機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、<p><b>　　編號(hào)</b></p><p><b>　　無(wú)錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目： 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) </p><p>　　信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)<

2、;/p><p>　　學(xué) 號(hào)： 　　　　　　</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　 （職稱：副教授 ）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年5月25日</p><p>　　無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)

3、設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　　誠(chéng) 信 承 諾 書</b></p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論

4、文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p>　　班 級(jí)： 機(jī)械91 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 0923007 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b>

5、;　　無(wú)錫太湖學(xué)院</b></p><p>　　信 機(jī)　系 　機(jī)械工程及自動(dòng)化 　專業(yè)</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書</p><p><b>　　一、題目及專題：</b></p><p>　　1、題目　　 半閉環(huán)數(shù)控車床總體設(shè)計(jì) 　　</p&

6、gt;<p>　　2、專題　 　</p><p>　　二、課題來(lái)源及選題依據(jù)</p><p>　　本次課題來(lái)源于： 校企合作開發(fā)課題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工相

7、應(yīng)的提出了高精度、高柔度與高度自動(dòng)化的要求。數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。 </p><p>　　三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：</p><p>　?、?完成該數(shù)控車床總體方案設(shè)計(jì)，完成總體布局，繪制尺寸聯(lián)系總圖一份；

8、 </p><p>　?、?完成床身設(shè)計(jì)，繪制床身零件圖； </p><p>　?、?完成底座設(shè)計(jì)，繪制底座零件圖； </p><p>　?、?完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，有必要的闡述

9、、分析、計(jì)算、說(shuō)明。 </p><p><b>　　四、接受任務(wù)學(xué)生：</b></p><p>　　機(jī)械91 班 　　姓名 </p><p>　　五、開始及完成日期：</p><p>　　自2012年11月12日 至2013年5月25日</p><p>　　六

10、、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：</p><p>　　指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名</p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　教研室主任</b></p><p>　　〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)

11、〕　　　　　　　簽名</p><p>　　系主任 　　　　　　簽名</p><p>　　2012年11月12日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源于校企合作開發(fā)課題。</p><p>　　先調(diào)研數(shù)控車床的發(fā)展?fàn)顩r，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械

12、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)得提出了高精度、高柔性與高度自動(dòng)化的要求。數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。</p><p>　　該設(shè)計(jì)主要考慮兩大方面：數(shù)控部分和機(jī)械部件。首先進(jìn)行數(shù)控車床總體方案的比較，然后確定最佳方案，完成半閉環(huán)數(shù)控車床的總體布局，繪制

13、出半閉環(huán)數(shù)控車床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，數(shù)控車床總體的尺寸聯(lián)系圖。通過(guò)對(duì)切削力的計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)、刀架、主軸卡盤的夾緊、液壓尾座的行程等。完成該數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)，總體布局，繪制尺寸聯(lián)系總圖一份，以及床身設(shè)計(jì)，繪制床身零件圖，底座設(shè)計(jì)，繪制底座零件圖。對(duì)車床振動(dòng)的分析來(lái)提出加強(qiáng)機(jī)床剛度的方法，還有設(shè)計(jì)該數(shù)控機(jī)床的排屑裝置及尾架裝置。最后敘述該機(jī)床平時(shí)的維護(hù)及保養(yǎng)，有利于機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　預(yù)期成果設(shè)計(jì)出符

14、合機(jī)械廠要求的通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動(dòng)，臥式數(shù)控車床，盡量滿足生產(chǎn)需要，使我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人性，工作效率及防護(hù)結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實(shí)際的使用要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：半閉環(huán)；數(shù)控車床；總體設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This d

15、esign task comes from the school-enterprise cooperation and development issues.Development of the first investigation of CNC lathe, with the development of science and technology, mechanical product structure more reaso

16、nable, and its performance, efficiency and precision of increasingly improved frequent replacement, production types from mass production to the many varieties of small batch production. Therefore, the processing machine

17、ry products corresponding to the high precision, high </p><p>　　This design mainly consider two aspects: numerical control part and mechanical part. First compared the overall scheme of CNC lathe, and then d

18、etermine the optimal scheme, to complete the overall layout of CNC lathe, draw the diagram of transmission system semi-closed-loop CNC lathe, CNC lathe overall contact map size. To the design of feed system, turret, spin

19、dle chuck through calculation of cutting force, the clamping hydraulic tailstock travel. To complete the overall design of the CNC lathe,</p><p>　　The expected results of design to meet the requirements of g

20、eneral machinery factory, half closed, slant bed lathe, CNC horizontal lathe, biaxial linkage, as far as possible to meet the need of production, reliability, CNC machine tools enable us to design the machining accuracy,

21、 speed range, operation comfort, efficiency and protection structure, other aspects are more suitable for practical use requirements. </p><p>　　Key words: Half closed loop； CNC lathe； The overall design;&l

22、t;/p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　目錄V</b></p><p><b>　　1 緒論1</b>

23、</p><p>　　1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義1</p><p>　　1.1.1 本次課題的意義1</p><p>　　1.1.2 本次課題的目的1</p><p>　　1.1.3 本次課題的所要達(dá)到的技術(shù)要求1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況2</p><p>　

24、　1.2.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的形勢(shì)2</p><p>　　1.2.2 數(shù)控機(jī)床未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)3</p><p>　　1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求4</p><p>　　2 數(shù)控機(jī)床總體方案的比較及其確定5</p><p>　　2.1 調(diào)研情況5</p><p>　　2.2 總體方案比較及確定5</p>

25、;<p>　　2.2.1 機(jī)床的總體布局5</p><p>　　2.2.2 機(jī)床總體布局的基本要求5</p><p>　　2.2.3 影響總體布局的因素6</p><p>　　2.2.4 簡(jiǎn)述數(shù)控車床的特點(diǎn)6</p><p>　　2.2.5 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案16</p><p>　　2.2.

26、6 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案28</p><p>　　2.2.7 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案的確定10</p><p>　　3 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1 數(shù)控機(jī)床的工作原理11</p><p>　　3.2 數(shù)控機(jī)床的組成11</p><p>　　3.2.1 程序編制及程序載體11</p&

27、gt;<p>　　3.2.2輸入裝置11</p><p>　　3.2.3數(shù)控裝置及強(qiáng)電控制裝置11</p><p>　　3.2.4伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及位置檢測(cè)裝置12</p><p>　　3.2.5 機(jī)床的機(jī)械部件12</p><p>　　3.3 參數(shù)確定13</p><p>　　3.3.1 主參數(shù)和

28、基本參數(shù)13</p><p>　　3.3.2 切削用量的選擇13</p><p>　　3.3.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算14</p><p>　　3.4 數(shù)控車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖14</p><p>　　3.5 數(shù)控車床總體聯(lián)系圖15</p><p>　　3.6 機(jī)床的潤(rùn)滑與維護(hù)17</p>&l

29、t;p>　　4 數(shù)控車床部件設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.1 機(jī)床底座，床身大件類的設(shè)計(jì)要求，方法18</p><p>　　4.2 機(jī)床的振動(dòng)和提高剛度措施18</p><p>　　4.2.1 機(jī)床振動(dòng)的類型18</p><p>　　4.2.2 提高機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)剛度的措施19</p><p>　　4

30、.3 機(jī)床熱變形的形成及其特點(diǎn)20</p><p>　　4.4 床身與底座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.5 機(jī)床的隔振22</p><p>　　4.6 排屑裝置的設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.7 尾架裝置的設(shè)計(jì)26</p><p>　　5 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)27</p><

31、;p><b>　　6 結(jié)論29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　附錄32</b></p><p><b>　　1 緒論</b&

32、gt;</p><p>　　1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義</p><p>　　1.1.1 本次課題的意義</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，其性能、精度和效率日趨提高更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批大量生產(chǎn)向多品種小批量的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)得提出了高精度、高柔性與高度自動(dòng)化的要求。</p><p>

33、　　大批大量的產(chǎn)品，如汽車，拖拉機(jī)和家用電器的零件，為解決高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的問(wèn)題，多采用專用的自動(dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)化車間進(jìn)行生產(chǎn)。但是應(yīng)用這些專用生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期增長(zhǎng)。在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到70—80％，這類產(chǎn)品一般都采用通用機(jī)床加工，當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)，機(jī)床與工藝裝備均需作相應(yīng)的變換和調(diào)整，而且通用機(jī)床的自動(dòng)化程度不高，基本上由人工操作，難于提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。特別是一些由曲線，曲面輪廓組成的復(fù)雜零件，只能借助靠仿形機(jī)床，或借

34、助劃線和樣板用手工操作的方法來(lái)加工，加工精度和生產(chǎn)效率受到很大的限制。</p><p>　　數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。</p><p>　　柔性制造技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)形成了在自動(dòng)化程度和規(guī)模上不同的多鐘層次和級(jí)別的柔性制造系統(tǒng)。帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控加工中心，是柔性制造的硬件基礎(chǔ)，是制造系統(tǒng)的基本級(jí)別。在多臺(tái)加工中心機(jī)床或柔性

35、制造單元的基礎(chǔ)上，增加刀具和工件在加工設(shè)備與包裝之間的流通傳輸和存貯，和必要的工件清洗和尺寸檢查設(shè)備，并由高一級(jí)的計(jì)算機(jī)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理，這樣就構(gòu)成柔性制造體統(tǒng)。它可以實(shí)現(xiàn)多品種的全部機(jī)械加工或部件裝配，DNC的控制原理是它的控制基礎(chǔ)。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)和制造工業(yè)的飛速發(fā)展，迫切需要實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能化和腦力勞動(dòng)自動(dòng)化，以便于適應(yīng)市場(chǎng)產(chǎn)品需求多變的要求。自動(dòng)化制造技術(shù)不僅需要發(fā)展車間制造過(guò)程的自

36、動(dòng)化，而且要全面實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)決策，產(chǎn)品設(shè)計(jì)，市場(chǎng)預(yù)測(cè)直到銷售的整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)的自動(dòng)化，特別是技術(shù)和管理科室的自動(dòng)化，將這些要求綜合成一個(gè)完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，即所謂的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。它將一個(gè)制造工廠的生態(tài)活動(dòng)進(jìn)行有機(jī)的集成，以實(shí)現(xiàn)更高效益，更高柔性的智能化生產(chǎn)。該系統(tǒng)是當(dāng)今自動(dòng)化制造技術(shù)發(fā)展的最高階段。</p><p>　　1.1.2 本次課題的目的</p><p>　　根據(jù)校企合作開發(fā)要求

37、設(shè)計(jì)一通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動(dòng)，臥式數(shù)控車床。在進(jìn)行機(jī)床的總體布局的設(shè)計(jì)過(guò)程中逐漸了解機(jī)床的加工原理即機(jī)床各部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，結(jié)合考慮工件的形狀，尺寸和位置等因素，來(lái)確定各部件之間的相對(duì)位置，和床身、底座等部分部件的選擇和設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.1.3 本次課題的所要達(dá)到的技術(shù)要求</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速范圍： 40—4000rmp；</p>&

38、lt;p>　　最大車削直徑： Φ200mm；</p><p>　　最大切削長(zhǎng)度l： l=750mm.</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　1.2.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的形勢(shì)</p><p>　　在國(guó)外市場(chǎng)，德國(guó)、美國(guó)、日本等幾個(gè)國(guó)家基本都掌控了中高檔數(shù)控系統(tǒng)。國(guó)外的主要數(shù)控系統(tǒng)制造商有西門子、法拉克（F

39、ANUC）、三菱電機(jī)、海德漢等。隨著國(guó)際學(xué)術(shù)及產(chǎn)業(yè)界對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)研究的日益推進(jìn)，我國(guó)的相關(guān)研究也越來(lái)越受到重視。經(jīng)過(guò)幾十年的不斷發(fā)展，我國(guó)機(jī)床行業(yè)也形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在質(zhì)與量上都取得了飛躍。國(guó)內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)基本占領(lǐng)低端數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)，在中高檔數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用上也取得了一定的成績(jī)。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性的變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在

40、集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。</p><p><b>　　總結(jié)如下：</b></p>&l

41、t;p><b>　　國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀：</b></p><p>　　低技術(shù)水平的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈，互相靠壓價(jià)促銷；高技術(shù)水平、全功能產(chǎn)品主要靠進(jìn)口；配套的高質(zhì)量功能部件、數(shù)控系統(tǒng)附件主要靠進(jìn)口；應(yīng)用技術(shù)水平較低，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有完全推廣使用；自行開發(fā)能力較差，相對(duì)有較高技術(shù)水平的產(chǎn)品主要靠引進(jìn)圖紙、合資生產(chǎn)或進(jìn)口件組裝。</p><p>　　隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)

42、與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床發(fā)展也是突飛猛進(jìn)，高速高效方向、自診斷方向、網(wǎng)絡(luò)化方向、模塊化方向已成為數(shù)控機(jī)床未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)與方向。近年來(lái)，在國(guó)家863計(jì)劃和科技攻關(guān)計(jì)劃多年連續(xù)的支持下，企業(yè)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的積極性和成果也不斷地豐富起來(lái)。陸續(xù)開發(fā)研制了如華中系列、航天系列、中華系列等數(shù)控系統(tǒng)。</p><p><b>　　國(guó)外數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀：</b></p><p>　　（1） 高速高

43、精與多軸加工成為數(shù)控機(jī)床的主流，納米控制已經(jīng)成為高速高精加工的潮流。 </p><p>　?。?） 多任務(wù)和多軸加工的數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多地應(yīng)用到能源、航空航天等行業(yè)。 </p><p>　?。?） 機(jī)床與機(jī)器人的集成應(yīng)用日趨普及，并且結(jié)構(gòu)形式多樣化，應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，運(yùn)動(dòng)速度高速化，多傳感器融合技術(shù)實(shí)用化，控制功能智能化，多機(jī)器人協(xié)同普及化。 </p><p>

44、;　　（4） 智能化加工與監(jiān)測(cè)功能不斷擴(kuò)充，車間的加工監(jiān)測(cè)與管理可實(shí)時(shí)獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)機(jī)床的狀態(tài)，提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，避免事故的發(fā)生，減少機(jī)床的故障率，提高機(jī)床的利用率。 </p><p>　　（5） 最新的機(jī)床誤差檢測(cè)和補(bǔ)償技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)機(jī)床的補(bǔ)償測(cè)量，與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對(duì)機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高了3～4倍，同時(shí)效率得到大幅度地提升。 </p>

45、<p>　?。?） 最新的CAD/CAM技術(shù)為多軸多任務(wù)數(shù)控機(jī)床的加工提供了強(qiáng)有力的支持，可以大幅度地提高加工效率。 </p><p>　?。?） 刀具技術(shù)發(fā)展迅速，眾多刀具的設(shè)計(jì)涵蓋整個(gè)加工過(guò)程，并且新型刀具能夠滿足平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求。</p><p>　　1.2.2 數(shù)控機(jī)床未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　（1） 高速化、高精度化：采

46、用高速的32位以上的微處理器，可以提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實(shí)現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速、高精加工，通過(guò)減少數(shù)控系統(tǒng)誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)可提高數(shù)控機(jī)床的加工精度。它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。高速度、超精度加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。</p><p>　　（2） 多功能化：在零件加工過(guò)程中有大量的無(wú)用時(shí)間消耗在工件的搬運(yùn)、上下料、安裝調(diào)整、 換刀和主軸的升、降速上，為了

47、盡可能降低這些無(wú)用時(shí)間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺(tái)機(jī)床上， 因此數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多功能，以最大限度地提高 設(shè)備利用率。另外前臺(tái)加工、后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能，充分提高其工作效率和機(jī)床利用率。數(shù)控機(jī)床還具有更高的通訊功能，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床除具有通信口，DNC功能外，還具有網(wǎng)絡(luò)功能。</p><p>　?。?） 智能化：引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù).自適應(yīng)控制（Adaptive Control，簡(jiǎn)稱AC）技術(shù)是能調(diào)節(jié)在加

48、工過(guò)程中所測(cè)得的工作狀態(tài)特性，且能使切削過(guò)程達(dá)到并維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓和完善；CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；數(shù)控機(jī)床及其 構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。智能化是二十一世紀(jì)制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大方向。</p><p>　?。?

49、） 模塊化：模塊化的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各設(shè)計(jì)行業(yè)。數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)也不例外的廣泛使用模塊制造功能各異的設(shè)備。所設(shè)計(jì)的模塊往往是通用的企業(yè)用戶可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時(shí)更換所需模塊。采用模塊化思想的數(shù)控機(jī)床增加了數(shù)控機(jī)床的靈活性降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的能力。嚴(yán)格按照模塊化的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床，不僅能夠有效的保障操作員和設(shè)備運(yùn)行的安全，同時(shí)也是保證數(shù)控車床能夠達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)性能、充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)。此外，模塊

50、化的設(shè)計(jì)還有助于增強(qiáng)數(shù)控車床的使用效率，減少故障率，提高數(shù)控車床的生產(chǎn)水平。</p><p>　?。?） 自診斷化：隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床性能也得到了明顯的改善。在新一代的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中大量地采用了模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)使數(shù)控機(jī)床的性能大大改善。采用高通過(guò)數(shù)控機(jī)床自身的故障診斷程序，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床硬件設(shè)備、軟件程序和其他附屬設(shè)備進(jìn)行故障診斷和自動(dòng)預(yù)警。數(shù)控機(jī)床可依

51、據(jù)現(xiàn)有的故障信息，實(shí)現(xiàn)快速定位故障源，并給出故障排除建議，使用者可以通過(guò)自動(dòng)預(yù)警提示及時(shí)解決故障問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)防止和解決各種突發(fā)性事件時(shí)從而進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。</p><p>　　應(yīng)用前景：由于產(chǎn)品的多樣化和產(chǎn)品更新快是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)的明顯特點(diǎn)。因而多品種，中小批量生產(chǎn)越來(lái)越占優(yōu)勢(shì)。由于加工不大的零件占有很大的比例，這就要求加工設(shè)備有很大的靈活性，而新型產(chǎn)品中所需要零件的精度越來(lái)越高，形狀也變得相當(dāng)復(fù)雜，這就

52、要求具有高的效率和加工精度。由于以上幾點(diǎn)具體要求結(jié)合成一體的分析，用一般的普通機(jī)床是無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)化發(fā)展的需要。</p><p>　　1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求</p><p>　　為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和速度，要重視設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具的現(xiàn)代化，要積極推廣應(yīng)用價(jià)值工程，優(yōu)化設(shè)計(jì)工具的現(xiàn)代化，要積極推廣應(yīng)用價(jià)值工程，優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，藝術(shù)造型設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)繪圖等。</p><

53、;p>　　通過(guò)查閱專業(yè)文獻(xiàn)資料初步掌握數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí),參加工廠的生產(chǎn)實(shí)踐,在生產(chǎn)中學(xué)習(xí)、思考、分析，從而設(shè)計(jì)出符合機(jī)械廠要求的通用型的，半閉環(huán)，斜床身，雙軸聯(lián)動(dòng)，臥式數(shù)控車床，滿足生產(chǎn)需要，盡量使我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人性，工作效率及防護(hù)結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實(shí)際的使用要求。其中本次課題主要考慮完成該半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的總體方案設(shè)計(jì)，完成總體布局，繪制出該機(jī)床的尺寸聯(lián)系總圖，完成對(duì)床身和

54、底座的設(shè)計(jì)，并繪制零件圖。</p><p>　　2 數(shù)控機(jī)床總體方案的比較及其確定</p><p><b>　　2.1 調(diào)研情況</b></p><p>　　數(shù)字控制機(jī)床簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床，它是近期發(fā)展起來(lái)的具有廣闊應(yīng)用前景的新型自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程中所需的更重操作（如主軸變速、夾松工件、進(jìn)刀和退刀、開刀和停車、選擇刀具、供給冷卻液等等

55、）和步驟以及刀具與工件的相對(duì)位置都用數(shù)字化的代碼表示出來(lái)，通過(guò)控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)和其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工所需要的工件。機(jī)床數(shù)控技術(shù)是由機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和外圍技術(shù)三部分組成的。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是新型的自動(dòng)化機(jī)床，它對(duì)解決復(fù)雜型面和高精度零件的加工，對(duì)單件小批量的自動(dòng)化等都具有重要意義。由于產(chǎn)品多樣化和產(chǎn)品更

56、新快是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)的明顯特點(diǎn)，因而多品種、中小批量生產(chǎn)越來(lái)越占優(yōu)勢(shì)。由于加工不大的占有很大比例，這就要求加工設(shè)備具有很大的靈活性，而新型產(chǎn)業(yè)所需零件的精度越來(lái)越高，形狀也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，這就要求具有高的效率和加工精度。由于以上幾點(diǎn)具體要求結(jié)合成一體的分析，用一般性的普通機(jī)床是無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)化生產(chǎn)發(fā)展的需要。由此可見，提出滿足生產(chǎn)要求的數(shù)控機(jī)床的大量普及是社會(huì)化大生產(chǎn)所面臨的迫切需要解決的問(wèn)題。</p><p>　

57、　機(jī)床新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)工作應(yīng)以“上質(zhì)量、上品種、上水平、提高經(jīng)濟(jì)效益”為指導(dǎo)思想；以提供性能好、成本低、可靠性高、高效節(jié)能，便于維護(hù)操作的機(jī)床產(chǎn)品，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和國(guó)際市場(chǎng)的需求為宗旨；建立市場(chǎng)觀念，競(jìng)爭(zhēng)觀念，主動(dòng)研究市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)開發(fā)適銷對(duì)路的新產(chǎn)品。</p><p>　　為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和速度，要重視設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工具的現(xiàn)代化，需要要積極推廣應(yīng)用價(jià)值工程，優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，藝術(shù)造型設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)

58、繪圖等。</p><p>　　機(jī)床產(chǎn)品的分段設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)計(jì)工作的調(diào)理性和平密性，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。</p><p>　　因此，為了我們的設(shè)計(jì)更加合理，我們作了一定的調(diào)研，并閱讀了大量的資料，參考了一系列數(shù)控車床，盡量使我們?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)控車床可靠性，加工精度，變速范圍，操作宜人，工作效率，及防護(hù)結(jié)構(gòu)，造型等諸多方面更加適合實(shí)際使用要求。</p><p>　　2.2 總體方

59、案比較及確定</p><p>　　2.2.1 機(jī)床的總體布局</p><p>　　機(jī)床總體布局的目的是按照簡(jiǎn)單，合理，經(jīng)濟(jì)的原則，制定一種實(shí)現(xiàn)加工要求的方案，它基本上由工藝方法，運(yùn)動(dòng)分配，工件尺寸，重量精度，表面光潔度及生產(chǎn)效率等因素所決定。</p><p>　　2.2.2 機(jī)床總體布局的基本要求 </p><p>　?。?） 保證給定的工

60、藝過(guò)程要求，最大限度地考慮機(jī)床部件的通用性；</p><p>　?。?） 保證機(jī)床的剛度，精度，抗振性和穩(wěn)定性，力求減輕機(jī)床的重量；</p><p>　?。?） 保證機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且盡量采用較短的傳動(dòng)鏈，以提高傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率。</p><p>　　（4） 保證良好的加工工藝性，以便于機(jī)床的加工和裝配；</p><p>　?。?） 保證安全

61、生產(chǎn)，便于操作，調(diào)整和維修；</p><p>　　（6） 對(duì)于生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度較高的機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床，應(yīng)力求便于自動(dòng)上，下料或納入自動(dòng)線，并便于排除鐵屑；</p><p>　?。?） 盡可能減小機(jī)床占地面積；</p><p>　　（8） 機(jī)床外形美觀，大方。</p><p>　　2.2.3 影響總體布局的因素</p><

62、p>　?。?） 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其分配對(duì)布局的影響；</p><p>　?。?） 機(jī)床所加工工件（極限范圍）對(duì)布局的影響；</p><p>　?。?） 機(jī)床性能對(duì)布局的影響；</p><p>　?。?） 操作，觀察與調(diào)整對(duì)布局的影響。</p><p>　　2.2.4 簡(jiǎn)述數(shù)控車床的特點(diǎn)</p><p>　　此數(shù)控車床

63、用于加工回轉(zhuǎn)體零件，它集中了臥式車床，轉(zhuǎn)塔車床，多刀車床，仿形車床，自動(dòng)和半自動(dòng)車床的功能，是數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大的品種之一，數(shù)控車床不需要人工操作，也沒用機(jī)械操作元件，機(jī)床在防護(hù)罩的保護(hù)下工作，只能通過(guò)防護(hù)罩上的玻璃觀察車床工作情況，因此數(shù)控車床的布局存其自身無(wú)法與其他車床比擬的優(yōu)點(diǎn)，好處。</p><p>　　2.2.5 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案1</p><p><b>　?。?

64、） 床身及底座</b></p><p>　　此數(shù)控機(jī)床加工范圍中最大的加工直徑為200mm，最大加工長(zhǎng)度為750mm，范圍較大，因此一般只能選用臥式，且由于數(shù)控車床不需手操作和為了便于排屑，往往將臥式床身作成傾斜式（45°和60°兩種常用），45°床身主要是重心穩(wěn)定，這樣加工精度也會(huì)隨之變得便于保證，而缺點(diǎn)是徑向?qū)挾葧?huì)加大，車床底座也相應(yīng)的加大，而60°床身落屑

65、更方便，缺點(diǎn)是重心不如45°穩(wěn)定，比較之下，本套數(shù)控機(jī)床選用45°床身，而且床身及底座采用鑄造方式，鑄適床身，吸振性好，多用于精度要求高的機(jī)床及大型機(jī)床，且床身采用中空箱式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度比臥式普通車床的床身高。</p><p><b>　?。?） 刀架</b></p><p>　　刀架裝在主軸的右側(cè)面，這顯然是為方便操作者操作而采用的布局，刀架的位置決

66、定了主軸的轉(zhuǎn)向應(yīng)與普通車床相反，而且數(shù)控車床不用擔(dān)心切削飛濺傷人，所以切削速度可以提高，以便于充分發(fā)揮刀具的切削性能且刀架為液壓回轉(zhuǎn)刀架，回轉(zhuǎn)刀架換刀時(shí)，首先是刀盤松開，之后刀盤就運(yùn)轉(zhuǎn)位到達(dá)指定刀位，最后刀盤復(fù)位夾緊，刀盤的旋轉(zhuǎn)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)方向，靠液壓馬達(dá)來(lái)控制刀架有6個(gè)工位，可能12把刀，且刀架中安有切削液出口。</p><p><b>　?。?） 進(jìn)給系統(tǒng)</b></p>

67、<p><b>　　a.導(dǎo)軌：</b></p><p>　　本數(shù)控車床是雙軸數(shù)控車床，其X方向Z方向的導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)方便，輕捷，摩擦力小，摩擦發(fā)熱少，磨損小可避免爬行，可得較高的定位精度，尾架導(dǎo)軌模仿C6140導(dǎo)軌，采用了直接鑄造加工，經(jīng)淬硬加工，磨削，可得較高精度及較高耐磨性，另外，此導(dǎo)軌與Z方向?qū)к壎际切敝迷?5°床身上，滾動(dòng)導(dǎo)軌靠壓板固定，而尾架

68、導(dǎo)軌則采用閉式導(dǎo)軌（因其承受一定的顛覆力矩）故采用三角形與矩形相結(jié)合的導(dǎo)軌，其具有導(dǎo)向性好，制造方便及剛度高的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　b.絲杠與伺服電機(jī)：</p><p>　　數(shù)控機(jī)床都取消了進(jìn)給箱，采用了伺服電機(jī)帶傳動(dòng)滾珠絲杠進(jìn)行進(jìn)給，并將絲杠布置車身兩Z向?qū)к壷g及X方向兩導(dǎo)軌之間消除了傾覆力矩影響，并利用伺服電機(jī)帶傳動(dòng)，精度隨之大幅度提高，且滾珠絲杠靈敏度，定位精度較高，并可防止

69、爬行，且傳動(dòng)效率高，可達(dá)85%-98%，是普通滾動(dòng)絲杠副的2-4倍，滾之絲杠副的摩擦角小于1°，因此不自鎖。</p><p><b>　　c.溜板：</b></p><p>　　床身中部為刀架溜板，底層為縱向（C向）溜板，可以延床身導(dǎo)軌作移動(dòng)，上層為橫向（X向）即床身傾斜方向，溜板都靠滾珠絲杠帶動(dòng)。</p><p><b>

70、　?。?） 尾座</b></p><p>　　尾座是液壓尾套座，套筒的伸進(jìn)伸出靠液壓控制，但大的行程則靠手動(dòng)來(lái)移動(dòng)尾架。并利用偏心輪機(jī)構(gòu)對(duì)尾座進(jìn)行夾緊，尾架安裝在鑄造的滑動(dòng)導(dǎo)軌上。</p><p><b>　?。?） 排屑機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　選用型號(hào)為QPJL225型平板鏈?zhǔn)脚判佳b置，排屑機(jī)構(gòu)把它安放在底座中，并在底座

71、上端開有排屑槽，使鐵屑延防護(hù)板和切削液一起流入排屑裝置中通過(guò)平板鏈輸送到積屑箱里，此排屑裝置還具有分流切削液功能，切削液從排屑裝置頭部直接流回冷卻系統(tǒng)中的冷卻箱。</p><p><b>　　（6） 冷卻機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　冷卻箱體與底座鑄造在一起，主要是為滿足廠方需要，冷卻箱體有兩個(gè)腔，中間有一帶孔隔壁，起到初步過(guò)液作用，再利用冷卻泵的過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行三次過(guò)

72、液，把切削液用冷卻泵打出，通過(guò)管道，從刀架的出水口噴出，進(jìn)行循環(huán)。</p><p><b>　　（7） 主軸箱</b></p><p>　　主軸箱采用鐵架三角式，它跨度較大，斜臥式車床身上，利用導(dǎo)軌安裝面定位，所以精度較高，且主軸箱與床身給合面較大，重心低，穩(wěn)重足以承受任何切削力。主軸箱上安裝有主軸，編碼器。張緊安裝床身上，并可以調(diào)節(jié)安裝位置。</p>

73、<p><b>　?。?） 液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　本機(jī)采用獨(dú)立液壓站，但是按廠方要求，為便于搬運(yùn)，安裝，把獨(dú)立液壓給安放在底座之上。</p><p><b>　　（9） 電氣箱</b></p><p>　　電氣箱與液壓系統(tǒng)并排放在一起，但當(dāng)中隔開了一段距離，以防液壓站受熱影響電氣控制。</p

74、><p><b>　　（10） 外殼</b></p><p>　　外殼采用閉式結(jié)構(gòu)，使機(jī)床工作時(shí)絕無(wú)半點(diǎn)鐵屑，切削液飛出，便于操作及使工作環(huán)境舒適，加上便捷的移門及各處的小門使機(jī)床工作及維護(hù)更加方便。</p><p><b>　?。?1） 防護(hù)板</b></p><p>　　為了便于落屑及保護(hù)導(dǎo)軌，應(yīng)裝

75、上導(dǎo)軌防護(hù)板，使機(jī)床壽命大大加強(qiáng)。</p><p><b>　?。?2） 傳動(dòng)方式</b></p><p>　　常見的傳動(dòng)方式有帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，圓柱齒輪傳動(dòng)，錐齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)等。</p><p>　?。?) 帶傳動(dòng)的類型很多，機(jī)床上常用的有V帶傳動(dòng)，平帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)。</p><p>　?、賄帶有普通V帶和窄V帶

76、，窄V帶傳動(dòng)比普通V帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)能力高，結(jié)構(gòu)尺寸小，極限轉(zhuǎn)速高，壽命較長(zhǎng)，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用日趨廣泛。</p><p>　?、诟咚倨綆魉鸵话阌糜趲俪^(guò)30m/s的高速，精磨機(jī)床，它與V帶傳動(dòng)比較，具有帶的厚度薄體輕，質(zhì)量均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，吸振性好的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是壽命短，效率低。 </p><p>　?、弁綆枪ぷ髅鏋辇X形的環(huán)形傳送帶，靠與帶輪嚙合傳動(dòng)。</p><

77、;p>　　它具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確，軸壓力小，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)間距，以及可在低速下傳遞動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)，但是制造和安裝要求高，其一般參數(shù)：線速度v＜50m/s，功率P＜300kw，傳動(dòng)比i≤10，效率η=0.92-0.98,工作溫度-20℃-80℃，主要用于要求同步的或低速的傳動(dòng)，適合于中心距較大的傳動(dòng)，帶具有良好的彈性可緩和沖擊，吸附振動(dòng)。</p><p><b>　?。?）鏈傳動(dòng)</b></

78、p><p>　　與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，需要的張緊力小，作用在軸上的壓力也小，可減小軸承的摩擦損失，結(jié)構(gòu)緊湊，能車溫度較高，有油污等嚴(yán)劣環(huán)境條件下工作與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度低，中心距大時(shí)，其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：瞬時(shí)鏈速和瞬時(shí)傳動(dòng)比不足常數(shù)，因此傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，工作中有一定的沖擊和噪聲，目前，鏈傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械，石油機(jī)械，機(jī)床及摩托車

79、中，通常鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≤8，中心距a≤5-6m，傳遞功率p≤100kw，圓周速度v≤15m/s，傳動(dòng)效率約為0.95-0.98。</p><p>　　本機(jī)床主軸上用楔形帶與電機(jī)相連，與編碼器用同步齒形帶。如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　2.2.6 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案2</p><p&g

80、t;　　由于方案1是最初擬定的，仔細(xì)設(shè)計(jì)下去難免會(huì)發(fā)現(xiàn)許多不足之處，有待改進(jìn)，故在第1方案的基礎(chǔ)上考慮了第2方案，第2方案與第1方案相比較，具有的好處是結(jié)構(gòu)緊</p><p>　　湊，外形尺寸有了較大的減小，這樣就可以減少機(jī)床占地空間，但第2方案同第1方案相比也有其不足之處，那就是經(jīng)濟(jì)性，成本變高了。</p><p>　　現(xiàn)將第2方案與第1方案的不同之處簡(jiǎn)述如下：</p>&

81、lt;p><b>　　（1) 排屑機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　第1方案排屑機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)是分開的，不結(jié)合成一個(gè)整體?，F(xiàn)將其改用一種排屑機(jī)構(gòu)與冷卻機(jī)構(gòu)合二為一的裝置，簡(jiǎn)圖可參見部件設(shè)計(jì)中的排屑裝置部分（本說(shuō)明書）。</p><p>　?。?) 床身，底座結(jié)構(gòu)</p><p>　　隨著排屑機(jī)構(gòu)與冷卻系統(tǒng)空間的壓縮，底座也可隨之減少許多，

82、具體結(jié)構(gòu)如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 數(shù)控機(jī)床底座俯視圖</p><p>　　床身是機(jī)床中最為重要的部分，因所有的部件都與它安裝，有一定聯(lián)系，它結(jié)構(gòu)的好壞決定了機(jī)床的性能及加工精度的高低，所以經(jīng)過(guò)商量，查資料，問(wèn)詢廠部技術(shù)科，經(jīng)許老師的指導(dǎo)，故我們?nèi)赃x用45°床身。</p><p><b>　　（3）主軸箱</b>&

83、lt;/p><p>　　鐵三角式主軸箱，性能相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定，且定位精度也較高，制造方案為鑄造，可吸振。</p><p><b>　　（4) 液壓系統(tǒng)</b></p><p>　　由于考慮第1方案時(shí)，廠方要求將獨(dú)立液壓站放在底座上，做成整體式，以便于搬運(yùn)，外形完整，沒有露在外面的部件。但經(jīng)幾個(gè)廠的實(shí)物參觀，并且資料的查詢，可得出，其這一要求并沒有必要，而

84、且液壓站發(fā)熱，與底座聯(lián)結(jié)在一起后易發(fā)生熱變形，從而影響機(jī)床的精度，所以決定采用將獨(dú)立式液壓站放在地面上的方案，這樣靈活性也較好，且便于維修。</p><p>　　2.2.7 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　?。?） 車床為機(jī)，電，液三位一體，按照人體工程學(xué)宜人化進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，全封閉防護(hù)，操作簡(jiǎn)捷，使用方便。</p><p>　?。?） 機(jī)床采用臥式車身

85、，45°傾斜導(dǎo)軌布局的形式，以利于排屑。床身為整體高剛性結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（3） 矩形軌道，采用寬支撐窄導(dǎo)向的設(shè)計(jì)以增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。</p><p>　　（4） 床身左端為主軸箱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)齒輪傳動(dòng)，主軸由交流調(diào)速主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)床在低速下也具有高功率輸出，恒功率區(qū)寬。機(jī)床可以無(wú)級(jí)調(diào)速和恒線速度切削，有利于降低端面加工時(shí)的表面粗糙度，并且便于選取最能發(fā)揮刀具切削性

86、能的切削速度。</p><p>　?。?） 主軸軸承為超精密角接觸球軸承和雙列圓柱滾子軸承以保證主軸的剛度和精度。主軸軸承采用高潤(rùn)滑，低溫度，熱變形小。</p><p>　?。?） 機(jī)床縱向和橫向運(yùn)動(dòng)均采用交流伺服電機(jī)，它們兩者均直接采用消隙聯(lián)軸器把電機(jī)與滾珠絲杠連接起來(lái)?？v向驅(qū)動(dòng)直接安裝在縱向床身導(dǎo)軌之間。電機(jī)采用直接配有脈沖解碼器，可以直接反應(yīng)滾珠絲杠的精度。機(jī)床采用節(jié)歇潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)床身

87、軌道，床鞍和滾珠絲杠等部件集中潤(rùn)滑。</p><p>　?。?） 機(jī)床卡盤采用液壓控制。液壓夾緊油缸為高速卡盤液壓缸，卡盤為高速液壓卡盤，卡盤的松緊由控制面板上的按鈕來(lái)控制。</p><p>　　（8） 機(jī)床尾座亦采用液壓控制。通過(guò)液壓油來(lái)控制尾座套筒的進(jìn)退，它是由控制面板上的按鈕來(lái)控制的。</p><p>　?。?） 車床的床鞍溜板導(dǎo)軌上裝有8位的電動(dòng)軌塔刀架，它

88、具有分度轉(zhuǎn)位快，平穩(wěn)可靠，無(wú)滲透等優(yōu)點(diǎn)。分度控制采用編碼器和接近開關(guān)，電氣設(shè)計(jì)上增加了雙保險(xiǎn)安全保護(hù)環(huán)節(jié)以確定電機(jī)的安全，換刀準(zhǔn)確。</p><p>　?。?0） 機(jī)床配有自動(dòng)對(duì)刀儀，通過(guò)接觸式傳感器，可以快而準(zhǔn)確的測(cè)出刀具安裝時(shí)的偏差值，傳輸給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在加工時(shí)可進(jìn)行刀具的自動(dòng)補(bǔ)償。</p><p>　?。?1） 機(jī)床具有良好的擴(kuò)展性，機(jī)床配有排屑器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排屑。機(jī)床配有防護(hù)外殼。&

89、lt;/p><p>　?。?2） 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)配有日本FANUC—6T CNC系統(tǒng)。</p><p>　　當(dāng)然了，以上兩個(gè)方案雖然經(jīng)過(guò)我們的深思熟慮，且經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，廠家參觀，機(jī)床測(cè)繪及資料的查問(wèn)，廠技術(shù)科的指導(dǎo)，但由于最終方案還是由自己考慮定下來(lái)的，其錯(cuò)誤欠妥之處肯定在所難免，這與我們自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏有一定的關(guān)系。在這里，懇切各位老師評(píng)閱后批評(píng)指正。</p><p>

90、;　　3 數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 數(shù)控機(jī)床的工作原理</p><p>　　數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，首先應(yīng)編制零件的數(shù)控程序，這是數(shù)控機(jī)床的工作指令。將數(shù)控程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變速，啟停，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向的速度和位移大小，以及其它諸如刀具選擇交換，工件夾緊松開和冷卻潤(rùn)滑的啟，停等動(dòng)作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照數(shù)控程序規(guī)定的順序，路程和參數(shù)

91、進(jìn)行工作，從而加工出形狀，尺寸與精度符合要求的零件。</p><p>　　如圖3.1所示，數(shù)控機(jī)床由以下幾個(gè)部分組成：</p><p>　　圖3.1 數(shù)控機(jī)床工作原理簡(jiǎn)圖</p><p>　　3.2 數(shù)控機(jī)床的組成</p><p>　　3.2.1 程序編制及程序載體</p><p>　　數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件的

92、工作指令，加工零件進(jìn)行時(shí)，工藝分析的基礎(chǔ)上，確定：零件坐標(biāo)系車床坐標(biāo)系上的相對(duì)位置，即零件在機(jī)床上安裝位置；刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尺寸參數(shù)；零件加工的工藝路線或加工順序；主運(yùn)動(dòng)的啟停，換向，變速；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度，位移大小等工藝參數(shù)，以及輔助裝置的動(dòng)作。這樣便得到零件的所有運(yùn)動(dòng)，尺寸，工藝參數(shù)等加工信息，然后用標(biāo)準(zhǔn)的由文字，數(shù)字和符號(hào)組成的數(shù)控代碼，按規(guī)定的方法和格式，編制零件加工的數(shù)控程序單。編制程序的工作可由人工進(jìn)行，或則在數(shù)控機(jī)床以外

93、用自動(dòng)編程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成，比較先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，可以在它的數(shù)控裝置上直接編程。</p><p>　　編好的數(shù)控程序，存放在便于輸送到數(shù)控裝置的一種存儲(chǔ)載體上，它可以是穿孔紙帶，錄音磁卡，軟磁盤等，采用哪一種存儲(chǔ)載體，取決于數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)類型。</p><p><b>　　3.2.2輸入裝置</b></p><p>　　它的作用是將程序載體上的數(shù)

94、控代碼變成相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，傳送并存入數(shù)控裝置內(nèi)。根據(jù)程序存儲(chǔ)介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機(jī)，錄音機(jī)或軟盤驅(qū)動(dòng)器。有些數(shù)控機(jī)床，不用任何程序存儲(chǔ)載體，而是將數(shù)控程序單的內(nèi)容通過(guò)數(shù)控裝置上的鍵盤，用手工方式（MDI方式）輸入，或?qū)?shù)控程序由編程計(jì)算機(jī)用通信方式傳送到數(shù)控裝置。</p><p>　　3.2.3數(shù)控裝置及強(qiáng)電控制裝置</p><p>　　數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，它接受輸入

95、裝置送來(lái)的脈沖信號(hào)，經(jīng)數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件或邏輯電路進(jìn)行編譯，運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令控制機(jī)床的各個(gè)部分，進(jìn)行規(guī)定的，有序的動(dòng)作。這些控制信號(hào)中最基本的信號(hào)是：經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算決定的各坐標(biāo)軸（即作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的各個(gè)執(zhí)行部件）的進(jìn)給速度，進(jìn)給方向和位移量指令，送伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其他還有主運(yùn)動(dòng)部件的變速，換向和啟停信號(hào)，選擇和交換刀具指令信號(hào)，控制冷卻，潤(rùn)滑的啟停，工件和機(jī)床部件松開，夾緊等輔助指令信號(hào)等。</p

96、><p>　　強(qiáng)電控制裝置是介于數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械，液壓部件之間的控制系統(tǒng)。其主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的主運(yùn)動(dòng)變速，刀具選擇交換，輔助裝置動(dòng)作等指令信號(hào)，經(jīng)必要的編譯，邏輯判斷，功率放大后，直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，液壓，氣動(dòng)和機(jī)械部件，以完成指導(dǎo)所規(guī)定的動(dòng)作。此外，還有開關(guān)信號(hào)經(jīng)它送數(shù)控裝置進(jìn)行處理。</p><p>　　3.2.4伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及位置檢測(cè)裝置</p><p&g

97、t;　　伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由伺服驅(qū)動(dòng)電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置組成，并與機(jī)床上的執(zhí)行部件和機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)。它根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的速度和位移指令控制執(zhí)行部件的進(jìn)給速度，方向和位移。每個(gè)作經(jīng)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都配有一套伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有開環(huán)，半閉環(huán)和閉環(huán)之分。在半閉環(huán)和閉環(huán)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，還得使用位置檢測(cè)裝置，間接或直接測(cè)量執(zhí)行部件的實(shí)際進(jìn)給位移，與指令位移進(jìn)行比較，按閉環(huán)原理，將其誤差轉(zhuǎn)換放大后控制執(zhí)行部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。<

98、;/p><p>　　3.2.5 機(jī)床的機(jī)械部件</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件包括：主運(yùn)動(dòng)部件，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件如工作臺(tái)，拖板及其傳動(dòng)部件和床身立柱等支撐部件，此外，還有冷卻，潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)位和夾緊等輔助裝置。對(duì)于加工中心類的數(shù)控機(jī)床，還有存放刀具的刀庫(kù)，交換刀具的機(jī)械手等部件。數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件組成與普通機(jī)床相似，但是傳動(dòng)結(jié)構(gòu)要求更為簡(jiǎn)單，車精度，剛度，抗振性等方面要求更高，而且其傳動(dòng)和變速

99、系統(tǒng)要便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。</p><p>　　綜上所述，機(jī)床的五大部分，在我們實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們主要考慮以下兩個(gè)方面。</p><p><b>　　數(shù)控部分：</b></p><p>　　可以采用一個(gè)集成線路板及一些電器元件集成塊。利用編程器直接對(duì)其控制，可以在機(jī)床的數(shù)控裝置上直接編程以實(shí)現(xiàn)機(jī)床上的各系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，如：刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)；零件的加

100、工，工藝路線和加工順序；主運(yùn)動(dòng)的啟，停，換向，變換；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度，位移大小等。</p><p><b>　　機(jī)械部件：</b></p><p>　　則是這次設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容：我們將對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行部分設(shè)計(jì)，布局，計(jì)算：</p><p>　?。?） 主軸，主軸由交流調(diào)速主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)床在低速下也具有高功率輸出，恒功率區(qū)寬。</p>

101、<p>　?。?） 進(jìn)給系統(tǒng)，x向與水平面呈45°方向進(jìn)給，z向?qū)к墐A斜45°放置。機(jī)床縱向和橫向運(yùn)動(dòng)均采用交流伺服電機(jī)，它們兩者均直接采用消隙聯(lián)軸器把電機(jī)與滾珠絲杠連接起來(lái)。</p><p>　?。?） 床身部件，底座部件。這是大件須考慮布局及各部件在其上的安裝及地基的安裝；</p><p>　?。?） 尾架，卡盤均采用液壓控制，尾座是液壓尾套座，套筒的伸進(jìn)

102、伸出靠液壓控制，但大的行程則靠手動(dòng)來(lái)移動(dòng)尾架。并利用偏心輪機(jī)構(gòu)對(duì)尾座進(jìn)行夾緊，尾架安裝在鑄造的滑動(dòng)導(dǎo)軌上。液壓夾緊油缸為高速卡盤液壓缸，卡盤為高速液壓卡盤，卡盤的松緊由控制面板上的按鈕來(lái)控制。</p><p>　　（5） 外殼。按照人體工程學(xué)宜人化進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，全封閉防護(hù)，配有手拉門，操作簡(jiǎn)捷，使用方便。</p><p><b>　　3.3 參數(shù)確定</b></

103、p><p>　　3.3.1 主參數(shù)和基本參數(shù)</p><p>　　本數(shù)控車床主要技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　允許最大工件回轉(zhuǎn)直徑：Φ300mm</p><p>　　最大切削直徑：Φ200mm,</p><p>　　最大切削長(zhǎng)度：750mm，</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速范圍：40-4000rpm

104、，</p><p>　　主軸通孔直徑：Φ40mm，</p><p>　　拉管通孔直徑：Φ20mm，</p><p>　　刀架有效行程：X軸 200mm </p><p>　　Z軸 750—800mm</p><p>　　安裝刀具數(shù)： 12把，</p><p>　　尾座套筒直徑：Φ80mm，&l

105、t;/p><p>　　尾座套筒行程：66mm，</p><p>　　主軸電機(jī)功率：6.5/8kw </p><p>　　電動(dòng)機(jī)輸出功率：7.5kw</p><p>　　進(jìn)給伺服電機(jī)功率： X軸：0.9kw；</p><p><b>　　Z軸：0.9kw；</b></p><p>

106、;　　機(jī)床外形尺寸： 2575Χ2000Χ1900</p><p>　　為了方便各部門設(shè)計(jì)時(shí)，所考慮到的受力情況，現(xiàn)將切削力計(jì)算如下：有了切削力也就可以依據(jù)它，設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)，刀架，主軸卡盤的夾緊，液壓尾座的行程等等。</p><p>　　3.3.2 切削用量的選擇</p><p><b>　　切削用量的計(jì)算</b></p><

107、;p>　　（本計(jì)算過(guò)程均參考《金屬切削手冊(cè)》）</p><p><b>　　切削深度t：</b></p><p>　　半精切 取t=5mm。</p><p><b>　　進(jìn)給量 s：</b></p><p>　　半精切，用硬質(zhì)合金車刀，</p><p>　　s=0.5m

108、m/r。</p><p><b>　　切削速度 v：</b></p><p>　　半精切，用硬質(zhì)合金車刀</p><p>　　v=130—160mm/r。</p><p><b>　　刀具的選擇：</b></p><p>　　用主偏角Kr=75°的硬質(zhì)合金車刀車直徑

109、為Φ200mm的中碳鋼。</p><p><b>　　切削厚度：</b></p><p><b>　　a=0.46mm</b></p><p><b>　　切削切除率：</b></p><p><b>　　當(dāng)a=0.46mm</b></p>

110、<p><b>　　單位切削功率</b></p><p><b>　　范圍內(nèi)取 </b></p><p><b>　　切削切除率 </b></p><p>　　按工件直徑及轉(zhuǎn)速計(jì)算切削速度</p><p><b>　　主切削力:</b><

111、/p><p>　　3.3.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　確定計(jì)算轉(zhuǎn)速n：</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床采用直流或交流無(wú)級(jí)調(diào)速電動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速時(shí)，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的恒功率輸出轉(zhuǎn)速范圍的低轉(zhuǎn)速。（額定轉(zhuǎn)速）來(lái)確定計(jì)算轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　　主切削力：</b><

112、/p><p><b>　　N=4096.4N</b></p><p><b>　　主軸需轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　3.4 數(shù)控車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖3.2所示。&

113、lt;/p><p>　　圖3.2 數(shù)控車床傳動(dòng)系統(tǒng)圖</p><p>　　注： 1.伺服電機(jī)與滾珠絲桿之間用聯(lián)軸器聯(lián)接；</p><p>　　2.尾架手工移動(dòng)、固定，頂針伸縮液壓實(shí)現(xiàn)；</p><p>　　3.刀架轉(zhuǎn)位、夾緊松開液壓實(shí)現(xiàn)；</p><p>　　4.換刀裝置可采用液壓控制或電動(dòng)控制。</p>

114、<p>　　3.5 數(shù)控車床總體聯(lián)系圖</p><p>　　數(shù)控車床總體布局圖如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 數(shù)控車床總體聯(lián)系圖</p><p>　　部分主要部件名稱： 1 窗玻璃 23 精密滾珠絲杠（Z軸）</p><p>　　2 尾架頂尖

115、 24 Z向拖板</p><p>　　3 液壓尾架 25 X向拖板</p><p>　　4 通油管 26 電動(dòng)刀架</p><p>　　5 排屑裝置 28 機(jī)殼</p><p>　　7 移門