畢業(yè)設計精品]臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計.doc

本科生畢業(yè)設計（論文）臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計HorizontalNcLatheWorkbenchLongitudinalDesign總計：畢業(yè)設計（論文）21頁表格：0個插圖：8幅臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計本科畢業(yè)設計（論文）臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計HorizontalNcLatheWorkbenchLongitudinalDesign學院（系）：機電工程系專業(yè)：機械設計制造及其自動化學生姓名：學號：指導教師（職稱）：（講師）評閱教師：完成日期：臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計1臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計摘要CK20數(shù)控車床是一種采用機電一體化設計，外形美觀，結(jié)構合理，用途廣泛，操作方便的機床。能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，能夠完成車削多種零件的內(nèi)外圓，端面、切槽、任意錐面、球面及公、英制螺紋、圓錐螺紋等工序。并配有完備的STM功能，可發(fā)出和接收多種信號，控制自動加工過程。對于大、中、小批量、多品種、多規(guī)格零件的輪番加工有較強的適應能力，尤其是加工圓錐面、圓球面等特形零件更能顯示出它效率高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的優(yōu)越性。關鍵詞數(shù)控車床；工作臺；三維造型；HorizontalNcLatheWorkbenchLongitudinalDesignAbstract:CK20nclatheisanelectromechanicalintegrationdesign,beautifulappearance,reasonablestructure,convenientoperation,widelyusedinmachinetools.Torealizetheautomaticcontrol,canfinishmachiningvariouspartsoftheinternalandexternalcircular,face,cutting,cone,thesphereandmale,inchthread,taperthreadetc.WithcompleteS.T.Mpowercan,cansendandreceivevarioussignal,automaticcontrolprocess.Forlarge,mediumandsmallbatch,manyvarietiesandspecificationsofpartsprocessinghasstrongadaptability,especiallytheconicalsurfaceprocessing,suchassphericalshapepartscanshowitiswithhighefficiency,qualitysteadyreliablefixedsuperiority.Keywords:nclathe；workbench；three-dimensionalmodeling臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計2目錄1緒論.11.1課題背景和目的.11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.21.2.1我國數(shù)控車床的研究現(xiàn)狀.21.2.2數(shù)控機床的發(fā)展趨勢.31.3課題研究內(nèi)容和方法.41.3.1課題研究內(nèi)容.41.3.2課題研究方法.42總體設計.42.1床身和導軌設計.42.2主軸系統(tǒng)設計.53縱向工作臺機構設計.53.1縱向工作臺機構設計的基本要求.53.2縱向工作臺機構設計.63.2.1方案設計.63.2.2滾珠絲杠副的研究設計.63.2.3導軌設計.133.2.4滾珠絲杠的支承.153.2.5滾珠絲杠螺母副間隙消除和預緊.164縱向工作臺三維裝配.174.1繪制縱向工作臺零件的CAD圖形和三維圖.174.2把繪制的三維圖進行裝配.18結(jié)束語.19參考文獻.20致謝.21臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計11緒論1.1課題背景和目的在我國，數(shù)控技術與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領域，以PC平臺為基礎的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品國內(nèi)、外市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務。而相對于傳統(tǒng)機床，數(shù)控機床有以下明顯的優(yōu)越性：(1)提高生產(chǎn)率。數(shù)控機床能縮短生產(chǎn)準備時間，增加切削加工時間的比率。采用最佳參數(shù)和最佳走刀路線，縮短加工時間，從而提高生產(chǎn)率。(2)數(shù)控機床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。由于它是按照程序自動加工不需要人工干預，其加工精度還可以利用軟件進行校正及補償，故可以獲得比機床本身精度還要高的精度和重復精度。(3)有廣泛的適應性和較大的靈活性。通過改變程序，就可以加工新產(chǎn)品的零件，能夠完成很多普通機床難以完成或者根本不能加工的復雜型面零件的加工。(4)可以實現(xiàn)一機多用。一些數(shù)控機床，可以自動換刀，一次裝卡后，幾乎能完成零件的全部加工部位的加工，節(jié)省了設備和廠房面積。(5)可以進行精確的成本計算和生產(chǎn)進度安排，減少在制品，加速資金周轉(zhuǎn)，提高經(jīng)濟效益。(6)不需要專用夾具。采用普通的通用夾具就能滿足數(shù)控加工的要求。節(jié)省了專用夾具設計制造和存放的費用。(7)大大減輕了工人的勞動強度。因此，采用數(shù)控機床，可以降低工人的勞動強度，節(jié)省勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應。此外，機床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎。數(shù)控技術已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術和基礎技術。由于以上優(yōu)越性，數(shù)控機床所占的比例逐漸增大。從2004年的市場消費內(nèi)容也可可看出,普通機床的市場份額在下降,數(shù)控機床則強烈增長，尤其是中高檔數(shù)控機床供不臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計2應求。可以預見，未來幾年普通機床的市場份額將不斷下滑,數(shù)控機床的消費會逐漸擴大。在這樣一種背景下，我的課題選擇為設計一臺數(shù)控車床CK20，用于對轉(zhuǎn)體零件的圓柱面、圓弧面、圓錐面、端面、切槽、及各種公、英制螺紋等進行批量、高效、高精度的自動加工，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量和降低工人勞動強度。此外，力求完成課題之余，熟悉國內(nèi)外數(shù)控技術及數(shù)控機床的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,增強對如何發(fā)展民族數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的感性認識。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1我國數(shù)控車床的研究現(xiàn)狀我國從1958年開始研究數(shù)控機床，一直到20世紀60年代中期還處于研制、開發(fā)時期。當時，一些高等院校、科研單位研制出試驗性樣機，是從電子管起步的。目前我國數(shù)控機床生產(chǎn)廠家有100多家，生產(chǎn)數(shù)控機床配套產(chǎn)品的企業(yè)有300余家，產(chǎn)品品種包括八大類2000種以上。目前以新開發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)80余種。分為3種型級，即經(jīng)濟型、普及型和高級型?！熬盼濉逼陂g數(shù)控機床發(fā)展已進入實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化階段，數(shù)控機床新開發(fā)品種300余種，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品大部分達到國際上20世紀80年代中期水平，部分達到90年代水平，為國家重點建設提供了一批高水平數(shù)控機床。進入20世紀90年代以來，我國數(shù)控機床生產(chǎn)企業(yè)都經(jīng)歷了結(jié)構調(diào)整、轉(zhuǎn)變機制的艱苦磨礪過程。近期，國家為擴大內(nèi)需，通過加大技改投資和基礎設施建設投資的措施來拉動國內(nèi)市場消費。目前，中國機床工業(yè)廠多人眾。2000年，金切機床制造廠約358家(20.6萬人)，成形機床制造廠191家(約6.5萬人)，共計549家(27.1萬人)。其中生產(chǎn)數(shù)控金切機床的約150家，生產(chǎn)數(shù)控成形機床的約30家，共計約180家，占廠家總數(shù)的1/3。2001年金切機床產(chǎn)量19.2萬臺，內(nèi)數(shù)控金切機床17,521臺，約占9%?？偟膩碚f：數(shù)控機床產(chǎn)量不斷增長，2001年為1991年的3.6倍；進口量增長較快，達29倍，出口量有所增加，但數(shù)目較小，為4.8倍；數(shù)控機床消費量增加較快，達7.9倍。產(chǎn)量滿足不了社會發(fā)展的需求。在20余年間，數(shù)控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應國內(nèi)市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走臥式數(shù)控車床縱向工作臺設計3向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引；嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。1.2.2數(shù)控機床的發(fā)展趨勢數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代化發(fā)展的大趨勢。當前世界上數(shù)控技術及其裝備的發(fā)展呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：（1）高精度化現(xiàn)代科學技術的發(fā)展、新材料及新零件的出現(xiàn)，對精密加工技術不斷提出新的要求，提高加工精度，發(fā)展新型超精密加工機床，完善精密加工技術，適應現(xiàn)代科技的發(fā)展，已經(jīng)成為數(shù)控機床的發(fā)展之一。其精度已從微米級到亞微米級，乃至納米級。提高數(shù)控系統(tǒng)的加工精度，一般可通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用機床誤差補償技術來實現(xiàn)提高數(shù)控機床的加工精度。（2）高速化提高生產(chǎn)率是數(shù)控機床追求的基本目標之一。數(shù)控機床高速化可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率，降低成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度，對制造野實現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)具有廣泛的適用性。（3）高柔性化采用柔性自動化設備或系統(tǒng)，是提高加工精度和效率，縮短生產(chǎn)周期，適應市場變化需求和提高競爭力的有效手段。數(shù)控機床在提高單機柔性化的同時，朝著單元柔性化和系統(tǒng)柔性化方向發(fā)展。（4）高自動化高自動化是指在全部加工過程中盡量減少人的介入而自動完成規(guī)定的任務，它包括物料流和信息流的自動化。（5）智能化隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透與發(fā)展，為適應制造業(yè)生產(chǎn)柔型化、自動化發(fā)展需要，智能化正成為數(shù)控機床研究和發(fā)展的熱點，它不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程（如智能編程、智能