數(shù)控加工設(shè)計(jì)管理論文

導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)控加工設(shè)計(jì)管理論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要

數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著一個(gè)重要的角色。本論文介紹了THY5940型立式加工中心設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)過(guò)程。主要敘述了數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)及主要傳動(dòng)件滾珠絲杠及其支承的設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了校驗(yàn)，取得了預(yù)期的效果。

該機(jī)床適用于摩托車、汽車、輕工機(jī)械等行業(yè)提高生產(chǎn)率。不僅對(duì)刀具的位置或軌跡進(jìn)行控制，而且還具有自動(dòng)換刀和補(bǔ)償功能，具有很高的強(qiáng)度，剛度和抗震性。以前采用的專用機(jī)床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進(jìn)。而加工中心具有柔性，從而能適應(yīng)產(chǎn)品在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到商品化。本加工中心的設(shè)計(jì)擬采用主機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)(包括伺服和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))及相關(guān)配套件三部分組成。在對(duì)以前研究成果分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)要求指標(biāo)，對(duì)初步擬訂的方案進(jìn)行細(xì)化，論證，完善和總結(jié)。

加工中心的進(jìn)給系統(tǒng)承擔(dān)加工中心各直線坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給，進(jìn)給系統(tǒng)的好壞將直接影響整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和精度指標(biāo)。設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)使進(jìn)給穩(wěn)定性和快速響應(yīng)的特性。同時(shí)，要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對(duì)驅(qū)動(dòng)元件和機(jī)械傳動(dòng)裝置的參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，使整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性相匹配。

THY5940型立式加工中心機(jī)床解決了單件，小批量，特別是復(fù)雜型面的零件的加工自動(dòng)化問(wèn)題。對(duì)于提高企業(yè)的生產(chǎn)率，提高工件的加工精度以及提高機(jī)床的使用壽命都具有十分重要的意義。

經(jīng)過(guò)研究，本論文基本取得了預(yù)期效果，完成了進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。同時(shí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的研究也取得一定的效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給系統(tǒng)；滾珠絲杠

Abstract

Numericalcontrolmachinetoolsplayanimportantroleinnowadaysmanufacturing.ThisarticleintegratethedesignmethodanddesignprocessoftheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940.Itspecifiesthedrivingdesignandimportantdrivingaccessory–ballbearingandit，sbearingoftheenteringsystemofNCmachiningcenter.Inthesameway,checkouttheenteringsystem.Wehaveachievedthemethodofintelligentdesign.

Thismachineappliestocar/motorcycleandlightindustryofengineinordertoimprovetheirproductionratio.Itisnotonlycontrolthepositionandtrackofthefalchion,butalsohasthefunctionofchangethefalchionautomaticallyandcompensates;havehighintension/Steeltonandnon-shake.Intheolddays,peopleoftenusespecialmachinetoproductaccessories.Althoughhaveahighproductionratio,hobbletheimprovingofproducingaccessories.ButNCmachiningcenterisflexible,soitcanadoptthechangedproductionandorganizeproductionandshortenregulateperiodofproductionpossibly.TheNCmachinecenterdesignadoptmain–frame\NCmachiningcentersystemandcorrelativeaccessories,onthebaseoftheformerstudyprogeny.

TheenteringsystemofNCmachiningbearsNCmachiningalllinecoordinateordinationandcuttingentering.Theadvantageanddisadvantageofenteringsystemwillinfluencethedrivingstationofthewholemachineandprecisionguideline.Intheprocessofdesign,weshouldmakesurethattheinterringsystemmeetsthestabilityandresponsequickly.Contemporary,requirereasonablecontrolsystem.Furthermore,havealogicalchoosefortheparameterofdrivingsettings.Sothewholeenteringsystemcanmatchthemachinewhenitisworking.

TheenteringsystemofNCmachiningcenteroftypeofTHY5940settletheproblemsoftheproductautomaticallyofoneaccessorysmallproductionandcomplexaccessories.Thismachinehasanimportantroleinimprovingtheproductionofenterprisetoimprovetheproductprecisionandadvancethelongevityofmachine.

Afterthisstudy,wehaverealizedtheanticipatepurpose.Wehavecompletedtheantitypeoftheintelligentdesignsystem,andwehaveachievedthemethodofintelligentdesign.

Keywords：Numericalcontroltechnology；Numericalcontrolmachinetool；Feedsystem；Ballbearingguidescrew

THY5940型立式加工中心是為汽車/摩托車/輕工機(jī)械等行業(yè)提高生產(chǎn)效率而開發(fā)的新產(chǎn)品。該機(jī)床總體布局為工作臺(tái)固定，立柱移動(dòng)式。主運(yùn)動(dòng)采用數(shù)字交流伺服電機(jī)拖動(dòng)，可無(wú)機(jī)調(diào)速。該加工中心除針對(duì)汽車零件的加工外，還可以對(duì)其它種類的零件進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、攻絲、平面及任何曲面的加工，它是輕工機(jī)械領(lǐng)域較為理想的設(shè)備，特別適合于汽車、摩托車行業(yè)以及輕工機(jī)械行業(yè)大批量生產(chǎn)的需要。該產(chǎn)品既可單機(jī)使用，也可以通過(guò)小的改動(dòng)與柔性生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)使用。因此，產(chǎn)品使用范圍廣。

根據(jù)加工特點(diǎn)及提高生產(chǎn)率的要求，采用加工和裝夾同時(shí)進(jìn)行。使工作臺(tái)的一側(cè)為加工區(qū)，另一側(cè)為卸載區(qū)。加工時(shí)工作臺(tái)固定，加工完工作后，只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，代替交換工作臺(tái)的功能。機(jī)床的三個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)(X、Y、Z)均由主軸實(shí)現(xiàn)。主軸箱側(cè)掛于立柱上，并實(shí)現(xiàn)Z向進(jìn)給。立柱在滑座上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)Y向進(jìn)給。滑座在床身上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)X向進(jìn)給。在工作臺(tái)兩側(cè)設(shè)有螺旋排屑槽，將切屑排至機(jī)床的后面，在通過(guò)鏈?zhǔn)脚判计?與冷卻水箱一體)傳至切屑集中處。整機(jī)設(shè)有防護(hù)間，電器柜在防護(hù)間一側(cè)便于操作，液壓站安置在電器柜后面，從整體上設(shè)計(jì)較為合理。

目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床的數(shù)量和品種，尚不能完全滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，自2000年以來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量以平均37%的速度增長(zhǎng)，2003年國(guó)產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床年產(chǎn)量達(dá)到36000多臺(tái)。但由于進(jìn)口機(jī)床的大量涌入，國(guó)產(chǎn)金切數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率明顯下降。2003年我國(guó)國(guó)內(nèi)機(jī)床總消費(fèi)為67.3億美元，其中進(jìn)口機(jī)床41.3億美元，已連續(xù)三年成為世界最大的機(jī)床進(jìn)口國(guó)。進(jìn)口依存率113%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)自我滿足率僅為44%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于日本的86%，意大利的67%和德國(guó)的59%，可以說(shuō)已威脅到我國(guó)機(jī)械制造基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的安全。同時(shí)僅2003年1年，就有德國(guó)吉特邁集團(tuán)，日本牧野銑床，日本豐田工，意大利利雅路集團(tuán)及韓國(guó)大宇機(jī)床等在我國(guó)開辦獨(dú)資企業(yè)。在開拓國(guó)際市場(chǎng)的同時(shí)，中國(guó)機(jī)床企業(yè)在國(guó)內(nèi)卻面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)形式。2004年我國(guó)機(jī)床進(jìn)口突破了55億美元大關(guān)。[1]

分析表明，中國(guó)機(jī)床市場(chǎng)目前仍分為中低端和高端兩個(gè)領(lǐng)域。眾多中國(guó)企業(yè)，通常是國(guó)有企業(yè)占據(jù)低端市場(chǎng)，“低端混戰(zhàn)“愈演愈烈，但高端市場(chǎng)則主要由外國(guó)制造商，特別是被歐洲，日本的制造商壟斷。我國(guó)汽車，航空和航天，發(fā)電，船舶，特別是軍工等行業(yè)急需的高技術(shù)數(shù)控機(jī)床75%甚至100%依賴進(jìn)口。部分高檔數(shù)控機(jī)床仍然被作為戰(zhàn)略物資在國(guó)際市場(chǎng)上受到禁運(yùn)限制。

但如今這一切正發(fā)生改變，新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品山主導(dǎo)地位。沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)機(jī)床股份有限公司中捷友誼)為上海磁懸浮快速列車線生產(chǎn)的s臺(tái)數(shù)控銼銑床組成的軌道梁生產(chǎn)線就是一個(gè)例子。數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品通過(guò)政府的支持有了突破和快速發(fā)展，如北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái);煙臺(tái)第_機(jī)床附件)開發(fā)為數(shù)控機(jī)床配套的多種動(dòng)力卡盤和過(guò)濾排屑裝置。我國(guó)機(jī)床市場(chǎng)正形成以數(shù)控機(jī)床為主流的消費(fèi)，但我國(guó)在數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化方面與國(guó)外仍然有很大差別。

本機(jī)床為THY5940型立式銑鏜加工中心，產(chǎn)品規(guī)格為400*630*2。

技術(shù)參數(shù)

項(xiàng)目單位規(guī)格

型號(hào)THY5940

工作臺(tái)尺寸mm400x630x2

承重kg500

立柱橫向行程Xmm600

立柱縱向行程Ymm400

主軸箱垂直行程Zmm600

工作臺(tái)回轉(zhuǎn)C0°\180°

主軸錐孔ISO7:24No.40

主軸轉(zhuǎn)速r/min45-6000

主軸最大扭矩N.m

180

主電機(jī)功率kw7

主軸中心到立柱導(dǎo)軌面距離mm530

主軸端面到工作臺(tái)面最小距離mm210

切削進(jìn)給X、Y、ZMm/min1-10000

快速移動(dòng)X/Y/Zm/min24/24/15

刀庫(kù)容量把16

定位精度X、Y、Zmm±0.005

重復(fù)定位精度X、Y、Zmm±0.003

機(jī)床重量kg10000

機(jī)床外形尺寸(長(zhǎng)x寬x高)mm2760x2850x2725

目錄

摘要I

ABSTRACTII

第1章引言1

第2章THY5940簡(jiǎn)介4

2.1機(jī)床的設(shè)計(jì)參數(shù)4

2.2機(jī)床坐標(biāo)與進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5

第3章進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6

3.1數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)6

3.1.1進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)6

3.1.2設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題7

3.1.3傳動(dòng)過(guò)程中的關(guān)鍵元件8

3.2滾珠絲杠的選擇9

3.3絲杠拖動(dòng)電機(jī)的確定9

3.3.1絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J9

3.3.2電機(jī)的選擇10

3.4剛度計(jì)算11

第4章滾珠絲杠副的校驗(yàn)與進(jìn)給系統(tǒng)誤差分析13

4.1機(jī)床定位精度與絲杠精度13

4.2滾珠絲杠的疲勞強(qiáng)度13

4.3死區(qū)誤差的分析14

4.4由傳動(dòng)剛度的變化引起的定位誤差14

第5章機(jī)床的總體設(shè)計(jì)思路16

5.1主軸箱平衡和主軸箱拖動(dòng)16

5.2滑座及立柱拖動(dòng)16

5.3床身及滑座拖動(dòng)16

5.4機(jī)床的防護(hù)系統(tǒng)17

結(jié)論18

參考文獻(xiàn)19

致謝21