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《數(shù)控車削中心進給系統(tǒng)設(shè)計論文_本科論文.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、濟南大學畢業(yè)設(shè)計1前言1.1選題背景與意義1.1.1國內(nèi)外現(xiàn)狀進入21世紀，我國機床制造業(yè)既面臨著提升機械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機，也遭遇到加入WTO后激烈的市場競爭的壓力。從技術(shù)層面上來講，加速推進數(shù)控技術(shù)將是解決機床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個關(guān)鍵。數(shù)控機床及由數(shù)控機床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目。它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進制造技術(shù)
2、中的一項核心技術(shù)。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術(shù)的深化應(yīng)用促進了數(shù)控機床的進一步提升。進給伺服以數(shù)控機床的各坐標為控制對象，產(chǎn)生機床的切削進給運動。為此，要求進給伺服能快速調(diào)節(jié)坐標軸的運動速度，并能精確地進行位置控制。具體要求其調(diào)速范圍寬、位移精度高、穩(wěn)定性好、動態(tài)響應(yīng)快。根據(jù)系統(tǒng)使用的電動機，進給伺服可細分為步進伺服、直流伺服、交流伺服和直線伺服。步進伺服是一種用脈沖信號進行控制，并將脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的控制系統(tǒng)。直流伺服的工作原理是建立在電磁力定律基礎(chǔ)上。與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的是互相獨立的兩個變量主磁通與電樞
3、電流，它們分別控制勵磁電流與電樞電流，可方便地進行轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制。交流伺服系統(tǒng)具有良好的伺服特性。其寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動態(tài)響應(yīng)及四象限運行等良好的技術(shù)性能，使其動、靜態(tài)特性已完全可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時可實現(xiàn)弱磁高速控制，拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動的要求，交流伺服已占據(jù)了機床進給伺服的主導地位。直線伺服系統(tǒng)采用的是一種直接驅(qū)動方式（DirectDrive），與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)傳動方式相比，最大特點是取消了電動機到工作臺間的一切機械中間傳動環(huán)節(jié)，即把機床進給傳動鏈的長度縮短為零。這種“零傳動”方式
4、，帶來了旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式無法達到的性能指標。目前，進給系統(tǒng)中的傳動裝置主要包括了齒輪傳動裝置、液力傳動裝置、靜液力傳動裝置等。而驅(qū)動控制單元有位置控制方式、速度控制方式、JOG控制方式、內(nèi)部速度控制方式等。1.1.2選題的目的與意義-23-濟南大學畢業(yè)設(shè)計進給伺服系統(tǒng)是數(shù)控車削中心的重要組成部分，由驅(qū)動控制單元、驅(qū)動電機、機械傳動部件、執(zhí)行件和檢測反饋環(huán)節(jié)等組成。其主要功能是接受數(shù)控裝置的指令來控制電機驅(qū)動機床的各運動部件，從而準確地控制它們的速度和位置，達到加工出所需零件的外形和尺寸的最終目標。因此進給伺服系統(tǒng)的性能優(yōu)劣
5、直接影響加工工件的質(zhì)量和精度，對提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有十分重要的作用。本次設(shè)計有利于培養(yǎng)綜合運用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，解決工程實際問題的能力，提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，受到本專業(yè)工程技術(shù)和科學研究工作的基本訓練，使工程繪圖、數(shù)據(jù)處理、外文文獻閱讀、程序編制、使用手冊等基本技能得到訓練和提高，培養(yǎng)正確的設(shè)計思想。嚴肅認真的科學態(tài)度。在設(shè)計中，先通過參考及查閱了解進給系統(tǒng)的工作原理、作用和結(jié)構(gòu)特點，選擇合適的算法，根據(jù)計算結(jié)果查閱手冊，得到相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和零件，并繪制相關(guān)的圖紙。1.2數(shù)控車削中心簡介數(shù)控車削中心是一機多用的多
6、工序加工機床，它是數(shù)控機床在擴大工藝范圍方面的發(fā)展。不少回轉(zhuǎn)零件上常常有鉆孔、銑削等工序，例如鉆油孔、銑鍵槽、銑扁及銑油槽等，最好能在一次裝夾下完成，這對于降低成本、縮短加工周期、保證加工精度等都有重要意義，特別是對重型機床，更能突顯其優(yōu)點，因為其加工的重型工件吊裝不易，最好是工件再一次安裝后能完成多工序的加工。所以車削中心刀架上的刀具數(shù)目增加了許多，形成了一個刀庫。圖1.1是車削中心示意圖。加工時，機床主軸不轉(zhuǎn)，裝在刀架上的銑削主軸帶著銑刀旋轉(zhuǎn)。對車削中心加工工藝的分析可見，車削中心在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加了兩大功能：
7、自驅(qū)動刀具、增加了主軸的C軸坐標功能。圖1.1車削中心示意圖-23-濟南大學畢業(yè)設(shè)計1.3數(shù)控車削中心進給系統(tǒng)概述數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖1.2所示：圖1.2數(shù)控機床進給系統(tǒng)伺服由于各種數(shù)控設(shè)備所完成的加工任務(wù)不同，它們對進給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，但通?？筛爬橐韵聨追矫妫嚎赡孢\行；速度范圍寬；具有足夠的傳動剛度和高的速度穩(wěn)定性；快速響應(yīng)并無超調(diào)；高精度；低速大轉(zhuǎn)矩。伺服系統(tǒng)對伺服電機的要求：（1）從最低速到最高速電機都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)
8、象。（2）電機應(yīng)具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4-6倍而不損壞。（3）為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。電機應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保證電機可在0.2s以內(nèi)從靜止啟動到額定轉(zhuǎn)速。（
