上是功能和特殊功能。理论上功能是指可用于常用功能的各类数控车床。作为位置控制功能，自动刀具半径补偿，图像处理功能，固定循环功能。在一些特殊的设备或附件的任何一个或两个特殊功能控制车床索引 有一些特殊的功能。刀具长度补偿，凸轮处理功能，自动转换表功能，自适应功能， 购职能。 当使用数控车床的工作，只要充分利用数控车床的各种功能，加工工件可能难以应付许多普通车床。当数控车床主要加工产品有：扁型部件 ; 伞型可变元件表面（三维）组件。 1，线性内插：在工作的完成数控车床具有基本功能，按常规得分是线性内插和线 2 性内插和一些空间内插方法 2，圆弧插补这是在工作完成的数控车床是一个基本的功能，根据传统的平面圆弧插补圆弧插补逼近，所以画了。 周期是通过使用不同的加工要求几个参数确定的，鱼油 主要用于一些经典工作需要反复实现的，因此固定 周期准备有效简化程序。 控车床的经济分析 随着经济的快速增长和稳定，我们的制造业，振兴装备制造业的环境中受益车床，我们已经取得了很大的 发展 ，今天引线的数控车床行业的机械制造技术更好的这段时间。 由于数控设备，简单的功能和急进的特点，以及模型的品种，档次不同的特性，先进的功能，决定了它不是简单的特点和数控设备的选用与择定问题。 小企业数控车床选用中存在的问题 截至目前，中小企业缺乏与数控设备和数控加工技术专业人才掌握，数控车床选择和购买经 验，修复并有一个典型的盲目片面的特点，主要表现在以下几个方面： 到那个时候，中小企业缺乏设备和数控 师的技术和经验，并确认选择数控车床和购房者盲目片面的特点，特别是在以下几个方面： 不足之处，一些商界领袖意识到高精密数控设备配置的值是商务程度的象征。如果模型没有考虑到完成用在投资决策的回报，相对于盲目追求进口，高端忽略片面强调功能特性的价格。与一些非相关或非官能后续治疗的的助剂。 控车床类型，大小尚未完成。购买来自不同供应商的产品时，统一， 它经过采集，发展和维持是困难的。 忽略了配套附件和工具，从而导致缺乏规划或影响，以使用全军仪器的操作。 展 将是有限的，以及在产品购买的设备的预测的功能的变化。 控车床选用与择定并购买的策略 你选购，修复和数控车床，有一个明确的经营宗旨和原则，主要考虑的是数控车床的实际问题。在选择并确认一台车床，必须先定义一个数控车床的典型组件。大小零件加工车床确定间隔值 ;精密零件的精度选定水平的主要内容，以确定车床。考核指标，更精密 车床数控车床类别有所不同，但最重要的项目是定位准确重复性和全面的 3 加工精度。各种因素和传动链，缺口等因素的影响，机械系统，变形，蠕变破坏弹性性能的准确定位，完全故障共鸣。这些指标反映了两个刚性伺服机构，也显示出的位置编码器反馈的质量。重复反映的数控状态的定位精度和旅行的整点的稳定的性质，重复直接影响传动链的定位精度的性能。总体精度误差工件尺寸的完成和所需的大小。选择和购买，修复并应避免盲目追求精度高，准确度和精密度零件定制车床的关注。 实践环节 （ 2） 操作的数字控制系统。数控系统的功能可以与基本技能，并建 立知名品牌的数控系统的基础之间的差额的函数来选择是不可能取得进球。除了这些基本技能和与各种可选功能的用户的数控的值。数控系统通常包括基本的便宜，而且解决了特定功能的使用和持续时间。 在一个可选功能可能会有所不同模块的特点，几十倍的价格差异，你应该能够车床及加工需求特点的基础上进行选用与择定。从控制方式的诊断测量形式给予控制，反馈形式，测试方法和接口，以及车床的合理选择和确定的可选功能形式可选功能可选的或者不切实际的。自动换刀（ 比，加工的基本属性，投资空管系统一般是整机的 30因此，在该尝试的 简单的 构功能和高可靠性性能的可靠性的要求到车床的改善并降低了机器的价格的假设。应该指出的是，价格比供应高得多一起出售的单价扣押主机一起单独的合同附件必须购买作为在购买主机的易损件等配件的一部分。 济特点，选用与择定适合下支付“费用”的条款处理要求的数控车床或最小值遇到比较合理的。特色经济，实用的特点往往是紧密相连的大选是一种实用，经济，避免不必要的浪费，避免代价高昂的交换功能没有更简单和实用的数控车床，避免经营问题，维护等方面的困难。 理论上七年数控车床，设计寿命特别是在生命的数值 计算值是准确的。考虑到该产品的市场份额，所描述的数控设备的市场份额，他们是深受广大用户的青睐提供的，当然，在理论上，他没有什么太大的质量问题。 购置数控车床应该考虑投资回报率，投资回报率可切割是一个很好的车床短期的。因为这个值数控车床，集中的方法，由此这个数控车床改进的主要好处了生产效率和加工精度，适合单和小批量试生产，也适合大批量生产。大部分小型和中型数控车床销售企业大规模生产，因为生产总值提高不仅节省了开发时间和技术要求刀车床操作者使用其他援助和相对低廉的劳动力成本。因此，换来了大批量生产的车床更快地获 得投资。具有高附加值和较少的公司产品具有一定的经济实力，便利性和购置生产权，单件数控车床生产组织的价值。车床使用，不仅考虑设备成本，相比于油，冷却剂，功耗和设备折旧 4 计算。另一个因素是升级不能贬值设备，数控车床，更新快，打算跑，现在 $ 40 百万，或者可以从三年减少到 35 万，这个数字不能忽视的贬值和折旧将被忽略。无定型产品或产品，为中小企业购买昂贵的数控设备的低附加值，一定要彻查还款期限。 有些公司规定的批 量稳定的意图来选用与择定接受，甚至订单和采购要求机床厂车床工具及其制备方法，发展，工人的培训，被称为“交钥匙 ”，这是一个理想的投资数控车床的价值。 控设备的可靠性功能深受广大用户的数控设备必须担心如此注重规模和市场份额的制造商在数控设备的选用与择定必须确认或达到他们的产品 定值 500H）。现在开展的大部分工厂都在购买先进的数控车床系统和会议的组成部分。更多人使用的是日本本土的 国 。深受广大昆明和南京的床立式加工中心，并从德国，台湾直线导轨和卷轴的床。所以车床理论是可靠的主要部件的质量， 既要注重学习数控车床会议商务服务网络的完善，还是团队的素质可以胜任及时的服务或义务未 来。 控车床的 发展 趋向 美国发明家约翰帕森斯车床上个世纪的发明。伴着电子信息技术的 发展 ，数字化机床制造技术的机电一体化进入价值世界是时代的一个代表性产品数控车床时期的精髓。数控车床机床行业是国民经济的重要基础，也是。这是国民经济各部门的价值，并提供设备，扩大经济和社会后果的资源。 技术 发展 的发展趋势： 高速，精密，复合，智能，环保数控车床和技术 发展 ，在最近几年的总体趋势，因为在实际使用中，鼓励和建议工业和其他成就的领域。主要特点： 床技术 发展 进一步发展，复合加工技术的成熟，如时代 - 运动，铣车 - 钻井 - 钻 - 其它复合齿轮加工，铣，形成复合的特殊处理连接处理，复杂的加工精度和效率。 “一卡安装，彻底治疗”，“机床厂”的概念被接受，多元化的复杂的转折趋势的进展。 ：自动防撞功能的干扰调整，分配到安全区域停电后关闭，使检测和学习，高精度的机加工零件的智能参数选用与择定功能自动补偿处理组件，这个过程会自动消除振动车床在实用阶段，智能功能操作和提高质量车床。 人使主机应用宽博的更有效，更灵活的机器人表征组合的软特性组合是如此 5 柔软特性线更加灵活，为了进一步提高效果，软特性线是更有效地进一步降低。在机器人和加工中心，铣床车床，磨床，齿轮加工机床，刀具磨床，电火花，车床，锯床，车床，冲压，激光机，水切割机床的单位和柔软灵活的特性，生产等的形式开始应用。 4，权利要求严格的水平（ M）精密机械加工技术，数控加工精密金属切削车床现在升级微米（ M），部分品种达到 m 左右。超精密数控车床和切割精细研磨，精密稳定在 米的区域 至 形状精度。选择和利用光，电，能源，化工等特殊的加工精度可以达到纳米级（ m）修复。优化结构设计，精湛的制造工艺和精密车床零部件装配，使用，并建立了高精度闭环控制和温度，振动和几何误差精密车床，形状和位置等动态纠错技术来降低表面粗糙度提高进行亚微米，纳米超精加工时间。 续建设一个高速，高能量和智能化方向发展，并已经成年的应用程序。数字交流伺服电机和驱动器，高科技中心，力矩电机，直线电机，高性能的特点直线运动部件，精密主轴单元等功能，方便了应用程序组件显著 提高数控车床的技术水平。 6 第 2 章 数控车床总体设计 设计要求 知条件 主电动机的功率 = 最高转速 =1400 最低转速 =80 用 在车床操作现场宽博的应用程序。它用于车轮，轴，轴套等绝大多数转子加工部件。车床也可以用于转在脸上，钻，螺纹，开槽和切割，旋转特殊类型的表面，滚花和卷簧。车床不同的值，但由于自动化程度低，使小批量的生产 和加工的简单理论只是提供新的价值。 动设计 计条件 1、 主轴级数值是 24 级、公相比较值是 2、 是以单片机值是核心的两坐标联动经济型数控系统； 3、 最小输出增量： X 轴 Z 轴 4、 程序输入办法：键盘； 假设主轴最小转速为， in ，最高转速为， ax 1转动速率取值区间 14m 0 m 0 0m a x 2转动速 率级数： 24z 3确定公相比较： 1 3 z 取标准系列 12. 。 定变速组数以及变速组内传动副数 经找出，表格号 2 100 转每分钟，并中间间隔一个数取一个值 找到主轴的 24 级转速数列分别值是 100、 112、 125、 140、 160、 180、 200、 224、 250、 280、315、 355、 400、 450、 500、 560、 630、 710、 800、 900、 1000、 1120、 1250、 1400r/ 普通车床选滑移齿轮变速机构，滑移齿轮变速机构之间，频率使用最高的是双联或 7 者三联齿轮为，能达到多方位的要求。所以对于二十四级别的传动不同的传动顺序方案有以下 4 种： 322224 、 223224 、 232224 、 222324 。从设计要求，可以知道，在没有其它要求的前提下，理论上说选用与择定使用“前密后疏”的原则。我们应该优先选用 222324 的传动顺序方案。 定结构网 按以上已选用的传动顺序方案， 222324 我们可以做许多不同的，以吸引扩大该计划。在没有具体的要求，当指令扩大组的移理论必须按照顺序发送，所以可以选择 使用 12631 222324 传动方案。结构网同下图 3验最后扩大组的变速取值区间： 2)12()1(m a x ii ，满足 8r ，因此在传动组的极限变速取值范围之内，与设计给定的要求相符合。 8 图 2构网 用与择定电动机转动速率及型号 由 ax 经从文献 5，我们可轻松 找出，表格号 表可看中应选择 Y 系列三相异步电动机 ，型号为 4，其参数请见表格 3看到： 表 2132动机特性能 电 动 机型号 额定功率 /机转动速率 /(r/同步转动速率 满载转动速率 500 1440 9 配总降速传动相比较及拟定转速图 总 降 速 传 动 相 比 较 0 6 9 4 01 0 0m 它 的 全 载 转 速 为 ，440 rn m 与转速标准不相符，由此需再配一定相比较传动副。 确定传动轴轴数： 传动轴轴数等 于变速组数加定相比较传动副数 61141 。抛开电动机轴不算，余剩的五根轴分开标出为，和轴。和轴都设 a、和轴都设 b、和轴设 c、和轴设 D。设定、各轴的转速： 确定 轴的转动速率 传 动 组 配 四 个 传 动 副 ， 级 别 相 比 较 值 是 12 ， 取 值 区 间 值 21212 ）（ 按 41i 以及 2i 规定，最小传动相比较过于小，能够选择 使用，升速就升 4格，降速降低 8格。 确定 轴的转动速率 传动组 c 有两对传动副，级相比较指数值是 6， 轴的最低转动速率能够值是250r/ 1, m ） ， 280 1, m a x 315 2m a x 1, 335 3m a x 1, 400 4m a x 1, 450 5m a x 1, 500 6m , 1 为避免升速，不使最小传动相比较太小，满足于降速递减得原则，我们可以把 轴最低转速设为 400 转每分钟。由此，确定了 - 轴间两对传动副的对接。 确定轴的转动速率 传动组 b 有两对传动副，其级指数值是 3，因此轴的最低转速可以设定成 400 r/1, m ） ，每分钟 450 转 （ 1, m a x ， 每 分 钟 500 转（ 2m a x 1, 每分钟 560 转 （ 3m , 1 。为了避免升速，不使最小传动太小，满足于降速递减得原则，我们可以把轴的最低转速率设为每分钟 560 转。由此，确定了 -轴间两对传动副的对接，轴的三级转速分别是每分钟 630 转到每分钟 800 转到每分钟 1000 转。 确定轴的转动速率 传动组 a 有三对传动副，为了避免升速，不使最小传动太小，满足于降速递减得原则，我们可以把轴的转动速率设为每分钟 1000 转，由此，确定了基本组 a 的 6 个传 10 动副的对接。 轴与 I 轴选择使用传输带传动，传动相比较 定i。 传动系统转速图，见下方图示 3 图 2动速率图 定各传动组传动副齿数 传动组 a: 1 ， 2 ， 3 1 ： 70、 72、 75、 78、 80、 81、 83 2 ： 70、 72、 73、 75、 77、 78、 80、 82、 83、 85、 86 3 ： 70、 72、 73、 75、 77、 79、 80、 82、 84、 85、 87 上面的 3 行文字中，挑 70； 72； 75； 80），按 2018, 120100 m ZS z 最大的以及次大齿数差 421 样的要求，最终取 0，而后确定小齿轮齿数分别是： 28、 32、 33。 11 由此5229111 831222 633333 期间 , 20010082, 20 18281m i n 21 ，可以达到即定的要求。 传动组 b: 11 2b i ， 我们可轻松找出，表格号有 11： 70、 72、 74、 76、 78、 80、 82、 84、 86、 88 2b i 时： 70、 72、 73、 75、 77、 79、 80、 82、 84、 85、 87 可以设值 2，然后就能看到小齿轮的齿数为 41 和 34。 由此41411 8342 传动组 c: ， 2 ： 70、 72、 74、 75、 77、 79、 81、 82、 83、 84、 86、 88 2 ： 70、 72、 73、 75、 77、 78、 80、 82、 83、 85、 86 可以设值 6，然后就能看到小齿轮的齿数为 38 和 33。 由此 ，38471 2332 传动组 d: i ， 2d i i 时： 70、 72、 73、 75、 77、 78、 80、 82、 83、 85、 86 2d i 时： 70、 71、 73、 74、 77、 78、 80、 81、 84、 85、 87 可以设值 5， 然后就能看到小齿轮齿数为 33、 25。 由此 ，33521 0252d i。 定传动系统简图 依据数据能够得到如下传动系统简图 ,如图号 3 12 图 2动系统简图 力设计 定主轴计算转动速率 图中示出了旋转速度，计算主轴的旋转速度是最高级别的前三分之一的轴旋转速度值，旋转的时间间隔内的速率，从而我们能够得到 250位每分 钟。 定每根轴的计算转动速率 从转动速率图可知， 315450 、 560 1000 定每个齿轮的计算转速 表 2齿轮副的计算转速 1 13 齿轮序号 1Z1Z 2Z2Z 3Z3Z 4Z4Z 5Z5Z 6Z6Z 7Z7Z r/000 560 1000 800 1000 1000 560 450 560 560 450 280 450 280 齿轮序号 8Z89Zr/60 280 280 160 验主轴转速误差 m i 实 标 %001100 . 1
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