机械机床毕业设计9CA6140横向进给系统及刀架的数控改造

机械机床毕业设计9CA6140横向进给系统及刀架的数控改造
机械机床毕业设计9CA6140横向进给系统及刀架的数控改造

CA6140横向进给系统及刀架的数控改造

学生:

学号:

专业:机械设计制造及其自动化

班级:机电一体化

指导教师:

机电工程系

年六月

摘要

所谓数字控制机床是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作,生产率显著提高等优点,但它的价格昂贵。由于我国现在使用的机床大多数为普通车床,自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。纵向进给机构的改造:拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置,纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。横向进给机构的改造:拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。总体设计方案:CA6140车床主轴转速部分保留圆机床的手动变速功能。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。最后,根据已知条件对纵向横向伺服进给机构进行设计与计算。

关键词:数控、车床、改造

ABSTRACT

Numerical Control (NC) is any machining process in which the operations are executed automaticallu in sequences as specified by the program that contains the information for the tool movement .When Numerical Control is performed under computer supervision, it is called Computer Numerical Control (CNC).CNC machines have many advantages over conventional machines. For example, there is a possibility lf performing operations on the same machine in one setup and production is significantly increased. One of its disadvantages is that they are quite expensive. In our country conventional machine is used widely. So if the machines are replaced, there is going to need a large money. In order to agree with the development of our economy, we can reform the conventional machines. The reformation of the vertical mechanism: we demolish the current smooth leading, leading screw and installing stand. Then replace the ball leaking to the relevant position. The reformation of the horizontal mechanism: we make the horizontal ball lead screw instead of the conventional screw. And Stepper motor drives the screw. The overall master design: the spindle’s gearshift of the CA6140 mechanism controlled by the former operating lever. The moving of the vertical table and the horizontal table is drove by the ball screw, which is drove by the Stepper motors. The last, we design the vertical and horizontal mechanism on the basis of known numbers.

Key word: Numerical Control、machining、information

目录

摘要 (Ⅰ)

ABSTRACT (Ⅱ)

目录 (Ⅲ)

第一章绪论 (1)

1.1机床数控改造的意义 (2)

1.2数控机床的主要改造步骤 (2)

第二章计的任务及要求 (4)

2.1 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的任务 (4)

2.2 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的要求 (4)

第三章改造设计的总体方案 (5)

3.1设计参数的确定 (5)

3.2改造方案的确定 (6)

3.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择 (6)

3.2.2机械传动方式 (6)

第四章丝杠副的设计和计算 (8)

4.1选择脉冲当量 (8)

4.2计算切削力 (8)

4.2.1纵车外圆 (8)

4.2.2横切端面 (8)

4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型 (9)

4.3.1滚珠丝杠轴向进给切削力的计算 (9)

4.3.2滚珠丝杠的平均转速计算 (10)

4.3.3滚珠丝杠的寿命计算 (10)

4.3.4滚珠丝杠副在高速和定工作载荷的情况下的选用 (10)

4.3.5滚珠丝刚副在受动载荷的情况下的选用 (12)

4.3.6按额定静载荷选用滚珠丝杠副 (13)

4.3.7滚珠丝杠副的选型 (13)

4.3.8滚珠丝杠副的刚度验算 (16)

4.3.8.1丝杠副的轴向变形量 (16)

4.3.8.2滚珠与螺纹滚道间接接触变形 (16)

4.3.8.3支承滚珠丝杠副轴承的轴向变形 (17)

4.3.9滚珠丝杠副的稳定性验算 (19)

第五章减速器的设计计算 (20)

第六章步进电机的选型及计算 (22)

6.1等效转动惯量的计算 (22)

6.2根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 (23)

6.2.1步距角 (23)

6.2.2矩频特性 (24)

6.2.2.1空载启动所需力矩 (24)

6.2.2.2快速移动时所需力矩 (26)

6.2.2.3最大切削负载时所需力矩 (26)

6.3启动矩频特性和运行矩频特性校核 (28)

6.3.1启动矩频校核 (28)

6.3.1.1突跳启动 (28)

6.3.1.2升速启动 (28)

6.3.2运行矩频校核 (29)

6.3.2.1快速进给运行矩频校核 (29)

6.3.2.2工进运行矩频特性校核 (30)

6.4步进电机的安装尺寸 (31)

第七章刀架的改造设计 (32)

7.1刀架改造的意义 (32)

7.2自动换刀装置形式的选择 (32)

7.3螺旋转位刀架的工作原理 (34)

7.4对自动换刀装置的要求 (36)

7.5自动换刀装置的主要部件设计计算及选择 (36)

7.5.1杆、蜗轮的设计计算 (36)

7.5.1.1杆、蜗轮材料的选择 (36)

7.5.1.2杆、蜗轮传动基本参数的选择 (36)

7.5.2电机的选择 (38)

第八章结论 (39)

参考文献 (41)

致谢 (42)

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第一章绪论

随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。目前,欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程。我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代,通过“六五”期间引进数控技术,“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”,我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年,我国数控产业发展迅速,“十五”期间,中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台,2002年24803台,2003年36813台,2004年51861台,是2001年的3.7倍,平均年增长39%;2005年国产数控机床产量59639万台,接近6万台大关,是“九五”末期的424倍。尽管如此,进口机床的发展势头依然强劲,从2002年开始,中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国,2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元,国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显,70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力,究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势,充分认识国产数控机床的不足,努力发展先进技术,加大技术创新与培训服务力度,以缩短与发达国家之间的差距。

为了弥补我国数控机床的严重不足,许多企业与厂家都对原有的普通机床改装成数控机床。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。但是机床的数控改造,主要是对原有机床的结构进行创造性的设计,最终使机床达到比较理想的状态。数控车床是机电一体化的典型代表,其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。然而,现代的数控机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可,也不是在传统机床的基础上,仅对局部加以改进而成(那些受资金等条件限制,而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论)。传统机床存在着一些弱点,如刚性不足、抗振性差、热变形大、滑动面的摩

第一章绪论

擦阻力大及传动元件之间存在间隙等,难以胜任数控机床对加工精度、表面质量、生产率以及使用寿命等要求。现代的数控技术,特别是加工中心,无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构,还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化,已经形成了数控机床的独特机械结构。因此,我们在对普通机床进行数控改造的过程中,应在考虑各种情况下,使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。

1.1机床数控改造的意义

一、节约成本。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。

二、改造时间短。

三、性能更稳定。在改造过程中可以对原机床的机械部分重新装配加工,恢复到原有精度;采用数控软件控制机床各部分,更加可靠。

四、设计风险小。对普通的旧机床改造,即使改造失败,也不会造成较大损失。

五、可以更好的体现用户的愿望。在改造过程中,用户可以根据自己的需求对机床进行调整。

六、机械性能稳定可靠。原机床床身立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件,改造后机床性能高、质量好,可以继续作为新设备使用多年。

七、采用最新的控制技术。可根据技术革新的发展速度,提高机床的自动化水平和工作效率,提升设备质量和档次,将旧机床改造成当今水平的机床。

八、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。

九、更有利于使用和维护。

1.2数控机床的主要改造步骤

一、作好改造的前期准备工作。对被改造机床进行结构、性能、精度等技术现状的全面分析。

二、进行电气改造的机床一般均需进行机械修理。要确定修理的要求、范围、内容,

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大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先期完成。停机后需拆、改、加工的部分等也应事先规划完毕,提出明确要求。机械性能完好是电气改造成功的基础。

三、改造前应熟悉技术资料,做到思路清晰,层次分明。

四、原系统的拆除必须对照原图纸进行,并及时作出标记,防止遗漏或过拆。

五、根据设计图纸合理配置新系统,以确保连线工艺规范、线径合适、正确无误、可靠美观。

六、调试必须按事先确定的步骤和要求进行。调试人员应头脑冷静,随时记录,以便发现和解决问题。调试中首先试安全保护、系统灵敏度,防止发生人身及设备事故。

第二章设计的任务及要求

第二章设计的任务及要求

在本次改造中以CA6140普通车床为例,重点将放在车床的横向进给系统和刀架,下面将介绍改造的具体任务和要求。

2.1 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的任务

本次设计任务是将CA6140型普通车床的横向进给系统及刀架数控改造与设计,根据工作量及时间要求完成以下内容:

1.数控改造总体方案设计

2.横向进给系统机械部分改造设计,刀架机械部分改造设计。装配图两张,零件图两张。

3.横向进给伺服系统改造设计及计算,选择伺服电机。刀架机械部分改造设计及计算,选择伺服电机。

2.2 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的要求

本次设计要求是将CA6140型普通数控车床的横向进给系统改造成由步进电机驱动,丝杠螺母副传动,开环控制的进给系统。要求改造后的车床横向进给系统具有以下功能:

1.保证原机床横向进给系统的功能不变;

2.横向直线,圆弧插补;

3.螺纹切削;

4.软件自动变速驱动步进电机;

5.掉电保护、越位报警、急停、复位等辅助功能。

刀架部分是拆除原刀架,换上设计好的自动换刀装置。要求改造后具有以下功能:

1.能一次装夹多把刀具;

2.通过指令能快速的自动换刀。

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第三章改造设计的总体方案

3.1设计参数的确定

并不是所有的旧机床都可以进行数控改造,机床的改造主要应具备两个条件:第一,机床基础件必须有足够的刚性。第二,改造的费用要合适,经济性好。在改装车床前,要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。主要有下述性能和精度的选择需要在改装前确定。

最大加工直径:

车床身上: 400mm

车床鞍上: 210mm

最大加工长度: 1000mm

快进速度:

纵向 2.4m/min

横向 1.2m/min

最大切削进给速度:

纵向 0.6m/min

横向 0.3m/min

脉冲当量:

纵向 0.01mm/step

横向 0.005mm/step

脉冲分配方式:逐点比较法

控制坐标数: 2

机床定位精度:±0.015

溜板及刀架重力:

纵向: 800N

第三章横向进给系统数控改造的总体要求

自动生降速性能:有

起动加速时间: 30ms

主电机功率: 7.5Kw

当数控车床的性能和精度等内容基本选定后,可根据此来确定改造方案。目前机床数控改造技术已经日趋成熟,专用化的机床数控改造系统所具备的性能和功能一般均能满足车床的常规加工要求。因此,较典型的车床数控改造方案可选择为:配置专用车床数控改造系统,更换进给运动的滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动、采用步进电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动转位刀架实现自动换刀功能。

3.2改造方案的确定

由于被改装的机床本身的机械结构不是按数控机床的要求设计的,其精度和刚度等性能指标往往不能满足数控机床的要求,因此将普通机床改造为全功能的数控机床,一味追求先进指标则会得不偿失,所以确定总体方案的原则应当是在满足生产需要的前提下,对原机床尽可能减少机械部分的改动量,选择简单易用的数控系统,达到合理的性价比。本次改造设计要求就是根据这一原则提出的。根据设计要求、依据设计参数及床数控改造的理解,总体方案确定如下:

3.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择

由于改造后的经济型数控机床应具有定位、直线插补、顺、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能,故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高,为了简化结构、降低成本,采用步进电机开环控制系统。

3.2.2机械传动方式

为实现机床所要求的分辨率,采用步进电机经齿轮减速再传动丝杆,为保证一定的传动精度和平稳度,尽量减少摩擦量力,选用滚珠丝杆螺母副。同时,为提高传动刚度和消除间隙,采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。

横向进给机械结构改造方案:

拆除原中拖板丝杆,安装滚珠丝杆副,为提高横向进给系统刚度,支承方式采用两端装止推轴承。步进电机、齿轮箱安装于机床后侧,为了使减速机构不影响走刀,同时

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消除传动过程的冲击,减速机构采用一级传动,从动轮采用双薄片错位消除间隙。

刀架部分机械结构改造方案:

刀架部分则是拆除原车床上的普通刀架,换上设计的自动换刀装置。

第四章 滚珠丝杠副的设计和计算

第四章 滚珠丝杠副的设计和计算

4.1选择脉冲当量

步进电机是一种把电脉冲信号转变成直线位移或角位移的执行元件。对于每一个电脉冲步进电机都会产生一个恒定的步进角位移。每一个脉冲或每步的转角称为步进电机的步距角(/)b θ?脉冲,每脉冲代表电机一定的转角。这个转角经齿轮副和滚珠丝杠使工作台移动一定的距离。每个脉冲所对应的执行元件的移动距离,就称为脉冲当量或分辨率。记为p δ,单位mm/脉冲。

脉冲当量应根据机床或工作台进给系统所要求的定位精度来确定。考虑到机械系统存在传动误差,脉冲当量必须小于定位精度值。在此改造中,机床定位精度的设计要求是±0.015mm,根据该精度要求可以确定纵向传动系统的脉冲当量为±0.01mm 。又因为横向进给系统的脉冲当量一般为纵向进给系统的一半,所以横向进给系统的脉冲当量为±0.005mm 。

4.2计算切削力

4.2.1纵车外圆

主切削力z F (N )按经验公式估算:

1.5 1.5

max 0.670.67400 5360z F D N

==?= (4—1) 按切削力各分力比例::1:0.25:0.4z x y F F F =可得:

53600.251340x F N =?= (4—2) 53600.42144y F N =?= (4—3)

4.2.2横切端面

主切削力'

z F 根据经验比较为纵车的0.5,所以

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'0.52680z Z F N F == (4—4) 此时走刀力'y F ,吃刀抗力'x F ,仍按上述方法::1:0.25:0.4z x y F F F =计算,则: '26800.25670y N F =?= (4—5) '26800.41072x N F =?= (4—6)

4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型

由于我国现在已经有了生产滚珠丝杠副的专业工厂,因此,这次在改造中需要的滚珠丝杠就完全没有必要自己从头到来研制它,只应根据它的使用条件,承载能力和寿命等合理地选用符合需要的滚珠丝杠副就可以了。

现在选用滚珠丝杠副的方法比较多,但是通过比较和参考同类选用经验,如果还采用经验法或类比法来选用滚珠丝刚副,就容易出现选用不合理的现象,造成结构尺寸过大,增加驱动装置的负荷等缺陷。目前人们认为教合理的选用方法是按照滚珠丝杠的额定静载荷0a C (其转速10/min n r ≤)和额定动载荷a C (其转速10/min n r >)及传动速比的要求来确定所需选用的滚珠丝杠副的公称直径c d 和基本导程0L 。如今各滚珠丝杠生产厂家都在他们所制定的结构系列表中列出了其各型号滚珠丝刚副的的额定静载荷和额定动载荷值。

从实际应用中可知,滚珠丝杠副的螺纹滚道在一定的轴向载荷作用下,经历一定的应力循环之后,就要产生疲劳点蚀现象。因此,当滚珠丝杠副在较高转速(一般转速1000/min n r >)下工作时,应按其使用寿命选则基本尺寸,并校核其载荷能力是否超过额定动载荷。当滚珠死杠副在低速(一般转速30/min n r <)下工作时,应按其使用寿命和额定静载荷两种方法来确定其基本尺寸,并选择其中较大的。当滚珠丝杠副在静载荷下工作时,则只需按额定静载荷选择其结构尺寸。

4.3.1滚珠丝杠轴向进给切削力的计算

因为横向导轨为燕尾形导轨,所以可用下公式计算:

''''()()

1.156700.17(2680600)

1328.1m z y z KF f F G KF f F G N

F =++=++=?+?+= (4—7)

第四章 滚珠丝杠副的设计和计算

试中 K ——考虑颠覆力矩影响的实验系数,燕尾形导轨取K=1.15

'f ——滑动导轨摩擦系数,'f =0.15~0.18。在此设计中取0.17。

G ——溜板及刀架重力,G=600N

4.3.2滚珠丝杠的平均转速计算

最大切削力下的进给速度s V (r/min),可取最高进给速度的1/2~1/3(取为1/2),横向最大进给速度为0.3m/min,丝杠导程选6h mm p =,则滚珠丝杠的平均速度为:

/10000.30.5/6

25/min

1000s h p r n V =??== (4—8)

4.3.3滚珠丝杠的寿命计算

滚珠丝杠的使用寿命取20000T h =,则滚珠丝杠的寿命为: 66

6602520000/10 30(10)60/10r L nT =??== (4—9)

4.3.4滚珠丝杠副在高速和定工作载荷的情况下的选用

如前所诉,滚珠死杠副在高速或较高速的情况下工作时,它的失效形式主要是螺纹滚道或滚珠表面的疲劳点蚀。滚珠丝杠副抵抗疲劳点蚀的能力用额定动载荷表示。实验研究表明,滚珠丝杠副的额定动载荷与使用寿命的关系为:

3a C L F ??= ??? (4—10)

式中 a C ——额定动载荷,N

F ——滚珠丝杠副的轴向载荷,N g L ——滚珠丝杠副的额定寿命,610转

由上式可见,对于选定的滚珠丝杠副而言,它的使用寿命与其所承受的轴向载荷的三次方成反比,即它所承受的轴向载荷越大则其使用寿命越短。

对于在转速,和工作寿命时间T 一定的条件下,滚珠丝杠副的总转速N 为:

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60 602520000 30000000

N nT

==??= (4—11) 式中 n ——平均转速,/min r

T ——使用寿命时间,h

对应的工作寿命g L 为:

()6666601010

30000000 301010

g nT N L r ==== (4—12) 在生产实际中常以小时数表示额定的工作寿命,则得以小时计算的滚珠丝杠副的寿命为:

66101030606025 20000g

h L L n h

?==?= (4—13)

式中

h L ——工作寿命,h 。各类机械对滚珠丝杠副的寿命要求,可以参照下表4—1

g L ——额定寿命,610转 表4—1各类机械对滚珠丝杠副的寿命要求及寿命系数

由上表和知选中的滚珠丝杠的寿命是合乎要求的。

在高速或定载荷的情况下滚珠丝杠的工作寿命g L 所对应的计算动载荷值aj C 为:

第四章 滚珠丝杠副的设计和计算

// 1328.1 1.2/1 4952.06aj w a m w a C f f f N

===?= (4—14) 式中 m F ——滚珠丝杠副轴向进给切削力,N

w f ——运转系数,此处取1.2

a f ——精度系数,丝杠副精度等级选3级,则精度系数为1

对于选用的滚珠丝杠副,其计算动载荷应满足下列条件:

a aj C C ≥ (4—15)

4.3.5滚珠丝刚副在受动载荷的情况下的选用

车床在运行过程中,难免存在一定的冲击振动,温度等因数也会引起硬度的变化,这些都会对滚珠丝杠副的寿命产生影响,所以应对其进行计算。在此情况下滚珠丝杠副的计算动载荷值aj C 可按下式计算:

3.11

1.2 1.561328.1

1.1 7030h aj F H m n K C K K F K N

=???=???= (4—16)

式中 h K ——寿命系数,参照表4—1选取。此处选h K =3.11

n K ——转速系数,取n K =1.1

F K ——载荷性质系数,参照表4—2选取。此处选F K =1.2

H K ——动载荷硬度影响系数,参照表5—3选取。此处选 1.56H K =

F ——轴向工作载荷,N

表4—2载荷性质系数

表5—3硬度影响系数

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同在高速和定工作载荷情况一样,按使用寿命选用选用滚珠丝杠副尺寸系列时,其额定动载荷值a C 应等于或大于计算动载荷值aj C ,即应满足下列条件:

()h a aj F H m n

K C C K K F K ≥= (4—17) 4.3.6按额定静载荷选用滚珠丝杠副

滚珠丝杠副在低速(10/min n r ≤ )下工作时,其主要失效形式螺纹滚道或

滚珠表面产生较大的塑性变形。而滚珠丝杠副抵抗塑性变形的能力用额定静载荷ao C 表示。当滚珠丝杠副的工作载荷是静载荷或其转速小于10r/min 时,则应按额定静载荷选用滚珠丝杠副的尺寸系列。其计算静载荷值aoj C 应按下式计算:

' 1.2 1.671328.1

2662aoj F H m C K K F N

==??= (4—18) 对于按额定静载荷所选用的滚珠丝杠副,应使其额定静载荷值ao C 大于或等于计

算静载荷值aoj C 。即应满足下式: 'ao aoj F H m C C K K F ≥= (4—19)

式中 ao C ——额定静载荷值,N

aoj C ——计算静载荷值,N

F K ——载荷性质系数,可从表4—2中查出

'H K ——静载荷硬度影响系数,可从表5—3中查出 m F ——轴向工作载荷,N

4.3.7滚珠丝杠副的选型

应该指出的是按上述3种情况选用的滚珠丝杠副的主要尺寸和预紧力p F 对滚珠丝

第四章 滚珠丝杠副的设计和计算

杠副的传动特性是有一定影响的。

从滚珠丝杠副的尺寸系列表中可见,滚珠丝杠副的主要尺寸参数是公称直径0d 和基本导程0L 。上述的0d ,0L 的确定和所加预紧力p F 的大小对该丝杠副的传动特性,如刚度、传动精度、驱动力矩和使用寿命等均有密切的关系。因此,在选择滚珠丝杠副的系列尺寸时,需要加以全面的考虑。现就滚珠丝杠副的主要尺寸参数0d ,0L 和所加预紧力p F 对其刚度、传动精度、驱动力矩和使用寿命等的影响情况列表4—4中比较说明:

表4—4滚珠丝杠副的主要尺寸对其传动精度的影响

根据上述的计算和分析结合滚珠丝杠副的尺寸系列或产品样本就可以初选滚珠丝杠副的型号了。在此次的改造中选用江汉丝杠厂的HJG —S 系列滚珠丝杠副。该系列丝杠结构先进,性能良好。与老结构相比,轴向、径向尺寸都有明显的缩小,机械效率可达90%~95%,比梯形丝杠的效率提高了3倍左右。下表4—5就是截选自江汉丝杠厂的滚珠丝杠副的产品样本。

表4—5 HJG —S 系列滚珠丝杠副的尺寸系

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结合上表综合考虑,2506—3内循环单螺母滚珠丝杠副,额定动载荷为12945N(满足式4—15和式4—17),额定静载荷29026N(满足式4—19)。

数控技术专业毕业设计

更多资料请访问.(.....) ...../ 09级数控技术专业毕业设计课题 一、设计目的: 数控编程设计是在完成了《机械制造基础》、《数控加工工艺》、《数控编程》等课程的学习并进行实习后,进行的一个重要教学环节。通过设计,一方面能获得综合运用过去所学的知识进行工艺分析的基本能力,另一方面,也是对数控加工过程进行的一次综合训练。通过此次设计,学生可以在以下各方面得到锻炼: 1、能熟练地运用已学过的基本理论知识,以及在生产实习中学到相应的实践知识,掌握从零件图开始到正确地编制加工程序的整个步骤、方法。

2、提高编程能力。学生通过设计训练,能够根据被加工零件的技术要求,选择合理的工艺,编制出既经济又合理,又能保证加工质量的数控程序。 3、学会使用各类设计手册及图表资料。查找与本设计有关的各类资料的名称及出处,并能做到正确熟练运用。 二、设计内容及步骤: 1、对零件进行工艺分析 1)、分析技术要求 零件技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度、粗糙度及材料和热处理等。 要分析主要和关键技术要求有哪些?加工难度如何?是否适合数控加工?材料的切削加工性能好不好? 2)、分析结构工艺性 结构工艺性是指零件的形状、尺寸大小等制造的可行性和经济性。 要分析其结构是否合理?夹紧是否方便可靠?有无统一基准以便在一次安装中加工尽量多的表面? 2、编程尺寸的确定 编程尺寸理论上应为该尺寸的误差分散中心。一般可先采用平均尺寸,最后根据试切结果修正。决不可简单地直接采用名义尺寸、基本尺寸来编程。1)将基本尺寸核算成平均尺寸。 2)将尺寸标注改编成集中坐标式标注。 集中坐标标注法采用同一标注基准或直接给出尺寸的坐标值。这种标注方法即方便编程,又利于设计基准,测量基准和编程原点的统一,是符合数控加工特点的优选标注法。 3)计算各基点的坐标尺寸 根据零件的几何形状关系按一定数学方法(如三角、几何等)计算编程所需要的有关基点的坐标值。也可以利用绘图软件的坐标查询功能,采集各基点坐标。 3、毛坯选择 主要根据零件的力学性能、零件形状尺寸,批量大小等选择。常用毛坯种类有铸件、锻件、型材(棒料、板材等)、焊接件等。 4、工艺过程设计

数控机床毕业设计板式样

项目5 型腔加工训练一 训练目的 ●根据工艺要求掌握内型腔和封闭凹槽加工方案。 ●合理选用刀具及合理的切削用量。 ●运用环切法切削内型腔。 ●掌握内型腔的加工刀具、走刀路线、去除余量的方法和编程技巧。任务1 工艺分析及理 1.零件图样的分析 零件图 图1-5-1

毛坯图 图1-5-2 如图1-5-1所示,零件材料为硬铝,切削性能较好,加工部分由内型腔和岛内型腔构成,图中主要尺寸注明公差要考虑精度问题。零件毛坯100mm×120mm ×20mm的方料,已完成上下平面及周边侧面的加工,如图1-5-2所示。 2.选择加工机床 用立式三坐标数控铣床或加工中心较为合适。机床型号:XK6325(FANUC-oi MC系统)或VMA600。这里选用VMA600加工中心。 3.加工工艺分析 本零件在加工中心上一次装夹即可完成所有加工内容,故确定一道工序,四个工步完成零件加工。 工步一用φ16的高速钢键槽铣刀环切法粗铣十字形凹槽。侧面留单边余量0.1mm。深度留0.1mm精加工余量。 工步二用φ16的高速钢立铣刀环切法精加工十字形凹槽到图纸尺寸要求。 工步三用φ8的高速钢键槽铣刀粗铣方形凹槽,侧面留单边余量0.1mm。深度方向留0.1mm精加工余量。 工步四用φ8的高速钢立铣刀精铣方形凹槽到图纸尺寸要求。 4.走刀路线 工步一环切法粗铣十字形凹槽。走刀路线如图1-5-3。从A(-10,0)点下

至切削深度,按A→C→D→E→F→H→I→J→K→M→N→L→P→Q→R →S→T→Z→D→E →F→H→B→O的路线进给,从O(0,0)点抬刀。 图1-5-3 粗铣十字形凹槽走刀路线 工步二环切法精铣十字形凹槽。走刀路线如图1-5-3所示。从A(-10,0)点下至切削深度,A→C建立左刀补,C→E直线切入,按E→F→H→I→J→K→M →N→L→P→Q→R →S→T→Z→D→E →F→H的路线进给,H→B直线切出,从B →O取消刀补,O点抬刀。 工步三粗铣封闭方型凹槽,方型凹槽内轮廓走刀路线(经旋转45度角后得到)如图1-5-4。O(0,0)→A(0,-40)建立左刀补,A点下刀至切削深度,按A→B→C→D→E→F→H→I→J→A的路线进给,A点抬刀,A→O点取消刀补。 方型凹槽外轮廓走刀路线(经旋转45度角后得到)如图1-5-4。O(0,0)→K(0,-40)建立右刀补,K点下刀至切削深度,按K→M→N→U→V→W→Q→P →S→K的路线进给,K点抬刀,K→O点取消刀补。

数控机床的自动换刀装置设计

第六章 数控机床的自动换刀装置第一节自动换刀装置的形式数控机床 为了能在工件一次装夹中完成多种甚至所有加工工序,以缩短辅助时间和减少多次安装工件所引起的误差,必须带有自动换刀装置。数控车床上的回转刀架就是一种简单的自动换刀装置,所不同的是在多工序数控机床出现之后,逐步发展和完善了各类回转刀具的自动换刀装置,扩大了换刀数量,从而能实现更为复杂的换刀操作。 在自动换刀数控机床上,对自动换刀装置的基本要求是:换刀时间短,刀具重复定位精度高,有足够的刀具存储量,刀库占地面积小及安全可靠等。 各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的形式、工艺范围及其刀具的种类和数量。其基本类型有以下几种。 一、转刀架换刀回转刀架是一种最简单的自动换刀装置,常用于数控车床。可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴向装刀刀架等多种形式。回转刀架上分别安装着四把、六把或更多的刀具,并按数控装置的指令换刀。 回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度,以承受粗加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置,对于数控车床来说,加工过程中刀具位置不进行人工调整,因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构,以保证回转刀架在每次转位之后,具有尽可能高的重复定位精度(一般为 0.001~0.005mm)。 一般情况下,回转刀架的换刀动作包括刀架抬起、刀架转位及刀架压紧141 等。回转刀架按其工作原理分为若干类型,如图6-1所示。 图6-1a)所示为螺母升降转位刀架,电动机经弹簧安全离合器到蜗轮副带动螺母旋转,螺母举起刀架使上齿盘与下齿盘分离,随即带动刀架旋转到位,然后给系统发信号螺母反转锁紧。 转位刀架 刀架内装信号盘上齿盘销钉端齿盘定位开电动机合下齿盘销钉n螺母弹簧安全离合器蜗轮副(a)(b) 刀架 凸轮凸轮拔爪棘爪上齿盘下齿盘电动机液压缸棘轮摆动阀芯(c)(e)(d)回转刀架的类型及其工作原理图6-1 图6-1b)所示为利用十字槽轮来转位及锁紧刀架(还要加定位销),销钉每转一周,刀架便转1/4转(也可设计成六工位等)。 图6-1c)所示为凸台棘爪式刀架,蜗轮带动下凸轮台相对于上凸轮台转动,使其上、下端齿盘分离,继续旋转,则棘轮机构推动刀架转90o,然后利用一个接触开关或霍尔元件发出电动机反转信号,重新锁紧刀架。 图6-1d)所示为电磁式刀架,它利用了一个有10kN左右拉紧力的线圈使刀架定 位锁定。 142

数控专业毕业设计课题

数控技术专业毕业设计课题 1、零件的数控加工工艺编制(要求见附页) 2、手机外壳造型设计(要求见附页) 3、数控车床零件加工(要求见附页) 4、数控铣床及加工中心产品加工(要求见附页) 5、CA6140普通车床数控化改造(要求见附页) 6、CAD/CAM软件应用课程设计(要求见附页) 7、车削零件的数控加工工艺编制 一、设计条件: 1、零件图如图所示: 2、技术要求如下: (1)、以中批量生产条件编程。 (2)、不准用砂布及锉刀等修饰表面。 (3)、未注倒角1×45o,锐角倒钝0.2×45°。 (4)、未注公差尺寸按 GB1804-M。 (5)、端面允许打中心孔。 (6)、毛坯尺寸:(φ55×150)。 (7)、材料:45#,调质处理HRC 26~36 二.设计具体要求: 1.编制工艺过程卡; 2.计算编程尺寸; 3.画出加工路线图;

4.画出刀具调整图;5.列出数控刀具表;6.编制加工工序卡;7.编写数控加工程序。

8、铣削零件的数控加工工艺设计 一、设计条件: 如下零件图,毛坯外形尺寸为160mm×120 mm×40 mm,材料45#钢;完成零件数控加工工艺分析和工序设计。 二.设计具体要求: 1、根据零件图选择加工设备(机床)和夹具; 2、进行零件加工工艺分析,制定工艺方案; 3、加工工序划分安排,各工序装夹、定位和加工路线,制定工 序卡; 4、合理选择刀具,制定刀具表、工艺参数表; 5、编写各工序加工程序(有条件可加工出零件); 6、论文设计参照论文标准格式,字数不少于30000字。

9、数控加工工艺与编程综合设计 一、设计条件: 1、零件图如图所示: 2、技术要求如下: (1)小批量生产条件编程; (2)不准用砂布及锉刀等修饰表面; (3)未注公差尺寸按GB1804-M; (4)热处理:调质处理,HRC25~35; (5)毛坯尺寸:?60x150; (6)未注粗糙度部分表面光洁度为Ra6.3

数控技术毕业设计

毕业设计 标题︰轴类零件工艺设计学生姓名︰ 系部︰机械工程系专业︰数控技术 班级︰ 指导老师︰ 校外指导老师︰

目录 摘要 (4) 1.绪论 (5) 1.1数控技术的现状与发展趋势 (5) 2. 零件工艺分析 (6) 2.1零件的用途 (6) 2.2零件图工艺分析 (6) 2.3零件毛坯及材料的选择 (7) 3.加工设备及辅助工具的选择 (9) 3.1机床的选择 (9) 3.2刀具的选择 (9) 3.3量具的选择 (10) 3.4夹具的选择 (10) 4.拟定工艺方案 (11) 4.1加工工序的划分 (11) 4.2加工顺序的确定 (11) 4.3加工路线的确定 (12) 4.4零件定位基准的确定 (14) 4.5装夹方式的确定 (15) 4.6工作坐标原点与换刀点的确定 (16) 5.切削用量选择 (17) 5.1背吃刀量的确定 (17) 5.2主轴转速的确定 (17) 5.3进给速度的确定 (19) 6.切削液的选择 (20)

7.工艺文件的制定及程序编制 (21) 7.1数控加工工艺卡 (21) 7.2刀具卡 (22) 7.3程序编制 (23) 8.机械加工精度及零件表面质量 (31) 8.1机械加工精度 (31) 8.2零件表面质量 (31) 结论 (33) 参考文献 (34) 附录 (35) 后记 (36)

摘要 数控加工工艺是数控编程与操作的基础,合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。因此本文主要是对轴类零件的数控加工工艺进行分析,详细地阐述了轴类零件的加工工艺分析及制定加工方案的整个设计过程。该轴类零件的结构特点是由圆柱、圆弧、椭圆弧、螺纹、槽等组成内外表面的回转体。零件的加工过程是首先用粗基准定位,加工出精基准表面;然后采用精基准定位,加工零件的其他表面。工艺路线的拟订是制订工艺规程的关健,它与定位基准的选择有密切关系。其次在机床、刀具、夹具切削用量的选择中,着重考虑到其对零件的加工的因素,为工艺设计节省了大量的时间。提高了设计效率。本文内容大致介绍了数控技术的发展趋势、对零件加工工艺步骤分析以及数控编程等。利用计算机辅助设计-AuToCAD绘制椭圆轴的二维图,用G代码指令进行手工编程并制定了相关的工艺文件,最后对机械加工精度及零件表面质量进行分析。 关键词:数控技术、轴类零件、工艺设计、程序编制

巧妙检查数控车床转塔刀架的报警

巧妙检查数控车床转塔刀架的报警 2004年1月17日 一、故障现象 日本SUPERTURN4型数控车床12工位转塔刀架转到第一把刀的位置瞬间报警,报警号2001,转塔分度应急报警,刀架已略超过第一把刀位置。 二、故障查找 该车床数控系统采用FANUC—11TE,其2001号报警表示转塔刀架分度产生奇偶检测误差。根据电气梯形图,查出与转塔刀架分度奇偶检测报警有关的接近开关为:刀架原点位置检测开关LS16、刀架奇数位置检测开关LS17、刀架偶数位置检测开关LS15、刀架夹紧检测开关LS05。因此,应着重检查此四个接近开关及微调其感应点位置,确保检测开关正常及感应点位置正确。 首先通过CRT诊断数据画面,检查此四个接近开关输出点信号X11.3(LS17)、X11.4(LS16)、X11.5(LS15)、X11.7(LS05),均能正常通断,说明它们及其线路正常。 其次,针对机床报警时,转塔刀架停在超过第一把刀位置少许的现象,人为挪动刀架原点位置开关LS16的位置,但无论怎样调整,故障依旧。为了调整好开关位置及其工序的准确性,人为减慢刀架转动速度。拆下转塔刀盘,断开电机电源,然后按下刀架转位按扭,用手转动电机风叶,使刀架慢慢转动,并依刀位正确位置调整好各接近开关。当转到第一把刀位置时,刀架自动夹紧,又未报 警。 三、故障分析及处理 为什么三相电机带动转塔刀架转动会报警,而手动转动刀架不会报警。分析电气原理图,可以肯定,问题在于刀架电机刹车上。手动转动刀架到位后,从CRT上能观察到刹车输出点Y0.0有输出。再检查执行刹车的直流电源及继电器,最后发现刹车继电器有一组常开触点不通。调换另一组常开触点后故障排除。 此次故障真正原因是刀架电机因无直流制动刹车,刀架转动惯性使其超过原点位置而引起位置检测报警,而转塔刀架电机带动转位时,转动太快,瞬间即报警,以致只看到位置检测报警表面现象而忽略检查其隐蔽在背后的真正原因,极易误导维修人员的判断。 ……摘自《设备管理与维修》 2003 No12……

车床转塔刀架

ST Lathe Turret Service

Turret at tool and press Emergency Stop 3) Disconnect the air supply from the machine. 4) Discharge the residual air pressure in the turret clamp/unclamp system by triggering the solenoid valve with a small screwdriver or a ball point pen several times until the air pressure has been released. Solenoid valve - manual trigger location Gearbox Disassemble 1) Mark and disconnect turret clamp/unclamp air hoses. Air hose marked with zip ties.

2) Remove the air hose fittings. Note: It is possible that when the fitting is taken out, a short piece of pipe may come out with it. Removing clamp and unclamp fittings. 3) Disconnect the coolant hose and its fittings from the keyed coolant manifold tube. Remove coolant fittings 4) Disconnect turret clamp and unclamp switch connectors. Disconnect all plugs from the connector bracket on the back of the turret, then. Remove the connector bracket from the casting. Disconnect and remove bracket

数控专业毕业设计论文

数控专业毕业设计论文 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

四川托普信息技术职业学院铣床加工零件与编程 学生姓名曹骏 学生学号 专业方向数控技术 年级班级 10级数控1 班 指导教师向杰 指导单位四川托普学院 2012年 10月 31 日 摘要 数控技术和数控机床在当今机械制造业中的重要地位,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,数控加工技术的整个过程也是目前许多制造人员的要掌握较为重要的知识。数控技术是用数字信心对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,更使制造业成为工业化的象征。数控机床是集高、精、尖技术于一体,集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点,在各个行业受到广泛欢迎,在使用方面,也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体,数字技术控制机械制造的一体化设备,一旦系统的某些部分出现故障,就势必使机床停

机,影响生产,所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。本论文通过数控工艺分析、数控手动编程基础介绍、CAD/CAM软件自动编程、软件后处理文件制作、数控软件仿真、数控机床加工等一般步骤与方法。运用机械制造的相关知识进行严格的工艺分析与加工方式的制定,经过成本核算,该方案具有可行性。有效的利用CAD/CAM软件通过最合适的造型方式设计出零件模型,根据我们之前的工艺分析使用软件做出最佳的加工方式,采用铣削手工编程基础于FANUD oim 数控系统进行了程序后处理文件的编写,并在数控仿真软件和数控机床上进行了具体验证,最终加工出符合图纸要求的零件实体。经具体检验符合图纸标准。 关键词:工艺分析、CAD/CAM编程、后处理文件、软件仿真、机床加工 Abstract Numerical control technology and CNC machine tool in the mechanical manufacturing industry in the important position, shows its in the national basic industry in the modern strategic role, and has become a traditional mechanical manufacturing industry promotion transformation and the realization of automation, flexibility, integration production of an important means and sign, nc machining technology of the whole process is at present a lot of manufacturing staff to grasp more important knowledge. At present, the advanced

数控机床毕业设计论文设计

题目数控机床的组成加工原理与工艺 系部:机电工程系 专业:机电一体化 指导老师: 班级: 学生:

目录 绪论 (1) 第一章数控车床的基本组成和工作原理 (4) 1.1 任务准备 (4) 1.1.1 机床结构 (4) 1.2 工作原理 (6) 1.3 数控车床的分类 (6) 1.4 数控车床的性能指标 (7) 1.5 数控车床的特点 (8) 第二章数控车床编程与操作....... . (10) 2.1 数控车床概述 (10) 2.1.1数控车床的组 (10) 2.1.2数控车床的机械构成 (11) 2.1.3数控系统 (11) 2.1.4数控车床的特点 (12) 2.1.5数控车床的分类 (13) 2.1.6数控车床(CJK6153)的主要技术 (13) 2.1.7数控车床(CJK6153)的润滑 (13) 2.2 数控车床的编程方法 (13) 2.2.1设定数控车床的机床坐标系 (13) 2.2.2设定数控车床的工件坐标系 (14) 第三章数控车床加工工艺分析 (20) 3.1 零件图样分析......................................... (20) 3.2 工艺分析 (21) 3.3 车孔的关键技术 (21)

3.4 解决排屑问题 (21) 3.5 加工方法 (22) 第四章当前数控机床技术发展趋势 (24) 4.1 是精密加工技术有所突破 (24) 4.2 是技术集成和技术复合趋势明显 (24) 结束语 (25) 参考文献 (26)

绪论 数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,从而使机床动作数控折弯 机并加工零件。 数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成,它是数控机床的大脑。与普通机床相比,数控机床有如下特点:●加工精度高,具有稳定的加工质量; ●可进行多坐标的联动,能加工形状复杂的零件;●加工零件改变时,一 般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间;数控折弯机 ●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量,生产率高(一般为普通机床的3~5倍);●机床自动化程度高,可以减轻劳动强度;●对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。数控机床一般由下列几个部分组成:●主机,他是数控机床的主题,包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控机床●数控装置,是数控机床的核心,包括硬件(印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等)以及相应的软件,用于输入数字化的零件程序,并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。●驱动装置,他是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时,可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 ●辅助装置,指数控机床的一些必要的配套部件,用以保证数控机床的运行,如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。●编程及其他附属设备,可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来,数控机床在制造工业,特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用,数控技术无论在硬件 和软件方面,都有飞速发展。

数控机床转塔刀架

自动回转刀架的工作原理 自动回转刀架的换刀流程如图2.1所示。 图2.1自动回转刀架的换刀流程 图2.2表示自动回转刀架在换刀过程中有关的销的位置。其中上部的圆柱销2和下部的反靠销6起着重要作用。 当刀架处于锁紧状态时,两销的情况如图a所示,此时反靠销6落在反靠圆盘7的十字槽内,上刀体4的端面齿和下刀的端面齿处于啮合状态(上下端面齿在图a中未画出)。 需要换刀时,控制系统发出刀架的转位信号,三相异步电动机正向旋转,通过蜗杆副带动螺杆正向转动,与螺杆配合的上刀体4逐渐抬起,上刀体4与下刀体之间的端面齿慢慢脱开;与此同时,上盖圆盘1也随着螺杆正向转动(上盖圆盘1通过圆柱销与螺杆联接),当转过约150度时,上盖圆盘1直槽的另一端转到圆柱销2的正上方,由于弹簧3的作用,圆柱销2落入直槽内,于是上盖圆盘1就通过圆柱销2使得上刀体4转动起来(此时端面齿已完全脱开),如图b所示。 上盖圆盘1、圆柱销2以及上刀体4在正转的过程中,反靠销6能够从反靠圆盘7中十字槽的左侧斜坡滑出,而不影响上刀体4寻找刀位时的正向转动,如图c所示。 上刀体4带动磁铁转到需要的刀位时,发信盘上对应的霍尔元件输出低电平信号,控制系统收到后,立即控制刀架电动机反转,上盖圆盘1通过圆柱销2带动上刀体4开始反转,反靠销6马上就会落入反靠圆盘7的十字槽内,至此,完成粗定位,如图d所示。此时反靠销6从反靠圆盘7的十字槽内爬不上来,于是上刀体4停止转动,开始下降,而上盖圆盘1继续反转,其直槽的左侧斜坡将圆柱销2的头部压入上刀体4的销孔内,之后,上盖圆盘1的下表面开始与圆柱销2的头部滑动。在些期间,上、下刀本的端面齿逐渐啮合,实现定位,经过设定的延时时间后,刀架电动机停转,整个换刀过和结束。

CK6130车削中心动力转塔刀架设计

优秀设计 本科毕业设计(论文)开题报告 题目:CK6130车削中心动力转塔刀架设计与三维制作 专业:机械设计制造及其自动化 班级: 学生姓名 指导教师

本科毕业设计(论文)开题报告 学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名职称所在院系 课题来源自拟课题课题性质 课题名称CK6130车削中心动力转塔刀架设计及三维制作

毕业设计的内容和意义 毕业设计的具体内容: 1、动力转塔刀架的整体结构,换刀的步骤,刀具的传动方式 2、间隙分度机构中圆柱凸轮分度机构的设计和计算(八个工位) 3、单作用液压缸的计算及设计(刀架的轴向力夹紧力) 4、减速电机的选择,变频电机的选择用于刀具的旋转(500-750W,2极) 5、端齿盘的设计及刀位的检测装置选用并掌握其工作原理 6、三维制作及装配 7、撰写毕业论文 本课题研究的意义: 在机械领域中,数控机床解决了很多普通机床所不能加工的复杂、精密的各种零件,有效的提高了生产效率。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织,我国经济全面与国际接轨,并逐步成为全球制造中心,从数控技术这行业体现出了我国的“效率”和“创新”两大特点,注重科学实验,理论与实际相结合。 数控转塔刀架是加工中心、数控车床必备的机床附件,尤其适用全功能数控车床。当前,数控机床发展迅猛,一方面向高速、高效、高精度方面发展,同时,在制造行业中广泛存在原有设备的数控改造和系统升级问题。作为关键附件,高性能的数控转塔刀架对于提高机床整体运行的可靠性、稳定性和效率有着重要意义,数控转塔刀架是由数控系统来控制的,因此,在转塔刀架本身性能提高的情况下,如何实现控制任务就显得十分重要了。国内数控车床转塔刀架的设计和生产都是依赖先进国家的,而且产品的性能方面跟国外还有一定的差距,期待开发设计一种性能最优,最有实用价值的转塔刀架,来适应市场,替代进口产品低价位的数控车床用转塔刀架,占领国内市场,并达到国际领先水平,为国产机床工业的发展作出贡献。 本次设计的动力转塔刀架的刀架抬起和夹紧是通过气液增压缸来实现的,成本比较低,而且自锁可靠、密封性好、安全。刀架转位采用圆柱凸轮分度机构,用单作用液压缸抬起刀架,同时通过碟形弹簧复位压紧;采用端齿盘来进行精确定位;用变频电机通过齿轮传动带动刀具旋转。

数控专业毕业设计图

一、数控专业毕业设计任务书 一、目的与要求: 1.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能,提高解决实际问题的能力,从而达到巩固、深化所学的知识与技能。 2.培养学生建立正确的科学思想,培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风。 3.培养学生调查研究,收集资料,熟悉有关技术文件,运用国家标准、手册、资料等工具书进行机械零件设计或加工(如设计计算,数据处理,工程制图等)、编写技术文件等独立工作能力。 二、选题: 学生在教师指导下,独立完成一项自选或给定的数控加工等方面的设计任务,编写出符合要求的设计说明、正确编制数控加工程序、绘制二维、三维图形。 三、题目要求: 加工所示零件,毛坯直径为**mm,长为**mm,材料为***,未注倒角***,其余***。 (题目图见课题库) 四、设计要求: 绘制零件的二维图、三维图、进行零件的工艺分析、选择设备、切削用量的确定、刀具选择、数控加工工艺卡、零件粗精加工手工编程、Pro/E自动编程、刀具轨迹路径、设计小结和参考文献。 五、设计进度 学生及时与指导教师联系,根据指导教师要求,安排设计进度。 六、毕业答辩 答辩时间请及时关注学院青岛校区网站-机电系系网站公告栏。 目录 一、绪论…………………………………………………………… 二、毕业设计任务........................................................................ 三、二维图……………………………………………………….... 四、三维图……………………………………………………….... 五、零件的工艺分析……………………………………………… 六、选择设备……………………………………………………… 七、切削用量的确定……………………………………………… 八、刀具选择……………………………………………………… 九、数控加工工艺卡……………………………………………… 十、零件粗精加工手工编程……………………………………… 十一、Pro/E自动编程………………………………………… 十二、刀具轨迹路径…………………………………………… 十三、设计小结………………………………………………… 十四、参考文献………………………………………………… 注:所有数控设计题目设计要求均根据上面的要求进行,设计说明书的目录依照上面的目录进行

数控机床自动润滑系统毕业设计

江西城市职业学院2011届毕业设计 题目:数控机床自动润滑系统设计 分院:机电工程学院 班级:数控08—1班 学号: 080744080104 学生姓名: XXXX 起讫日期: 指导教师:职称: 教研室主任: 审核日期:

数控机床自动润滑系统 摘要 机床润滑系统的设计、调试和维修保养,对于提高机床加工精度、延长机床使用寿命等都有着十分重要的作用。但是在润滑系统的电气控制方面,仍存在以下问题:一是润滑系统工作状态的监控。数控机床控制系统中一般仅设邮箱釉面监控,以防供油不足,而对润滑系统易出现的漏油、油路堵塞等现象,不能及时做出反应。二是设置的润滑循环和给油时间单一,容易造成浪费。数控机床在不同的工作状态下,需要的润滑剂量是不一样的,如在机床暂停阶段就比加工阶段所需要的润滑油量要少。针对上述情况,在数控机床电气控制系统中,对润滑控制部分进行了改进设计,时刻监控润滑系统的工作状况,以保证机床机械部件得到良好的润滑,并且还可以根据机床的工作状态,自动调整供油、循环时间,以节约润滑油。 数控机床中润滑系统为间歇供油工作方式。因此,润滑系统中的压力采用定期检查方式,即在润滑泵每次工作以后检查。如果出现故障,如漏油、油泵失效、油路堵塞,润滑系统内的压力就会突然下降或升高,此时应立即强制机床停止运行,进行检查,以免事态扩大。油面过低以往习惯的处理方法是将“油面过低”信号与“压力异常”报警信号归为一类,作为紧急停止信号。一旦PMC系统接收到上述信号,机床立即进入紧急停止状态,同时让伺服系统断电。但是,与润滑系统因油路堵塞或漏油现象而造成“压力异常”的情况不同,如果润滑泵油箱内油不够,短时间不至于影响机床的性能,无需立即使机床停止工作。但是,出现此现象后,控制系统应及时显示相应的信息,提醒操作人员及时添加润滑油。如果操作人员没有在规定时间内予以补充,系统就会控制机床立即进入暂停状态。只有及时补给润滑油后,才允许操作人员运行机床,继续中断的工作。针对“油面过低”信号,这样的处理方法可以避免发生不必要的停机,减少辅助加工时间,特别是在加工大型模具的时候。在设计时,我们将“油面过低”信号归为电气控制系统“进给暂停”类信号,采用“提醒——警告——暂停,禁止自动运行”的报警。一旦油箱内油过少,不仅在操作面板上有红色指示灯提示,在屏幕上也同时显示警告信息,提醒操作人员。如果该信号在规定的时间内没有消失,则让机床迅速进入进给暂停状态,此时暂停机床进行任何自动操作。操作人员往油箱内添加足够的润滑油后,只需要按“循环启动”按钮,就可以解除此状态,让机床继续暂停前的加工操作。 该系统采用PLC进行控制。正常情况下,按下启动按钮,润滑电动机M立即运行,20S

AK21136X4型数控转塔刀架说明书文档

方圆牌 AK21 136X4型数控转塔刀架技术文件 使用说明书 合格证明书 中华人民共和国 瓦房店机床附件厂

使用说明书 1.产品外形照片 2.主要用途和特点 该刀架是卧式数控车床的功能部件之一,具有四个工作位置,以电动机作动力。 该刀架与数控车床控制系统联用,能完成车床自动加工工件的功能,刀架采用了三齿盘结构,并设有减震装置,刀台旋转时不需抬起,转动平稳,噪音小,刚性好,重复定位精度高。 该刀架改变了传统的外冷却方式,采用内冷却系统,使刀架外观结构更加紧凑,使用更加方便。 发讯元件采用无触点的磁性开关传感器,具有寿命长,动作可靠等优点。还可以通过改变调整垫厚度调整刀尖高度,以适用于不同回转直径的车床使用。 3.基本结构和动作说明: 3.1基本结构见图1 3.2动作说明(参看图1) 动作传动路线是由电动机(1)→传动套(3)→蜗杆轴(4)→蜗轮(7)→螺杆(16)→螺母(14)→传动盘(17)→传动销(13)→夹紧齿盘(12)→连接盘(18)→方刀台(11)(来完成方刀台的松开、转动和夹紧)。 基本动作是主机控制系统发出指令,电动机(1)转动,螺母(14)带动夹紧齿盘(12)升起,传动销(13)与螺杆上的传动盘(17)接合,从而带动夹紧齿盘,连接盘和方刀台一起旋转。当方刀台转动到预先选好的位置时,永久磁铁(19)感应磁性开关(20)发出信号,主机控制系统发出指令,电动机反向旋转,螺母带动夹紧齿盘下降,三个齿盘啮合锁紧后,主机控制系统发出指令,电机停止转动。 4.主要技术参数和外形(参见图1) 见表1

图1 1电动机、2电机座、3传动套、4蜗杆轴、5调整垫、6底座、7蜗轮、8定齿盘、9动齿盘、10定位盘、11方刀台、12夹紧齿盘、13传动销、14螺母、15定位销、16螺杆、17传动盘、18连 接盘、19固定环、20垫、21螺母、22覆铜板、23永久磁铁、24磁性开关、25罩

(完整版)数控技术毕业设计论文

欧亚技工学校毕业论文 毕业设计 题目汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 姓名徐海翔 专业数控技术 班级 12高级数控 2014年6月9日 毕业设计任务书

2012 — 2015学年 数控专业 学生:徐海翔系主任:曾雄 1.设计题目:汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 2.原始资料:零件图 毕业设计说明书 论文题目:汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 学生姓名:徐海翔 系专业:数控专业 指导教师:曾雄 2014 年 6 月 9 号

摘要 关键词:汽车,数控机床,模具设计,NC加工,精密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CADCAM、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。 因此我们要掌握好数控加工工艺与设计。数控加工工艺与设计的内容包括选择适合的机床、刀具、夹具、走刀路线及切削用量等,还要有合理的加工方法、工艺参数等。 随着时代的发展、社会需要和科学技术的发展,产品的竞争愈来愈激烈,更新的周期越来越短,因而要求设计者不但能根据市场的要求很快的设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制作出产品的样品。产品的材料也是很重要的部分;随着现代科技的进步和生产的快速发展,机械工业对材料性能的要求越来越高,单一的金属材料已不能满足生产发展的需要,因而各种非金属材料应运而生,特别是工程塑料,其发展特别迅猛。 对此我设计了汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工。介绍了数控加工工艺和数控加工的特点,加工工艺过程的概念,数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容,数控加工工艺与数控编程的关系,设计方法,对此零件如何工艺分析,程序如何编辑等。利用CADCAM软件及G代码指令进行自动编程。 目录 第一章绪论 1.1 数控加工的特点 1.2 数控加工工艺的概念

数控车床毕业设计

数控车床毕业设计

南京工程学院继续教育学院毕业论文典型轴类零件数控车削加工设计姓名:钱春花 学号:07323 专业:机电一体化 学历:大专 指导教师: 姜爱国

函授站:无锡交通高等职业技术学校 中国·南京 2012年5月 目录 前言(引言) 1.课题选择及说明 1.1 选题目标 1.2 课题说明 1.3图纸

2.加工内容和加工要求分析 2.1 加工结构及分布 2.2 加工要求分析 2.3 加工重点和难点分析 2.4加工内容和要求分析表 3.1加工方案设计初步考虑 3.1 加工过程设计 3.2 加工设计其它方案及优化4.加工设备选用 4.1机床选用: 4.2刀具选择 4.3夹具选用: 4.4量具 4.4工具清单 5.加工程序 6.操作加工要点 6.1加工准备 6.2工件加工 6.3对工件加工操作的改进 7.课题设计小结 7.1设计内容总结 7.2设计效果论证 7.4设计不足分析和可能的优化展望 7.3设计体会 参考文献资料

1.课题选择及说明 1.1 选题目标 通过典型轴零件数控车床加工设计,进一步提高工艺分析、工艺设计及工艺技术文件的编写、程序编写,提高综合数控加工技能。 是专业各门课程综合应用,提高专业能力。 设计与工作实际相结合,提高工作适应能力。 目的: 1、通过零件加工工艺设计进一步掌握零件加工的过程和每一步的加工要求,在设计过程中,充分利用在校所学内容,使之融会贯通,加深对所学内容的理解和掌握。 2、设计过程中必须认真考虑加工三要素的设定,它们是加工中最重要的三个参数。合理设置可以提高加工精度,缩短加工时间,节约生产成本。通过设计可以更深一点地理解并掌握三要素的设定方法。 3、设计中涉及了车断面、车外圆、车椭圆、镗孔、车内外螺纹等加工方式。通过对如上常用加工方式的工艺设计,熟悉了这些加工方式的加工特点,工艺设计的方法。 4、在此次设计过程中,肯定会遇到各种各样的困难,这也能提高我遇到问题解决问题的能力。对今后的工作以及生活都大有益处。 意义: 1、随着全国产业机械化的提高,相应的机械零件的加工精度要求也随之愈加严格,对零件加工工艺进行合理设计能更好的在现有的加工条件下使加工精度得以最大化。 2、在制造业要求“成本最低化,利益最大化”的大前提下,零件加工工艺也有充分的必要性。它可以缩短加工时间,提高生产效率,降低原材料的报废率,从另一方面讲,也有效的降低了工人们的劳动强度。

数控机床的自动换刀装置

数控机床大作业 数 控 机 床 的 自 动 换 刀 装 置 姓名: 学号: 班级:

数控机床的自动换刀装置 作者:刘伟杰 摘要 数控机床集中应用了计算机技术,电子技术,自动控制技术,传感测量,机械制造,等先进技术,是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代,改变了制造业的生产方式,产业结构,管理形式,使世界制造业的格局发生了巨大的变化,促进了其他行业的生成和飞速发展。刀具及自动换刀装置对加工时间有着重要的影响,自动换刀的快慢又影响了加工的时间,刀库的容量决定了刀具的数量,进而影响换刀时间和加工时间。本文主要讲述数控机床的自动换刀机构。 关键词:发展趋势机构自动换刀刀库 中图分类号:TH 文献标识码:B

1.刀库 刀库是自动换刀装置的主要部件,其容量、布局以及具体结构对数控机床的设计有很大影响。刀库的刀具定位机构是用来保证要更换的每一把刀具准确的停在换到位置上。采用电动机或液压系统为刀库提供动力。根据刀库所需要的容量和取刀方式,可以将刀库设计成多种形式。 1.1刀库的类型 刀库的功能是储存加工工序所需要的各种刀具,并按指令将要用的刀具准确的送到换刀位置,并接受从主轴送来的已用刀具。根据需求,刀库类型有多种(1)盘式刀具在盘式刀库结构中,刀具可以沿主轴轴向、径向、斜向安放,刀具轴向安装的结构最为紧凑。在刀库容量较大时,可采用弹仓式结构,目前大量的刀库安装在机床立柱的顶面或侧面,也可安装在单独的基地上。盘式刀库分径向、轴向两种取刀方式,其刀座结构不同。此种刀库结构简单,适用于刀库容量较少的情况。 (2)链式刀库刀具容量比盘式的大,结构也比较灵活和紧凑,常为轴向换刀。可将换刀位置刀座突出以利于换刀。另外还可以采用加长连带方式加大刀库的容量,也可采用折叠回绕的方式提高空间利用率,在要求刀量容量很大时可以采用多条链带的结构。 (3)格子盒式刀具固定型格子盒式刀库。刀具分几排直线排列,由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀运动,将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上,由换刀机械手交换刀具,此刀具空间利用高,刀库容量大。 1.2刀库的容量 刀库的容量首先要考虑加工工艺的分析需要。一般情况下,并不是刀库中的刀具越多越好,太的容量会增加刀库的尺寸和占地面积,使选刀过程时间增长。如果从完成工件的全部加工所需要的刀具数目统计,所得结果是80%的工件完成加工任务所需的刀具数目在40种以下,所以一般的中小型立式加工中心配14--30把刀具的刀库就能够满足70%--95%的工件加工需要。 1.3刀库的转位 刀库转位机构由伺服电动机通过消隙齿轮带动蜗杆,通过涡轮使刀库转动。

数控技术毕业设计

吉林工业职业技术学院 学生毕业设计(论文)报告 系别:化工机械系 专业:数控技术 班号:3101 学生姓名:阴向明 学生学号:21 设计(论文)题目:传动轴数控加工工艺设计指导教师:邵永录 设计地点:吉林工业职业技术学院起迄日期:2013.4.24~2013.5.8

毕业设计(论文)任务书 专业数控技术班级 3101 姓名阴向明 一、课题名称:传动轴加工工艺设计 二、主要技术指标:1 大批量生产 2 Ф60和Ф32轴段公差等级较高分别要达到6级和7级公差。 3 Ф32Ф60轴段表面粗糙度要求较高要达到1.6。 4 Ф60的轴心线相对于Ф32的轴心线的同轴度公差为Ф0.03。 三、工作内容和要求:1零件图分析 2 结构与工艺分析 3 数控加工工艺过程卡片和工序卡片 4 零件图一张轴的三维造型 四、主要参考文献: [1]李志华主编.数控加工工艺与装备[M].第一版本.出版地:清华大学出版社,2006 [2]孙学强主编.机械加工技术[M]. 第一版本.出版地:机械工业出版社,2007 [3]赵长旭主编.数控加工工艺西安[M]. 第一版本.出版地:电子科技大学出版社,2009 [4]宋书善主编.数控加工工艺[M]. 第一版本.出版地:电子科大出版社,2008 [5]王凡主编.实用机械制造工艺设计手册[M]. 第一版本.出版地:机械工业出版社,2008 [6]邱坤主编.MasterCAM数控自动编程[M]. 第一版本.出版地:中国林业出版社 ,2007 学生(签名)年月日 指导教师(签名)年月日 教研室主任(签名)年月日 系主任(签名)年月日

毕业设计(论文)开题报告

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