降低端面加工时的表面粗糙度,并且便于选取最能发挥刀具切削性能的切削速度。
主轴轴承为超精密角接触球轴承和双列圆柱滚子轴承以保证主轴的刚度和精度。
主轴轴承采用高润滑,低温度,热变形小。
机床纵向和横向运动均采用交流伺服电机,它们两者均直接采用消隙联轴器把电机与滚珠丝杠连接起来。
纵向驱动直接安装在纵向床身导轨之间。
电机采用直接配有脉冲解码器,可以直接反应滚珠丝杠的精度。
机床采用节歇润滑系统对床身轨道,床鞍和滚珠丝杠等部件集中润滑。
机床卡盘采用液压控制。
液压夹紧油缸为高速卡盘液压缸,卡盘为高速液压卡盘,卡盘的松紧由控制面板上的按钮来控制。
机床尾座亦采用液压控制。
通过液压油来控制尾座套筒的进退,它是由控制面板上的按钮来控制的。
车床的床鞍溜板导轨上装有位的电动轨塔刀架,它具有分度转位快,平稳可靠,无渗透等优点。
分度控制采用编码器和接近开关,电气设计上增加了双保险安全保护环节以确定电机的安全,换刀准确。
机床配有自动对刀仪,通过接触式传感器,可以快而准确的测出刀具安装时的偏差值,传输给计算机系统,在加工时可进行刀具的自动补偿。
机床具有良好的扩展性,机床配有排屑器,实现自动排屑。
机床配有防护外壳。
机床数控系统配有日本系统。
当然了,以上两个方案虽然经过我们的深思熟虑,且经过实地考察,厂家参观,机床测绘及资料的查问,厂技术科的指导,但由于最终方案还是由自己考虑定下来的,其错误欠妥之处肯定在所难免,这与我们自身实践经验的缺乏有定的关系。
在这里,恳切各位老师评阅后批评指正。
数控车床总体设计.数控机床的工作原理数控机床加工零件时,首先应编制零件的数控程序,这是数控机床的工作指令。
将数控程序输入到数控装置,再由数控装置控制机床主运动的变速,启停,进给运动方向的速度和位移大小,以及其它诸如刀具选择交换,工件夹紧松开和冷却润滑的启,停等动作,使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序,路程和参数进行工作,从而加工出形状,尺寸与精度符合要求的零件。
如图.所示,数控机床由以下几个部分组成图.数控机床工作原理简图.数控机床的组成程序编制及程序载体数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令,加工零件进行时,工艺分析的基础上,确定零件坐标系车床坐标系上的相对位置,即零件在机床上安装位置刀具与零件相对运动的尺寸参数零件加工的工艺路线或加工顺序主运动的启停,换向,变速进给运动的速度,位移大小等工艺参数,以及辅助装置的动作。
这样便得到零件的所有运动,尺寸,工艺参数等加工信息,然后用标准的由文字,数字和符号组成的数控代码,按规定的方法和格式,编制零件加工的数控程序单。
编制程序的工作可由人工进行,或则在数控机床以外用自动编程计算机系统来完成,比较先进的数控机床,可以在它的数控装置上直接编程。
编好的数控程序,存放在便于输送到数控装置的种存储载体上,它可以是穿孔纸带,录音磁卡,软磁盘等,采用哪种存储载体,取决于数控装置的设计类型。
输入装置它的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号,传送并存入数控装置内。
根据程序存储介质的不同,输入装置可以是光电阅读机,录音机或软盘驱动器。
有些数控机床,不用任何程序存储载体,而是将数控程序单的内容通过数控装置上的键盘,用手工方式方式输入,或将数控程序由编程计算机用通信方式传送到数控装置。
数控装置及强电控制装置数控装置是数控机床的核心,它接受输入装置送来的脉冲信号,经数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译,运算和逻辑处理后,输出各种信号和指令控制机床的各个部分,进行规定的,有序的动作。
这些控制信号中最基本的信号是经插补运算决定的各坐标轴即作进给运动的各个执行部件的进给速度,进给方向和位移量指令,送伺服驱动系统驱动执行部件进行进给运动。
其他还有主运动部件的变速,换向和启停信号,选择和交换刀具指令信号,控制冷却,润滑的启停,工件和机床部件松开,夹紧等辅助指令信号等。
强电控制装置是介于数控装置和机床机械,液压部件之间的控制系统。
其主要作用是接收数控装置输出的主运动变速,刀具选择交换,辅助装置动作等指令信号,经必要的编译,逻辑判断,功率放大后,直接驱动相应的电器,液压,气动和机械部件,以完成指导所规定的动作。
此外,还有开关信号经它送数控装置进行处理。
伺服驱动系统及位置检测装置伺服驱动系统是由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成,并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。
它根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度,方向和位移。
每个作经给运动的执行部件都配有套伺服驱动系统。
伺服驱动系统有开环,半闭环和闭环之分。
在半闭环和闭环伺服驱动系统中,还得使用位置检测装置,间接或直接测量执行部件的实际进给位移,与指令位移进行比较,按闭环原理,将其误差转换放大后控制执行部件的进给运动。
机床的机械部件数控机床的机械部件包括主运动部件,进给运动执行部件如工作台,拖板及其传动部件和床身立柱等支撑部件,此外,还有冷却,润滑,转位和夹紧等辅助装置。
对于加工中心类的数控机床,还有存放刀具的刀库,交换刀具的机械手等部件。
数控机床机械部件组成与普通机床相似,但是传动结构要求更为简单,车精度,刚度,抗振性等方面要求更高,而且其传动和变速系统要便于实现自动化控制。
综上所述,机床的五大部分,在我们实际设计中,我们主要考虑以下两个方面。
数控部分可以采用个集成线路板及些电器元件集成块。
利用编程器直接对其控制,可以在机床的数控装置上直接编程以实现机床上的各系统的运动,如刀具与零件相对运动零件的加工,工艺路线和加工顺序主运动的启,停,换向,变换进给运动的速度,位移大小等。
机械部件则是这次设计的全部内容我们将对以下几点进行部分设计,布局,计算主轴,主轴由交流调速主轴电机驱动,机床在低速下也具有高功率输出,恒功率区宽。
进给系统,向与水平面呈方向进给,向导轨倾斜放置。
机床纵向和横向运动均采用交流伺服电机,它们两者均直接采用消隙联轴器把电机与滚珠丝杠连接起来。
床身部件,底座部件。
这是大件须考虑布局及各部件在其上的安装及地基的安装尾架,卡盘均采用液压控制,尾座是液压尾套座,套筒的伸进伸出靠液压控制,但大的行程则靠手动来移动尾架。
并利用偏心轮机构对尾座进行夹紧,尾架安装在铸造的滑动导轨上。
液压夹紧油缸为高速卡盘液压缸,卡盘为高速液压卡盘,卡盘的松紧由控制面板上的按钮来控制。
外壳。
按照人体工程学宜人化进行布局设计,全封闭防护,配有手拉门,操作简捷,使用方便。
.参数确定主参数和基本参数本数控车床主要技术参数允许最大工件回转直径最大切削直径,最大切削长度,主轴转速范围,主轴通孔直径,拉管通孔直径,刀架有效行程轴轴安装刀具数把,尾座套筒直径,尾座套筒行程,主轴电机功率.电动机输出功率.进给伺服电机功率轴.轴.机床外形尺寸ΧΧ为了方便各部门设计时,所考虑到的受力情况,现将切削力计算如下有了切削力也就可以依据它,设计进给系统,刀架,主轴卡盘的夹紧,液压尾座的行程等等。
切削用量的选择切削用量的计算本计算过程均参考金属切削手册切削深度半精切取。
进给量半精切,用硬质合金车刀,.。
切削速度半精切,用硬质合金车刀。
刀具的选择用主偏角的硬质合金车刀车直径为的中碳钢。
切削厚度.切削切除率当.单位切削功率范围内取切削切除率按工件直径及转速计算切削速度主切削力运动参数和动力参数的计算确定计算转速数控机床采用直流或交流无级调速电动实现无级调速时,应按电动机的恒功率输出转速范围的低转速。
额定转速来确定计算转速主切削力.主轴需转矩计算转速.数控车床传动系统图数控机床的传动系统图如图.所示。
图.数控车床传动系统图注.伺服电机与滚珠丝杆之间用联轴器联接.尾架手工移动固定,顶针伸缩液压实现.刀架转位夹紧松开液压实现.换刀装置可采用液压控制或电动控制。
.数控车床总体联系图数控车床总体布局图如图.所示。
图.数控车床总体联系图部分主要部件名称窗玻璃精密滚珠丝杠轴尾架顶尖向拖板液压尾架向拖板通油管电动刀架排屑装置机壳移门带轮主轴张紧轮液压卡盘冷却泵源主轴箱减压阀主电机电气柜接头底板回转油缸油箱楔形带油箱部件同步带电动机液压站编码器主轴集成块滚动导轨轴顶板联轴器轴铰链联轴器轴液压站尾架底座除尾座.机床的润滑与维护该机床属于机电体化高技术产品,各部件的精度要求都很高,经常维护和良好润滑,可以保持机床的精度,延长机床的使用寿命。
机床主轴前后轴承的精度高转速高,因此用高级进口高速润滑脂润滑,每注次润滑脂,可以正常使用个大修期。
滚动导轨为导轨座注油式,用专业油枪注入优质钾基润滑脂,每次以注满为宜,每次注完可连续运行,滚珠丝杠润滑方式与滚动导轨相同,也可直接涂于丝杠表面,其余轴承等应每年涂次钾基润滑脂,涂脂前应将轴承清洗干净,不得有污物或异物混入。
尾座套筒与尾座底座与床身导轨间为油润滑,尾座体上有油杯总共个每班需注至次,号机油,以适量为宜。
本机床按每日三班制正常使用情况下,应每八年大修次,在此期间,应三年内中修次,以检查机床各部是否正常,在适当的时间内,应小修次,间隔时间视具体情况确定,般以年左右为宜。
每维修次,应注意按之前的说明进行维护和润滑。
数控车床部件设计.机床底座,床身大件类的设计要求,方法机床大件通常是指床身,箱体,底座等尺寸和重量较大的零件。
台机床的大件数量虽然不多,但是重量却占了机床总量的,而且这类大件是整台机床的基础和支架,机床的其他零部件,或者固定在大件上,或者在大件的导轨上运动。
因此,为了保证这些零部件工作时的相对位置和相对运动具有足够的精确度,以及使整台机床在工作时不出现振动,对这类大件的设计,般都要提出下列要求工艺性良好,易于制造和装配。
静刚度良好,在最大允许载荷时,变形量不超过规定值。
动刚度好,在预订的切削条件下工作时不产生振动。
温度场分布合理,工作时的热变形对加工精度的影响小。
结构设计合理,铸造应力小,能长期地保持规定精度。
大型机床大件的运输和吊装方便。
排屑容易,冷却液和润滑油的渠道通畅,电气,液压部件的安装位置合理。
机床大件的设计,目前主要是根据生产中使用性能良好的同类型产品的同类型大件进行类比设计。
但由于各种机床的受力情况和工作要求不尽相同,为了使类比设计能符合实际需要,并进步提高机床大件的设计水平,应对机床受力情况,静刚度,动刚度和热变形特性进行分