數(shù)控銑床設(shè)計(畢業(yè)設(shè)計)

1、第一章引H第一章引H第一章引言1.1課題的來源數(shù)控機(jī)床的教學(xué)由于比較抽象，需要借助實驗來加深對課堂知識的理解。但由于一般數(shù)控機(jī)床體積大，價格高，軟硬件不是很開放，不適合學(xué)生的教學(xué)實驗。為此設(shè)計一種功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單、軟硬件結(jié)構(gòu)開放、成本低，且有代表性的教學(xué)實驗型銃床系統(tǒng)。要求結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)適用，易于推廣普及，且能完成教學(xué)目的的機(jī)床。通過本次畢業(yè)設(shè)計，得到全面的鍛煉，為將來機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計和使用打下良好的基礎(chǔ)。1.2課題的背景和意義數(shù)控技術(shù)是機(jī)床實現(xiàn)自動化控制的核心技術(shù)，是機(jī)械制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，其水平的高低和應(yīng)用程度關(guān)系到國家的戰(zhàn)略地位和綜合國力。數(shù)控技術(shù)是一門理論性和實踐性都非常強(qiáng)的課程，其教學(xué)

2、必須理論聯(lián)系實際。長期以來，數(shù)控技術(shù)教學(xué)遇到兒大難題:（1）課堂教學(xué)難教師在課堂上對著書本講，學(xué)生看不見摸不著，如聽天書。（2）實驗教學(xué)難由于市場沒有適用教學(xué)的機(jī)床，教學(xué)中使用的都是生產(chǎn)型機(jī)床，這些機(jī)床體積大、造價高、使用和維護(hù)成本高，很多學(xué)校用不起，并且有的話，大多是老師演示、學(xué)生觀看，很少有學(xué)生自己直接操作。教學(xué)設(shè)備問題是制約數(shù)控技術(shù)教學(xué)質(zhì)量提高的瓶頸問題，為解決數(shù)控技術(shù)教學(xué)設(shè)備問題，特進(jìn)行了微型三坐標(biāo)數(shù)控銃床的設(shè)計，完成了微型數(shù)控銃床的總體方案設(shè)計，確立了機(jī)床的整機(jī)結(jié)構(gòu)、總體布局以及關(guān)鍵部件（主軸系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等）的選型與設(shè)計，機(jī)床的本體尺寸為320niiiix220nmix4OOnmi

3、,機(jī)床的工作空間尺寸為1SOnmix18O111111。該機(jī)床體積小、重量輕、功能強(qiáng)、成本低，非常適合課堂教學(xué)、實驗教學(xué)和實訓(xùn)教學(xué)，節(jié)省設(shè)備購置費(fèi)用和使用費(fèi)用的同時，將大幅度提高教學(xué)效率和教學(xué)效果，對于改變我國數(shù)控技術(shù)人才培養(yǎng)模式，降低培養(yǎng)成本、縮短培養(yǎng)周期，具有重大意義。第一章引言第一章引言第一章引言第一章引言第二章教學(xué)型數(shù)控銃床設(shè)計方案第二章教學(xué)型數(shù)控銃床設(shè)計方案1.3近年來國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：國內(nèi)：教學(xué)型數(shù)控銃床作為高校機(jī)械類教學(xué)數(shù)控機(jī)床操作的實驗與實訓(xùn)，已經(jīng)在一些方面達(dá)到了一定水平?，F(xiàn)在，教學(xué)實驗型數(shù)控銃床能夠?qū)崿F(xiàn)三軸聯(lián)動控制，具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、點(diǎn)動運(yùn)行、MDI運(yùn)行、自動運(yùn)行、模擬運(yùn)

4、行、程序的動態(tài)顯示、加工軌跡的動態(tài)顯示等基本功能，釆用ISO規(guī)定的數(shù)控加工代碼編程，同一臺計算機(jī)既是編程系統(tǒng)乂是數(shù)控系統(tǒng)，可以完成從復(fù)雜型面的造型、自動編程、加工模擬仿真到數(shù)控實驗、數(shù)控機(jī)床使用操作培訓(xùn)的全過程。教學(xué)實驗型數(shù)控銃床是科研院所、高校、尤其是高職學(xué)院理想的實驗、實訓(xùn)設(shè)備。該微型數(shù)控銃床的研制和推廣，對于改變我國數(shù)控技術(shù)人才的培養(yǎng)模式，降低培養(yǎng)成本、縮短培養(yǎng)周期，具有重大的意義。但是，近兒年來隨著國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，原來的數(shù)控銃床在硬件和軟件方面都暴露出諸多缺點(diǎn)，該機(jī)床的重新設(shè)計、改造也迫在眉睫。因此，為了更好的達(dá)到教學(xué)的目的，需要在原有機(jī)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和升級。國外：美、徳

5、、日三國是當(dāng)今世界上在數(shù)控機(jī)床科研、設(shè)計、制造和使用等方面技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗最多的國家。國外對于數(shù)控機(jī)床的研究要比較早，而且在各個方面都達(dá)到了先進(jìn)的水平。從數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)至今的60年，數(shù)控機(jī)床隨科技、特別是微電子、計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。目前，國外對數(shù)控機(jī)床的研究正朝著高速化、高精度化、功能復(fù)合化、控制智能化、微型化等方面發(fā)展，產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)始終走在前列。當(dāng)前數(shù)控機(jī)床正向著高速高效、高精度、高可靠性、復(fù)合化、多軸化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、綠色化的方向發(fā)展。1.4數(shù)控銃床加工的特點(diǎn)：數(shù)控切削加工除了包含普通銃床加工優(yōu)點(diǎn)以外，還具有如下的特點(diǎn)：零件加工的范圍廣，能加工各種形狀復(fù)雜的零件

6、并且靈活性好。能夠加工普通機(jī)床難以加工的零件、加工速度快。在零件一次裝夾后能加工零件的多道工序。加工的零件精度高質(zhì)量穩(wěn)定性好。自動化程度高，勞動者的生產(chǎn)強(qiáng)度得以減少。生產(chǎn)效率高。1.5設(shè)計方案的可行性分析：所設(shè)計的三坐標(biāo)數(shù)控銃床，三個坐標(biāo)方向的移動均由步進(jìn)電機(jī)帶動，主軸電機(jī)釆用交流電機(jī)，所有電機(jī)均由電腦數(shù)控裝置進(jìn)行控制。設(shè)計主要對數(shù)控銃床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,主要有以下幾個方面：X、Y,Z工作臺的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計，主要是滾珠絲杠的運(yùn)用；機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計，多種方案比較了解優(yōu)缺點(diǎn)，擇優(yōu)選取本課題原理可靠，具體方案為用套筒式聯(lián)軸器連接步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠，對滾珠幺幺杠進(jìn)行一端（兩端）支撐，采

7、用圓形導(dǎo)軌，實現(xiàn)X、Y、Z軸的運(yùn)動，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，所需要的儀器設(shè)備、材料都較常用，成本較低。有足以保證該項目完成的科研能力和充分的研發(fā)時間，和相關(guān)軟硬件的配合支持。1.6預(yù)期目標(biāo)：運(yùn)動功能的設(shè)計。確定X、Y、Z三坐標(biāo)運(yùn)動形式（直線運(yùn)動，回轉(zhuǎn)運(yùn)動）、功能（主運(yùn)動，進(jìn)給運(yùn)動和其他運(yùn)動）和步進(jìn)電機(jī)、主軸電機(jī)和滾珠絲杠、軸承、導(dǎo)軌的選取?；緟?shù)的設(shè)計。包括整體尺寸參數(shù)、零件尺寸參數(shù)（床身、底座、立柱、工作臺、主軸、夾具），運(yùn)動參數(shù)，動力參數(shù)的設(shè)計。傳動系統(tǒng)的設(shè)計。包括傳動方式、傳動原理圖和傳動系統(tǒng)的設(shè)計?？傮w結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計。包括總體如局結(jié)構(gòu)形式及總體結(jié)構(gòu)布局方案圖的設(shè)計。第二章教學(xué)型數(shù)

8、控銃床設(shè)計方案第二章教學(xué)型數(shù)控銃床設(shè)計方案第二章教學(xué)型數(shù)控銃床設(shè)計方案第二章教學(xué)型數(shù)控銃床設(shè)計方案- -第四章總結(jié)與展望通過對該教學(xué)實驗型數(shù)控銃床的方案的擬定、分析，到最后的相關(guān)計算和設(shè)計，都達(dá)到了預(yù)期的效果。一方面，其功能完善、結(jié)構(gòu)開放，具有與一般生產(chǎn)實用型數(shù)控銃床一樣的工作原理和工作性能；另一方面，要求其體積小、價格低，以利于此類實驗型銃床的普及推廣，來滿足高校和高職學(xué)院教學(xué)實驗的要求。這次設(shè)計我首先論證了教學(xué)實驗型數(shù)控銃床在高校教學(xué)實驗中的重要地位及其應(yīng)用狀況。然后，我們進(jìn)行了總體的設(shè)計，論證了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從而在大局上能有一個把握。接著，我們通過比較分析各種設(shè)計方案，依據(jù)合理性、經(jīng)

9、濟(jì)性的設(shè)計指導(dǎo)思想，設(shè)計了沿X軸、Y軸兩坐標(biāo)聯(lián)動的型式結(jié)構(gòu)。采用了在生產(chǎn)中己經(jīng)非常專業(yè)化的直線導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)等部件，并且進(jìn)行了初步的設(shè)計。設(shè)計過程中，我們能更加清楚的了解到各個部分之間的相互關(guān)系，并對一些機(jī)械部件進(jìn)行了更深入的了解。另外，這次設(shè)計任務(wù)較多，時間乂比較短，而且也是初次涉及一項產(chǎn)品的嚴(yán)格、系統(tǒng)化的設(shè)計。加上我們?nèi)狈ο嚓P(guān)的經(jīng)驗，有許多問題剛開始沒有考慮到?，F(xiàn)在我就把設(shè)計中遇到的兒個問題作一個簡單的分析總結(jié)。首先，是一個尺寸問題，我們從沒有做過產(chǎn)品設(shè)計，唯一對制造類產(chǎn)品的感性認(rèn)識只是在實習(xí)的時候看到的。因為沒有受過嚴(yán)格的訓(xùn)練，對尺寸不太敏感。在設(shè)計的時候，每一個零件的參數(shù)，尺寸如果要做到盡善盡美，只有一個可能就是每一個零件小到一個螺絲釘都要進(jìn)行嚴(yán)格的演算，查資料。而這個可能兒乎不可能的。其次，我們設(shè)計的