Φ600mm的數(shù)控車(chē)床總體設(shè)計(jì)及液壓尾座設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 ： 600數(shù)控 車(chē)床 總體設(shè)計(jì)及 液壓尾座設(shè)計(jì) 學(xué) 生 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 二零一 三 年 十 月 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 要 數(shù)控機(jī)床即數(shù)字程序控制機(jī)床，是一種自動(dòng)化機(jī)床 ，數(shù)控技術(shù)是數(shù)控機(jī)床研究的核心，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化的基礎(chǔ)。 隨著制造 技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床借助現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、工序集約化和新的功能部件使機(jī)床的加工范圍、動(dòng)態(tài)性能、加工精度和可靠性有了極大的提高。 本設(shè)計(jì)是對(duì) 600控車(chē)床主要進(jìn)行尾座設(shè)計(jì)。 液壓尾座設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是尾座體、套筒、頂尖、尾座孔系、尾座導(dǎo)軌，撓度、轉(zhuǎn)角、液壓缸內(nèi)徑及壓板處螺栓直徑、鎖緊力的計(jì)算及校核。其中選擇莫氏 4 號(hào)錐度的尾座頂尖，是利用莫氏錐度自身的結(jié)構(gòu)特性來(lái)卡緊尾座頂尖的，它解決了頂尖在工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象。在套筒中設(shè)計(jì)了滑鍵槽和頂尖頂出孔，解決了頂尖在工作時(shí)會(huì)隨套筒轉(zhuǎn)動(dòng)從而影響工件的加工精度；還在 套筒中設(shè)計(jì)了頂卸的裝置，便于頂尖的拆卸。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控車(chē)床，數(shù)控，液壓尾座購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 C is is an is of is of NC of 600MM of of , of of o. 4 of is to of in or In of to so as to of 買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 錄 摘 要 . . I 目 錄 . 1 章 數(shù)控機(jī)床發(fā)展概述 .未定義書(shū)簽。 控機(jī)床及其特點(diǎn) . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 控車(chē)床的主要功能及加工對(duì)象 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)分析 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 控機(jī)床選購(gòu)的策略 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 控機(jī)床的發(fā)展趨向 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 2 章 數(shù)控機(jī)床總體方案的制訂及比較 . 5 體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 5 統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 . 6 制方式的選擇 . 6 體方案確定 . 6 統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式伺服系統(tǒng)的選擇 . 6 控系統(tǒng) . 6 械傳動(dòng)方式 . 7 行性論證 . 7 第 3 章 確定切削用量及選擇刀具 . 8 學(xué)選擇數(shù)控刀具 . 8 擇數(shù)控刀具的原則 . 8 擇數(shù)控車(chē)削用刀具 . 9 置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) . 9 定切削用量 . 10 定主軸轉(zhuǎn)速 . 10 定進(jìn)給速度 . 10 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 確定背吃刀量 . 10 第 4 章 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的計(jì)算 . 11 數(shù)的確定 . 11 動(dòng)設(shè)計(jì) . 13 速圖的擬定 . 15 第 5 章 液壓尾座部分設(shè)計(jì) . 19 壓尾座研究背景和意義 . 19 壓系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 . 20 座的整體設(shè)計(jì) . 22 第 6 章 尾座結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì) . 23 座體的設(shè)計(jì) . 23 座主軸的設(shè)計(jì) . 24 座頂尖的設(shè)計(jì) . 24 塞缸的設(shè)計(jì) . 25 座導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) . 25 座孔系設(shè)計(jì) . 26 軸孔的設(shè)計(jì) . 26 和鍵的設(shè)計(jì) . 26 合 . 27 封及偏心軸的設(shè)計(jì) . 28 度、轉(zhuǎn)角、鎖緊力的計(jì)算及校核 . 28 度的計(jì)算 . 29 角的計(jì)算 . 29 板處螺栓的選擇及校核 . 29 第 7 章 單片機(jī)控制應(yīng)用系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) . 31 件電路設(shè)計(jì) . 31 控系 統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) . 31 控系統(tǒng)硬件電路的功能 . 31 于各線路元件之間線路連接 . 32 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 于電路原理圖的一 些說(shuō)明 . 33 總 結(jié) . 37 參考文獻(xiàn) . 38 致 謝 . 39 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 V 購(gòu)買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 買(mǎi)文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 1 第 1 章 數(shù)控機(jī)床發(fā)展概述 控機(jī)床及其特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床可以較好的解決形狀復(fù)雜、精密多品種及中小批零件的加工問(wèn)題，能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，隨著制造技術(shù)向自動(dòng)化、柔性化方向的發(fā)展，當(dāng)前機(jī)床的數(shù)控化率已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志。 機(jī)床的數(shù)控化 設(shè)計(jì) 一般是指對(duì)現(xiàn)有某臺(tái)車(chē)床的某些部位做一定的裝，配上經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)，從而使原機(jī)床具有數(shù)控加工能力。這種技術(shù)工作有其獨(dú)特的特點(diǎn)。 控機(jī)床的工藝范圍及加工精度 數(shù)控 車(chē) 床用途廣泛，不僅可以加工 各種平面、溝槽、螺旋槽、成型表面和孔。而且還能加工各種平面曲線和空間曲線等復(fù)雜型面。適用于各種模具、凸輪、板類及箱體類零件的加工。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床上，機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量在很大程度上不再依賴于機(jī)床操作者的操作水平，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工。 控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)分析 近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段、六代的發(fā)展。 （ 1）硬件數(shù)控階段 50年代至 70年代初期，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，不能適應(yīng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的要求，人們不得不采用數(shù)字邏輯電路搭成機(jī)床專用的計(jì)算機(jī)，作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件數(shù)控系統(tǒng)。隨著元 器件的發(fā)展，這個(gè)階段經(jīng)歷了三代： 1) 1952年開(kāi)始的第一代 電子管元件。 2） 1959年開(kāi)始的第二代 晶體管元件。 3) 1965年開(kāi)始的第三代 小規(guī)模集成電路。 （ 2） 軟件數(shù)控階段 軟件數(shù)控階段也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控 (段，是數(shù)控系統(tǒng)的第二階段 (1970 年現(xiàn)購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 2 在 )，這個(gè)階段同樣經(jīng)歷了三代： 1)1970年開(kāi)始的第一代 小型計(jì)算機(jī)。 2)1974年開(kāi)始的第二代 微處理器。 3)1990年以后的第三代 從 1970年開(kāi)始，通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)己出現(xiàn)，并成批生產(chǎn)，它比專用計(jì)算機(jī)成本低，可靠性高 ，數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入 1971，產(chǎn)生了微處理器， 1974年，微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)， 1990年， 滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求，而且 格便宜，可靠性高，數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入基于 數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了幾十年來(lái)的發(fā)展，到了 20 世紀(jì) 70年代后期，才從根本上解決了可靠性低、價(jià)格昂貴、應(yīng)用不便等關(guān)鍵問(wèn)題。因此，即使在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，數(shù)控機(jī)床也是在 70年代末 80年代初才開(kāi)始得到大規(guī)模應(yīng)用和普及的。 控技術(shù)的發(fā)展 趨向 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息處理的發(fā)展 ,數(shù) 控技術(shù)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1）開(kāi)放式、低成本、高可靠性 程通訊診斷和維修將更加普遍。 （ 2）高速化、高精度 數(shù)控系統(tǒng)高速處理并計(jì)算出伺服電機(jī)的移動(dòng)量，并要求伺服電機(jī)能高速度地做出反應(yīng)，為使在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到高速度和高速度下實(shí)現(xiàn)高定位精度，必須具備高加減速和高精度的位置檢測(cè)系統(tǒng)和伺服品質(zhì)。 （ 3）智能化 (1)應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)、數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置 數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)加工過(guò)程中的一些重要信息并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，使機(jī)床處于最佳工作狀態(tài)。 購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 3 2)引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工、故障診斷 將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn)、加工的一般規(guī)律與特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。 （ 4）網(wǎng)絡(luò)化 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成一個(gè)整體的系統(tǒng)解決方案，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)高速傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)行整體化、一元化管理。 （ 5）直線交流伺服系統(tǒng) 直線交流伺服系統(tǒng)是 21世紀(jì)數(shù)控機(jī)床不可缺少的功能部件。目前我國(guó)還沒(méi)有成熟產(chǎn)品，因此應(yīng)加強(qiáng)研究，開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。 內(nèi)外現(xiàn)狀 當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)機(jī)床工業(yè)高度重視，競(jìng)相發(fā)展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動(dòng)化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè) 和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。趕上計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)前進(jìn)的步伐、加快數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)速度，已成為數(shù)控發(fā)展的最主要趨勢(shì)。以第四代計(jì)算機(jī)的工程結(jié)構(gòu)和微電子工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，充分利用現(xiàn)有微機(jī)的硬件、軟件資源，發(fā)展總線式、模塊式、開(kāi)放型、嵌入式的柔性數(shù)控系統(tǒng)，使之 既 適合加工復(fù)雜零件、分機(jī)床用的數(shù)控系統(tǒng)的組成，又適合未來(lái)自動(dòng)化升級(jí)時(shí)功能可擴(kuò)展的要求。 我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展具有以下 3個(gè)特征 : (1)高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)突破。如華中 I 型等數(shù)控系統(tǒng)，都具有多軸聯(lián)動(dòng)功能，快速進(jìn)給速度在 s 以上，具有較強(qiáng)的通信、管理功能。 (2)普及型數(shù) 控系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成熟。如北京機(jī)床研究所的 些系統(tǒng)一般配有 配置直流和交流司服驅(qū)動(dòng)， 2 4軸聯(lián)動(dòng)。 (3)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)仍有廣闊的市場(chǎng)前景。由于這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，非常適合中小型企業(yè)，目前仍是我國(guó)應(yīng)用面最廣的數(shù)控系統(tǒng)。比較典型的有南京大方的 我國(guó)是機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)，又是使用大國(guó)。數(shù)控機(jī)床是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)品，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在機(jī)床產(chǎn)品中的比例總體水平低。但是我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，許多企業(yè)財(cái)力薄購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 4 弱，不可能花費(fèi)大量的資金添置許多全新的數(shù)控機(jī)床，但是大量的通用機(jī)床不可能全部淘 汰。 因此，把機(jī)床 設(shè)計(jì) 為數(shù)控機(jī)床則不失為是一條提高數(shù)控化率的有效途徑，機(jī)床 設(shè)計(jì) 花費(fèi)少， 設(shè)計(jì) 針對(duì)性強(qiáng)，時(shí)間短， 設(shè)計(jì) 后的機(jī)床大多能克服原機(jī)床的缺點(diǎn)和存在的問(wèn)題，生產(chǎn)效率高。 1. 6 本章小結(jié) 本章節(jié)首先介紹了數(shù)控技術(shù)的背景發(fā)展歷程，進(jìn)而分析了數(shù)控技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)，最后介紹了研究的主要內(nèi)容和意義。 購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 5 第 2 章 數(shù)控機(jī)床總體方案的制訂及比較 體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1) 數(shù)控機(jī)床工作原理： 數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，首先應(yīng)編制零件的加工程序，這是數(shù)控機(jī)床的工作指令。 將加工程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變化、起停，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換、工件夾緊松開(kāi)和冷卻潤(rùn)滑的開(kāi)、關(guān)等動(dòng)作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴(yán)格的按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出符合要求的零件。 (2) 數(shù)控機(jī)床的組成： 數(shù)控機(jī)床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等四部分組成，其組成框圖如圖 2 2控機(jī)床的組成圖 一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求提出數(shù)個(gè)總體方案，進(jìn)行綜合分析、比較和論 證，最后確定一個(gè)可行的總體方案。 屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加工精度的前提下，應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，降低成本。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 比較項(xiàng)目 方案一 方案二 確定后的方案 具體原因 主軸箱 分級(jí)變速采用 調(diào)速電機(jī) + 齒輪傳動(dòng) 采用三相異步 電機(jī) +減速器 方案一 變速級(jí)數(shù)比較多 滿足多種加工 需要，也符合 任務(wù)書(shū)要求 數(shù)控裝置控制介質(zhì)測(cè)量裝置伺服系統(tǒng) 機(jī) 床購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 6 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 滾珠絲杠 +步進(jìn)電機(jī) 滾珠絲杠 +伺服電機(jī) 方案一 脈沖當(dāng)量 步進(jìn)電機(jī)控制 的準(zhǔn)確 刀架 四工位回轉(zhuǎn) 刀架 六工位回轉(zhuǎn) 刀架 都可以 各有各的好處 尾座 液壓尾座 手動(dòng)普通尾座 液壓尾座 可通過(guò)數(shù)控系統(tǒng) 調(diào)整方便 數(shù)控系統(tǒng) 8位單片機(jī) 16位單片機(jī) 方案一 基本需求可以滿足 統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。 制方式的選擇 系統(tǒng)可分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床普遍采用開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中，沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置，數(shù)控裝置發(fā)出的信號(hào)的流程是單向的，也正是由于信號(hào)的單向流程，它對(duì)機(jī)床移動(dòng)部件的實(shí)際位置不做檢測(cè)，所以機(jī)床加工精度要求不太高，其精度主 要取決于伺服系統(tǒng)的性能。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)主要由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這類機(jī)床工作比較穩(wěn)定，反應(yīng)迅速，調(diào)試和維修都比較簡(jiǎn)單。 體方案確定 統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式伺服系統(tǒng)的選擇 由于改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床應(yīng)具備定位，直線插補(bǔ)，順、逆圓弧插補(bǔ)，暫停，循環(huán)加工，公英制螺紋加工等功能，故應(yīng)選擇連續(xù)控制系統(tǒng)?？紤]達(dá)到屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 控系統(tǒng) 根據(jù)機(jī)床要求，采用 8 位微機(jī)。由于 列單片機(jī)具有集成度高，可靠購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 7 性好，功能強(qiáng)，速度快， 抗干擾性強(qiáng)，具有很高的性能價(jià)格比等特點(diǎn)，決定采用列的 8031 單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤(pán)及顯示器、 I/O 接口及光電隔離電路、步進(jìn)電機(jī)功率放大電路等組成，系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過(guò)鍵盤(pán)操作實(shí)現(xiàn)，顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)及機(jī)床狀態(tài)等信息。 械傳動(dòng)方式 為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲桿，為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減少摩擦力，選用滾珠絲桿螺母副。同時(shí)，為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。齒輪傳動(dòng)也要采用消除齒輪間隙的結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)總體方案框圖如下： 圖 2統(tǒng)總體方案框圖 行性論證 根據(jù)自動(dòng)化制造系統(tǒng)，可行性論證使用戶建造自動(dòng)化制造系統(tǒng)項(xiàng)目前所進(jìn)行的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性分析報(bào)告，是上級(jí)主管部門(mén)審定和批準(zhǔn)立項(xiàng)的基本依據(jù)。同樣，在進(jìn)行 數(shù)控 車(chē)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 設(shè)計(jì) 之前進(jìn)行合理的、科學(xué)的可行性論證是必要的。 根據(jù)傳統(tǒng)的論證方法， 數(shù)控 車(chē)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 設(shè)計(jì) 的可行性論證應(yīng)圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行，即企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題分析，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)， 設(shè)計(jì) 的基礎(chǔ)條件、目標(biāo)、技術(shù)方案、投資概算、 效益分析， 設(shè)計(jì) 后車(chē)床的實(shí)施計(jì)劃，結(jié)論等。 購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 8 由于本設(shè)計(jì)僅作為大學(xué)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，故在此，設(shè)計(jì)者僅對(duì) 設(shè)計(jì) 的投資概算作一簡(jiǎn)要的可行性論證。 本 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)是對(duì) 數(shù)控 車(chē)床進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 設(shè)計(jì) 。在 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中，采用自己設(shè)置的數(shù)控裝置，加上兩臺(tái)伺服電機(jī)，兩套滾珠絲杠副和相配的傳動(dòng)部分以及齒輪副，一臺(tái)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，四個(gè)電磁離合器以及主傳動(dòng)部分的齒輪副。這樣設(shè)備 設(shè)計(jì) 費(fèi)用和舊設(shè)備費(fèi)用總計(jì)不會(huì)超過(guò) 8 萬(wàn)元。因此，對(duì) 數(shù)控 車(chē)床作經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 設(shè)計(jì) 適合我國(guó)國(guó)情，是國(guó)內(nèi)企業(yè)提高車(chē)床的自動(dòng)化能力和精密程度的有效選擇。它具有一定的典型性和實(shí)用性。 第 3 章 確定切削用量及選擇刀具 學(xué)選擇數(shù)控刀具 擇數(shù)控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定 . 選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來(lái)選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí) 間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀 具壽命可選得低些，一般取 15于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化 加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車(chē)間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工序單位時(shí) 間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開(kāi)支 M 較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度 來(lái)確定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和 排性能壇同時(shí)要求安裝調(diào)整 方便，這樣來(lái)滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料 (如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金 )并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 9 擇數(shù)控 車(chē) 削用刀具 在數(shù)控加工中，車(chē)削平面零件內(nèi)外輪廓 及車(chē)削平面常用平底立車(chē)刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下 :一是車(chē)刀半徑 小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑 般取 是零件的加工高度 H(1/4)保證刀具有足夠的剛度。三是用平底立車(chē)刀車(chē)削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需 要搭 接，而刀具底刃起作用的半徑 即直徑為 d=2(編程時(shí)取刀具半徑為 r)。對(duì)于一些立體型面和變斜 角輪廓外形的加工，常用球形車(chē)刀、環(huán)形車(chē)刀、鼓形車(chē)刀、錐形車(chē)刀和盤(pán)車(chē)刀。 目前，數(shù)控機(jī)床上大多使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化刀具，對(duì)可轉(zhuǎn) 位機(jī)夾外圓車(chē)刀、端面車(chē)刀等的刀柄和刀頭都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及系列化型號(hào)對(duì)于加工中心及有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，刀具的刀柄都已有系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，如錐柄刀 具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為 柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為 外，對(duì)所選擇的刀具， 在使用前都需對(duì)刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量以獲得精確數(shù)據(jù)， 并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過(guò)程，從而加工出合格的工件。 置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 刀具究竟從什么位置開(kāi)始移動(dòng)到指定的位置呢 ?所以在程序執(zhí)行的一開(kāi)始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工 件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過(guò)對(duì)刀來(lái)確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則 是 :便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。易于找正并在加工過(guò)程中便于檢 查 ;引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提 高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基誰(shuí)上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過(guò)手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即 “刀位點(diǎn) ”與 “對(duì) 刀點(diǎn) ”的重合。所謂 “刀位點(diǎn) ”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車(chē)刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立車(chē)刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn) ;球頭車(chē)刀是球頭的球心， 鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。 加工過(guò)程中 需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂 “換刀點(diǎn) ”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。 購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 10 定切削用量 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要 選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是 :保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限 度提高生產(chǎn)率，降低成本。 定主軸轉(zhuǎn)速 主軸轉(zhuǎn)速 應(yīng)根據(jù)允許的切 削速度和工件 (或刀具 )直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為 :n=1000v/71D 式中 :v切削速度，單位為 m/m 動(dòng)，由刀具的耐用度決定 ;n 一一主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/D工件直徑或刀具直徑，單位為 算的主軸轉(zhuǎn)速 n，最后要選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 定進(jìn)給速度 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的 性能限制。確定進(jìn)給速度的原則 :當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率， 可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在 100 一 200mm/圍內(nèi)選取 ; 在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在 20 一 50mm/圍內(nèi)選取 ;當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選 小些，一般在 20圍內(nèi)選取 ;刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離 “回零 ”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。 定背吃刀量 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保 證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般 之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對(duì)加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂 “合理的 ”切削用量是指 充分利購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 11 用刀具切削性能和機(jī)床動(dòng)力性能 (功率、扭矩 )，在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 第 4 章 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的 計(jì)算 數(shù)的確定 1) 了解車(chē)床的基本情況和特點(diǎn) 1. 通用機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。因此，對(duì)這些基本知識(shí)和資料作些簡(jiǎn)要介紹。本次設(shè)計(jì)中的車(chē)床是普通型車(chē)床，其品種，用途，性能和結(jié)構(gòu)都是普通型車(chē)床所共有的，在此就不作出詳細(xì)的解釋和說(shuō)明了。 格尺寸）和基本參數(shù)（ 143 最大的工件回轉(zhuǎn)直徑 D 是 600架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 于或等于 300軸通孔直徑 0軸頭號(hào)（ 是 大工件長(zhǎng)度700軸轉(zhuǎn)速范圍是： 30 1450r/無(wú)級(jí)調(diào)速 . 2) 參數(shù)確定的步驟和方法 1. 極限切削速度 據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：工序種類 工藝要求 刀具和工件材料等因素。允許的切速極限參考值如機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)。然而，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的需要選取的值如下： 取 00m/ m/ 2. 主軸的極限轉(zhuǎn)速 加工條件 (硬質(zhì)合 金刀具粗加工鑄鐵件 30 50 硬質(zhì)合金刀具半精或精加工碳鋼工件 150 300 螺紋（絲杠等）加工鉸孔 3 8 購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 12 計(jì)算車(chē)床主軸的極限轉(zhuǎn)速時(shí)的加工直徑，按經(jīng)驗(yàn)分別?。?D 和（ D。由于 D=600主軸極限轉(zhuǎn)速應(yīng)為： m a 0 u Dr/ （ =758 1517r/取000r/m； m 0 0 u Dr/ （ 在 考慮車(chē)螺紋和絞孔時(shí)，其加工最大直徑應(yīng)根據(jù)實(shí)際加工情況選取 0左右。 所以 u=32r/于轉(zhuǎn)速范圍 R= 21000= 因?yàn)榧?jí)數(shù) Z=16級(jí) 。 現(xiàn)以 = = 1z 得 R=32和 173 ，因此取 = 各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表給出了以 =從1 10000 的數(shù)值，因 = 從表中找到 000r/可以每隔 4個(gè)數(shù)值取一個(gè)數(shù)，得： 1250， 1000， 800， 630， 600， 400， 315， 250， 200， 160，125， 100， 80， 63， 50， 40， 30。 3. 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 已知 n= ： z= 2 因機(jī) 床的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速往往比主軸的大多數(shù)轉(zhuǎn)速高，變速系統(tǒng)以降速傳動(dòng)居多，因此，傳動(dòng)系統(tǒng)中若按傳動(dòng)順序在前面的各軸轉(zhuǎn)速較高，根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式（單位 T= 當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，轉(zhuǎn)速較高的軸所傳遞的扭矩就較小，購(gòu)買(mǎi)文檔 送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 13 在其他條件相同時(shí)，傳動(dòng)件（如軸、齒輪）的尺寸就較小，因此，常把傳動(dòng)副數(shù)較多的變速組安排在前面的高速軸上，這樣可以節(jié)省材料，減少傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。因此選擇結(jié)構(gòu)式如下： 16=8121212 2222222 。 4. 主 電機(jī)功率 動(dòng)力參數(shù)的確定 合理地確定電機(jī)功率 N，使用的功率實(shí)際情況既能充分的發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 目前，確定機(jī)床電機(jī)功率的常用方法很多，而本次設(shè)計(jì)中采用的是：估算法，它是一種按典型加工條件（工藝種類 、 加工材料 、 刀具 、 切削用量）進(jìn)行估算。根據(jù)此方法，中型車(chē)床典型重切削條件下的用量： 根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)表中推薦的數(shù)值： 取 P=13動(dòng)設(shè)計(jì) 1) 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式 、 結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 結(jié)構(gòu)式 、 結(jié)構(gòu)網(wǎng)對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有 用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出