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（图纸+论文）车削中心主传动及进给传动结构及控制系统设计（全套完整）

馈控制等。例如，在数控系统中配置编程专家系统故障诊断专家系统参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能动态前馈功能在压力温度位置速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。结构新型化世纪年代种完全不同于原来数控机床结构的新型数控机床被开发成功。这种新型数控机床被称为“条腿”的加工中心或称虚拟轴机床有的还称为并联机床，它能在没有任何导轨和滑台的情况下，采用能够伸缩的“条腿”伺服轴支撑并联，并与安装主轴头的上平台和安装工件的下平台相连。它可实现多坐标联动加工，其控制系统结构复杂，加工精度加工效率较普通加工中心高倍。这种数控机床的出现将给数控机床技术带来重大变革和创新。编程技术自动化随着数控加工技术的迅速发展，设备类型的增多，零件品种的增加以及零件形状的日益复杂，迫切需要速度快精度高的编程，以便于对加工过程的直观检查。为弥补手工编程和语言编程的不足，近年来开发出多种自动编程系统，如图形交互式编程系统数字化自动编程系统会话式自动编程系统语音数控编程系统等，其中图形交互式编程系统的应用越来越广泛。图形交互式编程系统是以计算机辅助设计软件为基础，首先形成零件的图形文件，然后再调用数控编程模块，自动编制加工程序，同时可动态显示刀具的加工轨迹。其特点是速度快精度高直观性好使用简便，已成为国内外先进的软件所采用的数控编程方法。目前常用的图形交互式软件有等。集成化数控系统采用高度集成化芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用平板显示技术可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高质量小体积小功耗低便于携带等优点，可实现超大规模显示，成为与显示器抗衡的新兴显示器，是世纪显示器主流。作平稳性，在设计机械传动装置时，通常提出低摩低惯量高刚度无间隙高谐振以及有适宜尼比的要求。在设计中应考虑以下几点尽量采用低磨擦的传动和导向元件。如采用滚珠丝杠螺母传动副滚动导轨贴塑导轨等。尽量消除传动间隙。例如采用隙齿轮等。提高系统刚度。缩短传动链可以提高系统的传动刚度，减小传动链误差。可采用预紧的方法提高系统刚度。例如采用预加负载导轨和滚珠丝杠副等。.微机的选择微机数控系统由存储器扩展电路接口电路伺服电机驱动电路检测电路等几部分组成。.总体方案框图为实现机床所要求的分辨率，采用电机经齿轮减速再传动丝杆，为保证定的传动精度和平稳性，尽量减少摩擦力，选用滚珠丝杆螺母副。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿轮间隙的结构。系统总体方案框图如下图总体方案框图第章机械部分设计与计算含电机计算与选择.向横向进给伺服系统机械部分计算与校核实例计算切削力轴方向的脉冲当量为.脉冲，最大切削阻力为横切端面查综合作业指导书页式中车床床身上加工最大直径横切端面时主切削力可取纵切时的式中走刀方向的切削力垂直走刀方向的切削力滚珠丝杆螺母副的设计计算与选型计算牵引力向横向进给选为三角型或综合导轨参考机床设计手册.表查阅综合作业指导书页式中切削分力移动部件的重量表查得向横向溜板及刀架重力滑动导轨摩擦系数，随导轨形式而不同取考虑颠复力矩影响的实验系数取.计算最大动负载选用滚珠丝杆导轨参考机床设计手册.查阅综合作业指导书页式中寿命，以转为单位丝杆转速为最大切削条件下进给速度，可取最高进给速度的取丝杆导程初选为使用寿命,对于数控机床取运转系数，查表般取螺母副的选型查阅综合作业指导书附表，可采用外循环垫片调整紧的双螺母滚珠丝杆副，列.圈，其额定动负载为,精度等级按表选为级。传动效率计算式中螺旋升角，摩擦角取滚动摩擦系数刚度验算向横向进给丝杆支承方式图所示，最大牵引力.,支承间距，因丝杆长度较短，不需预紧螺母及轴承预紧。图计算如下丝杆的拉伸或压缩变形量查阅综合作业指导书图,根据.,查出可算出滚珠与螺纹滚道间接触变形量查图得系列列.圈滚珠和螺纹滚道接触变形量因进行了预紧支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形采用推力球轴承查阅机床设计手册.表.滚动体直径.,数量综合以上几项变形量之和定位精度稳定性校核计算临界负载式中材料弹性模量截面惯性矩丝杆两轴承端距离丝杆支承方式系数，从表.中查出，端固定，端简支为.般,所以此滚珠丝杆不会产生失稳。向横向滚珠丝杆副的几何参数见表表参数名称符号关系式螺纹滚道公称直径导程接触角钢球直径.滚道法面半径.偏心距.螺纹升角螺杆外径.内径.接触直径.螺母螺纹直径.内径.齿轮传动比计算已确定向横向脉冲当量，滚珠直径导程,初选直流伺服电动机步距角可计算传动比考虑到结构上的原因不使大齿轮直径太大，以免影响到向横向溜板有行程，故此处可采用两级齿轮降速。因进给运动齿轮受力不大，模数取，有关参数参照表表传动齿轮几何参数齿数分度圆齿顶圆齿根圆齿宽中心距向横向直流伺服电机的计算，校核和选型初选直流伺服电机计算直流伺服电机负载转矩查阅综合作业指导书页式中脉冲当量，取进给牵引力步距角，初选双拍制为电机丝杆传动效率为齿轮轴承丝杆效率之积分别为估算直流伺服电机起动转矩根据负载转矩除以定的安全系数来估算直流伺服电机起动转矩.般向横向进给伺服系统取计算最大静转矩查表如取五相十拍，则计算直流伺服电机运行频率和最高启动频率式中最大切削进给速度最大快移速度脉冲当量，取根据估算出的最大静转矩在表中查出最大静转矩为.可以满足经济型数控机床有可能使用较大的切削用量，应该选用稍大转矩的直流伺服电机，以留有定余量，另方面与国内同类型机床进行类比的要求。决定采用，但从综合作业指导书页查出，直流伺服电机最高空载启动频率为,满足空载时.的要求。校核直流伺服电机转矩前面所述初选直流伺服电机的转矩计算，均为估算，初选后，应该进行校核计算。等效转动惯量计算计算简图见图，根据表，经二对齿轮降速时，传动系统折算到电机轴上的总转动惯量可由下式计算式中齿轮及其轴的转动惯量齿轮的转动惯量但是，采用半闭环控制其调式比开环要复杂，设计上也要有其自身的特点，技术难度较大。开环控制系统中没有位置控制器及反馈线路，因此开环系统的精度较差，但其结构简单，易于调整，所以常用于精度要求不高的场合。经过上序比较，由于所的车床的目标加工精度要求不高，所以决定采用开环控制系统。数控系统的硬件电路设计数控系统都是由硬件和软件两部分组成，硬件是控制系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。数控装置的设计方案通常有可以全部自己设计制作可以采用单板机或模块或工控机改制可以选用现成的数控装置作少量的适应化改动跟据本次设计的要求采用第种设计方案。机械部分的设计主传动部分的设计将原机床的主轴电动机换成变频调速电动机，无级调速部分由变频器控制。将原机床的主轴手动变速换成有电磁离合器控制的主轴变速机构。后使其主运动和进给运动分离，主轴电动机的作用只是带动主轴旋转。进给机构的将原机床的挂轮机构进给箱溜板箱滑动丝杠光杠等全部拆除。向纵向向横向进给以直流伺服电动机作为驱动元件经级齿轮减速后，由滚珠丝杠传动。.可行性论证根据自动化制造系统，可行性论证使用户建造自动化制造系统项目前所进行的技术和经济性分析报告，是上级主管部门审定和批准立项的基本依据。同样，在进行普通车床的经济型数控之前进行合理的科学的可行性论证是必要的。根据传统的论证方法，普通车床的经济型数控的可行性论证应围绕以下几个方面进行，即企业生产经营现状及存在的问题分析，企业生产经营目标，的基础条件目标技术方案投资概算效益分析，后车床的实施计划，结论等。由于本设计仅作为大学本科生的毕业设计，故在此，设计者仅对的投资概算作简要的可行性论证。本设计是对普通车床进行经济型数控。在设计中，采用自己设置的数控装置，加上两台伺服电机，两套滚珠丝杠副和相配的传动部分以及齿轮副，台变频调速电动机，四个电磁离合器以及主传动部分的齿轮副。这样设备费用和旧设备费用总计不会超过万元。因此，对普通车床作经济型数控适合我国国情，是国内企业提高车床的自动化能力和精密程度的有效选择。它具有定的典型性和实用性。第章数控方案确定.系统的运动方式与伺服系统的选择由于后的经济型数控车床应具有定位直线插补顺圆和逆圆插补暂停循环加工公英螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构降低成本，采用直流伺服电机开环控制系统。.计算机系统根据机床要求，采用位单片机。选择市场上常用的单片机。由是继™系列产品等之后凌阳点击此处添加图片说明科技推出的又款位结构的微控制器。与不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能，里只内嵌字的闪存。较高的处理速度使™能够非常容易地快速地处理复杂的数字信号。因此，与相比，以™为核心的微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的种最经济的选择。控制系统由微机部分键盘及显示器接口及光隔离电路直流伺服电机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。.机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用直流伺服电机经齿轮减速再传动丝杆。为了保证定的传动精度跟平稳性，尽量减少摩擦力。选用滚珠丝杆螺母副。同时，为了提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。.运动方式的确定数按系统运动方式可分为点位控制系统点位直线系统和连续控制系统。由于车床要加工复杂轮廓零件，所以本次设计采用连续控制系统。.系统的选择伺服系统可分为开环控制系统半闭环控制和闭环控制系统。经过比较，由于车床加工精度要求不高，所以决定采用开环控制系统。.机构传动方式的确定为确保数控系统的传动精度和工其本质是，采用信息技术对传统产业包括军民机械工业进行技术。除在制造过程中采用数控机床外，还包括在产品开发中推行虚拟制造以及在生产管理中推行管理信息系统等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军民机械工业进行深入称之为信息化，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术传统产业方面比发达国家约落后年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重数控化率到年只有.，而日本在年已达.，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化的必要性。.数控化的内容及优缺点国外业的兴起在美国日本和德国等发达国家，它们的机床作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床是个永恒的课题。我国的机床业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国日本德国，用数控技术机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控的新的行业。在美国，机床业称为机床再生业。从事再生业的著名公司有工程公司机床公司得宝服务集团设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床业称为机床改装业。从事改装业的著名公司有大隈工程集团岗三机械公司千代