TH5940型數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含3張CAD圖紙】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
二級(jí)學(xué)院（直屬學(xué)部）： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)：
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
職稱
講師
課題名稱
TH5940型數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)
課 題 工 作 內(nèi) 容
該機(jī)床適用于摩托車、汽車、輕工機(jī)械等行業(yè)提高生產(chǎn)率。不僅對(duì)刀具的位置或軌跡進(jìn)行控制，而且還具有自動(dòng)換刀和補(bǔ)償功能，具有很高的強(qiáng)度，剛度和抗震性。以前采用的專用機(jī)床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進(jìn)。而加工中心具有柔性，從而能適應(yīng)產(chǎn)品在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到商品化。本加工中心的設(shè)計(jì)擬采用主機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)(包括伺服和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))及相關(guān)配套件三部分組成。在對(duì)以前研究成果分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)要求指標(biāo)，對(duì)初步擬訂的方案進(jìn)行細(xì)化，論證，完善和總結(jié)。
加工中心的進(jìn)給系統(tǒng)承擔(dān)加工中心各直線坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給，進(jìn)給系統(tǒng)的好壞將直接影響整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和精度指標(biāo)。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)使進(jìn)給穩(wěn)定性和快速響應(yīng)的特性。同時(shí)，要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對(duì)驅(qū)動(dòng)元件和機(jī)械傳動(dòng)裝置的參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，使整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性相匹配。
包括：
1、 數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)
2、 主要傳動(dòng)件滾珠絲杠及其支承的設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了校驗(yàn)
3、繪制部分重要零件的零件圖
4、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200個(gè)印刷符號(hào)）。
5、翻譯與本專業(yè)相關(guān)的15000個(gè)印刷符號(hào)的科技英語文章
指標(biāo)（目標(biāo)）要求
1工作臺(tái)尺寸 400x630x2 mm
2承重 500 kg
3立柱橫向行程X 600 mm
4立柱縱向行程Y 400 mm
5主軸箱垂直行程Z 600 mm
6工作臺(tái)回轉(zhuǎn)C 0°\180°
7主軸轉(zhuǎn)速 45-6000 r/min
8主軸最大扭矩 180 N.m
9主電機(jī)功率 7 kw
10重復(fù)定位精度X、Y、Z ±0.003 mm
11定位精度X、Y、Z ±0.005 mm
進(jìn)
程
安
排
進(jìn)程安排：
3周到4周 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集資料、調(diào)查研究，完成畢業(yè)實(shí)習(xí)
5周到7周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告，方案論證、確定課題總體方案
8周到10周 完成總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)草圖。
11周到15周 完成裝配總圖、部件圖及部分零件圖。
16周到18周 編寫設(shè)計(jì)說明書以及答辯準(zhǔn)備。
主
要
參
考
文
獻(xiàn)
[1] 畢承恩，丁乃建.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.78~82
[2] 毛謙德，李振清.袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001.205~209
[3] 戴曙主編. 機(jī)床滾動(dòng)軸承應(yīng)用手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.121~124
[4] 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)，第三冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.179~181
[5] [美]格利.機(jī)械工程設(shè)計(jì).北京：人民教育出版社，1981.32~35
[6] 劉又午.數(shù)字控制機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1983. 19~24
[7] 劉鴻文主編.材料力學(xué). 北京：人民教育出版社,1979. 201~206
[8] 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理與機(jī)械零件教研組編.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：人民出版社,1980.21~27
[9] 趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1990.179~181
[10] 黃如林.切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.2004.31~32
[11] 靳龍.數(shù)控加工中心進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析.機(jī)械研究與應(yīng)用.2005, 18(3):7173
[12] 劉躍南.機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及其應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社.58~60
[13] 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).兵器工業(yè)出版社.92~93
[14] 機(jī)械工藝人員設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.80~82
地
點(diǎn)
起止
日期
2007-3-12～2007-6-23
系主任： 指導(dǎo)教師：
年 月 日 年 月 日
說明：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)課題的具體情況填寫，經(jīng)系部審核簽字后生效。此任務(wù)書在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作開始前一周內(nèi)填寫并發(fā)給學(xué)生。
洛陽一拖實(shí)習(xí)報(bào)告
1 前言
2009年3月12日，我們懷著激動(dòng)的心情來到了九朝古都——洛陽，在接近市區(qū)的地方我們終于看到了此次的實(shí)習(xí)地點(diǎn)中國第一拖拉機(jī)廠。
隨著科學(xué)的發(fā)展，21世紀(jì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)是使學(xué)生面向基面、面向生產(chǎn)、服務(wù)第一線，既懂知識(shí)又懂生產(chǎn)的高素質(zhì)勞動(dòng)及高級(jí)生產(chǎn)方面的人才。
在校學(xué)習(xí)快4年了，但多數(shù)都在書上。上手的機(jī)會(huì)也不會(huì)太多、更感受不到正規(guī)化的工廠運(yùn)營模式。今年3月份，院里組織我們?nèi)ヂ尻栔袊谝煌侠瓩C(jī)集團(tuán)有限公司實(shí)習(xí)，能到曾經(jīng)是九朝古都的洛陽實(shí)習(xí)。
2 一拖簡(jiǎn)介
建國50多年以來，我國的機(jī)械制造行業(yè)有了翻天覆地的發(fā)展，如今已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)膶?shí)力，逐步形成了一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模和應(yīng)頂技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系，中國一拖就是其中一個(gè)國營的具有一定實(shí)力的工業(yè)體系
目前具有年產(chǎn)大馬力輪式拖拉機(jī)5000-6000臺(tái)，履帶式拖拉機(jī)25000臺(tái)，中小馬力輪式拖拉機(jī)15-20萬臺(tái)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)10萬臺(tái)，聯(lián)合收割機(jī) 4000臺(tái)，壓路機(jī)4000臺(tái)，工業(yè)推土機(jī)2000臺(tái)的生產(chǎn)能力。流水線生產(chǎn)過程，能出色完成鑄造、鍛造、沖壓機(jī)械的加工，熱處理等工藝過程。
中國一拖一直把保護(hù)人類生存環(huán)境作為自己的責(zé)任，其生產(chǎn)的柴油機(jī)從20世紀(jì)70年代開始，一直是中國較清潔、最節(jié)約能源的動(dòng)力機(jī)之一。其中與英國許多大公司聯(lián)合設(shè)計(jì)的EK105系列柴油機(jī)，其排放量達(dá)到了歐亞標(biāo)準(zhǔn)，已成為中國農(nóng)業(yè)機(jī)械與工程機(jī)械配套機(jī)械最佳選擇，專門為歐洲設(shè)計(jì)的運(yùn)泥車達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
20世紀(jì)90年代，中國拖拉機(jī)研究所與檢測(cè)中心的并入，極大的提高了一拖產(chǎn)品的科研能力，多年來 在新產(chǎn)品的開發(fā)、投資、生產(chǎn)、營銷等方面又不斷與德國、日本、英國等國家的國際知名品牌企業(yè)合作，在全國、全球內(nèi)許多地方都可以看到一拖的產(chǎn)品。從15馬力到180馬 力的輪式拖拉機(jī)，各種規(guī)格的推土機(jī)、壓路機(jī)等農(nóng)用機(jī)械和工程機(jī)械，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。
隨著時(shí)代、科技的發(fā)展，以卓越的產(chǎn)品品質(zhì)滿足社會(huì)的需求一直是一拖集團(tuán)多年來的信念與追求。愛崗、愛廠、愛國是一拖工人的理念，多位領(lǐng)導(dǎo)人的到來更加鼓舞了依托工人門積極拼搏、勇于奉獻(xiàn)。一拖推動(dòng)了時(shí)代的發(fā)展，推動(dòng)農(nóng)用設(shè)備機(jī)械化的進(jìn)程。在1984年中國首次考察南極、建立長(zhǎng)城站時(shí)，一拖的產(chǎn)品經(jīng)受住了惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。
憑借150萬臺(tái)拖拉機(jī)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及由此奠定出獨(dú)具特色的工藝水平和技術(shù)實(shí)力，中國一拖集團(tuán)有限公司成為卓越的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造專家，在這一領(lǐng)域享有極高的聲譽(yù)。
1984年中國科考隊(duì)第一次登陸南極建立長(zhǎng)城站時(shí)，一拖的產(chǎn)品經(jīng)受住了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
如今的落落大都，在中國一拖的襯托下再現(xiàn)輝煌，現(xiàn)在的一拖蒸蒸日上，2006年目標(biāo)超過100億，其生產(chǎn)與管理已經(jīng)相當(dāng)?shù)囊?guī)范化。相信中國一拖的明天將會(huì)更好！
3 實(shí)習(xí)目的及任務(wù)
1了解產(chǎn)品制造生產(chǎn)技術(shù)和管理的一般情況。
2運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，觀察分析常見的工藝問題，切實(shí)達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。
3通過實(shí)習(xí)進(jìn)一步增強(qiáng)實(shí)踐能力，學(xué)習(xí)技術(shù)工人愛崗敬業(yè)的精神。
4 實(shí)習(xí)內(nèi)容
1了解公司的內(nèi)容概況，通過錄象及產(chǎn)品介紹，生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)代管理等內(nèi)容，以及安全方面的知識(shí)。
2加工工藝實(shí)習(xí)。對(duì)軸、連桿、箱體，齒輪等典型零件工藝分析。
3加工設(shè)備與工藝設(shè)備實(shí)習(xí)。
選擇幾種有代表性的機(jī)床著重了解基本結(jié)構(gòu)、性能、 傳動(dòng)及調(diào)整、使用掌握分析、選擇機(jī)床的方法，培養(yǎng)選擇機(jī)床的能力。
結(jié)合“機(jī)械制造技術(shù)”“機(jī)械加工技術(shù)”課堂教學(xué)了解現(xiàn)場(chǎng)常用的非標(biāo)準(zhǔn)刀具的類型、裝卡、切削等性能特點(diǎn)，了解現(xiàn)場(chǎng)的刀具結(jié)構(gòu)、使用特點(diǎn)等，為日后工作積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。
結(jié)合“公差配合與技術(shù)測(cè)量”的教學(xué)了解每道工序工件的合格性的判斷，及常用的量具、測(cè)量?jī)x器的使用與維護(hù)。
結(jié)合“機(jī)械制造技術(shù)”課程所講內(nèi)容，了解專用夾具的組成，及其各部分的作用，使用及維護(hù)等。
結(jié)合“摸具”所學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)了解并分析典型摸具的結(jié)構(gòu)制造使用以及維護(hù)。
4控制設(shè)備方面實(shí)習(xí)
結(jié)合“機(jī)械控制技術(shù)”課堂教學(xué)選擇具有代表性的機(jī)床，觀察分析機(jī)床的液壓系統(tǒng)的組成及基本工作原理。
結(jié)合“機(jī)械控制技術(shù)”課堂教學(xué)，對(duì)典型設(shè)備的控制方法進(jìn)行分析。
結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)行設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及控制原理的分析，進(jìn)一步熟悉數(shù)控機(jī)床的使用與操作。
5裝配工藝實(shí)習(xí)
結(jié)合產(chǎn)品了解1-2個(gè)典型裝配成型的典型部件的裝配要求，裝配過程，參觀產(chǎn)品的安裝及調(diào)試。6按照指導(dǎo)教師的要求，針對(duì)性的搜集有關(guān)畢業(yè)論文（或畢業(yè)設(shè)計(jì)）所需資料。
6機(jī)床方面
利用分析機(jī)床運(yùn)動(dòng)的方法寫出在學(xué)校未接觸過的一種機(jī)床的加工原理、主要組成部件、傳動(dòng)原理等內(nèi)容。
7公差方面
現(xiàn)場(chǎng)了解通用、專用量具的使用場(chǎng)合及測(cè)量方法，觀察檢驗(yàn)工序的安排。
8數(shù)控方面數(shù) 控設(shè)備0501李奉越
詳細(xì)了解2-3個(gè)典型零件的數(shù)控加工工藝過程，工件的裝夾、程序的編制、刀具的安裝及調(diào)整等方面的內(nèi)容。
六 實(shí)習(xí)行程
5 安全教育
任何人在進(jìn)入一拖工廠之前，都要進(jìn)行必須的安全教育，若是忽略了安全，就有可能出現(xiàn)意想不到的危險(xiǎn)，從而給我們?cè)斐蓚?，所以我們必須牢記下列幾點(diǎn)：
1嚴(yán)禁在工廠內(nèi)吸煙（違者罰款400元）。
2禁止打鬧，要列隊(duì)進(jìn)入工廠。
3在廠區(qū)內(nèi)要走人行道，防止車輛傷害。
4不要靠近壘高的堆放物。
5工作服裝要穿戴整齊。
6女工必須戴帽子，把頭發(fā)全部放進(jìn)帽子內(nèi)。
7女實(shí)習(xí)工，不允許穿高跟鞋。
8進(jìn)工廠之后，只看不摸，不拍照。
9注意高空，有天車及懸掛物要要繞行。
10在廠房?jī)?nèi)要注意防屑、防滑。
工廠內(nèi)的危害因素有：
1機(jī)械性危害 2化學(xué)物質(zhì)傷害
3燃燒爆炸傷害 4熱危害
5電氣危害 6其他危害
全是生產(chǎn)的第一位，我們要認(rèn)真的學(xué)好安全知識(shí)，保護(hù)自己，科學(xué)生產(chǎn)。 數(shù)控設(shè)備0501班李奉越
實(shí)習(xí)紀(jì)律
1按時(shí)參加實(shí)習(xí)，無故不到者，視情節(jié)輕重給予必要的處罰或中止實(shí)習(xí)。
2實(shí)習(xí)過程中不允許請(qǐng)假，如有特殊 情況應(yīng)得到實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的批準(zhǔn)，否則按曠課論處。
3進(jìn)入廠區(qū)時(shí)，要隊(duì)列整齊，不準(zhǔn)打鬧，工作服應(yīng)穿戴整齊，女生必須帶帽子。實(shí)習(xí)過程中應(yīng)嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)章制度，防止發(fā)生任何事故。
4實(shí)習(xí)期間的一切行動(dòng)必須聽從指導(dǎo)教師的安排，絕不允許單人行動(dòng)，外出最少要三個(gè)人以上。不準(zhǔn)進(jìn)入網(wǎng)吧等易發(fā)生糾紛的場(chǎng)所，嚴(yán)禁酗酒，否則按違紀(jì)處理，重者立即停止實(shí)習(xí)。
5有問題應(yīng)立即找?guī)ш?duì)指導(dǎo)教師請(qǐng)教。
實(shí)習(xí)要求
1實(shí)習(xí)期間必須遵守實(shí)習(xí)紀(jì)律，服從指導(dǎo)教師的安排，不的擅自行動(dòng)。
2實(shí)習(xí)期間應(yīng)認(rèn)真記錄觀察。
3實(shí)習(xí)結(jié)束后，按要求完成實(shí)習(xí)報(bào)告。
4實(shí)習(xí)報(bào)告要求內(nèi)容規(guī)范，需要圖示的內(nèi)容，應(yīng)認(rèn)真規(guī)范的畫出。加工工藝應(yīng)按規(guī)范的格式填寫。
6 實(shí)習(xí)行程
1安全教育
不允許穿涼鞋進(jìn)廠；
進(jìn)廠必須穿長(zhǎng)褲；
禁止在廠里吸煙，被發(fā)現(xiàn)者罰款；
進(jìn)廠后衣服不準(zhǔn)敞開，外套不準(zhǔn)亂掛在身上，不得背背包進(jìn)廠；
人在廠里不要成堆，不要站在主干道上；
注重自身和學(xué)校形象；
不準(zhǔn)亂按按扭、開關(guān)；
注意安全.
2參觀一拖工程機(jī)械有限公司
第二天上午我們首站參觀了一拖工程機(jī)械有限公司。該公司是中國第一拖拉機(jī)股份有限公司與華晨中國機(jī)械控股公司合資經(jīng)營的大型企業(yè)。公司占地面積14萬平方米，建筑面積9.8萬平方米。
公司始建于七十年代，前身為機(jī)械工業(yè)部的重型軍工企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模宏大，技術(shù)力量雄厚。九三年成立合資公司以來，憑軍工技術(shù)的科研能力，不斷開發(fā)出符合國情和市場(chǎng)需求的高性能價(jià)格比的工程機(jī)械產(chǎn)品。先后推向市場(chǎng)的有：輪式裝載機(jī)、工業(yè)推土機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)三大系列數(shù)十個(gè)型號(hào)產(chǎn)品，其中東方紅T100工業(yè)推土機(jī)被評(píng)為省優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。作為馳名中外的“東方紅”工程機(jī)械產(chǎn)品，行銷國內(nèi)三十個(gè)省市自治區(qū)，并出口到歐洲、亞洲、非洲、拉美和澳大利亞等國家和地區(qū)。
公司始終堅(jiān)持”質(zhì)量第一，顧客至上”的方針，通過1S09001質(zhì)量體系認(rèn)證，并多次被省、市授予”五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀”、“職業(yè)道德建設(shè)十佳單位”和“外商投資優(yōu)秀企業(yè)”等榮譽(yù)稱號(hào)。
精益求精、精良制造。憑借軍工生產(chǎn)的實(shí)力，公司不僅擁有國內(nèi)外著名企業(yè)制造的大型、精密、稀有的先進(jìn)設(shè)備50余臺(tái)，主要加工設(shè)備400余臺(tái)，而且在計(jì)量、檢測(cè)方面擁有國際先進(jìn)水平的檢測(cè)儀器，為產(chǎn)品質(zhì)量提供了可靠的保障。 從軍工生產(chǎn)轉(zhuǎn)為工程機(jī)械制造，公司始終堅(jiān)持”傳承軍工品質(zhì)，爭(zhēng)創(chuàng)行業(yè)一流”的企業(yè)精神，憑借良好的基礎(chǔ)和雄厚的實(shí)力，以市場(chǎng)為導(dǎo)向開發(fā)出：輪式裝載機(jī)、履帶推土機(jī)和振動(dòng)壓路機(jī)三大系列產(chǎn)品。
下午我們又參觀了一拖福萊格車身有限公司。該公司是于2006年2月在原中國一拖集團(tuán)有限公司沖壓廠的基礎(chǔ)上改制而成的有限責(zé)任公司，始建于1956年。福萊格公司承繼了原沖壓廠的主要業(yè)務(wù)，致力于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械（履拖、大中小輪拖、收獲機(jī)等）和工程機(jī)械的覆蓋件、結(jié)構(gòu)件、駕駛室等產(chǎn)品的制造、銷售以及通用機(jī)械產(chǎn)品的沖壓、焊接、涂裝和機(jī)械加工。公司擁有廠房面積62198平方米，擁有包括170余名專業(yè)技術(shù)人員
福萊格公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于農(nóng)機(jī)、汽車、工程機(jī)械、輕工機(jī)械等行業(yè)，產(chǎn)品品種達(dá)6000多個(gè)，具有年產(chǎn)履帶拖拉機(jī)配套件0.5萬臺(tái)套、大、中、小型拖拉機(jī)配套件15萬臺(tái)套、105系列柴油機(jī)配套件15萬臺(tái)份、載重汽車車身、中輕卡車身5000臺(tái)套、汽車配套件5萬臺(tái)套的生產(chǎn)能力，先后采用來料加工、合資、合作等多種形式為日本三菱公司、英國RDS公司以及國內(nèi)多家汽車制造企業(yè)配套生產(chǎn)零部件和汽車車身總成等產(chǎn)品，具有較高的質(zhì)量信譽(yù)。
擁有沖壓設(shè)備100余臺(tái)，5條大臺(tái)面沖壓生產(chǎn)線，其中最大噸位2000T，雙動(dòng)壓力機(jī)最大噸位1300T，四點(diǎn)壓力機(jī)最大噸位1000T，最大工作臺(tái)面4000*2200MM，分別生產(chǎn)大型薄板拉伸件、中厚板沖裁件及其它各類壓彎成型件。
擁有電弧焊機(jī)、氣保焊機(jī)、點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)等各類焊機(jī)220余臺(tái)，多條焊裝生產(chǎn)線，分別用于中重型汽車車身及各種農(nóng)機(jī)駕駛室、覆蓋件、車架的焊裝生產(chǎn)。
擁有六條涂裝線，其中五條用于履拖產(chǎn)品及一般結(jié)構(gòu)件涂裝，另一條是80年代投資近3000萬元的陰極電泳油漆涂裝線，具有鋅系磷化、陰極電泳的前處理、底面漆、烘干工藝和檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，可進(jìn)行氨基、丙烯酸、聚脂等各漆種的涂裝、烘干加工。
3參觀一拖動(dòng)力機(jī)械有限公司
第三日上午我們參觀了動(dòng)力機(jī)械有限公司，也就是以前的第一發(fā)動(dòng)機(jī)廠。我們剛進(jìn)車間門在側(cè)墻上就看到了公司的一些情況說明。說到急切需要發(fā)展制造技術(shù)，這是現(xiàn)在國內(nèi)需要迫切解決的問題。說是在發(fā)動(dòng)機(jī)廠里參觀學(xué)習(xí)，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的制造和裝配是商業(yè)秘密不給看的，我們要看的是兩個(gè)重要零件的加工：曲軸和連桿。書本上看似深?yuàn)W和抽象的理論在這里經(jīng)過工人的操作就變得一目了然。下刀點(diǎn)，刀路，工件加工后的情況，工件與刀具工件與車床的相對(duì)位置，夾具的實(shí)際形狀曲軸和連桿的加工工序，每個(gè)工序的裝夾和定位，相關(guān)工序所用的夾具知識(shí)等等這些，看得很清楚，也容易記住，深一層懂得定位的原理，比在課堂上學(xué)容易吸收得多多。老師也說了一句一個(gè)在讀研究生的話：“大學(xué)四年，就是在實(shí)習(xí)這段時(shí)間學(xué)到點(diǎn)東西。”很正確，起碼對(duì)我來說是這樣。完整地看了曲軸和連桿的加工過程，由毛坯到出廠成品。也許這兩個(gè)零件本來就重要，需要很高的精密度和精確度，需要這樣細(xì)致的操作，但是也不覺得工作很細(xì)致，至于其他的零部件，幾乎都是這樣的單件生產(chǎn)，還沒看到批量生產(chǎn)的設(shè)備。另外一個(gè)感覺就是落后，下午在看加工工藝卡，看了一下給我們看的卡的日期，1988年的......如何改進(jìn)這些，就是我們專業(yè)要學(xué)習(xí)的知識(shí)。
一拖動(dòng)力機(jī)械有限公司簡(jiǎn)介：該公司是中國一拖集團(tuán)有限公司骨干專業(yè)公司之一，由一拖柴油機(jī)公司和第一拖拉機(jī)股份有限公司于2003年共同投資專業(yè)生產(chǎn)動(dòng)力機(jī)械的公司。其前身為第一拖拉機(jī)股份有限公司第一發(fā)動(dòng)機(jī)廠，自1958年建廠以來，已累計(jì)生產(chǎn)各類柴油機(jī)60多萬余臺(tái)。
一拖動(dòng)力機(jī)械有限公司主導(dǎo)產(chǎn)品為：YTR105系列柴油機(jī)、東方紅4125系列渦流室柴油機(jī)、B4125J系列直噴柴油機(jī)、YT4130系列直噴柴油機(jī)及30～350KW發(fā)電機(jī)組。東方紅YTR105系列柴油機(jī)秉承一拖柴油機(jī)公司LR105系列柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，B4125、YT4130目前已經(jīng)全面采用直接噴射燃燒技術(shù)，是東方紅履帶拖拉機(jī)、推土機(jī)理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
一拖動(dòng)力機(jī)械有限公司產(chǎn)品及企業(yè)先后被國家及有關(guān)部委和行業(yè)協(xié)會(huì)授予“節(jié)能級(jí)產(chǎn)品”、“用戶信得過產(chǎn)品”、“特級(jí)安全級(jí)企業(yè)”稱號(hào)，并通過了ISO9001：2000質(zhì)量管理體系認(rèn)證。
下午我們又來到一拖齒輪廠進(jìn)行參觀。廠里的餓師傅給我們講可一下該廠的有關(guān)情況，然后我們就進(jìn)了車間，到這兒同樣要很注意安全，各式各樣的車床、機(jī)床高速旋轉(zhuǎn)著，很是危險(xiǎn)，要十分小心，到了這兒就是真的來到了一個(gè)齒輪的王國，各種各樣的齒輪應(yīng)有盡有，我數(shù)了幾遍到底也沒數(shù)出他們到底生產(chǎn)多少種齒輪。
4參觀一拖匯德工裝有限公司
第四天上午我們參觀了一拖匯德工裝有限公司。2006年，由共和國長(zhǎng)子一拖集團(tuán)有限公司工裝制造廠脫胎轉(zhuǎn)制而成。半個(gè)多世紀(jì)的人才和技術(shù)積淀，加之靈活規(guī)范的管理機(jī)制，和誠信創(chuàng)新的文化機(jī)制，造就了一個(gè)寬產(chǎn)品面、長(zhǎng)服務(wù)線的現(xiàn)代科技企業(yè)。
匯德公司秉承“為客戶創(chuàng)造價(jià)值”的理念，為您打造高品質(zhì)、優(yōu)性能的產(chǎn)品和服務(wù)，支撐您的企業(yè)快速穩(wěn)定地發(fā)展。工裝制造廠擁有各類普通機(jī)械加工設(shè)備一千余臺(tái)，并擁有自瑞士、德國、日本、意大利等國引進(jìn)的數(shù)控座標(biāo)鏜、數(shù)控銑、慢走絲線切割、數(shù)控座標(biāo)磨、高精度內(nèi)、外圓磨、工具磨、螺絲磨等先進(jìn)的制造設(shè)備，各種高精檢測(cè)設(shè)備及熱處理設(shè)備。配備有先進(jìn)的三維自由曲面造型及加工系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM在刀具、模具、非標(biāo)等設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用。擁有各類精密檢測(cè)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)組專機(jī)床、非標(biāo)設(shè)備、高精模具、量具、刀具、大型零部件的制造及其靜態(tài)或動(dòng)態(tài)精度和性能的測(cè)試。產(chǎn)品遍布全國各省市，涉及柴油機(jī)、輕工、汽車、石油、化工、鐵路運(yùn)輸、環(huán)保、航天航空、核能等領(lǐng)域。擁有雄厚的技術(shù)力量，工藝裝備研究所和技術(shù)科承擔(dān)著設(shè)計(jì)、開發(fā)工作。配備有先進(jìn)的三維自由曲面造型及加工系統(tǒng)軟件等軟件平臺(tái)支持著系統(tǒng)的運(yùn)行技術(shù)已廣泛應(yīng)用于刀具、模具、非標(biāo)等設(shè)備制造之中。
下午我們參觀了一拖第一裝配廠，該廠是中國農(nóng)機(jī)行業(yè)最大的農(nóng)業(yè)履帶拖拉機(jī)制造基地。工廠始建于1956年，占地面積5.58萬平方米，建筑面積3.66萬平方米，是中國第一個(gè)五年計(jì)劃期間156項(xiàng)重點(diǎn)工程之一第一拖拉機(jī)制造廠的骨干專業(yè)廠。自1958年7月20日裝配出中國第一臺(tái)54馬力履帶拖拉機(jī)至今，形成年生產(chǎn)能力2.5萬臺(tái)履帶拖拉機(jī)的生產(chǎn)能力。經(jīng)過40多年的發(fā)展，東方紅牌拖拉機(jī)和工程機(jī)械遍布中國各省、自治區(qū)并遠(yuǎn)銷至歐洲、北美、南美、非洲、東亞、中東等50多個(gè)國家和地區(qū)，深受用戶歡迎。第一裝配廠實(shí)施全面質(zhì)量管理，于1997年12月31日通過了GB/T19002-1994__獲得中國質(zhì)量管理協(xié)會(huì)質(zhì)量保證中心頒發(fā)的質(zhì)量體系注冊(cè)證書（編號(hào)：97B142）、質(zhì)量體系證書（編號(hào)：0379B401），產(chǎn)品覆蓋范圍：東方紅系列履帶拖拉機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)、交付和服務(wù)。第一裝配廠注重科技投入和產(chǎn)品研發(fā)，使企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)能力、技術(shù)創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)。近十年來已實(shí)現(xiàn)15項(xiàng)重大技術(shù)改造項(xiàng)目，涉及冷、熱、涂、裝、焊等工藝環(huán)節(jié)并新建一條總裝配線，進(jìn)一步提高了工藝裝備水平和生產(chǎn)能力，增強(qiáng)了企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。本廠除作為第一拖拉機(jī)股份有限公司履帶拖拉機(jī)、推土機(jī)變型產(chǎn)品的主機(jī)生產(chǎn)專業(yè)廠外，還具備各種拖拉機(jī)變型新產(chǎn)品的改進(jìn)、開發(fā)、銷售能力；擁有中高級(jí)技術(shù)人員百余名，能夠適應(yīng)國際國內(nèi)市場(chǎng)的發(fā)展變化及用戶不同的需求。工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開發(fā)和企業(yè)管理已廣泛應(yīng)用了CAD、CAPP及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)(ERP)；近年來已先后自行開發(fā)研制履拖系列、液壓挖掘機(jī)系列、運(yùn)輸及農(nóng)用型輪拖系列及特殊用途履帶機(jī)械產(chǎn)品等數(shù)十種變型產(chǎn)品，深受廣大用戶歡迎?！皥F(tuán)結(jié)、奉獻(xiàn)、創(chuàng)一流”是一裝精神,在21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代到來之際，本廠愿意與國內(nèi)外各企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)在平等、互惠、互利的原則下廣泛地進(jìn)行技術(shù)、產(chǎn)品、貿(mào)易合作，振興農(nóng)業(yè)裝備，共謀未來的發(fā)展，讓“東方紅”品牌唱響中國、走遍全球。
我們?cè)诟呃蠋煹?走進(jìn)了一裝廠，在一位師傅介紹了一裝的有關(guān)情況以及參觀注意事項(xiàng)之后，我們進(jìn)入了一裝生產(chǎn)車間，這個(gè)車間真的很大，比我想的要大的多，那么多機(jī)器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)著，里面噪音很大，我覺的他們的工作環(huán)境挺不好的，這也讓我對(duì)他們有所了解，工人真的挺難的。工人們都在專心而又動(dòng)作嫻熟的操作著那些機(jī)器，我一邊參觀一邊注意著周圍的情況，以免發(fā)生意外事故。那些東西我們能看懂的真的不多，但我們還是都很認(rèn)真的看，畢竟這對(duì)我們以后的工作可能都有用處，還不時(shí)的向那些不怎么忙的師傅請(qǐng)教一些問題，盡量多學(xué)一點(diǎn)東西。我們主要參觀了他們的拖拉機(jī)裝配線，一步步有序的進(jìn)行著，讓我們對(duì)拖拉機(jī)的裝配有了一點(diǎn)直觀的了解，雖然不太懂，但畢竟有所了解了，一臺(tái)臺(tái)大型拖拉機(jī)就從這條裝配線上出來了。
5參觀一拖熱處理廠
第五天上午我們參觀了熱處理廠。據(jù)領(lǐng)隊(duì)師傅介紹，該廠的設(shè)備在全國是數(shù)一數(shù)二的，剛開始對(duì)這個(gè)沒多大概念，進(jìn)去之后才發(fā)現(xiàn)原來人家不是吹的，各種大型設(shè)備都在高效率的工作著，而且還都是數(shù)控的，可見設(shè)備之先進(jìn)，當(dāng)然我們不能動(dòng)，只能看，其實(shí)看不懂多少，只是參觀一下，有所了解就行了。
企業(yè)介紹，今年以來，熱處理廠找準(zhǔn)市場(chǎng)定位，苦練內(nèi)功，在“做精做專”的同時(shí)，不斷用技術(shù)、質(zhì)量、規(guī)模等手段創(chuàng)立企業(yè)品牌優(yōu)勢(shì)，用真情、誠信、優(yōu)質(zhì)服務(wù)贏得商機(jī)，獲得合作伙伴的信賴和支持。
作為一個(gè)以零件承攬加工為主的專業(yè)廠，該廠在分析廠內(nèi)外市場(chǎng)形勢(shì)和自身發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，制定了“技術(shù)領(lǐng)先、誠信服務(wù)”的市場(chǎng)經(jīng)營理念，并將這一理念貫穿落實(shí)到生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)營、質(zhì)量管理等各個(gè)方面，努力為用戶提供“心里美、外觀靚”的熱處理產(chǎn)品。鍛造廠、精鑄廠是熱處理廠的內(nèi)部市場(chǎng)主要客戶，為構(gòu)建良好的合作關(guān)系、實(shí)現(xiàn)互利雙贏，生產(chǎn)經(jīng)營部在主管廠領(lǐng)導(dǎo)李靖弟的帶領(lǐng)下主動(dòng)出擊，密切與合作生產(chǎn)廠聯(lián)系，24小時(shí)全程跟蹤服務(wù)。技術(shù)、質(zhì)量部門及相關(guān)車間虛心征求用戶的意見和建議，及時(shí)解決用戶反映的問題，他們?cè)诒冗M(jìn)度、比價(jià)格、比服務(wù)的同時(shí)，用先進(jìn)的工藝技術(shù)和操作手段來滿足用戶的不同需求，開拓經(jīng)營品種也由原來的二三個(gè)擴(kuò)展到現(xiàn)在的60余種，1-11月份完成產(chǎn)值較去年同期增長(zhǎng)362％。軸研科技股份有限公司是熱處理廠對(duì)外新開拓的廠家，該公司生產(chǎn)的殼體、前大蓋等產(chǎn)品，熱處理外觀、精度等技術(shù)條件要求都很高，熱處理加工費(fèi)相當(dāng)可觀。為保證產(chǎn)品質(zhì)量、拓展高附加值產(chǎn)品的市場(chǎng)份額，該廠指派專業(yè)技術(shù)人員調(diào)整工藝，用先進(jìn)的意大利爐進(jìn)行生產(chǎn)，以最佳的質(zhì)量保證客戶滿意，使合作伙伴關(guān)系得到進(jìn)一步鞏固，為2006年熱處理廠產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整創(chuàng)造了條件。
下午，我們參觀了一拖精密鑄造廠，工作條件也不怎么好。通過師傅的講解和自己的觀察，發(fā)現(xiàn)該廠主要采用熔模鑄造法生產(chǎn)，熔模鑄造的工藝流程如下：制作母模——制作壓型——制作蠟?zāi)！谱餍蜌ぁ撓灐簾驮煨汀獫沧ⅰ摎?。熔模鑄造尺寸精確，鑄件表面光潔，無分型面，不必在加工或少加工。熔模鑄造工序較多，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，受型殼強(qiáng)度限制，鑄件重量一般不超過25kg,適用于多種金屬及合金的中小型、薄壁、復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。
一拖精密鑄造廠簡(jiǎn)介：廠是第一拖拉機(jī)股份有限公司的專業(yè)廠，具有四十年的熔模鑄造生產(chǎn)歷史，是全國最大的精密鑄造廠之一。精密鑄造工程機(jī)械方面的備件有各種挖掘機(jī)、裝載機(jī)的斗齒、齒根、礦用鉆頭、鐵路枕底清篩機(jī)扒掌、扒鏈、扒齒等，耐磨性、質(zhì)量可與進(jìn)口原裝備件相媲美。該廠通過了ISO9002質(zhì)量體系認(rèn)證，產(chǎn)品曾獲全國鑄造行業(yè)“金鼎獎(jiǎng)”銀獎(jiǎng)和金獎(jiǎng)。產(chǎn)品出口美、德、日等國家，其中有全球著名的企業(yè)通用公司采購我們生產(chǎn)的鑄件應(yīng)用于火車頭剎車系統(tǒng)。
七 實(shí)習(xí)總結(jié)
為期周的實(shí)習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，在寫實(shí)習(xí)報(bào)告的時(shí)候，實(shí)習(xí)期間的一幕幕還清晰的映在腦海里。在一周的時(shí)間里，我學(xué)到了很多在書本上難以學(xué)到的東西。當(dāng)我第一次走進(jìn)那車來車往的生產(chǎn)第一線時(shí)，當(dāng)我親自見到一個(gè)個(gè)零件的生產(chǎn)過程時(shí)，不禁感慨：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！碑?dāng)我們好奇的看過各種各樣的機(jī)床，聽過工人師傅多年來的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，才明白了什么叫“實(shí)踐出真知”，這次難得的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，使我對(duì)機(jī)械行業(yè)有了更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)各種機(jī)床的原理有了進(jìn)一步的了解。
安全教育課上，看到了許多觸目驚心的圖片，那令人不忍目睹的場(chǎng)景，使我知道生命的脆弱與珍貴，更使我明白了什么叫責(zé)任：你在工廠的一舉一動(dòng)都可能關(guān)系到自己和他人的生命安全，張老師說：要眼關(guān)六路，耳聽八方，時(shí)刻繃緊安全弦。是啊，人的生命只有一次，珍重自己的生命是對(duì)自己最大的負(fù)責(zé)。只有這樣我們才能夠?yàn)閲?、?
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）
題 目：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
摘 要
數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著一個(gè)重要的角色。本論文介紹了THY5940型立式加工中心設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)過程。主要敘述了數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)及主要傳動(dòng)件滾珠絲杠及其支承的設(shè)計(jì)計(jì)算。并對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了校驗(yàn)，取得了預(yù)期的效果。
該機(jī)床適用于摩托車、汽車、輕工機(jī)械等行業(yè)提高生產(chǎn)率。不僅對(duì)刀具的位置或軌跡進(jìn)行控制，而且還具有自動(dòng)換刀和補(bǔ)償功能，具有很高的強(qiáng)度，剛度和抗震性。以前采用的專用機(jī)床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進(jìn)。而加工中心具有柔性，從而能適應(yīng)產(chǎn)品在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到商品化。本加工中心的設(shè)計(jì)擬采用主機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)(包括伺服和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng))及相關(guān)配套件三部分組成。在對(duì)以前研究成果分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)要求指標(biāo)，對(duì)初步擬訂的方案進(jìn)行細(xì)化，論證，完善和總結(jié)。
加工中心的進(jìn)給系統(tǒng)承擔(dān)加工中心各直線坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給，進(jìn)給系統(tǒng)的好壞將直接影響整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和精度指標(biāo)。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)使進(jìn)給穩(wěn)定性和快速響應(yīng)的特性。同時(shí)，要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對(duì)驅(qū)動(dòng)元件和機(jī)械傳動(dòng)裝置的參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，使整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性相匹配。
THY5940型立式加工中心機(jī)床解決了單件，小批量，特別是復(fù)雜型面的零件的加工自動(dòng)化問題。對(duì)于提高企業(yè)的生產(chǎn)率，提高工件的加工精度以及提高機(jī)床的使用壽命都具有十分重要的意義。
經(jīng)過研究，本論文基本取得了預(yù)期效果，完成了進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。同時(shí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的研究也取得一定的效果。
關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給系統(tǒng)；滾珠絲杠
Abstract
Numerical control machine tools play an important role in nowadays manufacturing. This article integrate the design method and design process of the entering system of NC machining center of type of THY 5940.It specifies the driving design and important driving accessory –ball bearing and it，s bearing of the entering system of NC machining center .In the same way ,checkout the entering system . We have achieved the method of intelligent design.
This machine applies to car/motorcycle and light industry of engine in order to improve their production ratio. It is not only control the position and track of the falchion, but also has the function of change the falchion automatically and compensates; have high intension/Steelton and non-shake. In the old days, people often use special machine to product accessories. Although have a high production ratio, hobble the improving of producing accessories. But NC machining center is flexible, so it can adopt the changed production and organize production and shorten regulate period of production possibly. The NC machine center design adopt main –frame\NC machining center system and correlative accessories, on the base of the former study progeny.
The entering system of NC machining bears NC machining all line coordinate ordination and cutting entering. The advantage and disadvantage of entering system will influence the driving station of the whole machine and precision guideline. In the process of design, we should make sure that the interring system meets the stability and response quickly. Contemporary, require reasonable control system. Furthermore, have a logical choose for the parameter of driving settings. So the whole entering system can match the machine when it is working.
The entering system of NC machining center of type of THY 5940 settle the problems of the product automatically of one accessory small production and complex accessories. This machine has an important role in improving the production of enterprise to improve the product precision and advance the longevity of machine.
After this study, we have realized the anticipate purpose. We have completed the antitype of the intelligent design system, and we have achieved the method of intelligent design.
Key words： Numerical control technology； Numerical control machine tool；Feed system；Ball bearing guide screw
IV
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 引言 1
第2章 THY5940簡(jiǎn)介 4
2.1 機(jī)床的設(shè)計(jì)參數(shù) 4
2.2 機(jī)床坐標(biāo)與進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 5
第3章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6
3.1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu) 6
3.1.1 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 6
3.1.2 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的問題 7
3.1.3 傳動(dòng)過程中的關(guān)鍵元件 8
3.2 滾珠絲杠的選擇 9
3.3 絲杠拖動(dòng)電機(jī)的確定 9
3.3.1 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J 9
3.3.2 電機(jī)的選擇 10
3.4 剛度計(jì)算 11
第4章 滾珠絲杠副的校驗(yàn)與進(jìn)給系統(tǒng)誤差分析 13
4.1 機(jī)床定位精度與絲杠精度 13
4.2 滾珠絲杠的疲勞強(qiáng)度 13
4.3 死區(qū)誤差的分析 14
4.4 由傳動(dòng)剛度的變化引起的定位誤差 14
第5章 機(jī)床的總體設(shè)計(jì)思路 16
5.1 主軸箱平衡和主軸箱拖動(dòng) 16
5.2 滑座及立柱拖動(dòng) 16
5.3 床身及滑座拖動(dòng) 16
5.4 機(jī)床的防護(hù)系統(tǒng) 24
結(jié) 論 25
參 考 文 獻(xiàn) 26
致 謝 27
21
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
第1章 引言
THY5940型立式加工中心是為汽車/摩托車/輕工機(jī)械等行業(yè)提高生產(chǎn)效率而開發(fā)的新產(chǎn)品。該機(jī)床總體布局為工作臺(tái)固定，立柱移動(dòng)式。主運(yùn)動(dòng)采用數(shù)字交流伺服電機(jī)拖動(dòng)，可無機(jī)調(diào)速。該加工中心除針對(duì)汽車零件的加工外，還可以對(duì)其它種類的零件進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、攻絲、平面及任何曲面的加工，它是輕工機(jī)械領(lǐng)域較為理想的設(shè)備，特別適合于汽車、摩托車行業(yè)以及輕工機(jī)械行業(yè)大批量生產(chǎn)的需要。該產(chǎn)品既可單機(jī)使用，也可以通過小的改動(dòng)與柔性生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)使用。因此，產(chǎn)品使用范圍廣。
根據(jù)加工特點(diǎn)及提高生產(chǎn)率的要求，采用加工和裝夾同時(shí)進(jìn)行。使工作臺(tái)的一側(cè)為加工區(qū)，另一側(cè)為卸載區(qū)。加工時(shí)工作臺(tái)固定，加工完工作后，只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，代替交換工作臺(tái)的功能。機(jī)床的三個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)(X、Y、Z)均由主軸實(shí)現(xiàn)。主軸箱側(cè)掛于立柱上，并實(shí)現(xiàn)Z向進(jìn)給。立柱在滑座上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)Y向進(jìn)給?；诖采砩弦苿?dòng)實(shí)現(xiàn)X向進(jìn)給。在工作臺(tái)兩側(cè)設(shè)有螺旋排屑槽，將切屑排至機(jī)床的后面，在通過鏈?zhǔn)脚判计?與冷卻水箱一體)傳至切屑集中處。整機(jī)設(shè)有防護(hù)間，電器柜在防護(hù)間一側(cè)便于操作，液壓站安置在電器柜后面，從整體上設(shè)計(jì)較為合理。
目前我國數(shù)控機(jī)床的數(shù)量和品種，尚不能完全滿足國內(nèi)市場(chǎng)需求，自2000年以來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量以平均37%的速度增長(zhǎng)，2003年國產(chǎn)數(shù)控金屬切削機(jī)床年產(chǎn)量達(dá)到36000多臺(tái)。但由于進(jìn)口機(jī)床的大量涌入，國產(chǎn)金切數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)市場(chǎng)的占有率明顯下降。2003年我國國內(nèi)機(jī)床總消費(fèi)為67.3億美元，其中進(jìn)口機(jī)床41.3億美元，已連續(xù)三年成為世界最大的機(jī)床進(jìn)口國。進(jìn)口依存率113%，國內(nèi)市場(chǎng)自我滿足率僅為44%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于日本的86%，意大利的67%和德國的59%，可以說已威脅到我國機(jī)械制造基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的安全。同時(shí)僅2003年1年，就有德國吉特邁集團(tuán)，日本牧野銑床，日本豐田工，意大利利雅路集團(tuán)及韓國大宇機(jī)床等在我國開辦獨(dú)資企業(yè)。在開拓國際市場(chǎng)的同時(shí)，中國機(jī)床企業(yè)在國內(nèi)卻面臨著越來越嚴(yán)峻的競(jìng)爭(zhēng)形式。2004年我國機(jī)床進(jìn)口突破了55億美元大關(guān)。[1]
分析表明，中國機(jī)床市場(chǎng)目前仍分為中低端和高端兩個(gè)領(lǐng)域。眾多中國企業(yè)，通常是國有企業(yè)占據(jù)低端市場(chǎng)，“低端混戰(zhàn)“愈演愈烈，但高端市場(chǎng)則主要由外國制造商，特別是被歐洲，日本的制造商壟斷。我國汽車，航空和航天，發(fā)電，船舶，特別是軍工等行業(yè)急需的高技術(shù)數(shù)控機(jī)床75%甚至100%依賴進(jìn)口。部分高檔數(shù)控機(jī)床仍然被作為戰(zhàn)略物資在國際市場(chǎng)上受到禁運(yùn)限制。
但如今這一切正發(fā)生改變，新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品山主導(dǎo)地位。沈陽機(jī)床集團(tuán)機(jī)床股份有限公司中捷友誼)為上海磁懸浮快速列車線生產(chǎn)的s臺(tái)數(shù)控銼銑床組成的軌道梁生產(chǎn)線就是一個(gè)例子。數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品通過政府的支持有了突破和快速發(fā)展，如北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái);煙臺(tái)第_機(jī)床附件)開發(fā)為數(shù)控機(jī)床配套的多種動(dòng)力卡盤和過濾排屑裝置。我國機(jī)床市場(chǎng)正形成以數(shù)控機(jī)床為主流的消費(fèi)，但我國在數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化方面與國外仍然有很大差別。
我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展由成長(zhǎng)期進(jìn)入成熟期，我國供應(yīng)市場(chǎng)的1500種數(shù)控機(jī)床，覆蓋超重型機(jī)床，高精度機(jī)床，特種加工機(jī)床，鍛壓設(shè)備，前沿高技術(shù)機(jī)床等領(lǐng)域，覆蓋面之廣可與日，德，意，美等國家媲美。目前，我國已基本掌握了多(五)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)，不僅打破了國外的技術(shù)封鎖，而且使該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)入實(shí)用化階段。國際上只有2、3個(gè)國家能夠生產(chǎn)數(shù)控超重型機(jī)床，我國就是其中之一。[2]
我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品已延伸到成套，復(fù)合領(lǐng)域。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的神經(jīng)中樞。是長(zhǎng)期阻礙我國數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在世界范圍內(nèi)，經(jīng)過多年來市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勝劣汰，已形成由日本發(fā)那科公司獨(dú)占世界市場(chǎng)50%，德國西門子公司占據(jù)25%的壟斷局面。
我國從20世紀(jì)90年代末開始，就掌握基于通用32位工控機(jī)開放式體系結(jié)構(gòu)，一舉步入世界先進(jìn)技術(shù)行列，開發(fā)出能與加工中心，復(fù)合車削機(jī)床及齒輪機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)，特別是控制五軸聯(lián)動(dòng)(如用于桂林機(jī)床公司與多棱機(jī)床公司龍門式鏜銑床，齊一車銑復(fù)合加工中心)和具備網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控，診斷，操作功能的數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)出弧齒錐齒輪數(shù)控加工，三維激光視覺檢測(cè)。目前批量投入市場(chǎng)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，正在改變國際強(qiáng)手在中國市場(chǎng)上奇貨可居的壟斷局面。
高速加工是而向21世紀(jì)的一項(xiàng)高新技術(shù)。它以高效率、高精度和高表而質(zhì)量為基木航空航人、汽車工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，己取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。
為了實(shí)現(xiàn)高速加工.首先要有高速數(shù)控機(jī)床。高速數(shù)控機(jī)床必須同時(shí)具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng).才能實(shí)現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給.除了可以繼續(xù)采用經(jīng)過改進(jìn)的滾珠攤杠以外.最近幾年又出現(xiàn)子‘直線電機(jī)’和“JI聯(lián)虛擬軸機(jī)構(gòu)”等新型的高速進(jìn)給方式.從結(jié)構(gòu)、性能到總體布局.二者之間都有很大的差別.形成了二種截然不同的高速進(jìn)給系統(tǒng)。
高速加工的切削速度為常規(guī)切速的10倍左右。為了使刀具每齒進(jìn)給量基木保持不變.以保證零件的加工精度、表而質(zhì)量和刀具的耐用度.則進(jìn)給量也必須相應(yīng)提高10倍左右.達(dá)到60 m/ min以上.有的甚至高達(dá)120 m/ min。大的進(jìn)給量和快速行程.木身也是縮短切削工時(shí)和輔助工時(shí)的要求。[3]
機(jī)床加工零件時(shí).工作行程一般只有幾十至幾百毫米.因此只有在瞬間達(dá)到高速和在高速行程中瞬間準(zhǔn)停.高速直線運(yùn)動(dòng)才有意義。這就要求高速機(jī)床不但進(jìn)給速度高而且加速度大。最大加速度之值要達(dá)到1- g gig為重力加速度)。高的加速度運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)機(jī)床造成巨大的動(dòng)載荷。因此要采取一系列有效措施.提高機(jī)床的動(dòng)靜剛度。從某種意義上說.高速加工促使機(jī)床設(shè)計(jì)從‘速度設(shè)計(jì)”發(fā)展到子‘加速度設(shè)律’的新階段。 此外.進(jìn)給系統(tǒng)要能實(shí)現(xiàn)快速的伺服控制和誤差補(bǔ)償.有較高的定位精度和跟蹤精度.以便進(jìn)行工件的高效精密加工。[4]
從以上可以看出，國外的數(shù)控機(jī)床水平比較先進(jìn)。我國在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨著以下問題：數(shù)控化水平低，缺乏發(fā)展產(chǎn)業(yè)的政策和技術(shù)配套體系，面臨國外強(qiáng)手競(jìng)爭(zhēng)的巨大壓力。所以，我國機(jī)床裝備制造業(yè)市場(chǎng)意識(shí)的強(qiáng)化與核心技術(shù)的發(fā)展，只能通過進(jìn)一步的開放市場(chǎng)來解決，在競(jìng)爭(zhēng)中培育成長(zhǎng)。開放式自主發(fā)展既是促進(jìn)自身快速成長(zhǎng)的必要途徑，又是打造高端品牌的戰(zhàn)略選擇。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展需要，集中力量突破數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，形成國內(nèi)自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，迎接數(shù)控機(jī)床行業(yè)的每一個(gè)挑戰(zhàn)。
第2章 THY5940簡(jiǎn)介
2.1 機(jī)床的設(shè)計(jì)參數(shù)
本機(jī)床為THY5940型立式銑鏜加工中心，產(chǎn)品規(guī)格為400*630*2。主要的設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-1所示。
表2-1 技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 單位 規(guī)格
型號(hào)
THY5940
工作臺(tái)尺寸
mm
400x630x2
承重
kg
500
立柱橫向行程X
mm
600
立柱縱向行程Y
mm
400
主軸箱垂直行程Z
mm
600
工作臺(tái)回轉(zhuǎn)C
0°\180°
主軸錐孔
ISO7:24 No.40
主軸轉(zhuǎn)速
r/min
45-6000
主軸最大扭矩
N.m
180
主電機(jī)功率
kw
7
主軸中心到立柱導(dǎo)軌面距離
mm
530
主軸端面到工作臺(tái)面最小距離
mm
210
切削進(jìn)給X、Y、Z
Mm/min
1-10000
快速移動(dòng)X/Y/Z
m/min
24/24/15
刀庫容量
把
16
定位精度X、Y、Z
mm
±0.005
重復(fù)定位精度X、Y、Z
mm
±0.003
機(jī)床重量
kg
10000
機(jī)床外形尺寸(長(zhǎng)x寬x高)
mm
2760x2850x2725
2.2 機(jī)床坐標(biāo)與進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[5]
圖2.2.1 機(jī)床坐標(biāo)
圖2.2.2 傳動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)
1 伺服電機(jī) 2 彈性聯(lián)軸器 3 滾珠絲杠 4 螺栓
THY5940型立式銑鏜加工中心進(jìn)給系統(tǒng)是采用半閉環(huán)方式，反饋信號(hào)是由安裝在伺服電機(jī)上的脈沖編碼器反饋到位置偏差檢測(cè)器。脈沖編碼器與電機(jī)同軸，電機(jī)與絲杠直接連接，機(jī)床坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向如圖1所示，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置如圖2所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)少，同時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減少，使伺服特性有較大改善，在整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)中，除了有伺服電機(jī)、檢測(cè)元件、滾珠絲杠聯(lián)軸器等運(yùn)動(dòng)部件外，導(dǎo)軌的性能對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的影響不容忽視。
第3章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
加工中心的進(jìn)給系統(tǒng)承擔(dān)加工中心各直線坐標(biāo)軸的定位和切削進(jìn)給，它的性能直接影響整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和精度指標(biāo)。
3.1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)
3.1.1 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)[6]
數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)采用無級(jí)調(diào)速的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，伺服電機(jī)經(jīng)過由進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作臺(tái)等運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件。通常進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)是由一至兩級(jí)齒輪副或帶輪副和滾珠絲杠螺母副或齒輪齒條副或蝸桿蝸條副所組成。傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪副或帶輪副的主要作用是通過降速來匹配進(jìn)給系統(tǒng)的慣量和獲得要求的輸出機(jī)械特性，對(duì)開環(huán)系統(tǒng)，還匹配所需的脈沖當(dāng)量作用。近年來由于伺服電機(jī)及其控制單元性能的提高，許多數(shù)控床的進(jìn)給系統(tǒng)去掉了降速齒輪副，直接將伺服電機(jī)與滾珠絲杠連接，其典型結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，它是立式數(shù)控銑床X和Y兩坐標(biāo)進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。伺服電機(jī)1與滾珠絲杠3通過聯(lián)軸器2直接驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)5。直線運(yùn)動(dòng)采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，保證運(yùn)動(dòng)的精度和動(dòng)作的靈敏度。
圖3-1 伺服電機(jī)與絲杠直聯(lián)的進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
1- 伺服電機(jī)；2-聯(lián)軸節(jié)；3-滾珠絲杠；4-限位開關(guān)；5-工作臺(tái)；
6-軸承；7-導(dǎo)軌；8-磁尺；9-螺母
3.1.2 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的問題
由于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制的直接對(duì)象，被加工工件的最終位置精度和輪廓精度都與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性有關(guān)。因此，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，選用傳動(dòng)零件時(shí)，必須考慮以下幾方面問題[7]
(1) 減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦阻力。機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的摩擦阻力，主要來自絲杠螺母副和導(dǎo)軌。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，為了減小摩擦阻力，消除低速進(jìn)給爬行現(xiàn)象，提高整個(gè)伺服進(jìn)給系統(tǒng)穩(wěn)定性，廣泛采用滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等。
(2) 提高傳動(dòng)精度和剛度。進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和剛度，與絲杠螺母副及其支承結(jié)構(gòu)的剛度有密切的關(guān)系。為此，首先要保證各個(gè)零件的加工精度，尤其是提高滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)精度。其次是對(duì)滾珠絲杠和軸承進(jìn)行預(yù)緊等措施來提高進(jìn)給精度和剛度。
(3) 減少各運(yùn)動(dòng)零件的慣量。傳動(dòng)元件的慣量對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的啟動(dòng)和制動(dòng)特性都有影響，尤其是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件，其慣量的影響更大。在滿足傳動(dòng)強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能減小執(zhí)行部件的質(zhì)量，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量，以減少運(yùn)動(dòng)部件的慣量。
(4) 系統(tǒng)要有適度阻尼。阻尼會(huì)降低進(jìn)給伺服系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性.但又可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當(dāng)剛度不足時(shí)，運(yùn)動(dòng)件之間的運(yùn)動(dòng)阻尼對(duì)降低工作臺(tái)爬行，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性起了重要作用。因此，在減小摩擦阻力的同時(shí)，還應(yīng)考慮傳動(dòng)部件具有適度的阻尼，以保證它們抗千擾的能力。
(5) 穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。穩(wěn)定性是伺服進(jìn)給系統(tǒng)能正常工作的基本條件，應(yīng)能保證系統(tǒng)在低速進(jìn)給時(shí)不產(chǎn)生爬行，并能適應(yīng)外加負(fù)載的變化而不發(fā)生共振。穩(wěn)定性與系統(tǒng)的慣性、剛性、阻尼及增益等有關(guān)。而進(jìn)給系統(tǒng)的壽命，主要指保持?jǐn)?shù)控機(jī)床傳動(dòng)精度和定位精度時(shí)間的長(zhǎng)短，即各傳動(dòng)部件保持其原制造精度的能力，故應(yīng)合理選擇各傳動(dòng)件的材料、熱處理方法及加工工藝，并采用適宜的潤滑方式和防護(hù)措施，以延長(zhǎng)壽命。
(6) 使用維護(hù)方便數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)便于維護(hù)和保養(yǎng)，最大限度地減少維修工作量，以提高機(jī)床的利用率。
3.1.3 傳動(dòng)過程中的關(guān)鍵元件[8]
以上要求的滿足必須靠進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中的各個(gè)元件來保證，尤其是幾個(gè)關(guān)鍵元件，分別是：
聯(lián)軸節(jié)—用于連接伺服電機(jī)與滾珠絲杠，把伺服電機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩直接傳遞到滾珠絲杠上。數(shù)控機(jī)床上常用無鍵彈性環(huán)聯(lián)軸節(jié)和套筒式聯(lián)軸節(jié)，其中彈性 環(huán)聯(lián)軸節(jié)具有定心好、承載能力強(qiáng)、沒有集中源、裝拆方便、密封和保護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。
滾珠絲杠螺母副—是實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置，具有效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壽命高及預(yù)緊等優(yōu)點(diǎn)，在各類中、小型數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。
導(dǎo)軌副—機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)之一。機(jī)床加工精度和使用壽命在很大程度上決定于機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量，數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌則有更高的要求。如在高速進(jìn)給時(shí)不振動(dòng)，低速進(jìn)給時(shí)不爬行，具有很高的靈敏度，能在重載下長(zhǎng)期連續(xù)工作，耐磨性要高，精度保持性要好等?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床使用的導(dǎo)軌，從類型上仍是滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌3種，但在材料和結(jié)構(gòu)上己發(fā)生了質(zhì)的變化， 已不同于普通機(jī)床的導(dǎo)軌。
伺服電機(jī)—主要用于接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給指令信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蛑本€位移，從而驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給系統(tǒng)伺服電機(jī)應(yīng)該 滿足如下要求：首先，精度高，輸出位移有足夠的精度，即實(shí)際位移與指令位移之差要小；其次，應(yīng)該具有較長(zhǎng)時(shí)間的大過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求；再次，調(diào)速范圍寬，而且從最低速到最高速時(shí)，電機(jī)均能平滑運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小，特別是在低速(如0. 1r / min或更低)時(shí)，速度平穩(wěn)而無爬行現(xiàn)象。最后，能承受頻繁振動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。
進(jìn)給系統(tǒng)不僅要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對(duì)驅(qū)動(dòng)元件和機(jī)械傳動(dòng)裝置的參數(shù)進(jìn)行合理選擇，以使整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)工作時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性相匹配。
3.2 滾珠絲杠的選擇
滾珠絲杠是機(jī)床坐標(biāo)移動(dòng)的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量的好壞和刀具可靠性的程序?qū)⒂绊懼鬏S的性能及該機(jī)床的質(zhì)量。
X向絲杠的拖動(dòng)力在三個(gè)直線坐標(biāo)中最大，因?yàn)樗蟿?dòng)滑座、立柱、主軸箱、刀庫等，所以初選定該絲杠直徑為，伺服電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可查文獻(xiàn)[4] ,則絲杠的螺距。因此選擇該向絲杠螺距為。
3.3 絲杠拖動(dòng)電機(jī)的確定
3.3.1 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J
本小節(jié)用到的公式參見文獻(xiàn)[4]
（3—1）
：折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
：絲杠本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
= （3—2）
式中：S：絲杠導(dǎo)程 cm. S==
W：絲杠上移動(dòng)部件總重量kg,估計(jì)(包括：滑座、立柱、主軸箱、變速箱、刀庫、重錘等)
g： 重力加速度(g=
= （3—3）
=
式中：D：絲杠直徑 cm D==
L：絲杠長(zhǎng)度 cm L==
J絲==
J==0.31+0.063=
3.3.2 電機(jī)的選擇
所需力矩M= (Ma/Mf/Mo的計(jì)算，見文獻(xiàn)[4] P514.表6.6-30
Ma:加速力矩 Ma= （3—4）式中：J：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(包括電機(jī)軸慣量)
N：電機(jī)轉(zhuǎn)速
T：加速時(shí)間常數(shù)(一般取0.2秒)
：摩擦力矩 （3—5）
式中：P：摩擦力 P=
S：導(dǎo)程()
η：效率(取0.9)
（3—6）
式中：：絲杠預(yù)緊力(取3000N)
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]推薦：負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不能大于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的4倍
根據(jù)電機(jī)樣本可以選定電機(jī)的參數(shù)為：
=36N.m
從計(jì)算結(jié)果可以看出，絲杠產(chǎn)生的力矩主要是電機(jī)的加速力矩，所需力矩總和為：
M==35+0.68+0.01=35.7N.m
3.4 剛度計(jì)算
為了確保機(jī)床的定位精度和工作穩(wěn)定性，在機(jī)械傳動(dòng)裝置上，要求是無間隙低摩擦、低慣量、高精度、高諧振以及適宜的阻尼比，其中提高剛度，降低慣量尤為重要[9]
目前，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，提高傳動(dòng)剛度的方法有：
(1) 將電機(jī)與滾珠絲杠直接聯(lián)系，采用錐形夾緊環(huán)的消隙聯(lián)軸器，這樣可
簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少噪聲，消除配合間隙提高傳動(dòng)剛度。
(2) 提高絲杠及其支承剛度，采用DJM型單型脹套聯(lián)結(jié)彈性膜片聯(lián)軸器如
圖3-4所示。
(3) 對(duì)滾珠絲杠螺旋副的預(yù)緊和滾珠絲杠的預(yù)拉伸。系統(tǒng)的剛度主要取決
于最后傳動(dòng)件滾珠絲杠的拉壓剛度K△。
圖3.4 彈性聯(lián)軸器
滾珠絲杠的拉壓剛度K△
（3—7）
式中：d為絲杠中徑(cm)；E為模量彈性()；為受力點(diǎn)到支承端距離(cm)；n為行程比：,L為總行程長(zhǎng)(cm)
軸承剛度： （3—8）
式中：Pa為軸向載荷(N)；Z為滾動(dòng)體數(shù)；do為滾動(dòng)體直徑(mm)；β為滾動(dòng)軸承接觸角。
絲杠螺母座剛度與軸承座剛度：
（3—9 ）
式中：I為支承座抗彎斷面慣性矩(cm4)；L為支承座中心到支承表面的高度(cm)；E為支承座材料的彈性模量().
絲杠傳動(dòng)的綜合拉壓剛度：絲杠傳動(dòng)的綜合拉壓剛度與軸向固定形式及軸承是否預(yù)緊有關(guān)，對(duì)于兩端固定，軸承預(yù)緊：
(3—10)
X軸：， ；
Y軸：， ；
第4章 滾珠絲杠副的校驗(yàn)與進(jìn)給系統(tǒng)誤差分析
4.1 機(jī)床定位精度與絲杠精度
絲杠精度將直接影響加工中心各軸的定位精度，因此根據(jù)機(jī)床定位精度的要求，選用相應(yīng)精度的滾珠絲杠。根據(jù)要求選1級(jí)精度。
在絲杠精度對(duì)機(jī)床定位精度的影響中，導(dǎo)程誤差的影響最明顯。而絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)中由于溫升引起的絲杠伸長(zhǎng)，將直接影響機(jī)床定位精度。
絲杠溫升引起的變形量為[10]：
(4-1)
式中：α——絲杠膨脹系數(shù)
L——絲杠長(zhǎng)度(由絲杠的選擇，初定L=1290mm)
——絲杠與床身之間的溫差，一般按△t=2-3℃
4. 2 滾珠絲杠的疲勞強(qiáng)度
絲杠的最大載荷為最大進(jìn)給力加摩擦力；最小載荷為摩擦力。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，取最大進(jìn)給力為5000N?；傲⒅⒅鬏S箱、變速箱、刀庫、重錘等的重量約為3000kg，導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為0.01，固摩擦力為
最大載荷
平均載荷 （4—2）
絲杠的最高轉(zhuǎn)速為1500r/min.
絲杠的最低轉(zhuǎn)速可認(rèn)為是平均轉(zhuǎn)速
絲杠的工作壽命取h=15000h, ,
代入式
從文獻(xiàn)[11]P688，選擇FFZ4010型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器雙螺母對(duì)旋預(yù)緊滾珠絲杠副。直徑50mm，導(dǎo)程20mm，5列，額定動(dòng)載荷為Ca=56kN,大于計(jì)算結(jié)果(Cm=48KN) 。軸向剛度
根據(jù)表下的注，預(yù)緊力。只要軸向外載荷不超過的3倍，就不必對(duì)預(yù)緊力提出額外的要求。今最大載荷僅5294N遠(yuǎn)小于此值。
根據(jù)文獻(xiàn)[12] ，這種絲杠軸端直徑不得超過32mm,固采用30mm的軸承。一端軸向固定，采用60°接觸角的7602030TVP型推力角接觸球軸承。一對(duì)面對(duì)面組配，其參數(shù)見文獻(xiàn)[1] P.80。另一端簡(jiǎn)支，采用一個(gè)6206195型深溝球軸承。
4. 3 死區(qū)誤差的分析[12]
死區(qū)誤差既傳動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)或反向時(shí)產(chǎn)生的輸入運(yùn)動(dòng)與輸出運(yùn)動(dòng)之間的差值。
反向死區(qū)的存在直接影響工件與刀具的定位精度，半閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的死區(qū)誤差是影響定位精度的主要原因，產(chǎn)生死區(qū)誤差的主要原因有(1)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的間隙；(2)克服導(dǎo)軌摩擦力而產(chǎn)生的摩擦死區(qū)；(3)系統(tǒng)中電氣，液壓元件的死區(qū)。其中在實(shí)際工作中的死區(qū)誤差，主要由間隙和摩擦死區(qū)兩部分組成，而間隙可以部分消除或完全消除。摩擦間隙只能通過減少摩擦，增加傳動(dòng)剛度而控制在一定的數(shù)值內(nèi)。
通過采取間隙消除措施后死區(qū)誤差變?yōu)閇13]
（4—3）
式中：為進(jìn)給導(dǎo)軌摩擦力(N)；為絲杠綜合拉壓剛度(N/um);W為進(jìn)給方向載荷(N)；u為摩擦系數(shù)。
THY5940機(jī)床要求的定位精度為
計(jì)算得該機(jī)床死區(qū)誤差為：
X軸死區(qū)誤差：
Y軸死區(qū)誤差：
4.4 由傳動(dòng)剛度的變化引起的定位誤差[14]
（4—4）
式中：為最大摩擦力；為最小綜合拉壓剛度；為最大綜合拉壓剛度。
數(shù)控機(jī)床主要誤差的檢驗(yàn)是在空載下進(jìn)行的[15]。計(jì)算得THY5940由傳動(dòng)剛度的變化引起的定位誤差為：X為軸向定位誤差：;Y軸向定位誤差；；Z軸向定位誤差；。
由傳動(dòng)剛度的變化引起的定位誤差遠(yuǎn)小于(1/3-1/5)機(jī)床定位精度的要求?？梢钥闯霰緳C(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)綜合拉壓剛度是比較好的。
第5章 機(jī)床的總體設(shè)計(jì)思路
5.1 主軸箱平衡和主軸箱拖動(dòng)
本機(jī)床的立柱是移動(dòng)式的，它可沿X向(與滑座一起)和Y向作快速移動(dòng)和進(jìn)給。主軸箱沿立柱導(dǎo)軌上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)Z向快速移動(dòng)和進(jìn)給。X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)均采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，移動(dòng)速度好，精度好，噪聲低。
主軸箱平衡采用重錘式的平衡方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單[16]。為了使立柱在快速移動(dòng)時(shí)，重錘沒有沖擊，因此在重錘中加了兩個(gè)導(dǎo)向柱，因此重錘只能沿立柱上下移動(dòng)。在導(dǎo)向柱與重錘之間裝有直線導(dǎo)軌。
主軸箱拖動(dòng)由伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸節(jié)傳至絲杠，使主軸箱沿立柱作Z向移動(dòng)。最高移動(dòng)速度可達(dá)18m/min，滾珠絲杠直徑為40mm，在主軸箱上下移動(dòng)極限處有極限開關(guān)，在主軸箱零位設(shè)有回零開關(guān)。
立柱上的兩根直線導(dǎo)軌的導(dǎo)條側(cè)面都有定位基面，并有壓塊將導(dǎo)條壓緊，導(dǎo)軌上的滑塊固定在主軸箱上，共四個(gè)。
5.2 滑座及立柱拖動(dòng)[17]
立柱通過直線導(dǎo)軌的滑塊坐在滑座直線導(dǎo)軌上，并可實(shí)現(xiàn)Y向移動(dòng)。立柱底面固定有四個(gè)滑塊，每條導(dǎo)軌上有兩個(gè)滑塊，滑塊組的一側(cè)有定位基面，并用壓塊壓緊，而另一側(cè)為浮動(dòng)。立柱拖動(dòng)由伺服電機(jī)經(jīng)練軸節(jié)傳給絲杠，使立柱在Y向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)24m/min的最高移動(dòng)速度?；显O(shè)有立柱移動(dòng)的極限開關(guān)和回零開關(guān)(Y向回零)。
5.3 床身及滑座拖動(dòng)
滑座通過固定在其下面的四個(gè)滑塊，在床身直線導(dǎo)軌上移動(dòng)，并由伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸節(jié)可實(shí)現(xiàn)Y向移動(dòng)，其最高速度可達(dá)24m/min,而且在行程兩端設(shè)有極限開關(guān)，同時(shí)設(shè)有回零開關(guān)。
床身共有13個(gè)與地腳連接的螺釘孔，每個(gè)地腳螺孔都可調(diào)整機(jī)床的水平，機(jī)床的防護(hù)間坐在床身的四周沿上。
5.4 機(jī)床的防護(hù)系統(tǒng)
本機(jī)床采用全防護(hù)型，除電氣柜、冷卻箱及接屑盒，其它都在防護(hù)間內(nèi)，使機(jī)床在切削加工時(shí)，鐵屑及冷卻液不外溢，可保持機(jī)床周圍的衛(wèi)生清潔。
該機(jī)床三個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)都有導(dǎo)軌防護(hù)[18]。其中，主軸箱移動(dòng)導(dǎo)軌(Z向)防護(hù)是直線導(dǎo)軌自身帶的，滾珠絲杠也是采用單獨(dú)防護(hù)，既螺旋保護(hù)套。X向、Y向?qū)к壏雷o(hù)采用的是防護(hù)拉板形式的，即可防護(hù)導(dǎo)軌，又可防護(hù)絲杠。
結(jié) 論
本論文系統(tǒng)研究了THY5940型數(shù)控鏜銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)傳動(dòng)過程中的一些常見問題進(jìn)行了分析。同時(shí)對(duì)機(jī)械元件和機(jī)械傳動(dòng)裝置的參數(shù)進(jìn)行了合理的選擇，使得整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)在工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性相匹配，有效提高了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。歸納起來本文主要完成了以下的任務(wù)：
(1) 完成了數(shù)控鏜銑床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算與選擇，大幅度提高了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)速度;
(2) 參考前人的設(shè)計(jì)成果及設(shè)計(jì)理念，總結(jié)出適合本機(jī)床的設(shè)計(jì)方案，保證了設(shè)計(jì)結(jié)果的合理性;
(3) THY5940型機(jī)床解決了以前一些專用機(jī)床的效率低、小批量、制約被加工零件的改進(jìn)等缺點(diǎn)，使得加工具有更大的柔性，從而能適應(yīng)產(chǎn)品的換型與更新，提高了生產(chǎn)效率與企業(yè)的先進(jìn)性。
（4) 解決了機(jī)床設(shè)計(jì)過程中的一些常見問題，并對(duì)數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)以及工作過程有了進(jìn)一步更深刻的認(rèn)識(shí)。
參 考 文 獻(xiàn)
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[19] Schulz II. Dynamic Stiffness and Contouring Accuracy of a IISC Linear Motor Machine. Proceedings of the 2nd International Conference on Irish Speed Machine, Darmstadt, Germany，1999. 75~83
致 謝
本學(xué)位論文是在xxx老師的直接關(guān)心和悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、任勞任怨和誨人不倦的精神不斷地教育我、激勵(lì)我，使我受益匪淺；同時(shí)為我的學(xué)習(xí)和研究工作提供了各種有利的條件，使我能夠不斷取得學(xué)業(yè)上的進(jìn)步并順利完成課題的研究和論文的撰寫工作。導(dǎo)師真不愧為良師益友，在此，學(xué)生向?qū)熤乱哉\摯的敬意并表示衷心的感謝!
同時(shí)也十分感謝我的舍友，感謝他們正直善良、樂觀向上的精神為我營造了一個(gè)友善和諧的學(xué)習(xí)、生活空間;還要感謝工程專業(yè)的所有幫助和關(guān)心我的同學(xué)，在此向他們致以真誠的謝意。
還要感謝我的親人，特別是我的父母，他們給予我生活上無微不至的關(guān)心及精神上的支持與鼓勵(lì)，使我能順利完成學(xué)業(yè)。
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