數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺原理與數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(已修改)
2025-06-29 07:07 本頁面
【正文】 目錄1 緒論 3 前言 3 課題來源 3 研究目的與意義 3 研究項(xiàng)目的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 32 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺原理 4 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 4 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5 主要技術(shù)參數(shù) 5 本章小結(jié) 53 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 傳動(dòng)方案的確定 5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 7 伺服電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 9 蝸輪及蝸桿的選用與校核 10 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 12 軸的校核與計(jì)算 13 彎矩組合圖 14 根據(jù)最大危險(xiǎn)截面處的扭矩確定最小軸徑 15 齒輪上鍵的選取與校核 15 軸承的選用 15 本章小結(jié) 164 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 16 性能發(fā)展方向 16 功能發(fā)展方向 17 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 18 智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng) 195 設(shè)計(jì)總結(jié) 196 參考文獻(xiàn) 201 緒論 前言 加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。第一臺加工中心是1958年由美國卡尼特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。二十世紀(jì)70年代以來，加工中心得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心，它備有多個(gè)可以自動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。一臺加工中心是由機(jī)床（機(jī)械部分）和控制系統(tǒng)（電氣部分）兩部分組成，機(jī)床是加工中星的主體，控制系統(tǒng)是加工中心的核心。加工中心的主機(jī)通常是由三大基礎(chǔ)部件組（床身、立柱和工作臺）和主軸部件、刀具存儲自動(dòng)交換系統(tǒng)（ATC）及其它輔助功能部件組成。有的加工中心還具有托盤（工作臺）自動(dòng)交換系統(tǒng)（APC）。 課題來源這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來源于自選課題——面向殼體零件的臥式加工中心工作臺設(shè)計(jì)，目的是通過本次的設(shè)計(jì)工作，能夠在對面向殼體零件加工的臥式加工中心的了解的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對加工中心工作臺的設(shè)計(jì)，并與同組人的對主軸部件、刀庫、夾具的設(shè)計(jì)相應(yīng)，最終設(shè)計(jì)出整個(gè)機(jī)床主要結(jié)構(gòu)部件。此課題讓我們有機(jī)會對機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識有一個(gè)系統(tǒng)的回顧，進(jìn)一步加深學(xué)習(xí)。 研究目的與意義畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)我們建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。培養(yǎng)我們的設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理、查閱文獻(xiàn)、外文資料的閱讀與翻譯、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實(shí)踐能力，使我們初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是解決臥式加工中心數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。 研究項(xiàng)目的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 目前數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心上，它的總的發(fā)展趨勢是： 1．在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺； 2．在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的承載能力； 3．在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺的市場分析：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，加工中心將會越來越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺的加工中心將會達(dá)到每年600臺左右。預(yù)計(jì)未來幾年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長率，特別是那些國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通加工機(jī)床將獲得年均15％－20％左右的穩(wěn)定增長。2 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺原理 數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺完成，稱為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺可以與X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲線等。回轉(zhuǎn)工作臺可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。 圖21為自動(dòng)換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺的運(yùn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)，經(jīng)齒輪減速后由蝸桿蝸輪帶動(dòng)。圖211—工作臺 2—滾柱導(dǎo)軌 4—夾緊瓦 5—小液壓缸 6—活塞 7—彈簧 8—鋼球 9—圓光柵 10—雙列圓柱滾子軸承 11—圓錐滾子軸承 為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過移動(dòng)蝸桿的軸向位置來調(diào)整間隙。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。當(dāng)工作臺靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部的輻射方向裝有8對夾緊瓦4和3，并在底座上均布同樣數(shù)量的小液壓缸5。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時(shí)，活塞6便壓向鋼球8，撐開夾緊瓦，并夾緊蝸輪。在工作臺需要回轉(zhuǎn)時(shí)，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧7的作用下，鋼球8抬起，夾緊瓦將蝸輪松開。 回轉(zhuǎn)工作臺的導(dǎo)軌面由大型滾動(dòng)軸承支承，并由圓錐滾柱軸承11及雙列向心圓柱滾子軸承10保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度主要取決于蝸桿副的傳動(dòng)精度，因而必須采用高精度蝸桿副。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測量工作臺靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹担洃浽谘a(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由高精度的圓光柵10發(fā)出工作臺精確到位信號，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制?；剞D(zhuǎn)工作臺設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動(dòng)時(shí)，先用擋鐵壓下限位開關(guān)，使工作臺降速，然后由圓光柵或編碼器發(fā)出零位信號，使工作臺準(zhǔn)確地停在零位。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可以作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，也可以作連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1）分析原理和性能 2）判別功能載荷及其意義 3）功能設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求 4）提高合理的應(yīng)力分布和剛度 5）重量要適宜 6）應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸 7）根據(jù)性能組合選擇材料 8） 零件與整體零件之間精度的進(jìn)行選擇 主要技術(shù)參數(shù)（1）回轉(zhuǎn)半徑：315 mm（2）重復(fù)定位精度： mm（3） kw（4）電機(jī)轉(zhuǎn)矩 （5）總傳動(dòng)比：（6）最大承載重量100㎏ 本章小結(jié) 主要簡單介紹畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
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