按照現(xiàn)有無(wú)極變速數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改變?cè)O(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(編輯修改稿)
2024-08-30 05:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分變速機(jī)構(gòu)分離，裝在兩個(gè)箱體內(nèi)，這兩個(gè)部件分別稱為主軸箱和變速箱，中間一般采用帶傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是變速箱的震動(dòng)和熱量不易傳給主軸，從而減少主軸的震動(dòng)和熱變形。當(dāng)主軸箱采用背輪傳動(dòng)時(shí)，主軸通過(guò)帶傳動(dòng)直接得到高轉(zhuǎn)速，故運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，加工質(zhì)量高。缺點(diǎn)是：箱體多，加工裝配工作量大，成本較高；帶傳動(dòng)在低速時(shí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，容易打滑；更換傳動(dòng)帶不方便等。 （2）、變速方式選擇 機(jī)床主傳動(dòng)的變速方式可分為無(wú)級(jí)變速和有級(jí)變速兩種。 (1)、無(wú)級(jí)變速 無(wú)級(jí)變速是指在一定速度范圍內(nèi)能連續(xù)、任意地變速，可選用最合理的切削速度，沒(méi)有速度損失，生產(chǎn)率高；一般可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，減少輔助時(shí)間；操縱方便；傳動(dòng)平穩(wěn)等。因此在機(jī)床上的應(yīng)用有所增加。機(jī)床主傳動(dòng)采用的無(wú)級(jí)變速裝置主要由以下幾種。 ? 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器 靠摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩，通過(guò)摩擦傳動(dòng)使工作半徑變化實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。由于它的變速范圍較窄，通常需要與有級(jí)變速箱串聯(lián)使用。 ? 液壓無(wú)級(jí)變速器 通過(guò)改變單位時(shí)間內(nèi)輸入液壓缸或液動(dòng)機(jī)中的液體流量來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。其特點(diǎn)是變速范圍較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，運(yùn)動(dòng)換向時(shí)沖擊小，易于實(shí)現(xiàn)直線移動(dòng)。因此，常用于主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床。 ? 電氣無(wú)級(jí)變速 直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)從額定轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速之間是用調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速，為恒功率調(diào)速段；從最低轉(zhuǎn)速到額定轉(zhuǎn)速之間是用調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)速，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速段。 (2)、有級(jí)變速 有級(jí)變速是指在肉感固定速度級(jí)內(nèi)不連續(xù)地變速。這種變速方式傳遞功率大，變速范圍大，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠；但速度不能連續(xù)變化，有速度損失，傳動(dòng)不夠平穩(wěn)。一般采用下述機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速。? 滑移齒輪變速機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)是：變速范圍大，實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)多；變速較方便，可傳遞較大功率。缺點(diǎn)是：變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜；傳動(dòng)不夠平穩(wěn)；不能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。? 交換齒輪變速機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要操縱機(jī)構(gòu)；軸向尺寸小，變速箱結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)是：更換齒輪費(fèi)時(shí)費(fèi)力；齒輪裝于懸臂軸端，剛度差。 數(shù)控車床發(fā)展總趨勢(shì) 近年來(lái)，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)也呈現(xiàn)出一些新的發(fā)展趨勢(shì)，如主軸轉(zhuǎn)速的高速化、功能結(jié)構(gòu)的復(fù)合化、柔性化。 (1)高速主軸單元 為了適應(yīng)數(shù)控加工高速化的發(fā)展，目前越來(lái)越多的高速數(shù)控車床采用了電主軸。電主軸又稱內(nèi)置式電動(dòng)機(jī)主軸單元，就是將高速的主軸電動(dòng)機(jī)置于主軸內(nèi)部，通過(guò)交流變頻控制系統(tǒng)，使主軸獲得所需的工作轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)、主軸的一體化功能；取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了主軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和工作精度，徹底解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)皮帶和帶輪等傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題；可精確實(shí)現(xiàn)主軸的定位和軸傳動(dòng)功能。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到10000r/min以上，它融合了尖端的高速精密軸承、潤(rùn)滑技術(shù)、冷卻技術(shù)、高速變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，是技術(shù)含量很高的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 (2)功能復(fù)合化、柔性化隨著數(shù)控車床對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性的不斷提高，數(shù)控車床（特別適合主傳動(dòng)系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)發(fā)生了很大變化，并向著功能復(fù)合化和系統(tǒng)柔性化的方向發(fā)展。功能復(fù)合化的目的是進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時(shí)間減至最少。通過(guò)功能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大車床的使用范圍、提高效率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺(tái)數(shù)控車床既可以實(shí)現(xiàn)車削功能，也可以實(shí)現(xiàn)銑削加工 。寶雞機(jī)床廠已經(jīng)研制成功的CX25Y數(shù)控車銑復(fù)合中心，該機(jī)床同時(shí)具有X、Z軸以及C軸和Y軸。通過(guò)C軸和Y軸，可以實(shí)現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機(jī)床還配置有強(qiáng)動(dòng)力刀架和副主軸。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。數(shù)控車床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)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(kāi)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及MTS等聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化方向發(fā)展由此可見(jiàn)，現(xiàn)代數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅限于只滿足原有的基本要求，還要綜合考慮現(xiàn)代制造對(duì)機(jī)床的整體要求，如制造控制、過(guò)程控制以及物料傳送，以縮短產(chǎn)品的加工時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、制造時(shí)間，以最大限度的提高生產(chǎn)率。 中國(guó)于1958年研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，發(fā)展過(guò)程大致可分為兩大階段。在1958～1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對(duì)數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識(shí)，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過(guò)關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無(wú)法用於生產(chǎn)而停頓。主要存在的問(wèn)題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國(guó)、臺(tái)灣省共11國(guó)(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。 在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：
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