基于VC++的數(shù)控車床滾珠絲杠副計算機(jī)輔助設(shè)計.doc

目錄摘要.第一章緒論.11.1引言.11.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀.11.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢.11.4課題研究的意義.2第二章數(shù)控車床滾珠絲杠副設(shè)計方案.32.1數(shù)控車床的基本參數(shù)及默認(rèn)值.32.2數(shù)控車床滾珠絲杠副模型簡化.32.3計算與校核的理論.42.3.1受力計算.42.3.2動載荷與直徑估算.42.3.3對初選的尺寸進(jìn)行校核.52.3.4臨界轉(zhuǎn)速的校核.52.3.5額定壽命的校核.52.4將滾珠絲杠標(biāo)準(zhǔn)型號錄入Access數(shù)據(jù)庫.52.5本章小節(jié).6第三章用戶軟件開發(fā).73.1概述.73.2程序?qū)崿F(xiàn)方法.73.3生成用戶界面.73.3.1生成界面.73.3.2設(shè)置對話框背景.83.3.3控件應(yīng)用.93.4參數(shù)輸入界面.103.4.1創(chuàng)建參數(shù)輸入界面.103.4.2參數(shù)設(shè)置.113.4.3添加全局變量.123.4.4添加代碼實現(xiàn)上下界面相互訪問.133.5參數(shù)計算.163.5.1界面參數(shù)設(shè)置.163.5.2添加位圖.173.5.3軸向力計算.183.5.4添加代碼實現(xiàn)上下界面相互訪問.183.6校核與選型.203.6.1創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接.213.6.2添加滾珠絲杠尺寸圖.233.6.3多對話框的交互連接.243.6.4自動校核并顯示結(jié)果.253.7編譯、運(yùn)行及使用.263.8本章小結(jié).28結(jié)論.錯誤!未定義書簽。29致謝語.30參考文獻(xiàn).31Abstract.32附錄.33I基于VC+的數(shù)控車床滾珠絲杠副計算機(jī)輔助設(shè)計摘要隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，因此對數(shù)控機(jī)床的性能要求也越來越高。數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床設(shè)計方式（即人工設(shè)計），不僅設(shè)計過程很復(fù)雜、計算量大、效率低等，還延長了產(chǎn)品設(shè)計周期,也使其可靠性大打折扣，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的要求。數(shù)控車床絲杠螺母副的設(shè)計和選型過程更是復(fù)雜,工作計算量大。本文基于VisualC+6.0程序開發(fā)平臺，通過訪問滾珠絲杠副標(biāo)準(zhǔn)型號Access數(shù)據(jù)庫，對復(fù)雜、繁瑣的參數(shù)計算、校核等過程進(jìn)行后臺封裝，根據(jù)設(shè)計手冊，將輸入的參數(shù)自動調(diào)用公式進(jìn)行計算、校核，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)型號滾珠絲杠副的選型。大大減化了數(shù)控車床滾珠絲杠副設(shè)計的工作量，并提高了準(zhǔn)確性和設(shè)計效率。關(guān)鍵詞滾珠絲杠計算機(jī)輔助設(shè)計VC+Access2010屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）第1頁共51頁第一章緒論1.1引言數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動作控制的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進(jìn)行加工。隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，對于數(shù)控機(jī)床的性能要求也越來越高。傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床設(shè)計方式就是參照設(shè)計手冊，進(jìn)行手工設(shè)計，設(shè)計過程很復(fù)雜、計算量大、效率低等，這不僅延長了產(chǎn)品設(shè)計周期,也使其可靠性大打折扣。借助設(shè)計軟件實現(xiàn)自動化設(shè)計，不僅效率高，方便，而且大大提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性。1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀我國的數(shù)控機(jī)床無論從產(chǎn)品種類、技術(shù)水平、質(zhì)量和產(chǎn)量上都取得了很大的發(fā)展，在一些關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了重大突破。據(jù)統(tǒng)計，目前我國可供市場的數(shù)控機(jī)床有1500種，幾乎覆蓋了整個金屬切削機(jī)床的品種類別和主要的鍛壓機(jī)械。領(lǐng)域之廣，可與日本、德國、美國并駕齊驅(qū)。這標(biāo)志著國內(nèi)數(shù)控機(jī)床已進(jìn)入快速發(fā)展的時期。近年來我國機(jī)床行業(yè)不斷承擔(dān)為國家重點工程和國防軍工建設(shè)提供高水平數(shù)控設(shè)備的任務(wù)。如國產(chǎn)XNZD2415型數(shù)控龍門混聯(lián)機(jī)床充分吸取并聯(lián)機(jī)床的配置靈活與多樣性和傳統(tǒng)機(jī)床加工范圍大的優(yōu)點，通過兩自由度平行四邊形并聯(lián)機(jī)構(gòu)形成基礎(chǔ)龍門，在并聯(lián)平臺上附加兩自由度串聯(lián)結(jié)構(gòu)的A、C軸擺角銑頭，配以工作臺的縱向移動，可完成五自由度的運(yùn)動。該構(gòu)型為國際首創(chuàng)。基于RT一Linux開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)具有的實時性和可靠性，能在同一網(wǎng)絡(luò)中與多臺PLC相連接，可控制機(jī)床的五軸聯(lián)動，實現(xiàn)人機(jī)對話。該機(jī)床的作業(yè)空間4.5mx1.6mx1.2m，A軸轉(zhuǎn)角1050,C軸連續(xù)轉(zhuǎn)角04000，主軸轉(zhuǎn)速(無級)最高10000r/min，重復(fù)定位精度0.01mm，可實現(xiàn)三維立體曲面如水輪機(jī)葉片，導(dǎo)葉的五軸聯(lián)動高速切削加工。1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床也實現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行的速度將大大加快。高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個方面著力研究：（1）加大力度實施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無故障率。（2）跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精方面發(fā)展。（3）加大成套設(shè)計開發(fā)能力上求突破。（4）發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率。米剛：基于VC+的數(shù)控車床滾珠絲杠副計算機(jī)輔助設(shè)計第2頁共51頁（5）多品種制造，滿足不同層次的用戶。（6）模塊化設(shè)計，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平1.4課題研究的意義數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)，通過數(shù)字化的信息對機(jī)床的運(yùn)動及其加工過程進(jìn)行控制的機(jī)械設(shè)備。滾珠絲杠副由于其高速度、高精度、高效率、高靈敏度、維護(hù)簡單等優(yōu)點已成為當(dāng)代數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的機(jī)械傳動部件。滾珠絲杠副的強(qiáng)度、剛度、運(yùn)動精度等性能對數(shù)控機(jī)床保持良好的運(yùn)行狀態(tài)具有決定性的影響。滾珠絲杠屬標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，其設(shè)計過程主要是選型和校核計算，但由于其型號規(guī)格非常多，設(shè)計過程中用到的公式、數(shù)據(jù)量也很大，因此設(shè)計過程比較復(fù)雜。而且，設(shè)計時還需要經(jīng)常對各種參數(shù)進(jìn)行修改和調(diào)整，從而相應(yīng)地需要重新計算和校核，重復(fù)工作量相當(dāng)大。因此，采用計算機(jī)軟件來代替手工計算對于提高設(shè)計效率和縮短設(shè)計周期具有重要意義，提高設(shè)計的準(zhǔn)確性和軟件的實用性，具有極高的實用價值。本文在對數(shù)控機(jī)床借用軟件實現(xiàn)自動化設(shè)計進(jìn)行研究論證的基礎(chǔ)上,通過訪問Access數(shù)據(jù)庫里的滾珠絲杠副標(biāo)準(zhǔn)型號，開發(fā)了基于VC+的數(shù)控車床滾珠絲杠副計算機(jī)輔助設(shè)計軟件。工程技術(shù)人員只需具有一定的數(shù)控車床設(shè)計經(jīng)驗,就可使用該系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控車床的參數(shù)化設(shè)計,從而能夠大大減少數(shù)控車床性能研究與設(shè)計的工作量,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，具有較強(qiáng)的處理實際問題能力。具體思路如圖1-1所示。圖1-1課題研究基本思路2010屆機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）第3頁共51頁第二章數(shù)控車床滾珠絲杠副設(shè)計方案2.1數(shù)控車床的基本參數(shù)及默認(rèn)值基本參數(shù)是數(shù)控車床設(shè)計的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)數(shù)控車床的工藝用途及結(jié)構(gòu)類型來確定的，它反映了數(shù)控車床的工作能力及特點，也基本上定下了數(shù)控車床的輪廓尺寸。另外，基本參數(shù)也是用戶選購時的主要性能參數(shù)。（1）移動部件信息移動部件總質(zhì)量（kg）：61.22移動部件最大進(jìn)給速度（mm/min）：1200移動部件行程（mm）：200（2）機(jī)床精度及快進(jìn)速度機(jī)床定位精度（m）：40機(jī)床重復(fù)定位精度（m）：16移動部件最大快進(jìn)速度（mm/min）：250（3）電機(jī)參數(shù)選擇主電機(jī)功率（kw）：7.5選擇驅(qū)動電機(jī)類型：步進(jìn)電動機(jī)（4）工件與主軸參數(shù)車削最大工件直徑（mm）：400最大功率下的主軸轉(zhuǎn)速（r/min）：852.2數(shù)控車床滾珠絲杠副模型簡化數(shù)控車床滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計時，略有簡化，如圖2-1為滾珠絲杠副的剖視軸測圖。圖2-1滾珠絲杠副的剖視軸測圖米剛：基于VC+的數(shù)控車床滾珠絲杠副計算機(jī)輔助設(shè)計第4頁共51頁2.3計算與校核的理論2.3.1受力計算已知工件直徑D，額定功率mP，求刀具切削速度：60Dnv（21）機(jī)械效率=0.8，主切削力：310vPFmz（22）切削分力xF=0.25zF，zyFF4.0；查表設(shè)計手冊得鑲條緊固力fg，導(dǎo)軌動摩擦因數(shù)為，可知在切削下的導(dǎo)軌摩擦力：)(cvFFfgWF（23）不切削下的導(dǎo)軌摩擦力：)(0fgWF（24）)(00fgWF（25）可以得出最大軸向負(fù)載力：FFfYcmax（26）最小軸向負(fù)載力：0minFf（27）2.3.2動載荷與直徑估算當(dāng)量載荷cmfFmax，基本導(dǎo)程max0invL快進(jìn)，得到當(dāng)量轉(zhuǎn)速：0max1000Lvnmm（28）額定動載荷cawmhamfffFnmmLC100603（29）根據(jù)定位精度maccuracyc和重復(fù)定位精度rmaccurac