ZXK-7532數(shù)控立式鉆銑床主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告（2007屆）學(xué)院、系：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師姓名：職稱2007年01月06日題目：ZXK-7532數(shù)控立式鉆銑床主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.結(jié)合課題任務(wù)情況，查閱文獻(xiàn)資料，撰寫15002000字左右的文獻(xiàn)綜述一、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展史我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國(guó)家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。二、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比在現(xiàn)在是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。銑床是一種用途廣泛的機(jī)床。它可以加工平面(水平面、垂直面等)、溝槽（鍵槽、T型槽、燕尾槽等）、多齒零件上齒槽（齒輪、鏈輪、棘輪、花鍵軸等）、螺旋形表面（螺紋和螺旋槽）及各種曲面。此外，它還可以用于加工回轉(zhuǎn)體表面及內(nèi)孔，以及進(jìn)行切斷工作等。數(shù)控機(jī)床即數(shù)字程序控制機(jī)床，是自動(dòng)化機(jī)床的一種。最早出現(xiàn)的是數(shù)控銑床。60年代以后，點(diǎn)位控制的機(jī)床迅速發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床和數(shù)控坐標(biāo)鏜床。這類機(jī)床不需要復(fù)雜的控制算法就可以實(shí)現(xiàn)加工。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，一個(gè)國(guó)家數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上就代表這個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。三、國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)近年來，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，數(shù)控化率也顯著提高。另一方面我國(guó)數(shù)控產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量也不斷提高。目前我國(guó)一部分普及型數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)已經(jīng)形成一定規(guī)模，產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)較為成熟，價(jià)格合理，在國(guó)際市場(chǎng)上具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)所掌握的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)較成熟，并已有成熟商品走向市場(chǎng)。我國(guó)在數(shù)控機(jī)床高端產(chǎn)品的生產(chǎn)上取得了一定的突破。目前我國(guó)已經(jīng)可以供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、集成化、柔性化的數(shù)控機(jī)床。同時(shí)，我國(guó)也已進(jìn)入世界高速數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)和高精度精密數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)的行列。目前我國(guó)已經(jīng)研制成功一批主軸轉(zhuǎn)速在800010000轉(zhuǎn)/分以上的數(shù)控機(jī)床。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)近年來大力推廣應(yīng)用CAD等信息技術(shù)，很多企業(yè)已開始和計(jì)劃實(shí)施應(yīng)用ERP、MRP和電子商務(wù)。如，濟(jì)南第二機(jī)床集團(tuán)有限公司的CAD普及率達(dá)100%，是國(guó)家級(jí)“CAD示范企業(yè)”，企業(yè)的MRP系統(tǒng)應(yīng)用也非常成功，現(xiàn)代化管理水平較高。但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上仍然存在很多不足。、信息化技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，對(duì)國(guó)外技術(shù)依存度高。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)總體的技術(shù)開發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，信息化技術(shù)應(yīng)用程度不高。行業(yè)現(xiàn)有的信息化技術(shù)來源主要依靠引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，對(duì)國(guó)外技術(shù)的依存度較高，對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化仍停留在掌握已有技術(shù)和提高國(guó)產(chǎn)化率上，沒有上升到形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的高度。具有高精、高速、高效、復(fù)合功能、多軸聯(lián)動(dòng)等特點(diǎn)的高性能數(shù)控機(jī)床基本上還得依賴進(jìn)口。、產(chǎn)品成熟度較低，可行性不高。國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時(shí)間在10000小時(shí)以上，國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)僅3000-5000小時(shí)；整機(jī)平均無故障工作時(shí)間國(guó)外達(dá)800小時(shí)以上，國(guó)內(nèi)最好只有300小時(shí)。、創(chuàng)新能力低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。我國(guó)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)雖達(dá)百余家，但大多數(shù)未能形成規(guī)模生產(chǎn)，信息化技術(shù)利用不足，創(chuàng)新能力低，制造成本高，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)。四、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)傳統(tǒng)的機(jī)械加工設(shè)備,在當(dāng)今日益多變的市場(chǎng)需求和激烈競(jìng)爭(zhēng)中,已不能滿足企業(yè)上水平、求發(fā)展的需要?，F(xiàn)在,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都是以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ),向柔性加工自動(dòng)化的方向(FMC,FMS)發(fā)展,并以對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)行整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)作為發(fā)展目標(biāo)1、高速度、高精度化。速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，我國(guó)生產(chǎn)的第六代數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)均采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度，使得高速運(yùn)算、模塊化及多軸成組控制系統(tǒng)成為可能。同時(shí)，新一代數(shù)控機(jī)床將采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。2、智能化。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的智能化發(fā)展將通過對(duì)影響加工精度和效率的物理量進(jìn)行檢測(cè)、建模、提取特征、自動(dòng)感知加工系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速作出實(shí)現(xiàn)最佳目標(biāo)的智能決策，對(duì)機(jī)床的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使機(jī)床的加工過程處于最佳狀態(tài)。3、基于CAD和CAM的數(shù)控編程自動(dòng)化。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，目前CAD/CAM圖形交互式自動(dòng)編程已得到較多的應(yīng)用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣，經(jīng)計(jì)算機(jī)內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和后置處理，從而自動(dòng)生成數(shù)控機(jī)床零部件加工程序，以實(shí)現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM集成的全自動(dòng)編程方式，其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內(nèi)的CAPP數(shù)據(jù)庫(kù)獲得，推動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展。4、發(fā)展可靠性最大化。數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。新一代的數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路，減少元器件的數(shù)量，從而提高可靠性。同時(shí)通過自動(dòng)運(yùn)行診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床研究成為現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)重要課題。本次設(shè)計(jì)我選擇ZXK-7532數(shù)控立式鉆銑床設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)ZXK-7532數(shù)控立式銑床的主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算，并對(duì)其控制系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。2.選題依據(jù)、主要研究?jī)?nèi)容、研究思路及方案本課題研究的是ZXK-7532數(shù)控立式鉆銑床的主軸變速箱，進(jìn)給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過參考ZJK-7532立式鉆銑床，及各廠家生產(chǎn)同類型的數(shù)控銑床進(jìn)行比較，對(duì)ZXK-7532數(shù)控立式鉆銑床參數(shù)進(jìn)行確定。然后進(jìn)行機(jī)械部分和硬件電路部分設(shè)計(jì)，這是本課題的難點(diǎn)，也是問題存在之處。在機(jī)械部分設(shè)計(jì)完成之后，把硬件電路設(shè)計(jì)和機(jī)械部分結(jié)合在一起，就可以實(shí)現(xiàn)ZXK-7532數(shù)控立式鉆銑床的數(shù)字控制。本文對(duì)主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與普通機(jī)床的設(shè)計(jì)方法一致，以鍛煉自己對(duì)常規(guī)機(jī)床設(shè)計(jì)的能力，其主軸變速箱的設(shè)計(jì)由分析比較圖冊(cè)上同類型銑床的結(jié)構(gòu)布局，進(jìn)行機(jī)械部分的設(shè)計(jì)。畫出結(jié)構(gòu)草圖，通過修改之后確定其結(jié)構(gòu)。進(jìn)給系統(tǒng)部分采用開環(huán)伺服系統(tǒng)，以步進(jìn)電機(jī)作為伺服執(zhí)行元件。數(shù)控裝置發(fā)出的指令脈沖，輸送到伺服系統(tǒng)中的環(huán)行分配器和功率