基于VC++的數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì).doc

目錄摘要.第一章緒論.11.1引言.11.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀.11.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì).11.4課題研究的意義.2第二章數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副設(shè)計(jì)方案.32.1數(shù)控車(chē)床的基本參數(shù)及默認(rèn)值.32.2數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副模型簡(jiǎn)化.32.3計(jì)算與校核的理論.42.3.1受力計(jì)算.42.3.2動(dòng)載荷與直徑估算.42.3.3對(duì)初選的尺寸進(jìn)行校核.52.3.4臨界轉(zhuǎn)速的校核.52.3.5額定壽命的校核.52.4將滾珠絲杠標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)錄入Access數(shù)據(jù)庫(kù).52.5本章小節(jié).6第三章用戶軟件開(kāi)發(fā).73.1概述.73.2程序?qū)崿F(xiàn)方法.73.3生成用戶界面.73.3.1生成界面.73.3.2設(shè)置對(duì)話框背景.83.3.3控件應(yīng)用.93.4參數(shù)輸入界面.103.4.1創(chuàng)建參數(shù)輸入界面.103.4.2參數(shù)設(shè)置.113.4.3添加全局變量.123.4.4添加代碼實(shí)現(xiàn)上下界面相互訪問(wèn).133.5參數(shù)計(jì)算.163.5.1界面參數(shù)設(shè)置.163.5.2添加位圖.173.5.3軸向力計(jì)算.183.5.4添加代碼實(shí)現(xiàn)上下界面相互訪問(wèn).183.6校核與選型.203.6.1創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)連接.213.6.2添加滾珠絲杠尺寸圖.233.6.3多對(duì)話框的交互連接.243.6.4自動(dòng)校核并顯示結(jié)果.253.7編譯、運(yùn)行及使用.263.8本章小結(jié).28結(jié)論.錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。29致謝語(yǔ).30參考文獻(xiàn).31Abstract.32附錄.33I基于VC+的數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)摘要隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，因此對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能要求也越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方式（即人工設(shè)計(jì)），不僅設(shè)計(jì)過(guò)程很復(fù)雜、計(jì)算量大、效率低等，還延長(zhǎng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期,也使其可靠性大打折扣，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的要求。數(shù)控車(chē)床絲杠螺母副的設(shè)計(jì)和選型過(guò)程更是復(fù)雜,工作計(jì)算量大。本文基于VisualC+6.0程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)訪問(wèn)滾珠絲杠副標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)Access數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)復(fù)雜、繁瑣的參數(shù)計(jì)算、校核等過(guò)程進(jìn)行后臺(tái)封裝，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，將輸入的參數(shù)自動(dòng)調(diào)用公式進(jìn)行計(jì)算、校核，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)滾珠絲杠副的選型。大大減化了數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副設(shè)計(jì)的工作量，并提高了準(zhǔn)確性和設(shè)計(jì)效率。關(guān)鍵詞滾珠絲杠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)VC+Access2010屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1頁(yè)共51頁(yè)第一章緒論1.1引言數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的性能要求也越來(lái)越高。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)方式就是參照設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)行手工設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過(guò)程很復(fù)雜、計(jì)算量大、效率低等，這不僅延長(zhǎng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期,也使其可靠性大打折扣。借助設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，不僅效率高，方便，而且大大提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)的數(shù)控機(jī)床無(wú)論從產(chǎn)品種類(lèi)、技術(shù)水平、質(zhì)量和產(chǎn)量上都取得了很大的發(fā)展，在一些關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了重大突破。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)可供市場(chǎng)的數(shù)控機(jī)床有1500種，幾乎覆蓋了整個(gè)金屬切削機(jī)床的品種類(lèi)別和主要的鍛壓機(jī)械。領(lǐng)域之廣，可與日本、德國(guó)、美國(guó)并駕齊驅(qū)。這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床已進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期。近年來(lái)我國(guó)機(jī)床行業(yè)不斷承擔(dān)為國(guó)家重點(diǎn)工程和國(guó)防軍工建設(shè)提供高水平數(shù)控設(shè)備的任務(wù)。如國(guó)產(chǎn)XNZD2415型數(shù)控龍門(mén)混聯(lián)機(jī)床充分吸取并聯(lián)機(jī)床的配置靈活與多樣性和傳統(tǒng)機(jī)床加工范圍大的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)兩自由度平行四邊形并聯(lián)機(jī)構(gòu)形成基礎(chǔ)龍門(mén)，在并聯(lián)平臺(tái)上附加兩自由度串聯(lián)結(jié)構(gòu)的A、C軸擺角銑頭，配以工作臺(tái)的縱向移動(dòng)，可完成五自由度的運(yùn)動(dòng)。該構(gòu)型為國(guó)際首創(chuàng)?；赗T一Linux開(kāi)發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)具有的實(shí)時(shí)性和可靠性，能在同一網(wǎng)絡(luò)中與多臺(tái)PLC相連接，可控制機(jī)床的五軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。該機(jī)床的作業(yè)空間4.5mx1.6mx1.2m，A軸轉(zhuǎn)角1050,C軸連續(xù)轉(zhuǎn)角04000，主軸轉(zhuǎn)速(無(wú)級(jí))最高10000r/min，重復(fù)定位精度0.01mm，可實(shí)現(xiàn)三維立體曲面如水輪機(jī)葉片，導(dǎo)葉的五軸聯(lián)動(dòng)高速切削加工。1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來(lái)越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床也實(shí)現(xiàn)多臺(tái)集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來(lái)越高，而精度的保持性要好。高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行的速度將大大加快。高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。我國(guó)近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專(zhuān)家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個(gè)方面著力研究：（1）加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無(wú)故障率。（2）跟蹤國(guó)際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精方面發(fā)展。（3）加大成套設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力上求突破。（4）發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率。米剛：基于VC+的數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)第2頁(yè)共51頁(yè)（5）多品種制造，滿足不同層次的用戶。（6）模塊化設(shè)計(jì)，縮短開(kāi)發(fā)周期，快速響應(yīng)市場(chǎng)。數(shù)控機(jī)床使用范圍越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)容量也越來(lái)越大，但競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平1.4課題研究的意義數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)，通過(guò)數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)械設(shè)備。滾珠絲杠副由于其高速度、高精度、高效率、高靈敏度、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)已成為當(dāng)代數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動(dòng)部件。滾珠絲杠副的強(qiáng)度、剛度、運(yùn)動(dòng)精度等性能對(duì)數(shù)控機(jī)床保持良好的運(yùn)行狀態(tài)具有決定性的影響。滾珠絲杠屬標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)過(guò)程主要是選型和校核計(jì)算，但由于其型號(hào)規(guī)格非常多，設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的公式、數(shù)據(jù)量也很大，因此設(shè)計(jì)過(guò)程比較復(fù)雜。而且，設(shè)計(jì)時(shí)還需要經(jīng)常對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行修改和調(diào)整，從而相應(yīng)地需要重新計(jì)算和校核，重復(fù)工作量相當(dāng)大。因此，采用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)代替手工計(jì)算對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率和縮短設(shè)計(jì)周期具有重要意義，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和軟件的實(shí)用性，具有極高的實(shí)用價(jià)值。本文在對(duì)數(shù)控機(jī)床借用軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究論證的基礎(chǔ)上,通過(guò)訪問(wèn)Access數(shù)據(jù)庫(kù)里的滾珠絲杠副標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，開(kāi)發(fā)了基于VC+的數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。工程技術(shù)人員只需具有一定的數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),就可使用該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控車(chē)床的參數(shù)化設(shè)計(jì),從而能夠大大減少數(shù)控車(chē)床性能研究與設(shè)計(jì)的工作量,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有較強(qiáng)的處理實(shí)際問(wèn)題能力。具體思路如圖1-1所示。圖1-1課題研究基本思路2010屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3頁(yè)共51頁(yè)第二章數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副設(shè)計(jì)方案2.1數(shù)控車(chē)床的基本參數(shù)及默認(rèn)值基本參數(shù)是數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)數(shù)控車(chē)床的工藝用途及結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)確定的，它反映了數(shù)控車(chē)床的工作能力及特點(diǎn)，也基本上定下了數(shù)控車(chē)床的輪廓尺寸。另外，基本參數(shù)也是用戶選購(gòu)時(shí)的主要性能參數(shù)。（1）移動(dòng)部件信息移動(dòng)部件總質(zhì)量（kg）：61.22移動(dòng)部件最大進(jìn)給速度（mm/min）：1200移動(dòng)部件行程（mm）：200（2）機(jī)床精度及快進(jìn)速度機(jī)床定位精度（m）：40機(jī)床重復(fù)定位精度（m）：16移動(dòng)部件最大快進(jìn)速度（mm/min）：250（3）電機(jī)參數(shù)選擇主電機(jī)功率（kw）：7.5選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)類(lèi)型：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（4）工件與主軸參數(shù)車(chē)削最大工件直徑（mm）：400最大功率下的主軸轉(zhuǎn)速（r/min）：852.2數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副模型簡(jiǎn)化數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)，略有簡(jiǎn)化，如圖2-1為滾珠絲杠副的剖視軸測(cè)圖。圖2-1滾珠絲杠副的剖視軸測(cè)圖米剛：基于VC+的數(shù)控車(chē)床滾珠絲杠副計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)第4頁(yè)共51頁(yè)2.3計(jì)算與校核的理論2.3.1受力計(jì)算已知工件直徑D，額定功率mP，求刀具切削速度：60Dnv（21）機(jī)械效率=0.8，主切削力：310vPFmz（22）切削分力xF=0.25zF，zyFF4.0；查表設(shè)計(jì)手冊(cè)得鑲條緊固力fg，導(dǎo)軌動(dòng)摩擦因數(shù)為，可知在切削下的導(dǎo)軌摩擦力：)(cvFFfgWF（23）不切削下的導(dǎo)軌摩擦力：)(0fgWF（24）)(00fgWF（25）可以得出最大軸向負(fù)載力：FFfYcmax（26）最小軸向負(fù)載力：0minFf（27）2.3.2動(dòng)載荷與直徑估算當(dāng)量載荷cmfFmax，基本導(dǎo)程max0invL快進(jìn)，得到當(dāng)量轉(zhuǎn)速：0max1000Lvnmm（28）額定動(dòng)載荷cawmhamfffFnmmLC100603（29）根據(jù)定位精度maccuracyc和重復(fù)定位精度rmaccurac