AD10數(shù)控車床X向進給系統(tǒng)的設(shè)計

1、優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！ad10數(shù)控車床x向進給系統(tǒng)的設(shè)計摘 要 數(shù)控機床及其制造系統(tǒng)的柔性化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化水平進一步得到提高，可按照市場需求，實現(xiàn)生產(chǎn)能力快速重組，以適應(yīng)用戶多品種變批量生產(chǎn)的需求，更要在精度上滿足客戶的需求。yitai 一臺機床的精度主要分散在進給系統(tǒng)上，所以若能在進給系統(tǒng)有更高精度的突破，高精度、反向誤差小、高負載能力、高可靠性、運行平穩(wěn)。若滿足這些機床的性能指標，從而提高數(shù)控機床加工質(zhì)量和刀具的使用壽命。ad-10數(shù)控車床適宜加工各種形狀復(fù)雜的軸、套、盤類零件, 如車削內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、切槽、倒角、車螺紋等，工藝適應(yīng)性強，加工效率高，精度

2、高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，可降低對工人技術(shù)熟練程度的要求。編程容易，操作簡單，可廣泛適用于汽摩配件、家電、液壓氣動、軸承、儀器儀表、五金閥門等制造業(yè)中、小型零件的批量加工，是理想的中小型機械加工設(shè)備。通過技術(shù)調(diào)研，我們認為ad-10數(shù)控機床的開發(fā)具有可行性。該項目的實施過程，是根據(jù)國內(nèi)市場的需求分析及調(diào)研的結(jié)果，確定產(chǎn)品的性能，進行總體設(shè)計，部件研制，安裝，以及整機的調(diào)試等一系列過程，需要設(shè)計，制造，供應(yīng)，機加工，裝配等一系列的密切配合。關(guān)鍵詞：ad-10數(shù)控機床 制造系統(tǒng) 數(shù)控加工 design of ad10 x feed system on cnc machine toolsabstract c

3、nc machine tools and flexible manufacturing systems, integration and network level further increased, in accordance with market demand, to achieve the rapid reorganization of production capacity to meet the variety of user needs change production, but also in accuracy meet customer needs.the accurac

4、y of a machine tool feed mainly scattered in the system, so if the feed system in greater breakthroughs in high-precision, high accuracy, the reverse error, high load capacity, high reliability, smooth running. if the performance of machine tools to meet these targets, thereby improving the quality

5、of cnc machining and tool life. ad-10 cnc lathe for machining a variety of complex shape axis, sets, disc-type parts, such as turning, the outer cylinder, cone surface, circular, end, grooving, chamfering, thread, such as cars, technology adaptation strong, efficient processing and high precision, p

6、rocessing, stable quality, can reduce the range of skilled workers degree requirements. easy programming, simple operation, can be widely used in auto parts, appliances, hydraulic pneumatic, bearings, instruments and meters, valves and other hardware manufacturing industry, the bulk processing of sm

7、all parts, is ideal for small and medium-sized mechanical processing equipment.through technical research, we believe that the ad-10 cnc machine tools with the viability of the development. implementation of the project is based on the needs of the domestic market analysis and the results of researc

8、h to determine the performance of products for design, components development, installation, and commissioning of a series of machine process, the need for the design, manufacture, supply, machine processing, assembling a series of close cooperation.key words ad-10numerically-controlled machine tool

9、 manufacturing system cnc machining目 錄引 言1第一章 緒論31.1 數(shù)控車床研究的意義31.2 國內(nèi)外的發(fā)展方向4 1.2.1 我國數(shù)控機床發(fā)展的狀況及趨向4 1.2.2 國外數(shù)控機床發(fā)展的狀況及趨向5第二章 ad-10數(shù)控機床的介紹82.1 機床描述82.2 機床的工作范圍102.3 刀架選擇及介紹122.4 機床主要規(guī)格與技術(shù)參數(shù)13第三章 機床系統(tǒng)單元的開發(fā)設(shè)計163.1 傳動系統(tǒng)163.2 潤滑系統(tǒng)193.3 機床的吊運及安裝223.4 機床的結(jié)構(gòu)及調(diào)整24第四章 ad-10x向的設(shè)計和校核264.1 滾珠絲杠的設(shè)計264.2 電機的選擇284.3

10、 傳動系統(tǒng)剛度計算294.3.1絲杠抗壓剛度294.3.2支承軸承的組合剛度294.3.3 滾珠絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度294.4 剛度驗算及精度計算294.5 聯(lián)軸器的選擇30第五章 機床的維護和保養(yǎng)31結(jié) 論32致 謝33參考文獻：34引 言數(shù)控機床從構(gòu)造上可以分為數(shù)控系統(tǒng)（cnc）和機床兩大塊。數(shù)控系統(tǒng)主要根據(jù)輸入程序完成對工作臺的位置、主軸啟停、換向、變速、刀具的選擇、更換、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等的控制工作。而機床為了完成零件的加工須進行兩大運動：主運動和進給運動。數(shù)控機床的主運動和進給運動在動作上除了接受cnc的控制外，在機械結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有響應(yīng)快、高精度、高穩(wěn)定性的特點。數(shù)控

11、機床更換被加工零件時幾乎不需要重新調(diào)整機床，節(jié)省了零件安裝調(diào)整時間。數(shù)控機床加工質(zhì)量穩(wěn)定，一般只作首件檢驗和工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗，因此節(jié)省了停機檢驗時間。在加工中心機床上加工時，一臺機床實現(xiàn)了多道工序的連續(xù)加工，生產(chǎn)效率的提高更為顯著。 ad10數(shù)控車床研究的主要內(nèi)容包括：（1）x向進給系統(tǒng)的總體設(shè)計及總體布局。（2）根據(jù)需求選擇伺服電機、聯(lián)軸器、軸承等。（3）校核絲杠的穩(wěn)定性、強度及變形誤差。（4）x向進給系統(tǒng)裝置等部件的設(shè)計、計算及繪圖工作。（5）說明書等文件的編寫工作。ad10數(shù)控車床研究的主要目的：（1）提高系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的傳動剛度、穩(wěn)定性。（2）采用低而穩(wěn)定的摩擦傳動副。（3）慣量

12、匹配。（4）提高傳動件的剛度、負載能力。目前機床高速化水平不斷提高，主軸轉(zhuǎn)速、進給移動速度和輔助運動速度以達到新的水平；復(fù)合加工技術(shù)發(fā)展很快，已經(jīng)出現(xiàn)了各種加工方法組合的復(fù)合機床，進而發(fā)展到集機械加工與其它加工、測量功能于一身的集成制造單元等；數(shù)控機床及其組成制造系統(tǒng)的柔性化，集成化和網(wǎng)絡(luò)化水平進一步提高，可按照市場需求，實現(xiàn)生產(chǎn)能力快速重組，以適應(yīng)用戶多品種便批量生產(chǎn)的需求；應(yīng)用油氣液凈化技術(shù)及其他潔凈技術(shù)等，實現(xiàn)了綠色制造。 在過去的幾年中，中國機床生產(chǎn)格局發(fā)生了引人注目的三大變化，一是數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅猛；二是世界機床生產(chǎn)基地加速向中國轉(zhuǎn)移；三是非國有企業(yè)已超過半壁河山。近年來，國際市

13、場異?；钴S，發(fā)展速度令人瞠目，并在20年之內(nèi)將保持遙遙領(lǐng)先與世界機床市場的位置。其結(jié)果，我國將成為世界機床生產(chǎn)銷售中心。目前，我國工業(yè)化進程進入資金和技術(shù)密集型的中工業(yè)化階段，其特點為投資規(guī)模大，加工精度高，對裝配制造業(yè)依賴度高，增長持續(xù)時間長等。在這個大背景下，我國的汽車工業(yè)，重大裝備制造業(yè)，航空航天工業(yè)，it產(chǎn)業(yè)將成為新一輪機床市場的熱點。一些高精度，高扭矩，高移動速度的數(shù)控車床，需求量大，而國內(nèi)的好多機床廠家卻很難滿足用戶的要求，不是精度達不到，性能不完善，就是外觀粗糙，漏水嚴重，因此好多不得不依賴進口，國外機床廠家昂貴的價格卻閑置了這些用戶的發(fā)展。抓住這以良好的發(fā)展機遇，把全功能數(shù)控機

14、床的研制作為一項大事，進行開發(fā)規(guī)劃。數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)由伺服驅(qū)動電路、伺服驅(qū)動裝置、機械傳動機構(gòu)及執(zhí)行部件組成。它的作用是接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給速度和位移指令信號，由伺服驅(qū)動電路做轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動裝置（直流、交流伺服電動機，功率步進電動機，電業(yè)脈沖馬達等）和機械傳動機構(gòu)，驅(qū)動機床的工作臺、主軸頭架等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給和快速運動。數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)與一般機床的進給系統(tǒng)有本質(zhì)的差別，它能根據(jù)指令信號精確地控制執(zhí)行部件的運動與位置，以及幾個執(zhí)行部件按一定規(guī)律運動所合成的運動軌跡。第一章 緒論1.1數(shù)控車床研究的意義ad10數(shù)控車床x向進給系統(tǒng)的設(shè)計是數(shù)控車床設(shè)計進給系統(tǒng)的一部分，其

15、設(shè)計的精確度，準確度直接影響著數(shù)控車床質(zhì)量的好壞，特別是在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，進給系統(tǒng)設(shè)計的穩(wěn)定性更為重要。x向進給系統(tǒng)的設(shè)計再ad10數(shù)控車床的設(shè)計中占有著不可替代的作用。我國的數(shù)控車床進給系統(tǒng)設(shè)計主要包括x,z向的進給，其中x向主要用于切削，等加工工序中。數(shù)控技術(shù)對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用。數(shù)控裝備則是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品。數(shù)控技術(shù)是制造自動化的關(guān)鍵基礎(chǔ)，是現(xiàn)代制造裝備的靈魂核心，是國家工業(yè)和國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段，關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位，體現(xiàn)國家綜合國力水平，其水平的高低和數(shù)控裝備的擁有量的多少是衡量

16、一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)，振興裝備制造業(yè)首先要振興數(shù)控機床業(yè)。一個國家數(shù)控機床業(yè)的水平已經(jīng)成為衡量該國制造業(yè)水平、工業(yè)現(xiàn)代化程度和國家綜合競爭力的重要標志，直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)和國防安全及戰(zhàn)略地位。國務(wù)院發(fā)布的國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見的實施，為我國數(shù)控機床制造業(yè)提供了很好的發(fā)展機遇。 數(shù)控技術(shù)是實現(xiàn)機械制造自動化的關(guān)鍵，直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力。數(shù)控系統(tǒng)作為數(shù)控技術(shù)的核心部件，其性能的改進及技術(shù)的發(fā)展給予了機械加工設(shè)備以“質(zhì)”的變化。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)

17、展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機械工程的基本技術(shù)構(gòu)成和現(xiàn)代控制工程的基本技術(shù)要素，其應(yīng)用幾乎遍及國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的程度已成為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志之一，所以正確合理地提高設(shè)計與使用數(shù)控技術(shù)，對于提高機床裝備的工作品質(zhì)和技術(shù)經(jīng)濟性能具有重要意義。同時能讓我們學(xué)到的理論知識運用到實踐中，提高實踐能力,使我們的設(shè)計更具實用性。1.2 國內(nèi)外的發(fā)展方向數(shù)控技術(shù)是典型的機電一體化技術(shù)，它將微型計算機的信息處理功能和機械的幾何運動結(jié)合與一體。

18、微型計算機通過數(shù)字量去控制機械運動，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，從而較好地解決了復(fù)雜精密、多品種、中小批量機械零件加工問題，是一種通用、靈活、高效的自動化機床。 并且它與普通車床相比有的許多優(yōu)點。自動化程度與生產(chǎn)效率高。具有較大的柔性。當(dāng)加工對象改變時，只需重新編制程序就能非常迅速地從一種零件加工過渡到另一種零件的加工，特別使用于目前品種多、批量小、變化的生產(chǎn)特征。加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控加工的尺寸精度一般在0.0050.01之間，不受零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和操作者的技術(shù)水平的影響。從而廢品率大大下降。易于建立計算機通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)控機床是使用數(shù)字信息作為控制信息，易于與cad或am系統(tǒng)連接形成cad/c

19、am一體系統(tǒng)，它是柔性制造技術(shù)（fms）、計算機集成系統(tǒng)（cims）等現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。便于現(xiàn)代化產(chǎn)管理。這些特點使數(shù)控機床在50年代問世后，應(yīng)用范圍從小批量生產(chǎn)發(fā)展到大批量生產(chǎn)領(lǐng)域。在未來的制造領(lǐng)域隨著技術(shù)的不短完善，數(shù)控機床價格的下降以及操作維修技術(shù)的提高，數(shù)控機床將迅速普及。1.2.1 我國數(shù)控機床發(fā)展的狀況及趨向從20世紀中葉數(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)

20、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。 進入21世紀，我國經(jīng)濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。機床制造業(yè)既面臨著機械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數(shù)控機床的發(fā)展是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機床的大量需求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進步，數(shù)控機床的應(yīng)用范圍還在不斷擴大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。

21、本文簡要分析了數(shù)控機床高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數(shù)控機床發(fā)展中存在的一些問題。（1）高速化： 隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對數(shù)控機床加工的高速化要求越來越高。（2）進給率：在分辨率為0.01m時，最大進給率達到240m/min且可獲得復(fù)雜型面的精確加工； （3）運算速度：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開發(fā)出cup已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的極大提高，使得當(dāng)分辨率為0.1m、0.01m時仍能獲得高達24240m/

22、min的進給速度； （4）換刀速度：目前國外先進加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。1.2.2 國外數(shù)控機床發(fā)展的狀況及趨向國際機床市場的消費主流是數(shù)控機床。 1998年世界機床進口額中大部分是數(shù)控機床，美國進口機床的數(shù)控化率達70，我國為60%。目前世界數(shù)控機床消費趨勢已從初期以數(shù)控電加工機床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床為主轉(zhuǎn)向以加工中心、專用數(shù)控機床、成套設(shè)備為主。 國外數(shù)控機床的網(wǎng)絡(luò)化，隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普遍運用，數(shù)控機床走向網(wǎng)絡(luò)化、集成化已成為必然的趨勢和方向，互聯(lián)網(wǎng)進入制造工廠的車間只是時間的問題。從另一角度來看，目前流行的erp即工廠信息化對于制造業(yè)來說，僅

23、僅局限于通常的管理部門（人、財、物、產(chǎn)、供、銷）或設(shè)計、開發(fā)等等上層部分的信息化是遠遠不夠的，工廠、車間的最底層加工設(shè)備數(shù)控機床不能夠連成網(wǎng)絡(luò)或信息化就必然成為制造業(yè)工廠信息化的制約瓶頸，所謂的erp就比較“虛”沒有能夠真正地解決制造工廠的最關(guān)鍵的問題。所以，對于面臨日益全球化競爭的現(xiàn)代制造工廠來說，第一是要大大提高機床的數(shù)控化率，即數(shù)控機床必須達到起碼的數(shù)量或比例；第二就是所擁有的數(shù)控機床必須具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在工廠、車。以fanvc和西門子為代表的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商已在幾年前推出了具有網(wǎng)絡(luò)功能的數(shù)控系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，除了傳統(tǒng)的rs232接口外，還備有以太網(wǎng)接口，為數(shù)

24、控機床聯(lián)網(wǎng)提供了基本條件。由于國外企業(yè)的發(fā)展水平，數(shù)控機床的網(wǎng)絡(luò)接口功能被定義為用于遠程監(jiān)控、遠程診斷。 數(shù)探機床是支撐先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)，是發(fā)達國家競相培育的寵兒。世界數(shù)控機床的發(fā)展動向可歸納為下述幾點：工序復(fù)合化工序復(fù)合化是指在一臺數(shù)控機床上經(jīng)一次裝夾完成多個工序和多表面的加工，以提高加工精度和效率，減少形位誤差和加工時間。最先出現(xiàn)的加工中心即是典型的工序復(fù)合化機床，它能在一次裝夾中完成鏜、銑、鉆、鉸和攻絲等多個工序。其后，車削中心，鉆削中心，磨削中心和電加工中心等相繼問世。加工中心可通過各類立臥轉(zhuǎn)換的主軸對工件實現(xiàn)除底面以外的五面加工；車削中心能完成回轉(zhuǎn)零件的全部加工。發(fā)展較慢的磨床也出

25、現(xiàn)了磨削中心，可在一次裝夾中完成內(nèi)外圓、溝槽、端面、非圓表面的全部磨削工序。精密化的高速化精密化是數(shù)控機床發(fā)展中始終追求的目標。高速是實現(xiàn)高效加工的重要途徑。近十年來，數(shù)控機床的高速化成效顯著，如加工中心的主軸轉(zhuǎn)速、工作臺移動速度和換刀時間分別從80年代中的300040000rmin，10mmin和五至十秒，提高到90年代中的1500050000rmin，80120rmin和一至三秒。不少加工中心的主軸轉(zhuǎn)速甚至達到10000rmin。機床制造廠通過對新型主軸和運動部件的研制，振動和熱變形的消減乃至開發(fā)如虛擬六軸加工中心和直線電機這類有創(chuàng)新意義的機床或部件，來提高數(shù)控機床的精度和速度。低價格化只

26、有在適用前提下追求高精尖才是有生命力的；低價格應(yīng)是產(chǎn)品開發(fā)的重要一環(huán)。在這種思想指導(dǎo)下，美國率先而日本緊跟著將低價而實用的數(shù)控機床推向市場，使用戶得以比原價格低30%40%的價格買到所需的機床。由于采用了諸如零部件通用化，選用價廉物美的配套件，剔除多余功能及采用新技術(shù)等措施，機床雖然降價但性能并不降低，有的甚至超過原有的功能。結(jié)構(gòu)和部件的創(chuàng)新為求得數(shù)控機床的更大的發(fā)展，歐美和日本等國均極為重視機床結(jié)構(gòu)和部件的創(chuàng)新。美國吉丁路易斯公司于1994年首先推出的虛擬六軸無導(dǎo)軌加工中心即是一例。機床以三角形的構(gòu)架取代了傳統(tǒng)的床身和立柱，用可伸縮六條“腿”來支撐并移動主軸對固定的工件加工。比之傳統(tǒng)的加工中

27、心，其剛度高五倍，輪廓加工速度高三倍以上，而空間精度要比坐標測量機高五倍以上。直線電機是創(chuàng)新的又一實例。它具有高速和定位準確的優(yōu)點，因此在美國和日本開始實際應(yīng)用。柔性化和系統(tǒng)化自80年代起，以數(shù)控機床為主體和各類柔性生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)運而生。按其規(guī)格、自動化程度和控制方式不同，可分為柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)，柔性流水線，獨立制造島，計算機集成制造系統(tǒng)的智能制造系統(tǒng)等。 總而言之，目前，數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。 中國作為一個制造大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的比較優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術(shù)

28、創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展，努力發(fā)展自己的先進技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與人才培訓(xùn)力度，提高企業(yè)綜合服務(wù)能力，努力縮短與發(fā)達國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強國的轉(zhuǎn)變。第二章 ad-10數(shù)控機床的介紹2.1 機床描述圖1 機床外觀尺寸圖該機床造型新穎美觀，具有時代感，采用機電一體化結(jié)構(gòu)，占地面積小，整機布局緊合理，安裝維修方便。運用了三維cad和cae軟件工具進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和分析，提高了設(shè)計的準確性和政機的性能。機床床身采用國際先進的整體斜

29、床身結(jié)構(gòu)，主軸箱的設(shè)計采用了熱對稱結(jié)構(gòu)，有效的保證了主軸運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。機床導(dǎo)軌采用高精度滾動直線導(dǎo)軌，絲杠采用了預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)，保證了機床剛性和高精度，適合高速高精密加工，側(cè)排屑和后排屑兼顧，更適合汽車行業(yè)布置成生產(chǎn)線。機床設(shè)計采用模塊化設(shè)計思想，主軸單元、液壓尾座、液壓卡盤、排屑機等部件均按照模塊化原則設(shè)計，根據(jù)用戶要求進行靈活配置。機床配置了潤滑油回收裝置。機床導(dǎo)軌和滾珠絲杠潤滑油可沿特定路徑回流到潤滑油接油盒中，避免了潤滑油和切削液的混合，提高了切削液的使用壽命。同時，回收的潤滑油經(jīng)凈化后可循環(huán)使用，減少了廢棄油液對環(huán)境的污染。防護采用全封閉設(shè)計，具有良好的宜人性，可以有效的防止冷卻液。機床

30、結(jié)構(gòu)包括以下幾部分：1床身 機床床身采用國際先進的整體斜床身結(jié)構(gòu)，機床導(dǎo)軌采用高精度滾動直線導(dǎo)軌，保證了機床高剛性和高精度，適合高速高精密加工。床身設(shè)計兼顧側(cè)排屑和后排屑，更適合汽車行業(yè)布置成生產(chǎn)線。2主軸單元和傳動系統(tǒng)機床主軸采用前后雙支撐結(jié)構(gòu)，前后軸承均采用精密成組角接觸軸承，以滿足高轉(zhuǎn)速和高精度的要求。主電機通過皮帶直接與主軸連接。動力傳動路線簡捷，工作可靠，維護簡單。3進給系統(tǒng)機床x向和z向?qū)к壊捎酶呔鹊臐L動直線導(dǎo)軌，磨擦系數(shù)小，進給速度快。各運動副間由集中間歇潤滑系統(tǒng)自動潤滑。x向和z向采用精密滾珠絲杠傳動，具有很高的定位精度和重復(fù)定位精度。伺服電機與滾珠絲杠通過彈性聯(lián)軸器直接連接

31、。4 刀架機床配置臥式八工位電動刀架。5 動力系統(tǒng)主電機為7.5kw主軸伺服電機,變速范圍寬。x向均采用扭矩為7nm交流伺服電機,z向均采用扭矩為11nm交流伺服電機,工作可靠。6卡盤. 機床配置6中實液壓卡盤。7液壓系統(tǒng)液壓站集中控制，液壓泵為變量葉片泵。8 機床電氣系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)采用fanuc 0i-mate，可同時控制2軸（x、z）,并具有直線、圓弧和螺紋插補以及其它多種固定循環(huán)等功能。還具有通過強大的計算特性得到復(fù)雜輪廓外形的加工程序的功能。機床除具備其全部標準控制功能及標準配置外，還有系統(tǒng)選擇功能及配置供用戶選擇。機床所用主要電氣元件采用國內(nèi)外知名品牌的產(chǎn)品，保證了整機較高的可靠性、穩(wěn)

32、定性和較長的使用壽命。操作面板和顯示器的合理布置使加工時系統(tǒng)的操作非常方便，顯示器上可按類別顯示運行時的故障與報警，使維修更方便。工作電源：380伏，50hz (三相)。10. 機床精度制造與驗收按如下標準之規(guī)定進行：gb/t16462-1996 數(shù)控臥式車床 精度檢驗 jb/t4368.3-96數(shù)控臥式車床 技術(shù)條件2.2 機床的工作范圍 圖2 加工范圍圖一般來說，ad10數(shù)控機床特別適合于加工零件較復(fù)雜、精度要求高、產(chǎn)品更新頻繁、生產(chǎn)周期要求短的場合。零件復(fù)雜及生產(chǎn)批量的不同，三種機床的應(yīng)用范圍的變化，當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量又較小時，宜采用通用機床；當(dāng)生產(chǎn)批量很大，宜采用專用機床；而隨著

33、零件復(fù)雜程度的提高，數(shù)控機床越顯得適用。目前，隨著數(shù)控機床的普及，應(yīng)用范圍止由bcd向efg線復(fù)雜性較低的范圍擴大。通用機床、專用機床和數(shù)控機床零件加工批量與生產(chǎn)成本的關(guān)系。在多品種、中小批量生產(chǎn)情況下，采用數(shù)控機床總費用更為合理。根據(jù)ad10數(shù)控加工的優(yōu)缺點及國內(nèi)外大量應(yīng)用實踐，一般可按適用程度將零件分為三類：1.最適用類零件特性形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用機床無法加工或雖然能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件；用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件；有難測量、難控制進給、難控制尺寸的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒型零件；必須在依次裝夾中合并完成銑、鏜、鉸或螺紋等多工序的零件；床身上最大回轉(zhuǎn)直徑360m

34、m；刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑170mm；最大車削直徑，盤類300mm；軸類170mm；最大車削長度500/750mm。如圖2。2.較適用類零件特性在通用機床加工時極易受人為因素（如：情緒波動、體力強弱、技術(shù)水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質(zhì)量失控會造成重大經(jīng)濟損失的零件；在通用機床上加工時必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件；需要多次更改設(shè)計后才能定型的零件；在通用機床上加工需要作長時間調(diào)整的零件；用通用機床加工時，生產(chǎn)率很低或體力勞動強度很大的零件。3.不適用類零件特性生產(chǎn)批量大的零件；裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件；加工余量不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標位置的

35、零件；必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。2.3 刀架的選擇及介紹自動刀架是集機、電、液于一體的主要機床附件,已廣泛應(yīng)用于各類中高檔數(shù)控機床。動力驅(qū)動是由液壓旋轉(zhuǎn)馬達和液壓伸縮缸來完成,而位置控制是由光電編碼器、cnc系統(tǒng)和機械定位副齒牙盤來控制。液壓刀架換刀動作包括松開、分度、預(yù)定位、精定位、夾緊五個主要動作。自動換刀裝置的形式 自動換刀裝置是加工中心的重要執(zhí)行機構(gòu)，它的形式多種多樣，目前常見的有以下幾種： 1回轉(zhuǎn)刀架換刀數(shù)控機床使用的回轉(zhuǎn)刀架是最簡單的自動換刀裝置，有四方刀架、六角刀架，即在其上裝有四把、六把或更多的刀具?；剞D(zhuǎn)刀架必須具有良好的強度和剛度，以承受粗加工的切削力：同時要保證回

36、轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位的重復(fù)定位精度。2更換主軸頭換刀 在帶有旋轉(zhuǎn)刀具的數(shù)控機床中，更換主軸頭是一種簡單換刀方式。主軸頭通常有臥式和立式兩種，而且常用轉(zhuǎn)塔的轉(zhuǎn)位來更換主軸頭，以實現(xiàn)自動換刀。在轉(zhuǎn)塔的各個主軸頭上，預(yù)先安裝有各工序所需的旋轉(zhuǎn)刀具。當(dāng)發(fā)出換刀指令時，各主軸頭依次地轉(zhuǎn)到加工位置，并接通主軸運動，使相應(yīng)的主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)，而其他處于不加工位置上的主軸都與主運動脫開。3帶刀庫的自動換刀系統(tǒng) 帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)由刀庫和刀具交換機構(gòu)組成。首先把加工過程中需要使用的全部刀具分別安裝在標準刀柄上，在機外進行尺寸預(yù)調(diào)整后，按一定的方式放入刀庫中去。換刀時先在刀庫中進行選刀，并由刀具交換裝置從刀庫和主軸

37、上取出刀具，在進行交換刀具之后，將新刀具裝入主軸，把舊刀具放回刀庫。存放刀具的刀庫具有較大的容量，它既可以安裝在主軸箱的側(cè)面或上方，也可作為單獨部件安裝到機床以外，并由搬運裝置運送刀具。 與轉(zhuǎn)塔主軸頭相比較，由于帶刀庫的自動換刀裝置數(shù)控機床主軸箱內(nèi)只有一個主軸，設(shè)計主軸部件就有可能充分增強它的剛度，因而能滿足精密加工的要求。另外，刀庫可以存放數(shù)量很大的刀具，因而能夠進行復(fù)雜零件的多工序加工，這樣就明顯提高了機床的適應(yīng)性和加工效率。所以帶刀庫的自動換刀裝置特別適用于數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床和數(shù)控鏜床。ad10數(shù)控車床刀架配置采用臺灣亙陽國際精密的clt-100-8t液壓刀架，定位精度高，鎖緊力大、承載

38、能力強、穩(wěn)定可靠、換刀時間短，僅需0.57秒。2.4 機床主要規(guī)格與技術(shù)參數(shù)本機床屬于半閉環(huán)控制系統(tǒng)的全功能數(shù)控車床，適宜中、小型軸、套、盤類零件的內(nèi)、外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面和螺紋面的加工，特別適應(yīng)于精密零件的加工。工藝適應(yīng)性強，效率高，精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定，可降低對工人熟練程度的要求。編程容易，操作簡單，可廣泛適用于汽摩配件、家電、液壓氣動、軸承、儀器儀表、五金閥門等制造業(yè)零件的批量加工，是理想的中小型機械加工設(shè)備。1.機床的主要規(guī)格床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 360mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 170mm最大車削直徑 盤類 300mm 軸類 170mm最大車削長度 500/750mm2.主軸

39、主軸速度范圍(無級) 50-5000r/min主軸通孔直徑 50mm主軸端部型式 a2-53刀架刀架型號 煙臺ak3180/意大利bsv-n160 刀架工位數(shù) 8刀桿截面尺寸 煙臺2525mm/意大利2020mmz向行程 510/760mmx向行程 170mmz向快移速度 20m/minx向快移速度 18m/min4尾座尾座套筒直徑 80mm尾座套筒行程 100mm尾座套筒內(nèi)孔錐度 莫氏4號5冷卻系統(tǒng)冷卻泵型號 pm-25a 冷卻泵流量 25 l/min冷卻箱容量 120l 6潤滑系統(tǒng)自動集中潤滑裝置型號 18221a1容 量 2 l7動力系統(tǒng)1）主電機伺服主軸電機 fanauc 8/8000

40、i / 廣州數(shù)控 zjy-100s額定轉(zhuǎn)速 fanauc 2000r/min / 廣州數(shù)控1500r/min輸出扭矩 fanauc 35.8nm / 廣州數(shù)控47.5nm2）進給伺服電機x向電機型號 fanauc 8/3000is / 廣州數(shù)控130sjt-m075dx向電機扭矩 fanauc 7n.m / 廣州數(shù)控 7.5n.mz向電機型號 fanauc 12/3000is / 廣州數(shù)控130sjt-m100dz向電機扭矩 fanauc 11n.m / 廣州數(shù)控10n.m3）冷卻泵電機型號ys7124功率0.37kw4)刀架電機型 號 煙臺ak3180/意大利bsv-n160功 率 煙臺12

41、0w/意大利120w轉(zhuǎn) 速 煙臺1000rpm/意大利1300rpm5)排屑電機型 號 yw801-6功 率 370w轉(zhuǎn) 速 960rpm8.卡盤和油缸卡盤型號 中空億川n-206a5/208a5 / 中實億川v-206a5/208a5回轉(zhuǎn)油缸型號 中空億川 m1246/m1246 / 中實億川 ms105/ms125 9數(shù)控系統(tǒng)型 號 fanuc 0i-mate tc /廣州數(shù)控 980td10機床外形尺寸長寬高 225514601700/270514601700mm11機床凈重 3500/4000kg第三章 機床系統(tǒng)單元的開發(fā)設(shè)計3.1 傳動系統(tǒng)1.傳動件分布圖圖3為本機床軸承分布圖，使用

42、了角接觸球軸承、深溝球軸承等軸承。圖3 軸承分布圖 圖4為該機床傳動系統(tǒng)圖，分別對電機、帶輪、絲杠聯(lián)軸器作了明確的注釋。圖4 傳動系統(tǒng)圖主傳動具體的傳動路線是電動機1輸出原始轉(zhuǎn)速傳遞給帶輪2，經(jīng)過皮帶3和帶輪4實現(xiàn)速度的變化，然后通過軸，軸承結(jié)構(gòu)傳入主軸箱，通過齒輪機構(gòu)實現(xiàn)速度的改變，最終輸出所需要的轉(zhuǎn)速。進給系統(tǒng)傳動的路線主要由x,z向的伺服電動機來實現(xiàn)。x向的具體路線是伺服電動機11的轉(zhuǎn)速經(jīng)過聯(lián)軸器12傳給滾珠絲杠機構(gòu)13。由螺母帶動工作臺的運動，工作臺帶動其上面的刀架運動，最終實現(xiàn)x向的運動。對于z向的具體運動可參照x向運動來分析，在此不作詳細介紹。傳動過程中用到的軸承，及各部件的名稱可

43、參看表1、表2。 表1 滾動軸承明細表（對應(yīng)圖4）序 號名 稱型 號規(guī) 格數(shù) 量備 注1角接觸球軸承7014ctyndbl p41組nsk2深溝球軸承6005zz23角接觸球軸承7016ctyndbdl p41組nsk4角接觸球軸承25tac62b df c10 pn7a1組nsk5角接觸球軸承25tac62b df c10 pn7a1組nsk6推力球軸承20tac47b dfpn7b1組nsk7向心球軸承25tac62b dfpn7b1組nsk表2 傳動件表（對應(yīng)圖5）序號名稱型號數(shù)量備注1主電機p18/6000i1fanuc2v形帶3v 67013帶輪ad015.15b01.01814帶輪

44、ad015.02b01.02715同步帶輪ad015.02b01.02516同步帶334l-05017同步帶輪ad015.02b01.02118z向電機12/3000i1fanuc9聯(lián)軸器rotex-gs sha2.518/16(1:10)1ktr10x向電機8/3000i1fanuc11聯(lián)軸器rotex-gssha2.5-35/2.5-251ktr12x向絲杠ad015.05b01.0301hiwin13z向絲杠ad015.05b01.0161hiwin2.主傳動系統(tǒng)主電機的動力由電機皮帶輪3通過窄v帶直接傳遞至主軸上的皮帶輪4，主電機采用伺服電機，通過無級變速實現(xiàn)主軸在504500rpm范

45、圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。主軸使用時可根據(jù)實際需要選擇合適的切削參數(shù)。主軸轉(zhuǎn)速-扭矩及主軸轉(zhuǎn)速-功率圖見圖5、圖6。主軸上裝有編碼器，實現(xiàn)主軸輸出恒轉(zhuǎn)速。圖5 主軸功率圖圖6 主軸扭矩圖3.2 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)是向機器或機組的摩擦點供送潤滑劑的系統(tǒng)，包括用以輸送、分配、調(diào)節(jié)、冷卻和凈化潤滑劑以及其壓力、流量和溫度等參數(shù)和故障的指求、報警和監(jiān)控的整套裝置。在潤滑工作中，根據(jù)各種設(shè)備的實際工況，合理選擇和設(shè)計其潤滑方法、潤滑系統(tǒng)和裝置，對保證設(shè)備具有良好的潤滑狀況和工作性能以及保持較長的使用壽命，具有十分重要的意義。 一般而言，機械設(shè)備的潤滑系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：1)保證均勻、邊續(xù)地對各潤滑點供應(yīng)一定壓力的潤滑劑，

46、油量充足，并可按需要調(diào)節(jié)。2)工作可靠性高。采用有效的密封和過濾裝置，保持潤滑劑的清潔，防止外界環(huán)境中灰塵、水分進入系統(tǒng)，并防止因泄漏而污染環(huán)境。3)結(jié)構(gòu)簡單，盡可能標準化，便于維修及高速調(diào)整，便于檢查及更換潤滑劑，起始投資及維修費用低。4)帶有工作參數(shù)的指示、報警保護及工況監(jiān)測裝置，能及時發(fā)現(xiàn)潤滑故障。5)當(dāng)潤滑系統(tǒng)需要保證合適的潤滑劑工作溫度時，可加裝冷卻及預(yù)熱裝置以及熱交換器。在設(shè)計潤滑系統(tǒng)時必須考慮以三種潤滑要素，即： 1摩擦副的種類(如軸承、齒輪、導(dǎo)軌等類支承元件)和其運轉(zhuǎn)條件(如速度、載荷、溫度以及油膜形成機理等)；2潤滑劑的類型(如潤滑油、脂或固體、氣體潤滑劑)以及它們的性能；3

47、潤滑方法的種類和供油條件等。 潤滑系統(tǒng)和方法的分類目前機械設(shè)備使用的潤滑系統(tǒng)和方法的類型很多，通常可按潤滑劑的使用方式和利情況為分散潤滑系統(tǒng)和集中潤滑系統(tǒng)兩大類；同時這兩類潤滑系統(tǒng)又可分為全損耗性和循環(huán)潤滑兩類。除以上分類而外，還可根據(jù)所供給的潤滑劑類型，將潤滑方法分為潤滑油潤滑(或稱稀油潤滑)、潤滑脂潤滑(或稱干油潤滑)以及固體潤滑、氣體潤滑等。(1)分散潤滑常用于潤滑分散的或個別部件的潤滑點。在分其潤滑中還可分為全損耗(或“一次結(jié)油潤滑”)型和循環(huán)型兩種基本類型，如使用便攜式加油工具(油壺、油槍、手刷、氯溶膠噴槍等)對油也、油嘴、油杯、導(dǎo)軌表面等潤滑點手工加油，以及油繩或油墊潤滑、飛濺潤滑

48、、油環(huán)或油鏈潤滑等。(2)集中潤滑使用成套供油裝置同時對許多潤滑點供油，常用于變速箱、進給箱、整臺或成套機械設(shè)備以及自動化生產(chǎn)線的潤滑。集中潤滑系統(tǒng)按供油方式可分為手動操縱、半自動操縱以及自動操縱三類系統(tǒng)。它同時又可分為全損耗性系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)是指潤滑劑送至潤滑點以后，不再回收循環(huán)使用，常用于潤滑劑回收困難或無須回收、需油量很小、難以安置油臬或油池的場合。而循環(huán)潤滑系統(tǒng)的潤滑劑送至潤滑點進行潤滑以后又流回油箱再循環(huán)使用。靜壓潤滑系統(tǒng)則是利用外部的供油裝置，將具有一定壓力的潤滑劑輸送到靜壓支承中進行潤滑的系統(tǒng)。為保證機床正常運轉(zhuǎn)和延長使用壽命，機床所有相互磨擦的零件均需經(jīng)常地、及時地給予潤滑。對于

49、導(dǎo)軌、軸承和其它活動部位來說，潤滑油是非常的重要，請根據(jù)下表所建議牌號，定期添加或更換潤滑油。潤滑部分潤滑方式潤滑頻率建議使用油牌號主軸箱黃油（內(nèi)封）（無須）isoflex-nbu15卡盤黃油（注射）每日一次zl-1號脂刀塔黃油（內(nèi)封）（無須）retinax am潤滑泵（x軸和z軸滾珠絲杠、尾座和導(dǎo)軌）壓力潤滑間歇潤滑32號潤滑油油壓系統(tǒng)半年一次32號潤滑油表3潤滑標準主軸的潤滑主軸箱僅包含主軸而無齒輪與其他活動零件。主軸箱中的主軸軸承采用高級鋰基潤滑脂作永久潤滑。具有耐高/低溫（-60c至130c）高速（10000rpm）,和較強的作業(yè)壽命的特性，不須作定期添加或更換。刀塔的潤滑刀塔是以黃油

50、作為潤滑，不須加添其他潤滑油。此為永久性而不須更換?？ūP的潤滑卡盤使用黃油作為潤滑，補充黃油于卡盤的滑道槽每天一次。集中潤滑 縱向和橫向的滾珠絲杠副、滾動直線導(dǎo)軌副和尾座主軸套筒采 用自動集中潤滑泵供油。潤滑泵應(yīng)定期檢查潤滑油箱油位情況并及時補油。潤滑油應(yīng)使用純凈的32號機械潤滑油，其粘度為2710-6-3310-6m2/s(50),用戶可按機床工作條件在上述范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)節(jié)。3.3 機床的吊運及安裝 1.機床的搬裝機床在裝箱前應(yīng)在各滑動面和其他外露光潔面均勻涂抹防銹油，機床用螺栓與包裝箱底座的枕木固定。吊運時，應(yīng)按箱外標志安置鋼絲繩，在移動和放下時，不應(yīng)使其受到?jīng)_擊或過大的震動，以免影響機床的

51、精度。拆箱后首先檢查機床的外部情況，按裝箱單進行清點，如有問題，請立即與我廠聯(lián)系。吊運機床主機時，先打開防護頂板上的起吊孔蓋板，然后將鋼絲繩掛在靠近床身兩端的四個吊鉤上，在鋼絲繩之間用木料撐開（木料長度與等于兩端吊鉤之間距離），為使吊起時保持機床的平衡，應(yīng)將床鞍和尾座移至床身末端，并把尾座鎖緊固定。圖7吊裝示意圖2.機床的安裝機床在出廠前已經(jīng)調(diào)整和試驗好，如安裝不正確，必將影響機床精度及性能，請務(wù)必注意。機床須安裝在堅固而又平整的基礎(chǔ)上，以保證機床能穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。機床地基圖見附圖，其深度根據(jù)用戶當(dāng)?shù)赝临|(zhì)確定，一般應(yīng)大于500mm。機床放置好后，可將隨機床的平板水平固定在刀架上，把水平儀放在平板上，機床安裝要做靜態(tài)平衡調(diào)整，同時一定也要做動態(tài)平衡調(diào)整-移動工作臺。緩慢調(diào)整機床各墊鐵，調(diào)整機床縱向和橫向水平達到機床合格證明書的要求。圖8地基圖3.清洗和試車用棉紗和煤油洗凈床身上的防銹油脂，然后涂上一層潤滑油。接通電源之前應(yīng)仔細檢查電