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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 課題 經(jīng)濟型數(shù)控機床橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及自動化 學生姓名 李 浩 班 級 材機 002 學 號 B0012218 指導(dǎo)教師 沙 愛 民 完成日期 2004 4 25 1 課題名稱 經(jīng)濟型數(shù)控車床橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 課題類型 工程設(shè)計型 工程技術(shù)研究型 軟件開發(fā) 理論研究 請在對應(yīng)類型前面打 一 課題簡介 課題含義 課題來源 需要解決的問題 已知條件 本課題是中檔數(shù)控車床進行縱向進給系統(tǒng)以及潤滑系統(tǒng)設(shè)計 縱向進給要求 用伺服電機通過柔性聯(lián)接帶動滾珠絲杠螺母副實現(xiàn) 設(shè)計精度須達原始數(shù)據(jù) 絲 杠要有安全防護罩 課題來源于市場的需要 隨著社會發(fā)展 生產(chǎn)力的提高 原始的車床已無法 滿足市場的需要 故產(chǎn)生了本課題 課題要求 橫向進給系統(tǒng)設(shè)計時電機與絲杠采用柔性結(jié)構(gòu) 電動機選伺服電 機對電機的大小選擇進行驗證 對滾珠絲杠直徑及支承形式選擇 進行強度校核 已知條件 1 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 400mm 2 快移速度 X 軸 4 min 3 定位精度 X 軸 0 035mm 4 重復(fù)定位精度 X 軸 0 0075mm 刀架 0 010mm 2 二 本課題國內(nèi)外發(fā)展概況 數(shù)控技術(shù)從二十世紀五十年代開始發(fā)展至今 數(shù)控裝置從最初的電子管 元件 晶體管元件 集成電路到目前使用比較普遍的小型計算機和微處理器共經(jīng) 歷了五代的發(fā)展 目前 國內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)有多種類型 經(jīng)濟型數(shù)控系 統(tǒng)主要包括數(shù)控裝置 坐標軸驅(qū)動 或伺服 系統(tǒng) 主軸驅(qū)動系統(tǒng) 刀架及輔助功 能的強電控制與驅(qū)動系統(tǒng) 接口等 經(jīng)濟型數(shù)控裝置有步進電機驅(qū)動的開環(huán)數(shù)控裝置 直流電機驅(qū)動的半閉環(huán)數(shù) 控裝置和點位式經(jīng)濟型數(shù)控裝置三種 對于數(shù)控車床改造一般選用步電機驅(qū)動開 環(huán)數(shù)控裝置 選擇時主要考慮以下性能 CPU 類型 用戶容量 控制軸或聯(lián)動軸 數(shù) 設(shè)定單位 插補類型 編程尺寸及編程標準 G M S T F 功能 刀補 功能 間隙補償功能及循環(huán)功能 顯示方式及顯示信息的形式 絕對編程 增量 編程 程序輸入方式以及報警 診斷等 根據(jù)需要選擇相應(yīng)的性能 步進電機驅(qū)動單元的性能參數(shù) 步進電機性能參數(shù)及安裝尺寸 控制箱與電 機的接線型式 系統(tǒng)的快速度給速度 空載起動頻率 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 系統(tǒng)升頻降頻 時間 起動矩頻特性 起動慣頻特性 運行矩頻特性 驅(qū)動電路的型式 高低壓 驅(qū)動電路 斬波驅(qū)動電路 調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動電路 細分驅(qū)動電路 電流檢測型功率 放大電路等 不同的電路型式 其工作性能不同 根據(jù)加工需要合理選擇 刀架控制與驅(qū)動系統(tǒng)主要考慮刀架型式 如四位或八位電動刀架 或轉(zhuǎn)塔六 位刀架 定位精度及重復(fù)定位精度 換刀時間 刀具選擇時刀架的轉(zhuǎn)向 夾緊力 刀桿尺寸及裝夾刀具結(jié)構(gòu)型式等性能參數(shù) 強電接口及弱電接口 主要根據(jù)工作需要選擇 如工件自動夾緊 加工螺紋 時 主軸的脈沖編碼器與數(shù)控裝置的接線 程序輸入接口等 國內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的類型有 BCK2 001 BKC2 005 GWK 1A JWK 20T BKC2 8A GSK 928 2385 1T 等系列產(chǎn)品 廣泛應(yīng) 在數(shù)控改裝及老產(chǎn)品改型車床中 在選擇時 除性能參數(shù)外 還要考慮其外型 安裝形式等因素 結(jié)合設(shè)計計算選擇合適的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng) 如北京機床研究所開發(fā)研制的 JCS FMC 1 JCS FMC 2 柔性加工單元 XH715 型 立式加工中心 民明機床古物 THK4680 型全閉環(huán)精密加工中心 沈陽中捷友誼廠 的 TK66100 臥式銑削加工中心 青海第一機床廠的 XH754 臥式加工中心等 這一 切都說明 我國的機床數(shù)控技術(shù)進入新的發(fā)展時期 預(yù)計在不遠的將來一定會趕 上甚至超過世界先進水平 3 三 完成本課題的總體設(shè)計思路 本課題的技術(shù)路線簡介 總體方案 論證 對本課題完成情況的預(yù)計 設(shè)計思路 1 進行方案論證 a 橫向進給選用滾珠絲杠副結(jié)構(gòu) b 進給系統(tǒng)采用伺服電機 2 根據(jù)滾珠絲杠副所受的力計算確定絲杠副的型號 3 伺服電機的型號進行選擇 4 繪制草圖并交老師檢查 5 繪制零件圖草圖 6 計算機繪圖 對本課題完成情況的預(yù)計 在四月份完成草圖設(shè)計繪圖 并在計算機里進行畫圖 在五月份完成 所有繪圖并整理編寫說明書 4 四 課題進度安排 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 04 2 16 04 2 28 在實習單位和現(xiàn)場搜集設(shè)計課題的第 一手資料 要有現(xiàn)場記錄和草 圖 04 3 01 04 3 02 整理畢業(yè)實習資料 交實習報告一份 04 3 03 04 3 25 完成設(shè)計方案的論證及結(jié)構(gòu)設(shè)計的計 交指導(dǎo)教師初審 算書草稿和草圖 04 3 26 04 4 26 在計算機中繪制所有工程圖樣 部裝圖須附草圖 04 4 27 04 4 30 自查和交指導(dǎo)教師審查 04 5 03 04 5 10 修改圖樣 04 5 11 04 5 20 整理計算書 并全部用計算機打印 04 5 21 04 5 25 審查計算書內(nèi)容及格式 04 526 04 5 31 修改計算書 并交全套畢業(yè)設(shè)計資料 04 6 01 04 6 11 準備答辯 參加答辯 5 指導(dǎo)導(dǎo)師意見 指導(dǎo)教師 簽名 2004 年 月 日 教研室意見 教研室主任 簽字 2004 年 月 日 系部意見 部門 公章 系主任 簽名 2004 年 月 日 6 參考文獻 1 張新義 經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計 北京 機械工業(yè)出版社 1994 7 2 范云漲 陳兆年 金屬切削機床設(shè)計簡明手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 7 3 陳宏鈞 馬素敏 金屬速查速算手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994 7 4 李 洪 實用機床設(shè)計手冊 沈陽 遼寧科學技術(shù)出版社 1999 1 5 王啟義 蔡群禮 胡寶珍 金屬切削機床設(shè)計 東北工學院出版社 1989 10 6 成大先 機械設(shè)計手冊 單行本潤滑與密封 北京化工出版社 2004 1 7 黃祖德 機械設(shè)計 北京理工大學出版社 1992 6 8 吳宗澤 機械設(shè)計禁忌 500 例 北京機械出版社 1996 9 黃鶴訂 國家機械工業(yè)局 中國機電產(chǎn)品目錄第 10 冊 北京機械出版社 2000 7 10 滾珠絲杠 上海川浦機械實業(yè)公司樣本 11 同步帶輪 慈溪恒力同步帶輪有限公司 12 電機手冊 南京蘇強數(shù)控機電有限公司