CK6150數(shù)控車床X向驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)（國產(chǎn)航天數(shù)控系統(tǒng)）畢業(yè)論文.doc

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第1頁共30頁1緒論1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量持續(xù)高速增長，根據(jù)市場需求和技術(shù)發(fā)展趨勢，應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)高效、精密為核心的數(shù)控機(jī)床“m”級工程，加強(qiáng)民展性能、高可靠性數(shù)控功能部件，積極開展復(fù)合加工機(jī)床、超精密數(shù)控機(jī)床和可重構(gòu)制造系統(tǒng)的工程化研究等機(jī)械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)，鐨的民展一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性的自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目。它開創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)成為先進(jìn)制造技術(shù)的一項(xiàng)核心技術(shù)。通過持續(xù)的開發(fā)研究以及對信息技術(shù)的深化應(yīng)用，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床性能和質(zhì)量的進(jìn)一步提升，使數(shù)控機(jī)床成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要制造裝備。近6年來，我國數(shù)控金切機(jī)床（簡稱數(shù)控機(jī)床）產(chǎn)量一直以年均增長超過30速度發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2004年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量為51860臺(tái)，事比增長40.8，數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)量約74000臺(tái)，事比增長32。數(shù)控機(jī)床需求的旺盛也促進(jìn)了2004年內(nèi)建的三資和民營機(jī)床廠以及數(shù)控機(jī)床品種的明顯增加。與此同時(shí)，甸進(jìn)口的數(shù)控機(jī)床數(shù)量也在逐年同步增加，而且進(jìn)口數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)額的增長趨勢更快。2004年數(shù)控機(jī)床的進(jìn)口數(shù)量同比年增長30，而進(jìn)口消費(fèi)額的增長卻達(dá)52，從而導(dǎo)致國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)市場消費(fèi)額中的所占比例已不足30。之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象，其主要原因在于國內(nèi)市場對技術(shù)和附加值高的高效、精密和高性能大型、重型數(shù)控機(jī)床需求增長，需要靠進(jìn)口解決。振興我國數(shù)控機(jī)床市場占有率應(yīng)著重于剖析數(shù)控機(jī)床及由其組成的制造系統(tǒng)（生產(chǎn)線）的技術(shù)現(xiàn)況及民展趨勢，探討使其能適應(yīng)變批量，多品種、高質(zhì)量、低成本以及具有快速響應(yīng)的柔性和符合環(huán)保的未來生產(chǎn)模式的解決方案。數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)16。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢：(1)性能方面的發(fā)展趨勢(a)高速高精度高效(b)柔性化(c)工藝復(fù)合和軸化本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第2頁共30頁(d)實(shí)時(shí)智能化(2)功能發(fā)展方面(a)用戶界面圖形化(b)科學(xué)計(jì)算可視化(c)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化(d)內(nèi)置高性能PLC(e)多媒體技術(shù)應(yīng)用(3)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展(a)集成化(b)模塊化(c)網(wǎng)絡(luò)化(d)開放式閉環(huán)控制模式7.1.2課題的意義和目的數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化課題，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可使所學(xué)機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電工學(xué)知識得到綜合應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力都能受到訓(xùn)練，可有力的提高學(xué)生的分析問題、解決問題能力及機(jī)電一體化水平8。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第3頁共30頁2總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)參數(shù)方案設(shè)計(jì)主要是確定機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)原理以及基本的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)。設(shè)計(jì)任務(wù)給出各項(xiàng)指標(biāo)如下：床身上最大加工直徑：500mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍：401800r/min，手動(dòng)六檔，雙速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量需0.005mm。主要特點(diǎn)：CK6150數(shù)控車床的導(dǎo)軌經(jīng)超音頻淬火并精磨，耐磨性好，精度高，主軸采用變頻無級調(diào)速控制，可自動(dòng)完成對零件的內(nèi)外柱面、端面、任意錐面、圓弧面及公英制螺紋切削等工序連續(xù)加工。由于此次設(shè)計(jì)的CK6150只用于精加工和半精加工，所以一些參數(shù)會(huì)比以上的參數(shù)小些。初步確定主軸箱部分為六級變速（手動(dòng)），用一個(gè)三聯(lián)齒輪和二聯(lián)齒輪來實(shí)現(xiàn)六級變速，而后用一對一比一的齒輪來帶動(dòng)脈沖發(fā)生器，采用雙速電機(jī)，雙速電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1500/1000，其實(shí)際轉(zhuǎn)速為1430/960，使得車床有2（32）12級變速。而此時(shí)車床的混合公比為：aacaMPMPWTM8.13361.0)607206.0(53210)(3222321而對其的選擇方案有兩種，如下所述：方案一：采用：94223212的結(jié)構(gòu)式。其8622.19，故合適。方案二：采用結(jié)構(gòu)式：84232212，其3622.1138）（，遠(yuǎn)大于8，故不合適。對方案一和方案二進(jìn)行比較，方案一遠(yuǎn)優(yōu)于方案二（因?yàn)榉桨付缓侠恚┕蔬x用方案一。再根據(jù)方案二畫出其轉(zhuǎn)速圖。皮帶輪的降速比為：12.25.1/8301440，由此可知皮帶的降速比也合適，故此方案可行。再就是縱向和橫向進(jìn)給是靠絲杠來實(shí)現(xiàn)的，絲杠用步進(jìn)電機(jī)來帶動(dòng)。因?yàn)槊}沖當(dāng)量小于0.005所以在步進(jìn)電機(jī)和絲杠之間我們用傳動(dòng)比為1：2的齒輪來降低脈沖當(dāng)量。大帶輪與帶輪軸連接采用卸荷方式，可以使大帶輪的重量不壓在軸上，減輕了軸的負(fù)荷，使傳動(dòng)更平穩(wěn)。主軸箱內(nèi)有兩對滑移齒輪，把它們都放在第二根軸上，將第二根軸做成花鍵軸，使整體結(jié)構(gòu)更緊湊，更合理。主軸與脈沖發(fā)生器連接采用齒輪一本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第4頁共30頁比一傳動(dòng)，這樣方便計(jì)算主軸轉(zhuǎn)一圈，絲杠進(jìn)給多少?？v、橫向進(jìn)給系統(tǒng)選擇的步進(jìn)電機(jī)步距角都為o72.0，縱向進(jìn)給的最小進(jìn)給量為0.01mm，橫向進(jìn)給的最小進(jìn)給量為0.01mm，所以必須通過減小步距角來實(shí)現(xiàn)這個(gè)最小進(jìn)給量。減小步距角一可以通過齒形帶傳動(dòng)來減小，二是通過齒輪傳動(dòng)來減小，由于齒形帶傳動(dòng)精度沒有齒輪傳動(dòng)精度高，而機(jī)床的進(jìn)給精度要求較高，所以選擇齒輪傳動(dòng)來減小步距角，采用雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法來消除傳動(dòng)齒輪間隙911。2.2傳動(dòng)原理(1)傳動(dòng)原理主要滿足設(shè)計(jì)任務(wù)所給出的精度要求。(2)就當(dāng)在保證精度的情況下盡量使結(jié)構(gòu)簡單。(3)主軸的轉(zhuǎn)速范圍為401800RPM，采用雙速電機(jī)傳動(dòng)，然后采用手動(dòng)六級調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)401800RPM的轉(zhuǎn)速范圍。(4)脈沖當(dāng)量為mm005.0，若采用較高級數(shù)的步進(jìn)電機(jī)，通過齒輪減速來帶動(dòng)絲杠就可以達(dá)到，并且結(jié)構(gòu)簡單，在該處還沒有傳動(dòng)誤差，可以使電控部分的結(jié)構(gòu)及程序編制更為簡單12.2.3基本參數(shù)的確定通過主軸也最大棒料直徑：d=0.1D=0.1500=50mm床身寬度：mmDB37514.282.0經(jīng)濟(jì)合理的工件或刀具直徑按照以下幾種經(jīng)驗(yàn)公式估定mmDDdmmDDd5050010.010.0)12.008.0(3005006.06.0)7.05.0(minmax運(yùn)動(dòng)參數(shù)：可通過類比實(shí)驗(yàn)和計(jì)算等方法綜合確定：maxminmin1000dvnminmaxmax1000dvnmaxminmaxminddvv、為經(jīng)濟(jì)加工切削速度和經(jīng)濟(jì)合理的工件或刀具直徑。maxminnn、是機(jī)床