CK6150數(shù)控車床X向驅(qū)動裝置設計（國產(chǎn)航天數(shù)控系統(tǒng)）畢業(yè)論文.doc

本科畢業(yè)設計說明書（論文）第1頁共30頁1緒論1.1數(shù)控機床的發(fā)展趨勢我國數(shù)控機床產(chǎn)量持續(xù)高速增長，根據(jù)市場需求和技術發(fā)展趨勢，應重點推進高效、精密為核心的數(shù)控機床“m”級工程，加強民展性能、高可靠性數(shù)控功能部件，積極開展復合加工機床、超精密數(shù)控機床和可重構制造系統(tǒng)的工程化研究等機械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎，鐨的民展一直備受人們關注。數(shù)控機床以其卓越的柔性的自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目。它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術成為先進成為先進制造技術的一項核心技術。通過持續(xù)的開發(fā)研究以及對信息技術的深化應用，促進了數(shù)控機床性能和質(zhì)量的進一步提升，使數(shù)控機床成為國民經(jīng)濟和國防建設發(fā)展的重要制造裝備。近6年來，我國數(shù)控金切機床（簡稱數(shù)控機床）產(chǎn)量一直以年均增長超過30速度發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計，2004年數(shù)控機床的產(chǎn)量為51860臺，事比增長40.8，數(shù)控機床的消費量約74000臺，事比增長32。數(shù)控機床需求的旺盛也促進了2004年內(nèi)建的三資和民營機床廠以及數(shù)控機床品種的明顯增加。與此同時，甸進口的數(shù)控機床數(shù)量也在逐年同步增加，而且進口數(shù)控機床的消費額的增長趨勢更快。2004年數(shù)控機床的進口數(shù)量同比年增長30，而進口消費額的增長卻達52，從而導致國產(chǎn)數(shù)控機床在國內(nèi)市場消費額中的所占比例已不足30。之所以出現(xiàn)這一現(xiàn)象，其主要原因在于國內(nèi)市場對技術和附加值高的高效、精密和高性能大型、重型數(shù)控機床需求增長，需要靠進口解決。振興我國數(shù)控機床市場占有率應著重于剖析數(shù)控機床及由其組成的制造系統(tǒng)（生產(chǎn)線）的技術現(xiàn)況及民展趨勢，探討使其能適應變批量，多品種、高質(zhì)量、低成本以及具有快速響應的柔性和符合環(huán)保的未來生產(chǎn)模式的解決方案。數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)16。數(shù)控技術的發(fā)展趨勢：(1)性能方面的發(fā)展趨勢(a)高速高精度高效(b)柔性化(c)工藝復合和軸化本科畢業(yè)設計說明書（論文）第2頁共30頁(d)實時智能化(2)功能發(fā)展方面(a)用戶界面圖形化(b)科學計算可視化(c)插補和補償方式多樣化(d)內(nèi)置高性能PLC(e)多媒體技術應用(3)體系結(jié)構的發(fā)展(a)集成化(b)模塊化(c)網(wǎng)絡化(d)開放式閉環(huán)控制模式7.1.2課題的意義和目的數(shù)控機床是典型的機電一體化課題，通過畢業(yè)設計可使所學機械學、力學、電工學知識得到綜合應用。結(jié)構設計及控制系統(tǒng)設計能力都能受到訓練，可有力的提高學生的分析問題、解決問題能力及機電一體化水平8。本科畢業(yè)設計說明書（論文）第3頁共30頁2總體方案設計2.1設計參數(shù)方案設計主要是確定機床的總體結(jié)構，傳動原理以及基本的運動動力參數(shù)。設計任務給出各項指標如下：床身上最大加工直徑：500mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍：401800r/min，手動六檔，雙速電機驅(qū)動，進給系統(tǒng)的脈沖當量需0.005mm。主要特點：CK6150數(shù)控車床的導軌經(jīng)超音頻淬火并精磨，耐磨性好，精度高，主軸采用變頻無級調(diào)速控制，可自動完成對零件的內(nèi)外柱面、端面、任意錐面、圓弧面及公英制螺紋切削等工序連續(xù)加工。由于此次設計的CK6150只用于精加工和半精加工，所以一些參數(shù)會比以上的參數(shù)小些。初步確定主軸箱部分為六級變速（手動），用一個三聯(lián)齒輪和二聯(lián)齒輪來實現(xiàn)六級變速，而后用一對一比一的齒輪來帶動脈沖發(fā)生器，采用雙速電機，雙速電機的同步轉(zhuǎn)速為1500/1000，其實際轉(zhuǎn)速為1430/960，使得車床有2（32）12級變速。而此時車床的混合公比為：aacaMPMPWTM8.13361.0)607206.0(53210)(3222321而對其的選擇方案有兩種，如下所述：方案一：采用：94223212的結(jié)構式。其8622.19，故合適。方案二：采用結(jié)構式：84232212，其3622.1138）（，遠大于8，故不合適。對方案一和方案二進行比較，方案一遠優(yōu)于方案二（因為方案二不合理）故選用方案一。再根據(jù)方案二畫出其轉(zhuǎn)速圖。皮帶輪的降速比為：12.25.1/8301440，由此可知皮帶的降速比也合適，故此方案可行。再就是縱向和橫向進給是靠絲杠來實現(xiàn)的，絲杠用步進電機來帶動。因為脈沖當量小于0.005所以在步進電機和絲杠之間我們用傳動比為1：2的齒輪來降低脈沖當量。大帶輪與帶輪軸連接采用卸荷方式，可以使大帶輪的重量不壓在軸上，減輕了軸的負荷，使傳動更平穩(wěn)。主軸箱內(nèi)有兩對滑移齒輪，把它們都放在第二根軸上，將第二根軸做成花鍵軸，使整體結(jié)構更緊湊，更合理。主軸與脈沖發(fā)生器連接采用齒輪一本科畢業(yè)設計說明書（論文）第4頁共30頁比一傳動，這樣方便計算主軸轉(zhuǎn)一圈，絲杠進給多少?？v、橫向進給系統(tǒng)選擇的步進電機步距角都為o72.0，縱向進給的最小進給量為0.01mm，橫向進給的最小進給量為0.01mm，所以必須通過減小步距角來實現(xiàn)這個最小進給量。減小步距角一可以通過齒形帶傳動來減小，二是通過齒輪傳動來減小，由于齒形帶傳動精度沒有齒輪傳動精度高，而機床的進給精度要求較高，所以選擇齒輪傳動來減小步距角，采用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法來消除傳動齒輪間隙911。2.2傳動原理(1)傳動原理主要滿足設計任務所給出的精度要求。(2)就當在保證精度的情況下盡量使結(jié)構簡單。(3)主軸的轉(zhuǎn)速范圍為401800RPM，采用雙速電機傳動，然后采用手動六級調(diào)速，從而實現(xiàn)401800RPM的轉(zhuǎn)速范圍。(4)脈沖當量為mm005.0，若采用較高級數(shù)的步進電機，通過齒輪減速來帶動絲杠就可以達到，并且結(jié)構簡單，在該處還沒有傳動誤差，可以使電控部分的結(jié)構及程序編制更為簡單12.2.3基本參數(shù)的確定通過主軸也最大棒料直徑：d=0.1D=0.1500=50mm床身寬度：mmDB37514.282.0經(jīng)濟合理的工件或刀具直徑按照以下幾種經(jīng)驗公式估定mmDDdmmDDd5050010.010.0)12.008.0(3005006.06.0)7.05.0(minmax運動參數(shù)：可通過類比實驗和計算等方法綜合確定：maxminmin1000dvnminmaxmax1000dvnmaxminmaxminddvv、為經(jīng)濟加工切削速度和經(jīng)濟合理的工件或刀具直徑。maxminnn、是機床