畢業(yè)論文--數(shù)控車削中心主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、1前言1.1課題研究的背景與意義車削中心的定義主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，它的合理性對(duì)機(jī)床的整體性能起到整體的決定作用。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的精度對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工精度有著非常重要的影響。數(shù)控機(jī)床主軸部件是機(jī)床的核心部件，它的性能好壞直接影響機(jī)床的加工精度。因此，對(duì)數(shù)控車削加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于穩(wěn)定機(jī)床產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，推動(dòng)機(jī)床功能部件的發(fā)展，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代具有重要意義。本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目綜合性較強(qiáng)，可以鞏固所學(xué)專業(yè)科知識(shí)，提高本人綜合運(yùn)用機(jī)械專業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。1.2車削中心的發(fā)展

2、現(xiàn)狀精密、高速、復(fù)合、智能以及綠色是現(xiàn)今數(shù)控車削中心機(jī)床發(fā)展的總趨勢(shì)。近幾年來(lái)，數(shù)控車削中心在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等一些方面取得很多成績(jī)。這些主要表現(xiàn)在：1.機(jī)床復(fù)合技術(shù)在數(shù)控加工中心上進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用，隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)也變的日趨完善。2.智能化技術(shù)有新突破，數(shù)控車削中心的智能化技術(shù)有了新突破，數(shù)控系統(tǒng)的性能得到很大提升更加穩(wěn)定。3.數(shù)控車削中心精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展從原來(lái)的絲級(jí)提升到目前的微米級(jí)，某些品種已達(dá)到了0.05μm左右。4機(jī)器人是柔性化組合效率提高的典型體現(xiàn)，機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到了十分

3、廣泛的應(yīng)用，這使得柔性線更加靈活，功能得到進(jìn)一步擴(kuò)展，柔性線也進(jìn)一步縮短，效率提高.。高精度∶精密的數(shù)控車削中心代替了過(guò)去的普通精度數(shù)控車床加工精度普遍提高。加工精度從過(guò)去的1T6-1T7提高到了現(xiàn)在的1T5-1T6。重復(fù)定位精度已經(jīng)達(dá)1-2微米（高精度車床為0.3Mm），圓度達(dá)到了1微米，工件精度達(dá)到了0.3微米，表面粗糙度達(dá)到了Ra0.3微米。所有的精度參數(shù)還在不斷提高。高效率∶現(xiàn)在數(shù)控車削中心正通過(guò)高速化、復(fù)合化不斷的提高加工效率。在高速化方面，主傳動(dòng)功率大有提高，主軸轉(zhuǎn)速提升很大，一般的中等規(guī)格NC車床主軸

4、轉(zhuǎn)速已從過(guò)去的3000-5000r/min提高到4000-8000r/min，甚至NC單軸自動(dòng)車床已經(jīng)達(dá)到1.2萬(wàn)、1.5萬(wàn)、甚至2萬(wàn)r/min，快速進(jìn)給同樣提升很大，從過(guò)去的10-20m/min提高到30、甚至40m/min。在復(fù)合化方面，具有銑削功能、Y軸功能的車削中心的比例增加很多，約占總數(shù)的15%。具有X、Z、Y、B、C5軸功能的數(shù)控車削中心也逐步增多，并且出現(xiàn)了車床-加工中心結(jié)合、車-磨結(jié)合的復(fù)合加工機(jī)。高自動(dòng)化∶與CAD/CAM相結(jié)合，現(xiàn)場(chǎng)交互編程，自動(dòng)對(duì)刀；帶有ATC、AWC、AJC等自動(dòng)化外圍設(shè)備；

5、能夠進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量以及誤差補(bǔ)償；監(jiān)控能力增強(qiáng)，部分可遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷；便于集成到自動(dòng)化加工系統(tǒng)。高性能∶國(guó)外數(shù)控車削中心目前正處在全面向高性能發(fā)展，主要依靠改進(jìn)工藝、布局、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)和控制五方面全方面的提高精度、速度、效率、自動(dòng)化。在提高復(fù)合加工性能方面進(jìn)步很大，數(shù)控加工中心的高性能發(fā)展備受矚目。模塊化設(shè)計(jì)∶將數(shù)控車削中心的功能部件模塊化，在需要時(shí)按照功能需要，將基本模塊進(jìn)行組裝，這樣針對(duì)需求各種功能部件靈活配置，加速發(fā)展了新系列產(chǎn)品、節(jié)約了成本和縮短了交貨期。美、德、日等工業(yè)化國(guó)家已經(jīng)先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而

6、我國(guó)從20世紀(jì)80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。我國(guó)與世界上其他工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在數(shù)控車削加工中心方面存在的主要差距為∶主機(jī)設(shè)計(jì)基本功比較差而且一味模仿缺乏創(chuàng)新；在精度、效率、自動(dòng)化等方面存在不小差距；重要基礎(chǔ)元部件、數(shù)控系統(tǒng)主要依靠進(jìn)口；模塊化設(shè)計(jì)較少；缺乏深入系統(tǒng)的科研工作，設(shè)計(jì)、試驗(yàn)手段較落后；我國(guó)在數(shù)控車削中心方面的努力方向包括：加強(qiáng)基礎(chǔ)投入，解決關(guān)鍵部件的自產(chǎn)問(wèn)題，努力提高精度，加強(qiáng)模塊化生產(chǎn)水平，加大科研投入，進(jìn)行自我創(chuàng)新。1.3車削中心簡(jiǎn)介數(shù)控車削中心是擁有高精度和高效率的自動(dòng)化機(jī)床，它通過(guò)數(shù)字信息自動(dòng)控

7、制加工過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)位置、動(dòng)作順序、輔助功能，操作者在加工過(guò)程中不能干預(yù)，不能對(duì)機(jī)床進(jìn)行人為的補(bǔ)償，所以數(shù)控車削中心幾乎在任何方面都要求比普通機(jī)床設(shè)計(jì)得更加完善，制造的更加精密。與普通車床相比，數(shù)控車削中心加裝了C軸使其功能得到很大提升，使其可以一機(jī)多用，而且占地面積小，節(jié)約了投資，并且提高加工精度、加工效率等。在主傳動(dòng)系統(tǒng)方面，具有下列特點(diǎn)：(1)目前數(shù)控車削中心的主傳動(dòng)電機(jī)已經(jīng)不再采用傳統(tǒng)的直流調(diào)速電機(jī)或普通的交流異步電機(jī)，已逐步采用了新型的交流調(diào)速電機(jī)和直流調(diào)速電機(jī)。(2)轉(zhuǎn)速高，功率大。(3)變速范

8、圍大。(4)主軸速度的變換范圍大，并且迅速可靠。車削中心能一機(jī)多用，在一定意義上是數(shù)控車床的發(fā)展。很多回轉(zhuǎn)體零件常常要進(jìn)行鉆孔、銑削等工序，最好能在只進(jìn)行一次裝夾的情況下完成，這樣保證了加工精度、降低了成本、縮短加工周期，特別是對(duì)重型車床，優(yōu)點(diǎn)更加明顯，因?yàn)榧庸ぶ匦凸ぜ跹b困難，最好工件一次安裝能完成多道工序。這樣車削中心的優(yōu)點(diǎn)就很明顯了，它以數(shù)控車床為主體