CJK6200數(shù)控車床設計開題報告.doc

本科畢業(yè)設計開題報告題目：CJK6200數(shù)控車床設計院（系）：機械工程學院班級：機制08-3班姓名：李晨光學號：080514020410指導教師：蘆玉梅教師職稱：講師黑龍江科技學院本科畢業(yè)設計開題報告題目CJK6200數(shù)控車床設計來源工程實際1、研究目的和意義數(shù)控是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化的基礎；數(shù)控技術(shù)說平高低和數(shù)控設備的擁有量是體現(xiàn)衡量工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。意義及價值是更好的解決時間緊任務重的生產(chǎn)狀況，改善了工作環(huán)境。數(shù)控技術(shù)是先進制造技術(shù)的基礎技術(shù)和共性技術(shù)，是衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。研究數(shù)控技術(shù)不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，還能夠極大地改善勞動者的生產(chǎn)條件。2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻綜述)隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡化基礎上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。從1952年至今，數(shù)控機床按照控制機的發(fā)展，已經(jīng)歷了五代。世界第一臺數(shù)控機床在美國誕生，是由美國小型飛機工業(yè)承包商帕森斯公司（Par-sonsCo.）和麻省理工學院伺服機構(gòu)研究所（ServoMechanismsLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）為推進導彈和飛機的研制聯(lián)合開發(fā)的，1955年進入實用階段，這時數(shù)控機床的控制系統(tǒng)（專用電子計算機）采用的電子管，其體積龐大，功耗高，僅在一些軍事部門中承擔普通機床難于加工的形狀復雜零件，這是第一代數(shù)控系統(tǒng)。1959年，由于在計算機行業(yè)中研制出晶體管元件，因而在數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板，從而跨入了第二代。1965年，出現(xiàn)小規(guī)模集成電路，由于它體積小、功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進一步提高。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。以上三代系統(tǒng)，都是采用專用控制計算機的硬接線數(shù)控系統(tǒng)，我們稱之為硬線系統(tǒng)，統(tǒng)稱為普通數(shù)控系統(tǒng)（NC）。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，小型計算機的價格急劇下降，激烈地沖擊著市場。數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家認識到，采用小型計算機來取代專用控制計算機，經(jīng)濟上是合算的，許多功能可以依靠編制專用程序存在計算機的存儲器中，構(gòu)成所謂控制軟件而加以實現(xiàn)，提高了系統(tǒng)的可靠性和功能特色。這種數(shù)控系統(tǒng)，成為第四代系統(tǒng)，即計算機數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。在1970年前后，美國英特爾（Intel）公司開發(fā)和使用了四位微處理器，微處理芯片滲透到各個行業(yè)，數(shù)控系統(tǒng)也開始了采用了相應技術(shù)。因此，我們把以微處理技術(shù)為特征的數(shù)控系統(tǒng)稱為第五代系統(tǒng)（MNC）。進入21世紀以來，我國數(shù)控機床已由成長期進入成熟期，五軸聯(lián)動數(shù)控機床是數(shù)控機床技術(shù)制高點標志之一，目前，我國意境推出了3種用于航空、航天、造船、冶礦等工業(yè)的重型龍門移動式數(shù)控五軸聯(lián)動鏜銑床。我國的數(shù)控機床無論從產(chǎn)品種類、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)發(fā)面也取得了重大突破。這一切說明，我國的機床數(shù)控技術(shù)已經(jīng)進入了一個新的發(fā)展時期。預計在不遠的將來，我國將會趕上和超過世界先進國家水平。3、研究/設計的目標：綜合運用知識，多種方案比較，確定技術(shù)性能參數(shù)：最大加工直徑：200mm，最大加工長度：550mm，進給速度：vf=15m/s。確定最優(yōu)方案。完成A0號圖紙2張：1.主軸箱展開圖,2縱向進給系統(tǒng)。A1號圖紙1張：1.cjk6200數(shù)控車床示意圖。：手工圖1張。設計說明書一份（1.5萬2萬字）。4、設計方案（研究/設計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）：(1)總體設計方案1.確定數(shù)控機床的組成2.確定工藝范圍3.確定數(shù)控車床的安全防護4確定數(shù)控車床的總體結(jié)構(gòu)(2)機床主傳動系統(tǒng)設計機床主伐和系統(tǒng)可分為分級變速傳動和無級變速傳動。傳動方案有二：方案一，由電動機直接驅(qū)動，如圖1所示。主軸電動機與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內(nèi)裝式主軸電動機直接驅(qū)動。這種傳動的特點是主軸轉(zhuǎn)速的變化，輸出轉(zhuǎn)矩與電動機的特性完全一致。但由于主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性直接決定于主軸電動機的性能，因而使這種變速傳動的應用受到一定限制。方案二，采用定比傳動，如圖1所示。主軸電動機經(jīng)定比傳動傳遞給主軸。定比傳動可采用帶傳動或齒輪傳動。帶傳動具有傳動噪聲小、振動小的優(yōu)點，一般應用在中，小型數(shù)控車床上。采用定比傳動擴大了直接驅(qū)動的應用范圍，即在一定程度上能滿足主軸功率與轉(zhuǎn)矩的要求。圖1根據(jù)以上分析采用方案二定比傳動。(3)伺服進給系統(tǒng)設計伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)。為使數(shù)控車床具有更好的定位精度，本系統(tǒng)采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。17如圖2所示。其傳動方案有二：一種是用旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置反饋裝置，旋轉(zhuǎn)變壓器的分解精度為每轉(zhuǎn)2000個脈沖，如采用此方案，則須在伺服電動機和旋轉(zhuǎn)變壓器之間安裝變速齒輪。另一種方案是用脈沖編碼器作為位置反饋裝置，用倍頻器調(diào)節(jié)每秒脈沖的多少。本系統(tǒng)采用第二種方案。圖2半閉環(huán)伺服系統(tǒng)5、方案的可行性分析：CJK6200數(shù)控車床包括總體設計，機床主傳動系統(tǒng)的設計，各種軸類零件的設計，伺服服進給系統(tǒng)的設計，以及輔助裝置，潤滑及冷卻系統(tǒng)的設計。采用類比法，優(yōu)化設計法，力學和機械設計，機械原理為基礎的公式或經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行計算和設計，并幾何計算機繪圖。它是一個整體的設計。傳動系統(tǒng)由于主軸要求的恒功率變速范圍npR遠大于電動機的恒功率變速范圍dpR，所以在電動機與主軸之間要串聯(lián)一個分級變速箱，以擴大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時對電動機輸出功率的要求。為使機床的結(jié)構(gòu)緊湊，寬度方向上的尺寸較小，橫向進給系統(tǒng)采用伺服電機通過同步帶驅(qū)動滾珠絲杠，從而帶動刀架作橫向進給。本設計選用FANDC的PowerMateO數(shù)控系統(tǒng)。此系統(tǒng)特別適合中國國情，主要用于小型車床。該產(chǎn)品具有很高的性能價格比，特別適合普通機床的該造，小型機床的生產(chǎn)應用。目前在國內(nèi)廣泛適用。潤滑冷卻系統(tǒng)的設計中主軸軸承的潤滑采用脂潤滑，對于各級齒輪的潤滑采用油浴潤滑。通過綜合分析以上設計方法和設計制造難度，方案