普通车床数控化改造毕业说明书Word格式文档下载.docx
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长度
溜板及刀架重力(N)
刀架快移速度(m/min)
最大进给速度(m/min)
定位
精度
mm
主电
机功
率kw
启动
加速
时间
ms
纵向
横向
Ф320
320
700
880
550
2.4
1.2
0.8
0.4
±
0.01
4.95
25
根据数控机床要求,由调研确定工作台定位精度和重复定位精度、脉冲当量等参数;
7.绘制主要零部件图不少于2张,装配图1张;
8.设计进度:
1)、1—5周,主要进行毕业设计准备工作,熟悉题目,收集资料,进行毕业实习,明确研究目的和任务,构思总体方案;
2)、6—10周,设计计算,绘图;
3)、11—13周,编写毕业设计论文,准备毕业设计答辩。
指导教师签名:
年月日
审核
毕业设计(论文)学生开题报告
课题名称
普通车床数控化改造设计
课题类型
理论探究型
本课题的研究现状、研究目的及意义
目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间,现在我国机床数控化率不到3%。
用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展,所以必须大力提高机床的数控化率。
当前在我国国民经济的各行各业发挥着越来越重要的作用,数控机床已经成为企业技术改造的首先设备之一。
我国的数控技术发展很快,呈现出高速度、高精度、高可靠性、多轴控制、工艺复合、集成化、智能化、网络化合环保化发展的态势。
与国外数控技术的发展相比,我国数控技术的发展仍然存在着较大差距。
通过该课题的研究,努力达到以下目的:
1、加强数控机床结构设计和模块化训练;
2、加强数控机床功能部件的选型与设计计算的训练;
3、加强数控机床的整机设计中应该把握的主要问题的训练
普通机床数控化改造的研究意义:
1)节省资金。
机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用,
大型及特殊设备尤为明显。
一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。
即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用,并可以利用现有地基。
2)性能稳定可靠。
因原机床各基础件经过长期时效,几乎不会产生应力变形而影响精度。
3)
提高生产效率。
机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高
3至5倍。
对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。
且可以不用或少用工装,不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期
课题类型:
A-理论探究型B-实践应用型
本课题的研究内容
1.进给传动系统的设计,包括:
进给传动系统的轴向载荷计算,导轨的设计与选型,滚珠丝杆螺母副的选型与计算,进给传动系统的刚度计算,进给传动系统的误差分析,驱动电动机的选型与计算,进给传动系统的动态特性分析,驱动电机与滚珠丝杆的连接。
2.控制系统的设计,包括:
控制系统硬件的基本组成,控制系统软件的组成及结构,计算机伺服控制系统和可编程控制系统。
3.滚珠丝杆螺母副进行预紧的原因和方法,各种预紧方法是怎样实现的。
还有设计的支承方式,常用的轴承有哪些作为它的支。
4.机械传动系统的启动力矩的组成部分,以及电机惯量的匹配原则。
5.设计和安装的时候,滚珠丝杆在水平面内和垂直面内与车床导轨的平行度的保证,对其预紧拉伸。
6.在数控车床进给系统设计中,滚珠丝杆螺母的螺母座与丝杆两端的支承同心的保证以及其原因。
7.铁塑导轨应贴的部位,粘贴的方法以及其原理。
8.选择伺服电动机的原则,掌握其工作原理,在选择伺服电机时应该注意的问题,例如调速和启动。
9.滚珠丝杆螺母副的轴向负载时有哪些部分组成的,在车床设计的时候是怎样进行准确计算的。
10.滚珠丝杆所受到的轴向负载是怎样通过支承件传到床身的。
11.整机设计的布局形式以及导轨的选择应该注意哪些问题,在设计整机的时候有哪些方面的禁忌。
本课题研究的实施方案、进度安排
研究本课题时,首先要注重我们所学习的教材,采取多看注重理解的方式进行学习。
具备了一定的理论知识以后再回顾一下我们洛阳实习所学习到的数控车床的工作原理,结合实际以后再着手毕业设计,只有理论联系实际才能事半功倍,但是在设计过程中所遇到的问题也要及时向指导老师询问,力争在自己即将毕业之际交出一份完美的答卷。
进度安排分为四个阶段:
1)3.5-4.15准备工作,熟悉题目,收集资料,进行毕业设计,明确研究目的和任务,构思总体方案
2)4.16-5.9绘图
3)5.10-5.28准备毕业设计答辩
2-2
已查阅的主要参考文献
1.范超毅赵天婵吴斌方《数控技术课程设计》华中科技大学出版社
2.陈婵娟《数控车床设计》化学工业出版社
3.周开勤《机械零件手册》高等教育出版社
4.何立民《单片机高级教程》北京航空航天大学出版社
5.郑堤唐可洪《机电一体化设计基础》机械工业出版社
6.机械设计手册编写组[M].北京:
机械工业出版社,2004年
7.生产实习参考资料》
东风汽车发动机厂
指导教师意见
毕业设计(论文)学生申请答辩表
课题名称
指导教师(职称)
申请理由
学生所在系部
学号
学生签名:
日期:
毕业设计(论文)指导教师评审表
序号
评分项目(理工类)
满分
评分
1
工作量
15
2
文献阅读与外文翻译
10
3
技术水平与实际能力
4
研究成果基础理论与专业知识
5
文字表达
6
学习态度与规范要求
总分
100
评
语
(是否同意参加答辩)
指导教师签名:
另附《毕业设计(论文)指导记录册》年月日
毕业设计(论文)评阅人评审表
设计(论文)题目
评阅人
评阅人职称
评阅人签名:
毕业设计(论文)答辩表
评审项目
指标
报告内容
思路清晰;
语言表达准确,概念清楚,论点正确;
实验方法科学,分析归纳合理;
结论有应用价值。
40
报告过程
准备工作充分,时间符合要求。
创新
对前人工作有改进或突破,或有独特见解。
答辩
回答问题有理论依据,基本概念清楚。
主要问题回答准确,深入。
答
辩
组
答辩组组长(签字):
年月日
答辩
委员会
意见
答辩委员会负责人(签字):
毕业设计(论文)答辩记录表
答辩时间
答辩地点
答辩委员会名单
问题1
提问人:
问题:
回答(要点):
问题2
问题3
记录人签名
问题4
问题5
问题6
问题7
问题8
毕业设计(论文)成绩评定总表
学生姓名:
专业班级:
毕业设计(论文)题目:
成绩类别
成绩评定
Ⅰ指导教师评定成绩
Ⅱ评阅人评定成绩
Ⅲ答辩组评定成绩
总评成绩
Ⅰ×
40%+Ⅱ×
20%+Ⅲ×
40%
评定等级
HuBeiUniversityOfTechnologyEngineerinAndTechnologyCollege
By
Yuheng
May282010
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定,同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于
1、保密□,在年解密后适用本授权书。
2、不保密□。
(请在以上相应方框内打“√”)
导师签名:
摘要
数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益,显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。
数控技术及数控机床的广泛应用,给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。
数控机床是现代加工车间最重要的装备。
它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。
现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术,都是建立在数控技术之上的。
掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。
本次设计内容介绍了数控车床的特点、电机选型以及计算误差的一般分析。
并通过一定的实例详细的介绍了数控车床改造的分析方法。
关键词:
数控技术数控改造步进电动机电气控制
Abstract
numericalcontroltechnologyandthenumerically-controlledmachinetoolinnowinthemachine-buildingindustrytheimportantpositionandthehugebenefit,haddemonstrateditinthekeyindustrymodernization'
sstrategicfunction,andhasbecomethetraditionalmachinemanufactureindustrypromotiontotransformandtorealizetheautomation,theflexibility,theintegratedproductionimportantmeansandthesign.Thenumericalcontroltechnologyandnumerically-controlledmachinetool'
swidespreadapplication,formachine-buildingindustry'
sindustrialstructure,theproducttypeandthescaleaswellastheproductionmethodhasbroughttherevolutionarychange.Thenumerically-controlledmachinetoolisthemodernProcessingworkshopmostimportantequipment.Itsdevelopmentistheinformationtechnology(1T)andthetechniqueofmanufacture(MT)uniondevelopmentresult.ModernCAD/CAM,FMS,CIMS,theagilemanufactureandtheintelligencetechniqueofmanufacture,istheestablishmentabovethenumericalcontroltechnology.Mastersthemodernnumericalcontroltechnicalknowledgeisthemodernmechanicalandelectricalkindofcollegemajorisessential.
Thisdesigncontentintroducedthenumericalcontrollathe'
scharacteristic,theelectricalmachineryshapingaswellascountingerror'
sgeneralanalysis.Andthroughcertainexampledetailedintroductiontheanalysismethodwhichnumericalcontrollathetransformed.
Keywords:
thenumericalcontroltechnologynumericalcontroltransformationstep-by-stepstheelectricmotorelectriccontrol.
学号:
所在系部:
专业班级:
指导教师:
日期:
摘要………………………………………………………………………………i
Abstract……………………………………………………………………………ii
引言………………………………………………………………………………1
1.总体方案设计………………………………………………………………2
2.横向进给传动链的设计计算…………………………………………………2
2.1主切削力及切削分力的计算…………………………………………………2
2.2导轨摩擦力的计算……………………………………………………………2
2.3计算滚珠丝杆螺母副的轴向载荷……………………………………………3
2.4确定进给传动链的传动比i和传动级数……………………………………3
2.5滚珠丝杆的动载荷计算与直径计算…………………………………………3
2.6按精度要求确定允许的滚珠丝杆的最小螺纹底径d2m……………………4
2.7初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号………………………………………4
3横向进给传动链部件的装配图设计(见图纸)……………………………4
4滚珠丝杆螺母副的承载能力的校验…………………………………………4
4.1滚珠丝杆螺母副的临界压缩载荷Fc的校验…………………………………4
4.2滚珠丝杆螺母副的额定寿命的校验…………………………………………10
5计算机械传动的刚度…………………………………………………………10
5.1计算滚珠丝杆的拉压刚度…………………………………………………10
5.2计算滚珠丝杆螺母副的支承刚度Kb………………………………………11
5.3计算滚珠与滚道的接触刚度Kc……………………………………………12
5.4计算进给传动系统的综合拉压刚度…………………………………………12
5.5计算滚珠丝杆螺母副的扭转刚度Kp………………………………………12
6驱动电动机的选型与计算……………………………………………………13
6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量………………………………………13
6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩………………………………………13
6.3计算折算到电动机轴上的加速力矩Tap…………………………………14
6.4计算横向进给系统所需的折算到带你动机轴上的各种力矩………………14
6.5选择驱动电动机的型号……………………………………………………15
7机械传动系统的动态分析…………………………………………………15
7.1计算丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率Wnc……………………16
7.2计算扭转振动系统的最低固有频率Wnt……………………………………16
8机械传动系统的误差计算与分析……………………………………………16
8.1计算机械传动系统的反向死区Δ…………………………………………17
8.2计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差δkmax。
………..17
8.3计算滚珠丝杆因扭转变形而产生的误差…………………………………...17
9确定滚珠丝杆螺母副的精度等级和规格型号……………………………18
9.1确定滚珠丝杆螺母副的精度等级…………………………………………18
9.2确定滚珠丝杆螺母副的规格要求……………………………………………18
结论…………………………………...…………………………………...19
致谢…………………………………...…………………………………...20
参考文献…………………………………...…………………………………...21
引言
近年来,随着计算机技术的发展,数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域,尤其是机械制造业中,普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。
目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上,而我国的机械设备的数控化率不足20%,随着我国机制行业新技术的应用,数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面。
1.高速、高精加工技术及装备的新趋势2.轴联动加工和复合加工机床快速发展3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势4.重视新技术标准、规范的建立其中包括:
a.关于数控系统设计开发规范b.关于数控系统设计开发规范,加强数控车床的整机设计中应该把握的主要问题的训练。
现代数控车床的整机设计包括整机布局形式,导轨形式的选择及支承件的结构设计,滚珠丝杆螺母副及其支承方式的选择,主传动系统的选择及其设计,还有数控系统与其他辅助装置的选择与设计等等。
通过实施数控车床的整机设计中应该把握的主要问题的训练,可以使我们在毕业设计中体会数控车床具有较高的加工精度和效率的原因,同时体会到CNC装置的最小设定单位,数控车床是怎样在设计中体现的,以培养我们的整机或部件的设计能力。
研究此课题的意义在于:
针对大学毕业生技能的需求,在培养过程中,加强实践环节,把自己置身于工程背景之中,以提高我们的专业水平。
通过此设计,我们可以初步掌握改造一般车床的方法与步骤,可为我们今后工作打下良好的基础。
将大学三年所学到的知识进行汇总,考核我们所学知识的牢固度,检验我们运用知识的能力。
2.总体方案设计
1.系统运动方式:
普通车床数控化改造应具有定位。
快速进给,直线插补,圆弧插补,暂停,循环加工和螺纹加工等功能。
因此,普通车床数控化改造所选用的数控化系统应为连续控制系统。
如:
德国西门子公司的SIEMNS8025型系统。
华中数控的“世纪星”21/22型系统。
2.伺服系统的确定:
普通车床数控化改造后一般为经济型数控机床,在保证具有一定加工精度的前提下,从改造的成本考虑,应简化结构,降低成本。
因此,进给伺服系统采用以步进电动机为驱动装置的开环系统为宜。
3.功能部件的选择:
主要是滚珠丝杠及其支承方式的选择,电动回转刀架的选择等。
4.结构设计与电气设计:
这主要是纵向进给传动系统,横向进给传动系统的设计和机床导轨的维护。
一般采用贴塑导轨以减小摩擦力,机床电气设计包括机床原理图设计和PLC梯形图设计。
3.设计参数
1.最大加工直径:
320mm
2.最大加工长度:
700mm
3.行程:
纵向880mm,横向160mm
4.刀架快速进给速度:
纵向2400m/min,横向1200mm/min
5.最大进给速度:
纵800mm/min,横向400mm/min
6.溜板及刀架重力:
纵向880N,横向550N
7.主电动机功率:
4.95kw
8.定位精度:
0.01mm/全行程
9.程序输入方式:
增量值,绝对值通用
10.控制座标数:
11.脉冲当量:
纵向0.01mm/脉冲,横向0.005mm/脉冲
4.实施方案
进给系统数控化改造的主要部位有:
挂轮架,进给箱,溜板箱,溜板,刀架。
1.挂轮架系统:
全部拆除,在原挂轮主动轴处安装光电脉冲编码器。
2.进给箱部分:
全部拆除,在该处安装纵向进给步进电动机与齿轮减速箱总成。
丝杠,光杆和操纵杠拆去,齿箱连接滚珠丝杠,滚珠丝杠另一端支承座安装在车床尾座端原来装轴承座的部位。
3.溜板箱部分:
全部拆除,在原处安装滚珠丝杠螺母座。
丝杠螺母固定在其上,在该处还可以安装部分操作按钮。
4.横溜板部分:
将原横溜板中的滚珠丝杠,螺母拆除。
在该处安装横向进给滚珠丝杠螺母副,横向进给步进电动机与齿轮减速箱总
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