半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(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)控車床總體設(shè)計 信機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923007 學(xué)生姓名： 陳小康 指導(dǎo)教師： 許菊若 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 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)控車床總體設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進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： 0923007 作者姓名： 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)控車床總體設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 本次課題來源于： 校企合作開發(fā)課題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對機械產(chǎn)品的加工相應(yīng)的提出了高精度、高柔度與高度自動化的要求。數(shù)字控制機床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 完成該數(shù)控車床總體方案設(shè)計，完成總體布局，繪制尺寸聯(lián)系總圖一份 ； 完成床身設(shè)計，繪制床身 零件圖 ； 完成底座設(shè)計，繪制底座零件圖 ； 完成設(shè)計說明書一份，有必要的闡述、分析、計算、說明。 、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 91 班 姓名 陳小康 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 本次設(shè)計任務(wù)來源于校企合作開發(fā)課題 。 先調(diào)研數(shù)控車床的發(fā)展?fàn)顩r，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對機械產(chǎn)品的加工相應(yīng)得提出了高精度、高柔性與高度自動化的要求。數(shù)字控制機床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 該設(shè)計主要考慮兩大方面：數(shù)控部分和機械部件。首先進行數(shù)控車床總體方案的比較，然后確定最佳方案，完成半閉環(huán)數(shù)控車床的總體布局，繪制出半閉環(huán)數(shù)控車床的傳動系統(tǒng)圖，數(shù)控車床總體的尺 寸聯(lián)系圖。通過對切削力的計算來設(shè)計進給系統(tǒng)、刀架、主軸卡盤的夾緊、液壓尾座的行程等。完成該數(shù)控車床總體設(shè)計，總體布局，繪制尺寸聯(lián)系總圖一份，以及床身設(shè)計，繪制床身零件圖，底座設(shè)計，繪制底座零件圖。對車床振動的分析來提出加強機床剛度的方法，還有設(shè)計該數(shù)控機床的排屑裝置及尾架裝置。最后敘述該機床平時的維護及保養(yǎng)，有利于機床的正常運轉(zhuǎn)。 預(yù)期成果設(shè)計出符合機械廠要求的通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動，臥式數(shù)控車床，盡量滿足生產(chǎn)需要，使我們設(shè)計的數(shù)控機床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人性，工作效率及防 護結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實際的使用要求。 關(guān)鍵詞： 半閉環(huán)；數(shù)控車床；總體設(shè)計； of NC of of to of to of is to in of NC to NC of NC To of of To of NC a in on to of as as of NC a is to of of to of as as to of us to V 目錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 課題的研究內(nèi)容和意義 . 1 次課題的意義 . 1 次課題的目的 . 1 次課題的所要達到的技術(shù)要求 . 1 內(nèi)外的發(fā)展概況 . 2 內(nèi)外數(shù)控機床的形勢 . 2 控機床未來發(fā)展 趨勢 . 3 課題應(yīng)達到的要求 . 4 2 數(shù)控機床總體方案的比較及其確定 . 5 研情況 . 5 體方案比較及確 定 . 5 床的總體布局 . 5 床總體布局的基本要求 . 5 響總體布局的因素 . 5 述數(shù)控車床的特點 . 6 控車床總體設(shè)計方案 1 . 6 控車床總體設(shè)計方案 2 . 8 控車床總體設(shè)計方案的確定 . 9 3 數(shù)控車床總體設(shè)計 . 11 控機床的工作原理 . 11 控機床的組成 . 11 序編制及程序載體 . 11 入裝置 . 11 控裝置及強電控制裝置 . 11 服驅(qū)動系統(tǒng)及位置檢測裝置 . 11 床的機械部件 . 12 數(shù)確定 . 12 參數(shù)和基本參數(shù) . 12 削用量的選擇 . 13 動參數(shù)和動力參數(shù)的計算 . 13 控車床傳動系統(tǒng)圖 . 14 控車床總體聯(lián)系圖 . 14 床的潤滑與維護 . 16 數(shù)控車床部件設(shè)計 . 17 床底座，床身大件類的設(shè)計要求，方法 . 17 床的振動和提高剛度措施 . 17 機床振動的類型 . 17 高機床結(jié)構(gòu)動剛度 的措施 . 18 床熱變形的形成及其特點 . 19 身與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 20 床的隔振 . 21 屑裝置的設(shè)計 . 22 架裝置的設(shè)計 . 25 5 數(shù)控機床的維護與保養(yǎng) . 26 6 結(jié)論 . 28 致謝 . 29 參考文獻 . 29 附錄 . 30 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計 1 1 緒論 課題的研究內(nèi)容和意義 次課題的意義 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對機械產(chǎn)品的加工相應(yīng)得提出了高精度、高柔性 與高度自動化的要求。 大批大量的產(chǎn)品，如汽車，拖拉機和家用電器的零件，為解決高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的問題，多采用專用的自動生產(chǎn)線和自動化車間進行生產(chǎn)。但是應(yīng)用這些專用生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)準備周期增長。在機械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到 70 80 ，這類產(chǎn)品一般都采用通用機床加工，當(dāng)產(chǎn)品改變時，機床與工藝裝備均需作相應(yīng)的變換和調(diào)整，而且通用機床的自動化程度不高，基本上由人工操作，難于提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。特別是一些由曲線，曲面輪廓組成的復(fù)雜零件，只能借助靠仿形機床，或借助劃線和樣板用手工操作的方法來加工，加工精度和生產(chǎn)效率 受到很大的限制。 數(shù)字控制機床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 柔性制造技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)形成了在自動化程度和規(guī)模上不同的多鐘層次和級別的柔性制造系統(tǒng)。帶有自動換刀裝置的數(shù)控加工中心，是柔性制造的硬件基礎(chǔ)，是制造系統(tǒng)的基本級別。在多臺加工中心機床或柔性制造單元的基礎(chǔ)上，增加刀具和工件在加工設(shè)備與包裝之間的流通傳輸和存貯，和必要的工件清洗和尺寸檢查設(shè)備，并由高一級的計算機整個系統(tǒng)進行控制和管理，這樣就構(gòu)成柔性制造體統(tǒng)。它可以實現(xiàn)多品種的全部機械加工或部件裝配， 控制原理是它的控制基礎(chǔ)。 隨著科學(xué)技術(shù)和制造工業(yè)的飛速發(fā)展，迫切需要實現(xiàn)機器的智能化和腦力勞動自動化，以便于適應(yīng)市場產(chǎn)品需求多變的要求。自動化制造技術(shù)不僅需要發(fā)展車間制造過程的自動化，而且要全面實現(xiàn)從生產(chǎn)決策，產(chǎn)品設(shè)計，市場預(yù)測直到銷售的整個生產(chǎn)活動的自動化，特別是技術(shù)和管理科室的自動化，將這些要求綜合成一個完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，即所謂的計算機集成制造系統(tǒng)。它將一個制造工廠的生態(tài)活動進行有機的集成，以實現(xiàn)更高效益，更高柔性的智能化生產(chǎn)。該系統(tǒng)是當(dāng)今自動化制造技術(shù)發(fā)展的最高階段。 次課題的 目的 根據(jù)校企合作開發(fā)要求設(shè)計一通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動，臥式數(shù)控車床。在進行機床的總體布局的設(shè)計過程中逐漸了解機床的加工原理即機床各部件的相對運動關(guān)系，結(jié)合考慮工件的形狀，尺寸和位置等因素，來確定各部件之間的相對位置，和床身、底座等部分部件的選擇和設(shè)計。 次課題的所要達到的技術(shù)要求 主軸轉(zhuǎn)速范圍： 40 4000 最大車削直徑： 200 最大切削長度 l： l=750無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 內(nèi)外的發(fā)展概況 內(nèi)外數(shù)控機床的形勢 在國外市場，德國 、美國、日本等幾個國家基本都掌控了中高檔數(shù)控系統(tǒng)。國外的主要數(shù)控系統(tǒng)制造商有西門子、法拉克（ 三菱電機、海德漢等。隨著國際學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)界對開放式數(shù)控系統(tǒng)研究的日益推進，我國的相關(guān)研究也越來越受到重視。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，我國機床行業(yè)也形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在質(zhì)與量上都取得了飛躍。國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)基本占領(lǐng)低端數(shù)控系統(tǒng)市場，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用上也取得了一定的成績。 目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性 的 變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(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)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合計算機、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)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上， 數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工 。 總結(jié)如下： 國內(nèi)數(shù)控機床現(xiàn)狀： 低技術(shù)水平的產(chǎn)品競爭激烈，互相靠壓價促銷；高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進口；配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進口；應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用；自行開發(fā)能力較差，相對有較高技術(shù) 水平 的產(chǎn)品主要靠引進圖紙、合資生產(chǎn)或進口件組裝。 隨著我國工業(yè)化進程的不斷推進與發(fā)展，數(shù)控機床發(fā)展也是突飛猛進，高速高效方向、自診斷方向、網(wǎng)絡(luò)化方向、模塊化方向已成為數(shù)控機床未來發(fā)展的趨勢與方向。近年來，在國家 863 計劃和科技攻關(guān)計劃多年連續(xù)的支持下，企業(yè)生產(chǎn)數(shù)控機床的積極性和成果也不斷地豐富起來。陸續(xù)開發(fā)研制了如華中系列、航天系列、中華系列等數(shù)控系統(tǒng)。 國外數(shù)控機床現(xiàn)狀： （ 1） 高速高精與多軸加工成為數(shù)控機床的主流，納米控制已經(jīng)成為高速高精加工的潮流。 （ 2） 多任務(wù)和多軸加工的數(shù)控機床越來越多地應(yīng)用到能源、航空航天等行業(yè)。 （ 3） 機床與機器人的集成應(yīng)用日趨普及，并且結(jié)構(gòu)形式多樣化，應(yīng)用范圍擴大化，運動速度高速化，多傳感器融合技術(shù)實用化，控制功能智能化，多機器人協(xié)同普及化。 （ 4） 智能化加工與監(jiān)測功能不斷擴充，車間的加工監(jiān)測與管理可實時獲取機床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測機床的狀態(tài)，提前進行相關(guān)的維護，避免事故的發(fā)生，減少機床的故障率，提高機床的利用率。 （ 5） 最新的機床誤差檢測和補償技術(shù)能夠在較短的時間內(nèi)完成對機床的補償測量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對機床誤差的補償精度能夠提高了 3 4 倍，同時效率得到大幅度地提升。 （ 6） 最新的 術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控機床的加工提供了強有力的支持，可以大幅度地提高加工效率。 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計 3 （ 7） 刀具技術(shù)發(fā)展迅速，眾多刀具的設(shè)計涵蓋整個加工過程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。 控機床未來發(fā)展趨勢 （ 1） 高速化、高精度化：采用高速的 32 位以上的微處理器，可以提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速、高精加工，通過減少數(shù)控系統(tǒng)誤差和采用補償技術(shù)可提高數(shù)控機床的加工精度。它直接關(guān) 系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速度、超精度加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。 （ 2） 多功能化：在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件的搬運、上下料、安裝調(diào)整、 換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上， 因此數(shù)控機床實現(xiàn)了一機多功能，以最大限度地提高 設(shè)備利用率。另外前臺加工、后臺編輯的前后臺功能，充分提高其工作效率和機床利用率。數(shù)控機床還具有更高的通訊功能， 現(xiàn)代 數(shù)控機床除具有通信口， 能外，還具有網(wǎng)絡(luò)功能。 （ 3） 智能化：引進了自適應(yīng)控制技術(shù) 稱 術(shù)是能調(diào)節(jié)在加工過程中所測得的工作狀態(tài)特性，且能使切削過程達到并維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。其重點是以提高系統(tǒng)的可靠性、實用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標；注重加強單元技術(shù)的開拓和完善； 機向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機床及其 構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方 便地與 結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。智能化是 二十一 世紀制造技術(shù)發(fā)展的一個大方向。 （ 4） 模塊化：模塊化的設(shè)計思想已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各設(shè)計行業(yè)。數(shù)控機床設(shè)計也不例外的廣泛使用模塊制造功能各異的設(shè)備。所設(shè)計的模塊往往是通用的企業(yè)用戶可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時更換所需模塊。采用模塊化思想的數(shù)控機床增加了數(shù)控機床的靈活性降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，增強企業(yè)競爭的能力。嚴格按照模塊化的設(shè)計思想設(shè)計數(shù)控機床，不僅能夠有效的保障操作員和設(shè)備運行的安全， 同時也是保證數(shù)控車床能夠達到產(chǎn)品技術(shù)性能、充分發(fā)揮數(shù)控機床的加工特點。此外，模塊化的設(shè)計還有助于增強數(shù)控車床的使用效率，減少故障率，提高數(shù)控車床的生產(chǎn)水平。 （ 5） 自診斷化：隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，數(shù)控機床性能也得到了明顯的改善。在新一代的數(shù)控機床控制系統(tǒng)中大量地采用了模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)使數(shù)控機床的性能大大改善。采用高通過數(shù)控機床自身的故障診斷程序，自動實現(xiàn)對數(shù)控機床硬件設(shè)備、軟件程序和其他附屬設(shè)備進行故障診斷和自動預(yù)警。數(shù)控機床可依據(jù)現(xiàn)有的故障信息，實現(xiàn)快速定位故障源 ，并給出故障排除建議，使用者可以通過自動預(yù)警提示及時解決故障問題，實現(xiàn)故障自恢復(fù)防止和解決各種突發(fā)性事件時從而進行相應(yīng)的保護。 應(yīng)用前景：由于產(chǎn)品的多樣化和產(chǎn)品更新快是當(dāng)前機械制造業(yè)的明顯特點。因而多品種，中小批量生產(chǎn)越來越占優(yōu)勢。由于加工不大的零件占有很大的比例，這就要求加工設(shè)備有很大的靈活性，而新型產(chǎn)品中所需要零件的精度越來越高，形狀也變得相當(dāng)復(fù)雜，這就要求具有高的效率和加工精度。由于以上幾點具體要求結(jié)合成一體的分析，用一般的普通機床是無法滿足現(xiàn)代社會化發(fā)展的需要。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 課題應(yīng)達到的要求 為了提高設(shè)計質(zhì)量和速度，要重視設(shè)計方法和設(shè)計工具的現(xiàn)代化，要積極推廣應(yīng)用價值工程，優(yōu)化設(shè)計工具的現(xiàn)代化，要積極推廣應(yīng)用價值工程，優(yōu)化設(shè)計，可靠性設(shè)計，藝術(shù)造型設(shè)計，計算機繪圖等。 通過查閱專業(yè)文獻資料初步掌握數(shù)控車床總體設(shè)計的相關(guān)知識 ,參加工廠的生產(chǎn)實踐 ,在生產(chǎn)中學(xué)習(xí)、思考、分析，從而設(shè)計出符合機械廠要求的通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動，臥式數(shù)控車床，滿足生產(chǎn)需要，盡量使我們設(shè)計的數(shù)控機床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人性，工作效率及防護結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實際的使用要求。其中本次課 題主要考慮完成該半閉環(huán)數(shù)控機床的總體方案設(shè)計，完成總體布局，繪制出該機床的尺寸聯(lián)系總圖，完成對床身和底座的設(shè)計，并繪制零件圖。 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計 5 2 數(shù)控機床總體方案的比較及其確定 研情況 數(shù)字控制機床簡稱數(shù)控機床，它是近期發(fā)展起來的具有廣闊應(yīng)用前景的新型自動化機床。數(shù)控機床就是將加工過程中所需的更重操作（如主軸變速、夾松工件、進刀和退刀、開刀和停車、選擇刀具、供給冷卻液等等）和步驟以及刀具與工件的相對位置都用數(shù)字化的代碼表示出來，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送 入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的伺服系統(tǒng)和其他執(zhí)行元件，使機床自動加工所需要的工件。機床數(shù)控技術(shù)是由機床、數(shù)控系統(tǒng)和外圍技術(shù)三部分組成的。 數(shù)控機床是新型的自動化機床，它對解決復(fù)雜型面和高精度零件的加工，對單件小批量的自動化等都具有重要意義。由于產(chǎn)品多樣化和產(chǎn)品更新快是當(dāng)前機械制造業(yè)的明顯特點，因而多品種、中小批量生產(chǎn)越來越占優(yōu)勢。由于加工不大的占有很大比例，這就要求加工設(shè)備具有很大的靈活性，而新型產(chǎn)業(yè)所需零件的精度越來越高，形狀也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，這就要求具有高 的效率和加工精度。由于以上幾點具體要求結(jié)合成一體的分析，用一般性的普通機床是無法滿足現(xiàn)代社會化生產(chǎn)發(fā)展的需要。由此可見，提出滿足生產(chǎn)要求的數(shù)控機床的大量普及是社會化大生產(chǎn)所面臨的迫切需要解決的問題。 機床新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計工作應(yīng)以“上質(zhì)量、上品種、上水平、提高經(jīng)濟效益”為指導(dǎo)思想；以提供性能好、成本低、可靠性高、高效節(jié)能，便于維護操作的機床產(chǎn)品，滿足國民經(jīng)濟各部門和國際市場的需求為宗旨；建立市場觀念，競爭觀念，主動研究市場和技術(shù)發(fā)展趨勢，及時開發(fā)適銷對路的新產(chǎn)品。 為了提高設(shè)計質(zhì)量和速度，要重視設(shè)計方法 和設(shè)計工具的現(xiàn)代化，需要要積極推廣應(yīng)用價值工程，優(yōu)化設(shè)計，可靠性設(shè)計，藝術(shù)造型設(shè)計，計算機繪圖等。 機床產(chǎn)品的分段設(shè)計，可以提高設(shè)計工作的調(diào)理性和平密性，保證設(shè)計質(zhì)量。 因此，為了我們的設(shè)計更加合理，我們作了一定的調(diào)研，并閱讀了大量的資料，參考了一系列數(shù)控車床，盡量使我們設(shè)計的數(shù)控車床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人，工作效率，及防護結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實際使用要求。 體方案比較及確定 床的總體布局 機床總體布局的目的是按照簡單，合理，經(jīng)濟的原 則，制定一種實現(xiàn)加工要求的方案，它基本上由工藝方法，運動分配，工件尺寸，重量精度，表面光潔度及生產(chǎn)效率等因素所決定。 床總體布局的基本要求 （ 1） 保證給定的工藝過程要求，最大限度地考慮機床部件的通用性； （ 2） 保證機床的剛度，精度，抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機床的重量； （ 3） 保證機床結(jié)構(gòu)簡單，且盡量采用較短的傳動鏈，以提高傳動精度和傳動效率。 （ 4） 保證良好的加工工藝性，以便于機床的加工和裝配； （ 5） 保證安全生產(chǎn)，便于操作，調(diào)整和維修； （ 6） 對于 生產(chǎn)效率和自動化程度較高的機床或?qū)Ｓ脵C床，應(yīng)力求便于自動上，下料或納入自動線，并便于排除鐵屑； （ 7） 盡可能減小機床占地面積； （ 8） 機床外形美觀，大方。 響總體布局的因素 （ 1） 機床的運動及其分配對布局的影響； （ 2） 機床所加工工件（極限范圍）對布局的影響； （ 3） 機床性能對布局的影響； 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 （ 4） 操作，觀察與調(diào)整對布局的影響。 述數(shù)控車床的特點 此數(shù)控車床用于加工回轉(zhuǎn)體零件，它集中了臥式車床，轉(zhuǎn)塔車床，多刀車床，仿形車床，自動和 半自動車床的功能，是數(shù)控機床中產(chǎn)量最大的品種之一，數(shù)控車床不需要人工操作，也沒用機械操作元件，機床在防護罩的保護下工作，只能通過防護罩上的玻璃觀察車床工作情 況，因此數(shù)控車床的布局存其自身無法與其他車床比擬的優(yōu)點，好處。 控車床總體設(shè)計方案 1 （ 1） 床身及底座 此數(shù)控機床加工范圍中最大的加工直徑為 200大加工長度為 750圍較大，因此一般只能選用臥式，且由于數(shù)控車床不需手操作和為了便于排屑，往往將臥式床身作成傾斜式（ 45和 60兩種常用）， 45床身主要是重心穩(wěn)定，這樣加工 精度也會隨之變得便于保證，而缺點是徑向?qū)挾葧哟螅嚧驳鬃蚕鄳?yīng)的加大，而 60床身落屑更方便，缺點是重心不如 45穩(wěn)定，比較之下，本套數(shù)控機床選用 45床身，而且床身及底座采用鑄造方式，鑄適床身，吸振性好，多用于精度要求高的機床及大型機床，且床身采用中空箱式結(jié)構(gòu)，強度比臥式普通車床的床身高。 （ 2） 刀架 刀架裝在主軸的右側(cè)面，這顯然是為方便操作者操作而采用的布局，刀架的位置決定了主軸的轉(zhuǎn)向應(yīng)與普通車床相反，而且數(shù)控車床不用擔(dān)心切削飛濺傷人，所以切削速度可以提高，以便于充分發(fā)揮刀具的切削性能且刀架為液壓回 轉(zhuǎn)刀架，回轉(zhuǎn)刀架換刀時，首先是刀盤松開，之后刀盤就運轉(zhuǎn)位到達指定刀位，最后刀盤復(fù)位夾緊，刀盤的旋轉(zhuǎn)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個方向，靠液壓馬達來控制刀架有 6 個工位，可能 12 把刀，且刀架中安有切削液出口。 （ 3） 進給系統(tǒng) 本數(shù)控車床是雙軸數(shù)控車床，其 X 方向 Z 方向的導(dǎo)軌采用滾動導(dǎo)軌，滾動導(dǎo)軌運動方便，輕捷，摩擦力小，摩擦發(fā)熱少，磨損小可避免爬行，可得較高的定位精度，尾架導(dǎo)軌模仿 軌，采用了直接鑄造加工，經(jīng)淬硬加工，磨削，可得較高精度及較高耐磨性，另外，此導(dǎo)軌與 Z 方向?qū)к壎际切敝迷?45床身上，滾動導(dǎo) 軌靠壓板固定，而尾架導(dǎo)軌則采用閉式導(dǎo)軌（因其承受一定的顛覆力矩）故采用三角形與矩形相結(jié)合的導(dǎo)軌，其具有導(dǎo)向性好，制造方便及剛度高的優(yōu)點。 數(shù)控機床都取消了進給箱，采用了伺服電機帶傳動滾珠絲杠進行進給，并將絲杠布置車身兩 Z 向?qū)к壷g及 X 方向兩導(dǎo)軌之間消除了傾覆力矩影響，并利用伺服電機帶傳動，精度隨之大幅度提高，且滾珠絲杠靈敏度，定位精度較高，并可防止爬行，且傳動效率高，可達 85%是普通滾動絲杠副的 2，滾之絲杠副的摩擦角小于 1，因此不自鎖。 床身中部為刀架溜板 ，底層為縱向（ C 向）溜板，可以延床身導(dǎo)軌作移動，上層為橫向（ X 向）即床身傾斜方向，溜板都靠滾珠絲杠帶動。 （ 4） 尾座 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計 7 尾座是液壓尾套座，套筒的伸進伸出靠液壓控制，但大的行程則靠手動來移動尾架。并利用偏心輪機構(gòu)對尾座進行夾緊，尾架安裝在鑄造的滑動導(dǎo)軌上。 （ 5） 排屑機構(gòu) 選用型號為 平板鏈式排屑裝置，排屑機構(gòu)把它安放在底座中，并在底座上端開有排屑槽，使鐵屑延防護板和切削液一起流入排屑裝置中通過平板鏈輸送到積屑箱里，此排屑裝置還具有分流切削液功能，切削液從排屑裝置頭部直接流回冷卻系統(tǒng)中的冷卻箱 。 （ 6） 冷卻機構(gòu) 冷卻箱體與底座鑄造在一起，主要是為滿足廠方需要，冷卻箱體有兩個腔，中間有一帶孔隔壁，起到初步過液作用，再利用冷卻泵的過濾網(wǎng)進行三次過液，把切削液用冷卻泵打出，通過管道，從刀架的出水口噴出，進行循環(huán)。 （ 7） 主軸箱 主軸箱采用鐵架三角式，它跨度較大，斜臥式車床身上，利用導(dǎo)軌安裝面定位，所以精度較高，且主軸箱與床身給合面較大，重心低，穩(wěn)重足以承受任何切削力。主軸箱上安裝有主軸，編碼器。張緊安裝床身上，并可以調(diào)節(jié)安裝位置。 （ 8） 液壓系統(tǒng) 本機采用獨立液壓站，但是按廠方要求，為便于搬運， 安裝，把獨立液壓給安放在底座之上。 （ 9） 電氣箱 電氣箱與液壓系統(tǒng)并排放在一起，但當(dāng)中隔開了一段距離，以防液壓站受熱影響電氣控制。 （ 10） 外殼 外殼采用閉式結(jié)構(gòu)，使機床工作時絕無半點鐵屑，切削液飛出，便于操作及使工作環(huán)境舒適，加上便捷的移門及各處的小門使機床工作及維護更加方便。 （ 11） 防護板 為了便于落屑及保護導(dǎo)軌，應(yīng)裝上導(dǎo)軌防護板，使機床壽命大大加強。 （ 12） 傳動方式 常見的傳動方式有帶傳動，鏈傳動，圓柱齒輪傳動，錐齒輪傳動，蝸桿傳動等。 （ 1) 帶傳動的類型很多，機床上常用的有 V 帶傳 動，平帶傳動和同步帶傳動。 V 帶有普通 V 帶和窄 V 帶，窄 V 帶傳動比普通 V 帶傳動具有傳動能力高，結(jié)構(gòu)尺寸小，極限轉(zhuǎn)速高，壽命較長，節(jié)能等優(yōu)點，應(yīng)用日趨廣泛。 高速平帶傳送一般用于帶速超過 30m/s 的高速，精磨機床，它與 V 帶傳動比較，具有帶的厚度薄體輕，質(zhì)量均勻，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，吸振性好的特點，其缺點是壽命短，效率低。 同步帶是工作面為齒形的環(huán)形傳送帶，靠與帶輪嚙合傳動。 它具有傳動比準確，軸壓力小，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動間距，以及可在低速下傳遞動力等優(yōu)點，但是制造和安裝要求高，其一般參數(shù)：線速度 v 50m/s，功 率 P 300動比 i10，效率 =作溫度 ，主要用于要求同步的或低速的傳動，適合于中心距較大的傳動，帶具有良好的彈性可緩和沖擊，吸附振動。 （ 2）鏈傳動 與帶傳動相比，鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比，需要的張緊力小，作用在軸上的壓力也小，可減小軸承的摩擦損失，結(jié)構(gòu)緊湊，能車溫度較高，有油污等嚴劣環(huán)境條件下工作與齒輪傳動無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 相比，鏈傳動的制造和安裝精度低，中心距大時，其傳動結(jié)構(gòu)簡單，鏈傳動的主要缺點是：瞬時鏈速和瞬時傳動比不足常數(shù)，因此傳動平穩(wěn)性 較差，工作中有一定的沖擊和噪聲，目前，鏈傳動廣泛應(yīng)用于礦山機械，農(nóng)業(yè)機械，石油機械，機床及摩托車中，通常鏈傳動的傳動比 i8，中心距 a5遞功率 p100周速度 v15m/s，傳動效率約為 本機床主軸上用楔形帶與電機相連，與編碼器用同步齒形帶。如圖 示： 圖 控機床傳動結(jié)構(gòu)圖 控車床總體設(shè)計方案 2 由于方案 1 是最初擬定的，