CJK6200數(shù)控車床設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目：CJK6200數(shù)控車床設(shè)計(jì)院（系）：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：機(jī)制08-3班姓名：李晨光學(xué)號(hào)：080514020410指導(dǎo)教師：蘆玉梅教師職稱：講師黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目CJK6200數(shù)控車床設(shè)計(jì)來源工程實(shí)際1、研究目的和意義數(shù)控是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化的基礎(chǔ)；數(shù)控技術(shù)說平高低和數(shù)控設(shè)備的擁有量是體現(xiàn)衡量工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。意義及價(jià)值是更好的解決時(shí)間緊任務(wù)重的生產(chǎn)狀況，改善了工作環(huán)境。數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)，是衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)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(dòng)者的生產(chǎn)條件。2、國內(nèi)外發(fā)展情況(文獻(xiàn)綜述)隨著計(jì)算機(jī)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(dá)國家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)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(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)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(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。從1952年至今，數(shù)控機(jī)床按照控制機(jī)的發(fā)展，已經(jīng)歷了五代。世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在美國誕生，是由美國小型飛機(jī)工業(yè)承包商帕森斯公司（Par-sonsCo.）和麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究所（ServoMechanismsLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）為推進(jìn)導(dǎo)彈和飛機(jī)的研制聯(lián)合開發(fā)的，1955年進(jìn)入實(shí)用階段，這時(shí)數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)（專用電子計(jì)算機(jī)）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(dān)普通機(jī)床難于加工的形狀復(fù)雜零件，這是第一代數(shù)控系統(tǒng)。1959年，由于在計(jì)算機(jī)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(jìn)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降，激烈地沖擊著市場(chǎng)。數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家認(rèn)識(shí)到，采用小型計(jì)算機(jī)來取代專用控制計(jì)算機(jī)，經(jīng)濟(jì)上是合算的，許多功能可以依靠編制專用程序存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，構(gòu)成所謂控制軟件而加以實(shí)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(jì)算機(jī)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(gè)行業(yè)，數(shù)控系統(tǒng)也開始了采用了相應(yīng)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(jìn)入21世紀(jì)以來，我國數(shù)控機(jī)床已由成長(zhǎng)期進(jìn)入成熟期，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是數(shù)控機(jī)床技術(shù)制高點(diǎn)標(biāo)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(dòng)式數(shù)控五軸聯(lián)動(dòng)鏜銑床。我國的數(shù)控機(jī)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(jī)床數(shù)控技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來，我國將會(huì)趕上和超過世界先進(jìn)國家水平。3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)：綜合運(yùn)用知識(shí)，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(zhǎng)度：550mm，進(jìn)給速度：vf=15m/s。確定最優(yōu)方案。完成A0號(hào)圖紙2張：1.主軸箱展開圖,2縱向進(jìn)給系統(tǒng)。A1號(hào)圖紙1張：1.cjk6200數(shù)控車床示意圖。：手工圖1張。設(shè)計(jì)說明書一份（1.5萬2萬字）。4、設(shè)計(jì)方案（研究/設(shè)計(jì)方法、理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方法和步驟等）：(1)總體設(shè)計(jì)方案1.確定數(shù)控機(jī)床的組成2.確定工藝范圍3.確定數(shù)控車床的安全防護(hù)4確定數(shù)控車床的總體結(jié)構(gòu)(2)機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)床主伐和系統(tǒng)可分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無級(jí)變速傳動(dòng)。傳動(dòng)方案有二：方案一，由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，如圖1所示。主軸電動(dòng)機(jī)與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內(nèi)裝式主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。這種傳動(dòng)的特點(diǎn)是主軸轉(zhuǎn)速的變化，輸出轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的性能，因而使這種變速傳動(dòng)的應(yīng)用受到一定限制。方案二，采用定比傳動(dòng)，如圖1所示。主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)定比傳動(dòng)傳遞給主軸。定比傳動(dòng)可采用帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)。帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)噪聲小、振動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)，一般應(yīng)用在中，小型數(shù)控車床上。采用定比傳動(dòng)擴(kuò)大了直接驅(qū)動(dòng)的應(yīng)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(dòng)。(3)伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(dòng)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(gè)脈沖，如采用此方案，則須在伺服電動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)，機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，各種軸類零件的設(shè)計(jì)，伺服服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及輔助裝置，潤滑及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用類比法，優(yōu)化設(shè)計(jì)法，力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理為基礎(chǔ)的公式或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，并幾何計(jì)算機(jī)繪圖。它是一個(gè)整體的設(shè)計(jì)。傳動(dòng)系統(tǒng)由于主軸要求的恒功率變速范圍npR遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍dpR，所以在電動(dòng)機(jī)與主軸之間要串聯(lián)一個(gè)分級(jí)變速箱，以擴(kuò)大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)輸出功率的要求。為使機(jī)床的結(jié)構(gòu)緊湊，寬度方向上的尺寸較小，橫向進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服電機(jī)通過同步帶驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，從而帶動(dòng)刀架作橫向進(jìn)給。本設(shè)計(jì)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(jià)格比，特別適合普通機(jī)床的該造，小型機(jī)床的生產(chǎn)應(yīng)用。目前在國內(nèi)廣泛適用。潤滑冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中主軸軸承的潤滑采用脂潤滑，對(duì)于各級(jí)齒輪的潤滑采用油浴潤滑。通過綜合分析以上設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)制造難度，方案