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（图纸+论文）数控铲磨床纵向进给系统的设计（全套完整）

另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和档次，将机床改造成当今水平的机床。由于铲磨床已经停止生产，因此将传统的铲磨床进行数控化改造很有必要。数控机床不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之，也为我国传统机械制造技术朝机电体化技术方向过渡的主要内容之。.数控机床的优点相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性提高生产率。因此，本次设计采用滚珠丝杠，由于丝杠有专业的生产厂家生产，并且有相应的国家标准，因此在选择时我参考了汉江机床厂生产的相关产品，并对丝杠两端固定部分做了必要的设计。丝杠的安装形式有四种端固定，端自由两端游动端固定，端游动两端固定。选择两端固定的安装形式，其特点是刚度最高，只要轴承无间隙，丝杠的轴向刚度为端固定的倍丝杠般不会受压，无压杆稳定问题，固有频率比端固定的高可以预拉伸，预紧拉伸后可见小丝杠自重的下垂和热补偿膨胀。检系统的选取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。开环控制系统中，没有反馈电路，不带检测装置，指令信号是单方向送的。指令发出后，不再反馈回来，故称开环控制。开环系统主要由步进电机驱动。闭环控制系统具有装在机床移动部件上的检测反馈元件，用来检测实际位移量，能补偿系统的误差，因而伺服控制精度高。闭环系统多采用直流伺服电机或交流伺服电机驱动。半闭环控制系统与闭环系统不同，不直接检测工作台的位移量，而是用检测元件出驱动轴的转角，再间接推算出工作台实际的位移量，也有反馈回路，其性能介于开环系统和闭环系统之间。由于本次设计中，要求定位分辨率，故采取全闭环系统来保证定位分辨率，提高加工工件的加工精度。导轨的选定导轨是数控机床的重要部件之，它在很大程度上决定数控机床的刚度，精度和精度保持性。其中直线滚动导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，在很大程度上降低了二者之间的运动摩擦阻力与滑动导轨相比较滚动导轨具有以下优点运动灵敏度高，滚动导轨的摩擦系数远小于滑动导轨，并且滚动导轨动静摩擦力之差很小，随动性极好，即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短，有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。无论实在高速还是低速运动，滚动导轨的摩擦系数基本上不变，般滚动导轨运动时没有爬行现象。定位精度高，般滚动导轨的重复定位误差为.滑动导轨般为.因此滚动导轨能实现高定位精度和重复定位精度。对普通机床进行数控化改造，利用数控装置，机床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的机床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适应小批量多品种复杂零件的加工。十几年来，随着科学技术的发展，机床也在不断进步，数控系统产品不断改进完善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。对于原有老的经济型数控机床，特别是年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大在用的设备使用至今也十几年了，同样面临进步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生产效率，创造更大的经济效益。总体方案设计.机床的运动关系数控铲磨床主要通过砂轮的磨削来实现对刀具的加工，加工的过程中的运动主要包括工件主轴回转运动，砂轮纵向移动，砂轮横向进给运动，砂轮的回转运动这四部分所形成的空间运动。工件的回转和砂轮的纵向移动构成螺旋运动，砂轮的横向进给和砂轮的回转构成铲背运动，两种运动合成完成滚刀的铲磨加工。.传动方案的设计纵向进给系统中初步设计利用交流伺服电机驱动整个传动系统运动，并且通过丝杠将电机的旋转转换为直线运动，通过联轴器使丝杠与电机直接连接，丝杠两端采用端固定端简直的支撑方式，丝杠螺母通过连接部分与工作台连接，从而实现铲磨床的纵向进给运动。初步设计如图.所示。图.方案简图丝杠的选型及支撑方式的设计丝杠是回转运动与直线运动相互转换的传动装置，是数控机床伺服进给系统中使用最为广泛的传动装置。滚珠丝杠具有传动效率高摩擦损失小，传动精度高，磨损小使用寿命长等优点。相对于滑动丝杠来说，滚珠丝杠仅用较小的扭矩就能获得较大的轴向推力而且功耗损失只有滑动丝杠的。滚动摩擦的启动摩擦阻力很小，所以滚珠丝杠螺母副的动作灵敏，并且滚动摩擦阻力几乎与运动速度无关，这样就可以保证运动的平稳性，即使在低速下仍可获得均匀的运动，保证了较高的传动精度。引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。伺服系统对伺服电机的要求从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如.或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。般直流伺服电机要求在数分钟内过载倍而不损坏。为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受以上的角加速度的能力，才能保证电机可在.以内从静止启动到额定转速。电机应能随频繁启动制动和反转。随着微电子技术计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式混合方式走向全数字方式。由位置速度和电流构成的三环反馈全部数字化软件处理数字，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。铲磨床是滚刀成型铣刀等复杂刀具的精加工机床，纵向进给系统是实现螺旋运动的重要部分，也是保证产品达到高的数控,磨床,纵向,进给,系统,设计,毕业设计,全套,图纸数控铲磨床纵向进给系统的设计摘要铲磨床是滚刀成型铣刀等复杂刀具的精加工机床。由于传统铲磨床加工精度下降生产效率低，工人劳动强度大，本设计对传统铲磨床的纵向进给机构进行数控化改造来改善其上述不足之处。通过对目前工厂中传统的铲磨床进行研究，参考数控机床的相关文献，了解铲磨床纵向进给部分的工作原理，并深入分析铲磨床在加工的过程中各个零部件的受力情况，按寿命计算选择了丝杠的尺寸规格，并校核了额定动载荷传动效率刚度，最终选择了汉江机床厂生产的滚珠丝杠。通过对主轴受力的分析选择了用推力球轴承承受轴向力，用深沟球轴承承受径向力的形式。导轨的选取参考了汉江机床厂生产的滚动导轨，对导轨的寿命以及额定载荷进行了校核，均能满足要求。电机根据滚珠丝杠的导程计算出的最高转速，和传动过程中的最大转矩选取了富士公司的伺服电机并对转动惯量进行了校核。由于采用了闭环系统，在查阅了光栅尺的相关参数后，选择公司的光栅尺能使在规定的行程内定位分辨率达到要求。通过上述设计实现了铲磨床纵向进给系统的数控化改造，满足了加工精度的要求，具有加工稳定可靠，效率高等优点。关键词数控铲磨床纵向进给系统精加工闭环系统机床的优点.数控机床的组成总体方案设计.机床的运动关系.传动方案的设计丝杠的选型及支撑方式的设计检系统的选取导轨的选定丝杠和电机连接零件的选取轴承类型的选取进给伺服系统机械部分计算与校核.滚珠丝杠螺母副的计算和选型额定动载荷传动效率校核.轴承的计算和选型推力球轴承的选型深沟球轴承的选型.丝杠的刚度和稳定性校核丝杠的刚度校核稳定性校核.导轨的计算和选型滚动直线导轨副行程长度的寿命.伺服电机的计算和选型电机转速的选取电机转矩的计算转动惯量的校核.编码器的选型进给系统机械部分结构设计.进给伺服系统装配图的设计.安装过程中应注意的问题总结参考文献致谢毕业设计论文知识产权声明毕业设计论文独创性声明绪论.概述我国目前机床总量为万余台，而其中数控机床总数只有.万台，这说明我国机床数控化率不到。我们大多数制造业和企业的生产加工设备大多数是传统机床，而且半数以上是役龄在年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差品种少成本高等缺点，因此这些产品在国际国内市场上缺乏竞争了，这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。在过去的几十年，虽然金属切削的基本原理变化不大，但随着社会生产力的发展，要求制造业向自动化和精密化方向发展，而刀具材料和电子技术的进步，特别是微电子技术电子计算机的技术进步，运用到控制系统中，既能帮助机床的自动化，又能提高加工精度。这些都要求对旧机床进行改造。另外，在经济方面，用机床的数控改造比更新设备节约的资金。再加上市场的原因，由于目前机床市场供给无法满足大量的机床设备的更新需要，因此更显示出机床数控改造的必要性。数控改造相对于购置数控机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床有很多突出优点，由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换个程序，就可以实现另工件的加工，从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不像购买新机那样，要重新了解机床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和档次，将机床改造成当今水平的机床。由于铲磨床已经停止生产，因此将传统的铲磨床进行数控化改造很有必要。数控机床不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之，也为我国传统机械制造技术朝机电体化技术方向过渡的主要内容之。.数控机床的优点相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性提高生产率。数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。采用最佳参数和最佳走刀路线，缩短加工时间，从而提高生产率。数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量。由于它是按照程序自动加工不需要人工干预，其加工精度还可以利用软件进行校正及补偿，故可以获得比机床本身精度还要高的精度和重复精度。有广泛的适应性和较大的灵活性。通过改变程序，就可以加工新产品的零件，能够完成很多普通机床难以完成或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。可以实现机多用。些数控机床，可以自动换刀，次装卡后，几乎能完成零件的全部加工部位的加工，节省了设备和厂房面积。