數(shù)控銑床畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、前言 1第1章 概論 21.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及發(fā)展 21.2 數(shù)控機(jī)床的組成及分類 21.3 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 4第2章 設(shè)計(jì)主要參數(shù)及基本思想 52.1 課題要求 52.2 設(shè)計(jì)原則 52.3 總結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5第3章 立式數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)和計(jì)算 83.1主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 83.2 主軸系統(tǒng)計(jì)算 113.3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 133.4 進(jìn)給傳動(dòng)的計(jì)算 15第4章 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 254.1 微機(jī)控制系統(tǒng)組成及特點(diǎn) 254.2 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備介紹 254.3 程序部分 29致 謝 33參考文獻(xiàn) 34 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在原有普通銑床的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行改造,成為三坐標(biāo)數(shù)控銑床。該機(jī)床能通過(guò)

2、三軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)曲線直線等不同的加工路線。所設(shè)計(jì)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，三個(gè)坐標(biāo)方向的移動(dòng)均由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，主軸電機(jī)采用交流電機(jī)，所有電機(jī)均由單片機(jī)進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)主要對(duì)數(shù)控銑床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，了解單片機(jī)的工作原理，主要有以下幾個(gè)方面：X、Y,Z工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是滾珠絲杠的運(yùn)用；機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，了解優(yōu)缺點(diǎn)，充分考慮主要矛盾，擇優(yōu)選?。粏纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步熟悉其應(yīng)用。在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，加工精度和加工可靠性是伺服系統(tǒng)決定的，本文對(duì)普通銑床的數(shù)控化改造進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)普通銑床的數(shù)控化改造，提高了普通銑床的加工能力和加工范圍，節(jié)省了直接購(gòu)買機(jī)床的部分資金，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞

3、 銑床, 數(shù)控, 改造, 三坐標(biāo)數(shù)控銑床畢業(yè)設(shè)計(jì)論文數(shù)控立式銑床工作臺(tái)滑鞍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一章 概述 現(xiàn)在，隨著社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的日趨精密復(fù)雜，且需頻繁改型。普通機(jī)床已不能適應(yīng)這些需求。數(shù)控銑床是機(jī)械和電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)隨著電子控制技術(shù)在銑床上的普及應(yīng)用，以及對(duì)銑床性能提出的技術(shù)要求，而逐步發(fā)展變化。數(shù)控銑削是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，它除了能銑削普通銑床所能銑削的各種零件表面外，還能銑削普通銑床不能銑削的需要25坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的各表面輪廓和立體輪廓。 數(shù)控銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)， （1） 高剛度和高抗震性 銑床剛度反映了銑床結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力。為了滿足數(shù)控

4、銑床高速度、高精度、 高生產(chǎn)率、高可靠性和高自動(dòng)化的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控銑床應(yīng)有更高的靜、動(dòng)剛度，更好的抗震性。 （2） 減少銑床熱變形的影響 銑床熱變形是影響銑床加工精度的主要影響因素之一。由于數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通銑床，在切削過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱，從而發(fā)生熱變形，嚴(yán)重影響了加工精度。 （3） 傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 數(shù)控銑床的主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要是用交流、直流電動(dòng)機(jī)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樗麄冋{(diào)速范圍大，并可無(wú)極調(diào)速，這樣使傳統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，箱體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （4） 高傳動(dòng)效率和無(wú)間隙傳動(dòng)裝置 數(shù)控銑床在高進(jìn)給速度下，工作要求平穩(wěn)，有高定位精度。因此，對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)裝置和元

5、件要有高壽明、高剛度、無(wú)間隙、高靈敏度和低摩擦阻力的特點(diǎn)。 （5）低摩擦因數(shù)的導(dǎo)軌 要求導(dǎo)軌在高速進(jìn)給時(shí)不振動(dòng)，低速時(shí)不爬行，具有很高的靈敏度，耐磨性要高，精度保持性要好。 數(shù)控銑床主要機(jī)械部件包括底座、滑鞍、工作臺(tái)、立柱、主軸箱箱體等,它們的剛度等影響著數(shù)控機(jī)床的幾何精度和加工精度,所以對(duì)數(shù)控銑床工作臺(tái)，滑鞍設(shè)計(jì)對(duì)我認(rèn)識(shí)機(jī)床有重要的意義。第二章 導(dǎo)軌的選擇 當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球就沿著導(dǎo)軌上經(jīng)過(guò)淬硬并精密磨削加工而成的四條滾道滾動(dòng)；在滑塊端部，鋼球通過(guò)反向器反向，進(jìn)入回珠孔后再返回到滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。反向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部

6、。反向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。 滾珠導(dǎo)軌： 導(dǎo)軌的選擇原則： 一、求較大剛度和承載能力時(shí)，采用矩形導(dǎo)軌；中、小型臥式車床床身是由三角形和矩形導(dǎo)軌的組合；而重型車床上則采用雙矩形導(dǎo)軌、以提高承裁能力； 二、要求導(dǎo)向精度高的機(jī)床采用三角形導(dǎo)軌。能自動(dòng)補(bǔ)償間隙、導(dǎo)向性好； 三、矩形導(dǎo)軌和圓形導(dǎo)軌工藝性好；三角形導(dǎo)軌和燕尾形導(dǎo)軌工藝性差； 四、要求結(jié)構(gòu)緊湊、高度小、調(diào)整方便的機(jī)床采用燕尾形導(dǎo)軌。 所以，根據(jù)導(dǎo)向精度、剛度、承載能力和制造工藝性等綜合考慮，該數(shù)控立式銑床采用矩形滾動(dòng)導(dǎo)軌作為機(jī)床的導(dǎo)軌方案一。 經(jīng)計(jì)算校核GGB45AA型滾動(dòng)導(dǎo)軌符合要求 組成：主要由絲桿

7、、螺母、滾珠和滾道（回珠器）、螺母座等組成。 工作原理：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)便形成螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動(dòng)，并經(jīng)回珠管作周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)動(dòng)?；刂楣軆啥诉€起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。 珠絲桿螺母副所承受的主要是軸向載荷。它的徑向載荷主要是臥式絲桿的自重。安裝時(shí)，要保證螺母座的孔與工作螺母之間的良好配合，并保證孔與端面的垂直度等。這時(shí)主要是根據(jù)載荷的大小和方向選擇軸承。 一端固定、一端游動(dòng)的支承方式（F-S方式），這種安裝方式在一端裝可以承受雙向軸向載荷與徑向載荷的推力角接觸球軸承或推力滾針/圓柱滾子軸承，另一端裝深溝球軸承，僅作徑向支撐，軸向游動(dòng)。與G-Z方式相比，提高了臨界轉(zhuǎn)速的抗彎強(qiáng)度，可以防止絲桿高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的彎曲變形，其他方面與G-Z方式相似?？梢赃m用絲桿長(zhǎng)度，行程較長(zhǎng)的情況。圖b 兩端固定的方式（F-F方式），這種安裝方式在兩端都裝可以承受雙向軸向載荷和徑向載荷的推力角接觸球軸承或推力滾針軸承，絲桿兩端采用雙重支承，并進(jìn)行預(yù)緊，提高了剛度。這種結(jié)構(gòu)方式可使絲桿的熱變形轉(zhuǎn)化為軸承的預(yù)緊力，但設(shè)計(jì)時(shí)要注意提高軸承的承載能力和支承剛度 圖c