半閉環(huán)數(shù)控車床液壓傳動與控制設(shè)計【優(yōu)秀畢業(yè)論文 答辯通過】

需要購買對應(yīng) 紙 咨 詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 編號 無錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 半閉環(huán)數(shù)控車床液壓 傳動與控制設(shè)計 信機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923021 學(xué)生姓名： 陸文杰 指導(dǎo)教師： 許菊若 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 半閉環(huán) 數(shù)控車床液壓傳動與控制設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 91 學(xué) 號： 0923021 作者姓名： 陸文杰 2013 年 5 月 25 日 I 無錫 太湖學(xué)院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、 題目 半閉環(huán)數(shù)控車床液壓傳動與控制設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 課題來源：校企合作開發(fā)課題。選題依據(jù)：隨著新型液壓介質(zhì)與相應(yīng)元件的發(fā)展，液壓傳動向環(huán)保、高精度、低能耗與高效率方面發(fā)展，為了要適應(yīng)此發(fā)展趨勢，我們需要設(shè)計新 的液壓傳動原理來配合數(shù)控車床來進(jìn) 一步的發(fā)展。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： （ 1）根據(jù)數(shù)控車床對液壓部分的要求，完成液壓系統(tǒng)圖設(shè)計（控制卡盤 尾座）。 （ 2）設(shè)計完成尾座部分的裝配圖。 （ 3）設(shè)計該機床的液壓站裝配總圖。 （ 4） 完成油箱設(shè)計。 5）完成設(shè)計說明書一分有必要的分析，計算，說明。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 91 班 姓名 陸文杰 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 液壓傳動是用液體作為工作介質(zhì)來傳遞能量和進(jìn)行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù) 17 世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。 如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 液 壓傳動憑借與其他傳動方式相比較具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎囊括了國民經(jīng)濟各工業(yè)部門。近 30 年來，由于控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感檢測技術(shù)及材料科學(xué)的發(fā)展，極大的推動了液壓傳動與控制技術(shù)的發(fā)展，使其成為集傳動、控制、計算機、傳感檢測、機電液為一體化的全新的自動控制技術(shù)。 本設(shè)計根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)對數(shù)控車床液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行整體方案設(shè)計，對其功能和工作原理進(jìn)行動力分析和運動分析，初步確定了系統(tǒng)各回路的基本結(jié)構(gòu)及主要元件，按照所給機構(gòu)性能參數(shù)和液壓性能參數(shù)進(jìn)行元件的選擇計算，通過對系統(tǒng)性能的驗算和 發(fā)熱校核，以滿足該車床所要達(dá)到的要求。 關(guān)鍵詞： 液壓；數(shù)控車床；尾座 is to as to of is by 7th a is a in of a of by 0 to of of it a of of to of NC on s of to of of in to as to NC V 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 究背景和意義 . 1 內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀 . 2 壓傳動的發(fā)展趨勢 . 5 2 數(shù)控車床的介紹 . 7 控車床的總體方案 . 7 控車床總體布局圖 . 7 3 數(shù)控車床對液壓系統(tǒng)的要求 . 9 壓控制的動作 . 9 盤的松開，卡緊 . 9 座套筒的伸縮運動 . 9 要設(shè)計的內(nèi)容 . 10 壓系統(tǒng)圖 . 10 壓站裝置圖 . 10 座設(shè)計 . 10 4 液壓控制部分的設(shè)計 . 12 本方案的確定 . 12 路循環(huán)方式的分析與選擇 . 12 速方案的分析與選擇 . 13 路形式的分析和選擇 . 13 壓回路的分析，選擇與合成 . 14 壓原理圖的擬定于設(shè)計 . 15 壓裝置的設(shè)計 . 17 壓控制方式確定 . 17 壓站設(shè)計 . 18 5 液壓油箱的設(shè)計 . 19 壓油箱有效容積的確定 . 19 壓油箱的外形尺寸 . 19 壓油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 19 板 . 19 油管與回油管 . 19 止雜質(zhì)侵入 . 22 頂蓋及清洗孔 . 24 壓指示 . 25 壓油箱得起吊 . 25 壓油箱得防銹 . 25 壓油箱的加熱與冷卻 . 25 6 結(jié) 論 . 27 致 謝 . 28 參考文獻(xiàn) . 29 附 錄 . 30 半閉環(huán)數(shù)控車床液壓傳動與控制 1 1 緒論 究背景和意義 液壓傳動是以流體作為工作介質(zhì)對能量進(jìn)行傳動和控制的一種傳動形式。利用有壓的液體經(jīng)由一些機件控制之后來傳遞運動和動力。相對于電力拖動和機械傳動而言，液壓傳動具有輸出力大，重量輕，慣性小，調(diào)速方便以及易于控制等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于工程機械，建筑機械和機床等設(shè)備上。 由于要使用原油煉制品來作為傳動介質(zhì)，近代液壓傳動技術(shù)是由 19 世紀(jì)崛起并蓬勃發(fā)展的石油工業(yè)推動起來的，最早實踐成功的液壓傳動裝置是艦船上的炮塔轉(zhuǎn)位器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用車床 到 20 世紀(jì) 30 年代末才用上了液壓傳動。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大，反應(yīng)快，動作準(zhǔn)的液壓傳動和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進(jìn)了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標(biāo)準(zhǔn)的不斷制訂和完善，各類元件的標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)格化，系列化而在機械制造，工程機械，材料科學(xué)，控制技術(shù)，農(nóng)業(yè)機械，汽車制造等行業(yè)中推廣開來。由于軍事及建設(shè)需要的刺激，液壓技術(shù)日益成熟。 20 世紀(jì) 60 年代后，原子能技術(shù)，空間技術(shù)，計算機技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)推向前進(jìn)，使它發(fā)展成為包括傳動，控制，檢測在內(nèi)的一門完整的自動化技術(shù)，在國民經(jīng)濟的各個方面都得到了應(yīng)用。如工程機械，數(shù)控加工中心，冶金自動線等。液壓傳動在某些領(lǐng)域內(nèi)甚至已占有壓倒性優(yōu)勢。 今天，為了和最新技術(shù)的發(fā)展保持同步，液壓技術(shù)必須不斷發(fā)展，不斷提高和改進(jìn)元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場需求。與世界上主要的工業(yè)國家相比，我國的液壓工業(yè)還是相當(dāng)落后的，標(biāo)準(zhǔn)化的工作有待于繼續(xù)做好，優(yōu)質(zhì)化的工作須形成聲勢，智能化的工作則剛剛在準(zhǔn)備起步，為此必須急起直追，才能迎頭趕上。可以預(yù)見，為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需要，液壓技術(shù)也將繼續(xù)獲得飛速的發(fā)展，它在各個工也部門中的應(yīng) 用越來越廣泛。 在這樣一種背景下，我的課題選擇為 半閉式數(shù)控 車床液壓 液壓傳動與控制 設(shè)計，用以提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量，降低工人勞動強度及降低企業(yè)成本。此外，力求完成課題之余，熟悉國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ,增強對如何發(fā)展民族數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的感性認(rèn)識。 內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀 從 20 世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來，數(shù)控機床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控 機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求 100%檢驗的零件。數(shù)控機床的特點及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。 外數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀 以美、德、日三國為例簡述國外數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀。美、德、日三國是當(dāng)今世上在數(shù)控機床科研、設(shè)計、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗最多的國家。因其社會條件不同，無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 各有特點。 （ 1） 美國的數(shù)控發(fā)展史 美國政府重視機床工業(yè)，美國國防部等部門因其軍事方面的需求而不斷提出機床的發(fā)展方向、科研任務(wù) ,并且提供充足的經(jīng)費，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究 “效率 ”和 “創(chuàng)新 ”，注重基礎(chǔ)科研。因而在機床技術(shù)上不斷創(chuàng)新，如 1952 年研制出世界第一臺數(shù)控機床、 1958年創(chuàng)制出加工中心、 70 年代初研制成 1987 年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。由于美國首先結(jié)合汽車、軸承生產(chǎn)需求，充分發(fā)展了大量大批生產(chǎn)自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術(shù)在世界上領(lǐng)先，因此其數(shù)控機床的主機設(shè)計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)扎實，且一貫重 視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術(shù)在世界也一直領(lǐng)先。當(dāng)今美國生產(chǎn)宇航等使用的高性能數(shù)控機床，其存在的教訓(xùn)是，偏重於基礎(chǔ)科研，忽視應(yīng)用技術(shù)，且在上世紀(jì) 80代政府一度放松了引導(dǎo)，致使數(shù)控機床產(chǎn)量增加緩慢，于 1982 年被后進(jìn)的日本超過，并大量進(jìn)口。從 90 年代起，糾正過去偏向，數(shù)控機床技術(shù)上轉(zhuǎn)向?qū)嵱?，產(chǎn)量又逐漸上升。 （ 2）德國的數(shù)控發(fā)展史 德國政府一貫重視機床工業(yè)的重要戰(zhàn)略地位，在多方面大力扶植。于 1956 年研制出第一臺數(shù)控機床后，德國特別注重科學(xué)試驗，理論與實際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。企業(yè) 與大學(xué)科研部門緊密合作，對數(shù)控機床的共性和特性問題進(jìn)行深入的研究，在質(zhì)量上精益求精。德國的數(shù)控機床質(zhì)量及性能良好、先進(jìn)實用、貨真價實，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密數(shù)控機床。德國特別重視數(shù)控機床主機及配套件之先進(jìn)實用，其機、電、液、氣、光、刀具、測量、數(shù)控系統(tǒng)、各種功能部件，在質(zhì)量、性能上居世界前列。如西門子公司之?dāng)?shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。 （ 3）日本的數(shù)控發(fā)展史 日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī) (如 “機振法 ”、 “機電法 ”、 “機信等 )引導(dǎo)發(fā)展。在重視人才及機床元部件配套 上學(xué)習(xí)德國，在質(zhì)量管理及數(shù)控機床技術(shù)上學(xué)習(xí)美國，甚至青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。自 1958 年研制出第一臺數(shù)控機床后， 1978 年產(chǎn)量 (7342臺 )超過美國 (5688 臺 )，至今產(chǎn)量、出口量一直居世界首位 (2001 年產(chǎn)量 46604 臺，出口 27409臺，占 59%)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機床，大量出口，占去世界廣大市場。在上世紀(jì) 80 年代開始進(jìn)一步加強科研，向高性能數(shù)控機床發(fā)展。日本 司戰(zhàn)略正確，仿創(chuàng)結(jié)合，針對性地發(fā)展市場所需各種低中高檔數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上領(lǐng)先，在產(chǎn)量上居世界第一。該公司現(xiàn)有職工 3674 人，科研人員超過 600 人，月產(chǎn)能力 7000 套，銷售額在世界市場上占 50%，在國內(nèi)約占 70%，對加速日本和世界數(shù)控機床的發(fā)展起了重大促進(jìn)作用 。 內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀 我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，中國于 1958 年研制出第一臺數(shù)控機床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在 1958 1979 年間為第一階段，從 1979 年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機床特點、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、半閉環(huán)數(shù)控車床液壓傳動與控制 3 臺灣省共 11 國 (地區(qū) )引進(jìn)數(shù)控機床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過六五期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，七五期間組織消化吸收 “科技攻關(guān) ”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 1998 2004 年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為 盡管如此，進(jìn)口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從 2002 年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進(jìn)口第一大國 2004 年中國機床主機消費高達(dá) 美元，國內(nèi)數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯， 70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺、數(shù)控 ,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù) 控機床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。 在 20 余年間，數(shù)控機床的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機床，使設(shè)計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的數(shù)控機床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù) 支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本數(shù)控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本 “機電法 ”、 “機信法 ”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。 我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過 “六五 ”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)， “七五 ”期間組織消化吸收科技攻關(guān) ”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 1998 2004 年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為 盡管如此，進(jìn)口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從 2002 年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進(jìn)口第一大國， 2004 美元，國內(nèi)數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯， 70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國產(chǎn)數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產(chǎn)數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識與能力欠缺 、數(shù)控 ,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢，充分認(rèn)識國產(chǎn)數(shù)控機床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國家之問的差距。 2003 年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機床進(jìn)口國。目前正在提高機械加工設(shè)備的數(shù)控化率， 1999 年，我們國家機械加工設(shè)備數(shù)控華率是 8，目前預(yù)計是 15 20之間。 車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個 方面。能完成以上功能的設(shè)備都稱為機床，數(shù)控機床就是在普通無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 機床上發(fā)展過來的，數(shù)控的意思就是數(shù)字控制。給機床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機床就成了數(shù)控機床。當(dāng)然，普通機床發(fā)展到數(shù)控機床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數(shù)控設(shè)備，主要是指數(shù)控車床和加工中心。 我國目前各種門類的數(shù)控機床都能生產(chǎn)，水平參差不齊，有的是世界水平，有的比國外落后 10 15 年，但如果國家支持，追趕起來也 不是什么問題，例如：去年，沈陽機床集團收購了德國西思機床公司，意義很大，如果大力消化技術(shù)，可以縮短不少差距。大連機床公司也從德國引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)。上海一家企業(yè)購買日本著名的機床制造商池貝。 近幾年隨著中國制造的崛起，歐洲不少企業(yè)倒閉或者被兼并，如馬毫、斯濱納等。日本經(jīng)濟不景氣，有不少在 80 年代很出名的機床制造商倒閉，例如：新瀉鐵工所。數(shù)控設(shè)備的發(fā)展方向六個方面：智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速、高精度、符合、環(huán)保。目前德國和瑞士的機床精度最高，綜合起來，德國的水平最高，日本的產(chǎn)值最大。美國的機床業(yè)一般。中國大 陸、韓國。臺灣屬于同一水平。但就門類、種類多少而言，我們應(yīng)該能進(jìn)世界前 4 名。數(shù)控系統(tǒng)由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關(guān)、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱，其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)有華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。華中數(shù)控這幾年發(fā)展迅速，軟件水平相當(dāng)不錯，但差就差在電器硬件上，故障率比較高。華中數(shù)控也有意向數(shù)控機床業(yè)進(jìn)軍，但機床的硬件方面不行，質(zhì)量精度一般。目前國內(nèi)一些大廠還沒有采用華中數(shù)控的。 廣州機床廠的簡易數(shù)控系統(tǒng)也不錯。我們國家機床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。機床精度（ 1）機械加工機床精度分靜精度、加工精度（包括尺寸精度和幾何精度）、定位精度、重復(fù)定位精度等 5 種。（ 2）機床精度體系 目前我們國家內(nèi)承認(rèn)的大致是四種體系：德國 準(zhǔn)、日本 準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、國標(biāo) 標(biāo)和國際標(biāo)準(zhǔn)差不多。（ 3）看一臺機床水平的高低，要看它的重復(fù)定位精度，一臺機床的重復(fù)定位精度如果能達(dá)到 準(zhǔn) .、統(tǒng)計法 ),就是一臺高精度機床，在 準(zhǔn) .、統(tǒng)計法 )以下，就是超高 精度機床，高精度的機床，要有最好的軸承、絲杠。（ 4）加工出高精度零件，不只要求機床精度高，還要有好的工藝方法、好的夾具、好的刀具。 目前世界著名機床廠商在我國的投資情況（ 1） 2000 年，世界最大的專業(yè)機床制造商馬扎克（ 寧夏銀川投資建了名為 “寧夏小巨人機床公司 ”的機床公司，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心和車銑復(fù)合中心。機床質(zhì)量不錯，目前效益良好，年產(chǎn) 600 臺，目前正在建 2 期工程，建成后可以年產(chǎn) 1200 臺。（ 2） 2003 年，德國著名的機床制造商德馬吉在上海投資建廠，目前年組裝生產(chǎn)數(shù)控車床和立式 加工中心 120 臺左右。（ 3） 2002 年，日本著名的機床生產(chǎn)商大隈公司和北京第一機床廠合資建廠，年生產(chǎn)能力為 1000 臺，生產(chǎn)數(shù)控車床、立式加工中心、臥式加工中心。（ 4）韓國大宇在山東青島投資建廠，目前生產(chǎn)能力不知。（ 5）臺灣省的著名機床制造商友嘉在浙江蕭山投資建廠，年生產(chǎn)能力 800 臺 。民營企業(yè)進(jìn)入機床行業(yè)情況（ 1）浙江日發(fā)公司， 2000 年投產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)控車床、加工中心，年生產(chǎn)能力 300 臺。（ 2） 2004 年，浙江寧波著名的鑄塑機廠商海天公司投資生產(chǎn)機床，主要是從日本引進(jìn)技術(shù)，目前剛開始，起點比較高。（ 3） 2002 年，西安北村投產(chǎn)，名字像日半閉環(huán)數(shù)控車床液壓傳動與控制 5 本的，其實老板是中國人，采用日本技術(shù)，生產(chǎn)小型儀表數(shù)控車床，水平相當(dāng)不錯。軍工企業(yè)技改情況軍工企業(yè)得到國家撥款開始于當(dāng)年 “大使館被炸，后來臺灣阿扁上臺后，大規(guī)模技改開始了，軍工企業(yè)進(jìn)入新一輪的技改高峰，我們很多軍工企業(yè)開始停止購買普通設(shè)備。尤其是近 3 年來，我們的軍工企業(yè)從歐洲和日本買了大批量的先進(jìn)數(shù)控機床。也從國內(nèi)機床廠哪里采購了大批普通數(shù)控機床，國內(nèi)機床廠商為了迎接這次大技改，也引進(jìn)了不少先進(jìn)技術(shù)，爭取軍工企業(yè)的高端訂單。早在幾年前，我國就已經(jīng)把國防事業(yè)提到了和經(jīng)濟發(fā)展一樣的高度 上，我們要建立和經(jīng)濟發(fā)展相適應(yīng)的國防能力，相信再過 10 年，隨著我國國防工業(yè)和汽車行業(yè)的發(fā)展，我們國家會誕生世界水平的機床制造商，也將會超越日本，成為世界第一機床生產(chǎn)大國 。 壓傳動的發(fā)展趨勢 a. 液壓傳動的優(yōu)點： （ 1）體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達(dá)的重量只有電動機的 10% 20%。因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （ 2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無級調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達(dá) 1： 2000(一般為 1： 100）。 （ 3）換向 容易，在不改變電機旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運動的轉(zhuǎn)換； （ 4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制； （ 5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （ 6）操縱控制簡便，自動化程度高； （ 7）容易實現(xiàn)過載保護。 （ 8)液壓元件實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于設(shè)計、制造和使用。 b. 液壓傳動的缺點 : （ 1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔； （ 2）對液壓元件制造精度要求高，工 藝復(fù)雜，成本較高； （ 3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平； （ 4）液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作，一般工作溫度在 60范圍內(nèi)較合適。 （ 5）液壓傳動在能量轉(zhuǎn)化的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力大，流量損失大，故系統(tǒng)效率較低。 （ 6）由于液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性使這種傳動無法保證嚴(yán)格的傳動比。 通過液壓傳動優(yōu)缺點比較并且隨著世界技術(shù)不斷迅速發(fā)展，各部門對液壓傳動提出更高要求，液壓傳動與電子技術(shù)配合在一 起廣泛應(yīng)用于智能機器人 、海洋開發(fā)、宇宙航行、地震預(yù)測與各種伺服系統(tǒng)， 使液壓傳動的應(yīng)用提高到一個嶄新高度。 液壓傳動是根據(jù) 17世紀(jì)帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣為應(yīng)用的一門技術(shù)。如今，流體傳動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 目前，液壓傳動發(fā)展的動向，概括有以下幾點： 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 （ 1）節(jié)約能源，發(fā)展低能耗元件，提高元件效率； （ 2）發(fā)展新型液壓介質(zhì)和相應(yīng)元件，如發(fā)展高境保護，降低液壓元件噪聲； （ 3）進(jìn)一步發(fā)展電氣 高控制性能 和操作性能； （ 4）重視發(fā)展密封技術(shù)，防止漏油； （ 5）重視液壓油的污染控制； 其他方面，如元件微型化、復(fù)合化和系統(tǒng)集成化的趨勢仍在繼續(xù)發(fā)展，對液壓系統(tǒng)元件的可靠性設(shè)計、邏輯設(shè)計，與電子技術(shù)高度結(jié)合，對故障的早期診斷、預(yù)測以及防止失效的早期警報等都越來越受到重視。 半閉環(huán)數(shù)控車床液壓傳動與控制 7 2 數(shù)控車床的介紹 本課題是對數(shù)控車床的液壓傳動部分的研究設(shè)計，應(yīng)此先完成數(shù)控車床的總體方案設(shè)計。 控車床的總體方案 （ 1）車床為機，電，液三位一體，按照人體工程學(xué)宜人化進(jìn)行布局設(shè)計，全封閉防護，操作簡捷，使用方便。 （ 2）機床采用臥式車身， 45傾斜導(dǎo)軌布局形式，以利于排屑。床身為整體高剛性結(jié)構(gòu)。 （ 3）矩形軌道，采用寬支撐窄導(dǎo)向的設(shè)計以增強運動的平穩(wěn)性。 （ 4）床身左端為主軸箱，其結(jié)構(gòu)簡單，無齒輪傳動，主軸由交流調(diào)速主軸電機驅(qū)動，機床在低速下也具有高功率輸出，恒功率區(qū)寬。機床可以無級調(diào)速和恒線速度切削，有利于降低端面加工時的表面粗糙度，且便于選取最能發(fā)揮刀具切削性能的切削速度。 （ 5）主軸軸承為超精密角接觸 球軸承和雙列圓柱滾子軸承以保證主軸的剛度和精度。主軸軸承采用高潤滑，低溫度，熱變形小。 （ 6）機床縱向和橫向運動均采用交流伺服電機，它們兩者均直接采用消隙聯(lián)軸器把電機與滾珠絲杠連接起來。縱向驅(qū)動直接安裝在縱向床身導(dǎo)軌之間。電機采用直接配有脈沖解碼器的，可以直接反應(yīng)滾珠絲杠的精度。機床采用節(jié)歇潤滑系統(tǒng)對床身軌道，床鞍和滾珠絲杠等部件集中潤滑。 （ 7）機床卡盤采用液壓控制。液壓夾緊油缸為高速卡盤液壓缸。卡盤為高速液壓卡盤?？ūP的松緊由控制面板上的按鈕來控制。 （ 8）機床尾座亦采用液壓控制。通過液壓油來控制尾 座套筒的進(jìn)退，它是由控制面板上的按鈕來控制的。 （ 9）車床的床鞍溜板導(dǎo)軌上裝有 8 位的電動軌塔刀架，具有分度轉(zhuǎn)位快，平穩(wěn)可靠，無滲透等優(yōu)點。分度控制采用編碼器和接近開關(guān)，電氣設(shè)計上增加了雙保險安全保護環(huán)節(jié)以確定電機的安全，換刀準(zhǔn)確。 （ 10）機床配有自動對刀儀，通過接觸式傳感器，可以快而準(zhǔn)確的測出刀具安裝時的偏差值，傳輸給計算機系統(tǒng)，在加工時可以進(jìn)行刀具的自動補償。 （ 11）機床具有良好的擴展性，機床配有排屑器，實現(xiàn)自動排屑。機床配有防護外殼。（ 12）機床數(shù)控系統(tǒng)配有日本 6T 統(tǒng)。 控車床總體布局圖 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 部分主要部件名稱： 1 窗玻璃 23 精密滾珠絲杠（ Z 軸） 2 尾架頂尖 24 Z 向拖板 3 液壓尾架 25 X 向拖板 4 通油管 26 電動刀架 5 排屑裝置 28 機殼 7 移門 29 帶輪 8 主軸 30 張緊輪 9 液壓卡盤 33 冷卻泵源 10 主軸箱 34 減壓閥 13 主電機 38 電氣柜 14 接頭 40 底板 15 回轉(zhuǎn)油缸 41 油箱 16 楔形帶 42 油箱部件 17 同步帶 43 電動機（液壓站） 半閉環(huán)數(shù)控車床液壓傳動與控制 9 3 數(shù)控車床對液壓系統(tǒng)的要求 壓控制的動作 盤的松開，卡緊 數(shù)控車床一般用液壓卡盤來夾緊工件。液壓卡盤通常都配備有未經(jīng)淬火的卡爪，即所謂軟爪。軟爪分為內(nèi)夾和外夾兩種形式，卡盤閉合時夾緊工件的軟爪為內(nèi)夾式軟爪，卡盤張開時撐緊工件的軟爪為外夾式軟爪。如圖 1 所示，軟爪 1 是以端面齒槽與卡爪座 3 定位，通過螺釘和卡爪座中的 T 型螺母，固定在卡爪座 3 上。液壓卡盤工作時，通過改變在卡爪座上的位置來改變液壓卡盤的夾緊 尺寸。 螺母 圖 1 液壓卡盤 在加工批量較大的軸類或盤類零件時，為防止工件以加工表面，保證工件被夾持面和被加工面的同軸度要求，須將液壓卡盤軟爪的夾持面車削一下。車削內(nèi)夾式軟爪的傳統(tǒng)方法如圖 1 所示，先在液壓卡盤軟爪內(nèi)側(cè)夾持一個圓形支撐板 5 來支撐軟爪，然后再對軟爪的夾持面進(jìn)行車削加工，使軟爪夾持面直徑尺寸與工件被夾持部位直徑尺寸大致相等。為使軟爪行程的中央部位成為夾持工件的位置，車削夾持尺寸不同的軟爪就要用不同直徑尺寸的支撐板，因此車削內(nèi)夾式軟爪 前，需要準(zhǔn)備多種不同尺寸的支撐板。因為軟爪內(nèi)側(cè)夾持有支撐板，軟爪的夾持面不可能全部被車削加工，而且加工尺寸一旦過量，就得更換新的支撐板對軟爪重新進(jìn)行加工。車削軟爪時，支撐板被夾持在軟爪內(nèi)側(cè)，而液壓卡盤實際工作時，工件卻被夾持在軟爪外側(cè)。由于軟爪被支撐的位置不同，實際夾持工件時軟爪夾持面將變成喇叭口形狀，從而影響工件的可靠定位和夾緊。 座套筒的伸縮運動 用于長軸類零件的加工以及鉆孔、擴孔等。數(shù)控車床一般有手動尾座和可編程尾座兩種。尾座套筒的動作與主軸互鎖，即在主軸轉(zhuǎn)動時，按尾座套筒退 出按鈕，套筒不動作。只有在主軸停止?fàn)顟B(tài)下，尾座套筒才能退出，以保證