TH5940型數(shù)控加工中心進給系統(tǒng)設(shè)計【含3張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 二級學(xué)院（直屬學(xué)部）： 機電工程學(xué)院 專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班級： 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職稱 講師 課題名稱 TH5940型數(shù)控加工中心進給系統(tǒng)設(shè)計 課 題 工 作 內(nèi) 容 該機床適用于摩托車、汽車、輕工機械等行業(yè)提高生產(chǎn)率。不僅對刀具的位置或軌跡進行控制，而且還具有自動換刀和補償功能，具有很高的強度，剛度和抗震性。以前采用的專用機床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進。而加工中心具有柔性，從而能適應(yīng)產(chǎn)品在最短時間內(nèi)達到商品化。本加工中心的設(shè)計擬采用主機，數(shù)控系統(tǒng)(包括伺服和驅(qū)動系統(tǒng))及相關(guān)配套件三部分組成。在對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，對初步擬訂的方案進行細化，論證，完善和總結(jié)。 加工中心的進給系統(tǒng)承擔加工中心各直線坐標軸的定位和切削進給，進給系統(tǒng)的好壞將直接影響整機的運行狀態(tài)和精度指標。設(shè)計過程中應(yīng)使進給穩(wěn)定性和快速響應(yīng)的特性。同時，要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對驅(qū)動元件和機械傳動裝置的參數(shù)進行合理的選擇，使整個進給系統(tǒng)工作時的動態(tài)特性相匹配。 包括： 1、 數(shù)控進給系統(tǒng)的傳動設(shè)計 2、 主要傳動件滾珠絲杠及其支承的設(shè)計計算。并對進給系統(tǒng)進行了校驗 3、繪制部分重要零件的零件圖 4、畢業(yè)設(shè)計說明書一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200個印刷符號）。 5、翻譯與本專業(yè)相關(guān)的15000個印刷符號的科技英語文章 指標（目標）要求 1工作臺尺寸 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 程 安 排 進程安排： 3周到4周 明確設(shè)計任務(wù)，收集資料、調(diào)查研究，完成畢業(yè)實習(xí) 5周到7周 完成畢業(yè)設(shè)計開題報告，方案論證、確定課題總體方案 8周到10周 完成總體設(shè)計、部件設(shè)計草圖。 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)計說明書以及答辯準備。 主 要 參 考 文 獻 [1] 畢承恩，丁乃建.現(xiàn)代數(shù)控機床.北京：機械工業(yè)出版社，1993.78~82 [2] 毛謙德，李振清.袖珍機械設(shè)計師手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2001.205~209 [3] 戴曙主編. 機床滾動軸承應(yīng)用手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1993.121~124 [4] 機床設(shè)計手冊，第三冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1986.179~181 [5] [美]格利.機械工程設(shè)計.北京：人民教育出版社，1981.32~35 [6] 劉又午.數(shù)字控制機床.北京：機械工業(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)機械原理與機械零件教研組編.機械設(shè)計.北京：人民出版社,1980.21~27 [9] 趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1990.179~181 [10] 黃如林.切削加工簡明實用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.2004.31~32 [11] 靳龍.數(shù)控加工中心進給系統(tǒng)設(shè)計分析.機械研究與應(yīng)用.2005, 18(3):7173 [12] 劉躍南.機床計算機數(shù)控及其應(yīng)用.機械工業(yè)出版社.58~60 [13] 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計.兵器工業(yè)出版社.92~93 [14] 機械工藝人員設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社.80~82 地 點 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)計工作開始前一周內(nèi)填寫并發(fā)給學(xué)生。 洛陽一拖實習(xí)報告 1 前言 2009年3月12日，我們懷著激動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習(xí)地點中國第一拖拉機廠。 隨著科學(xué)的發(fā)展，21世紀人才培養(yǎng)的目標是使學(xué)生面向基面、面向生產(chǎn)、服務(wù)第一線，既懂知識又懂生產(chǎn)的高素質(zhì)勞動及高級生產(chǎn)方面的人才。 在校學(xué)習(xí)快4年了，但多數(shù)都在書上。上手的機會也不會太多、更感受不到正規(guī)化的工廠運營模式。今年3月份，院里組織我們?nèi)ヂ尻栔袊谝煌侠瓩C集團有限公司實習(xí)，能到曾經(jīng)是九朝古都的洛陽實習(xí)。 2 一拖簡介 建國50多年以來，我國的機械制造行業(yè)有了翻天覆地的發(fā)展，如今已經(jīng)有了相當?shù)膶嵙?，逐步形成了一個具有相當規(guī)模和應(yīng)頂技術(shù)基礎(chǔ)的機械工業(yè)體系，中國一拖就是其中一個國營的具有一定實力的工業(yè)體系 目前具有年產(chǎn)大馬力輪式拖拉機5000-6000臺，履帶式拖拉機25000臺，中小馬力輪式拖拉機15-20萬臺，柴油發(fā)動機10萬臺，聯(lián)合收割機 4000臺，壓路機4000臺，工業(yè)推土機2000臺的生產(chǎn)能力。流水線生產(chǎn)過程，能出色完成鑄造、鍛造、沖壓機械的加工，熱處理等工藝過程。 中國一拖一直把保護人類生存環(huán)境作為自己的責任，其生產(chǎn)的柴油機從20世紀70年代開始，一直是中國較清潔、最節(jié)約能源的動力機之一。其中與英國許多大公司聯(lián)合設(shè)計的EK105系列柴油機，其排放量達到了歐亞標準，已成為中國農(nóng)業(yè)機械與工程機械配套機械最佳選擇，專門為歐洲設(shè)計的運泥車達到了國際先進水平。 20世紀90年代，中國拖拉機研究所與檢測中心的并入，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，各種規(guī)格的推土機、壓路機等農(nóng)用機械和工程機械，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)做出了巨大的貢獻。 隨著時代、科技的發(fā)展，以卓越的產(chǎn)品品質(zhì)滿足社會的需求一直是一拖集團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。一拖推動了時代的發(fā)展，推動農(nóng)用設(shè)備機械化的進程。在1984年中國首次考察南極、建立長城站時，一拖的產(chǎn)品經(jīng)受住了惡劣環(huán)境的考驗。 憑借150萬臺拖拉機的生產(chǎn)經(jīng)驗以及由此奠定出獨具特色的工藝水平和技術(shù)實力，中國一拖集團有限公司成為卓越的農(nóng)業(yè)機械制造專家，在這一領(lǐng)域享有極高的聲譽。 1984年中國科考隊第一次登陸南極建立長城站時，一拖的產(chǎn)品經(jīng)受住了嚴峻的考驗。 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年目標超過100億，其生產(chǎn)與管理已經(jīng)相當?shù)囊?guī)范化。相信中國一拖的明天將會更好！ 3 實習(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運用所學(xué)的知識，觀察分析常見的工藝問題，切實達到理論聯(lián)系實際的目的。 3通過實習(xí)進一步增強實踐能力，學(xué)習(xí)技術(shù)工人愛崗敬業(yè)的精神。 4 實習(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。 2加工工藝實習(xí)。對軸、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)備實習(xí)。 選擇幾種有代表性的機床著重了解基本結(jié)構(gòu)、性能、 傳動及調(diào)整、使用掌握分析、選擇機床的方法，培養(yǎng)選擇機床的能力。 結(jié)合“機械制造技術(shù)”“機械加工技術(shù)”課堂教學(xué)了解現(xiàn)場常用的非標準刀具的類型、裝卡、切削等性能特點，了解現(xiàn)場的刀具結(jié)構(gòu)、使用特點等，為日后工作積累寶貴經(jīng)驗。 結(jié)合“公差配合與技術(shù)測量”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、測量儀器的使用與維護。 結(jié)合“機械制造技術(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，使用及維護等。 結(jié)合“摸具”所學(xué)，現(xiàn)場了解并分析典型摸具的結(jié)構(gòu)制造使用以及維護。 4控制設(shè)備方面實習(xí) 結(jié)合“機械控制技術(shù)”課堂教學(xué)選擇具有代表性的機床，觀察分析機床的液壓系統(tǒng)的組成及基本工作原理。 結(jié)合“機械控制技術(shù)”課堂教學(xué)，對典型設(shè)備的控制方法進行分析。 結(jié)合實際生產(chǎn)設(shè)備，進行設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及控制原理的分析，進一步熟悉數(shù)控機床的使用與操作。 5裝配工藝實習(xí) 結(jié)合產(chǎn)品了解1-2個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，針對性的搜集有關(guān)畢業(yè)論文（或畢業(yè)設(shè)計）所需資料。 6機床方面 利用分析機床運動的方法寫出在學(xué)校未接觸過的一種機床的加工原理、主要組成部件、傳動原理等內(nèi)容。 7公差方面 現(xiàn)場了解通用、專用量具的使用場合及測量方法，觀察檢驗工序的安排。 8數(shù)控方面數(shù) 控設(shè)備0501李奉越 詳細了解2-3個典型零件的數(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 實習(xí)行程 5 安全教育 任何人在進入一拖工廠之前，都要進行必須的安全教育，若是忽略了安全，就有可能出現(xiàn)意想不到的危險，從而給我們造成傷害，所以我們必須牢記下列幾點： 1嚴禁在工廠內(nèi)吸煙（違者罰款400元）。 2禁止打鬧，要列隊進入工廠。 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)全部放進帽子內(nèi)。 7女實習(xí)工，不允許穿高跟鞋。 8進工廠之后，只看不摸，不拍照。 9注意高空，有天車及懸掛物要要繞行。 10在廠房內(nèi)要注意防屑、防滑。 工廠內(nèi)的危害因素有： 1機械性危害 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，我們要認真的學(xué)好安全知識，保護自己，科學(xué)生產(chǎn)。 數(shù)控設(shè)備0501班李奉越 實習(xí)紀律 1按時參加實習(xí)，無故不到者，視情節(jié)輕重給予必要的處罰或中止實習(xí)。 2實習(xí)過程中不允許請假，如有特殊 情況應(yīng)得到實習(xí)指導(dǎo)教師的批準，否則按曠課論處。 3進入廠區(qū)時，要隊列整齊，不準打鬧，工作服應(yīng)穿戴整齊，女生必須帶帽子。實習(xí)過程中應(yīng)嚴格遵守各項規(guī)章制度，防止發(fā)生任何事故。 4實習(xí)期間的一切行動必須聽從指導(dǎo)教師的安排，絕不允許單人行動，外出最少要三個人以上。不準進入網(wǎng)吧等易發(fā)生糾紛的場所，嚴禁酗酒，否則按違紀處理，重者立即停止實習(xí)。 5有問題應(yīng)立即找?guī)ш犞笇?dǎo)教師請教。 實習(xí)要求 1實習(xí)期間必須遵守實習(xí)紀律，服從指導(dǎo)教師的安排，不的擅自行動。 2實習(xí)期間應(yīng)認真記錄觀察。 3實習(xí)結(jié)束后，按要求完成實習(xí)報告。 4實習(xí)報告要求內(nèi)容規(guī)范，需要圖示的內(nèi)容，應(yīng)認真規(guī)范的畫出。加工工藝應(yīng)按規(guī)范的格式填寫。 6 實習(xí)行程 1安全教育 不允許穿涼鞋進廠； 進廠必須穿長褲； 禁止在廠里吸煙，被發(fā)現(xiàn)者罰款； 進廠后衣服不準敞開，外套不準亂掛在身上，不得背背包進廠； 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； 不準亂按按扭、開關(guān)； 注意安全. 2參觀一拖工程機械有限公司 第二天上午我們首站參觀了一拖工程機械有限公司。該公司是中國第一拖拉機股份有限公司與華晨中國機械控股公司合資經(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)出符合國情和市場需求的高性能價格比的工程機械產(chǎn)品。先后推向市場的有：輪式裝載機、工業(yè)推土機、振動壓路機三大系列數(shù)十個型號產(chǎn)品，其中東方紅T100工業(yè)推土機被評為省優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。作為馳名中外的“東方紅”工程機械產(chǎn)品，行銷國內(nèi)三十個省市自治區(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)。 公司始終堅持”質(zhì)量第一，顧客至上”的方針，通過1S09001質(zhì)量體系認證，并多次被省、市授予”五一勞動獎狀”、“職業(yè)道德建設(shè)十佳單位”和“外商投資優(yōu)秀企業(yè)”等榮譽稱號。 精益求精、精良制造。憑借軍工生產(chǎn)的實力，公司不僅擁有國內(nèi)外著名企業(yè)制造的大型、精密、稀有的先進設(shè)備50余臺，主要加工設(shè)備400余臺，而且在計量、檢測方面擁有國際先進水平的檢測儀器，為產(chǎn)品質(zhì)量提供了可靠的保障。 從軍工生產(chǎn)轉(zhuǎn)為工程機械制造，公司始終堅持”傳承軍工品質(zhì)，爭創(chuàng)行業(yè)一流”的企業(yè)精神，憑借良好的基礎(chǔ)和雄厚的實力，以市場為導(dǎo)向開發(fā)出：輪式裝載機、履帶推土機和振動壓路機三大系列產(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有限公司沖壓廠的基礎(chǔ)上改制而成的有限責任公司，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)機械（履拖、大中小輪拖、收獲機等）和工程機械的覆蓋件、結(jié)構(gòu)件、駕駛室等產(chǎn)品的制造、銷售以及通用機械產(chǎn)品的沖壓、焊接、涂裝和機械加工。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、汽車、工程機械、輕工機械等行業(yè)，產(chǎn)品品種達6000多個，具有年產(chǎn)履帶拖拉機配套件0.5萬臺套、大、中、小型拖拉機配套件15萬臺套、105系列柴油機配套件15萬臺份、載重汽車車身、中輕卡車身5000臺套、汽車配套件5萬臺套的生產(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。 擁有沖壓設(shè)備100余臺，5條大臺面沖壓生產(chǎn)線，其中最大噸位2000T，雙動壓力機最大噸位1300T，四點壓力機最大噸位1000T，最大工作臺面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、氣保焊機、點焊機、縫焊機等各類焊機220余臺，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、烘干工藝和檢驗檢測設(shè)備，可進行氨基、丙烯酸、聚脂等各漆種的涂裝、烘干加工。 3參觀一拖動力機械有限公司 第三日上午我們參觀了動力機械有限公司，也就是以前的第一發(fā)動機廠。我們剛進車間門在側(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)動機廠里參觀學(xué)習(xí)，但是發(fā)動機的制造和裝配是商業(yè)秘密不給看的，我們要看的是兩個重要零件的加工：曲軸和連桿。書本上看似深奧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，刀路，工件加工后的情況，工件與刀具工件與車床的相對位置，夾具的實際形狀曲軸和連桿的加工工序，每個工序的裝夾和定位，相關(guān)工序所用的夾具知識等等這些，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在讀研究生的話：“大學(xué)四年，就是在實習(xí)這段時間學(xué)到點東西?！焙苷_，起碼對我來說是這樣。完整地看了曲軸和連桿的加工過程，由毛坯到出廠成品。也許這兩個零件本來就重要，需要很高的精密度和精確度，需要這樣細致的操作，但是也不覺得工作很細致，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......如何改進這些，就是我們專業(yè)要學(xué)習(xí)的知識。 一拖動力機械有限公司簡介：該公司是中國一拖集團有限公司骨干專業(yè)公司之一，由一拖柴油機公司和第一拖拉機股份有限公司于2003年共同投資專業(yè)生產(chǎn)動力機械的公司。其前身為第一拖拉機股份有限公司第一發(fā)動機廠，自1958年建廠以來，已累計生產(chǎn)各類柴油機60多萬余臺。 一拖動力機械有限公司主導(dǎo)產(chǎn)品為：YTR105系列柴油機、東方紅4125系列渦流室柴油機、B4125J系列直噴柴油機、YT4130系列直噴柴油機及30～350KW發(fā)電機組。東方紅YTR105系列柴油機秉承一拖柴油機公司LR105系列柴油機的優(yōu)點，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、推土機理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。 一拖動力機械有限公司產(chǎn)品及企業(yè)先后被國家及有關(guān)部委和行業(yè)協(xié)會授予“節(jié)能級產(chǎn)品”、“用戶信得過產(chǎn)品”、“特級安全級企業(yè)”稱號，并通過了ISO9001：2000質(zhì)量管理體系認證。 下午我們又來到一拖齒輪廠進行參觀。廠里的餓師傅給我們講可一下該廠的有關(guān)情況，然后我們就進了車間，到這兒同樣要很注意安全，各式各樣的車床、機床高速旋轉(zhuǎn)著，很是危險，要十分小心，到了這兒就是真的來到了一個齒輪的王國，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，由共和國長子一拖集團有限公司工裝制造廠脫胎轉(zhuǎn)制而成。半個多世紀的人才和技術(shù)積淀，加之靈活規(guī)范的管理機制，和誠信創(chuàng)新的文化機制，造就了一個寬產(chǎn)品面、長服務(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械加工設(shè)備一千余臺，并擁有自瑞士、德國、日本、意大利等國引進的數(shù)控座標鏜、數(shù)控銑、慢走絲線切割、數(shù)控座標磨、高精度內(nèi)、外圓磨、工具磨、螺絲磨等先進的制造設(shè)備，各種高精檢測設(shè)備及熱處理設(shè)備。配備有先進的三維自由曲面造型及加工系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了CAD/CAM在刀具、模具、非標等設(shè)計制造中的應(yīng)用。擁有各類精密檢測設(shè)備，可實現(xiàn)對組專機床、非標設(shè)備、高精模具、量具、刀具、大型零部件的制造及其靜態(tài)或動態(tài)精度和性能的測試。產(chǎn)品遍布全國各省市，涉及柴油機、輕工、汽車、石油、化工、鐵路運輸、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)科承擔著設(shè)計、開發(fā)工作。配備有先進的三維自由曲面造型及加工系統(tǒng)軟件等軟件平臺支持著系統(tǒng)的運行技術(shù)已廣泛應(yīng)用于刀具、模具、非標等設(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)機行業(yè)最大的農(nóng)業(yè)履帶拖拉機制造基地。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，是中國第一個五年計劃期間156項重點工程之一第一拖拉機制造廠的骨干專業(yè)廠。自1958年7月20日裝配出中國第一臺54馬力履帶拖拉機至今，形成年生產(chǎn)能力2.5萬臺履帶拖拉機的生產(chǎn)能力。經(jīng)過40多年的發(fā)展，東方紅牌拖拉機和工程機械遍布中國各省、自治區(qū)并遠銷至歐洲、北美、南美、非洲、東亞、中東等50多個國家和地區(qū)，深受用戶歡迎。第一裝配廠實施全面質(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)會質(zhì)量保證中心頒發(fā)的質(zhì)量體系注冊證書（編號：97B142）、質(zhì)量體系證書（編號：0379B401），產(chǎn)品覆蓋范圍：東方紅系列履帶拖拉機產(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。近十年來已實現(xiàn)15項重大技術(shù)改造項目，涉及冷、熱、涂、裝、焊等工藝環(huán)節(jié)并新建一條總裝配線，進一步提高了工藝裝備水平和生產(chǎn)能力，增強了企業(yè)產(chǎn)品的競爭實力。本廠除作為第一拖拉機股份有限公司履帶拖拉機、推土機變型產(chǎn)品的主機生產(chǎn)專業(yè)廠外，還具備各種拖拉機變型新產(chǎn)品的改進、開發(fā)、銷售能力；擁有中高級技術(shù)人員百余名，能夠適應(yīng)國際國內(nèi)市場的發(fā)展變化及用戶不同的需求。工藝設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)和企業(yè)管理已廣泛應(yīng)用了CAD、CAPP及計算機網(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、液壓挖掘機系列、運輸及農(nóng)用型輪拖系列及特殊用途履帶機械產(chǎn)品等數(shù)十種變型產(chǎn)品，深受廣大用戶歡迎?！皥F結(jié)、奉獻、創(chuàng)一流”是一裝精神,在21世紀知識經(jīng)濟時代到來之際，本廠愿意與國內(nèi)外各企業(yè)、科研機構(gòu)在平等、互惠、互利的原則下廣泛地進行技術(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。 我們在高老師的 走進了一裝廠，在一位師傅介紹了一裝的有關(guān)情況以及參觀注意事項之后，我們進入了一裝生產(chǎn)車間，這個車間真的很大，比我想的要大的多，那么多機器在高速運轉(zhuǎn)著，里面噪音很大，我覺的他們的工作環(huán)境挺不好的，這也讓我對他們有所了解，工人真的挺難的。工人們都在專心而又動作嫻熟的操作著那些機器，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，但我們還是都很認真的看，畢竟這對我們以后的工作可能都有用處，還不時的向那些不怎么忙的師傅請教一些問題，盡量多學(xué)一點東西。我們主要參觀了他們的拖拉機裝配線，一步步有序的進行著，讓我們對拖拉機的裝配有了一點直觀的了解，雖然不太懂，但畢竟有所了解了，一臺臺大型拖拉機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，剛開始對這個沒多大概念，進去之后才發(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，當然我們不能動，只能看，其實看不懂多少，只是參觀一下，有所了解就行了。 企業(yè)介紹，今年以來，熱處理廠找準市場定位，苦練內(nèi)功，在“做精做專”的同時，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，用真情、誠信、優(yōu)質(zhì)服務(wù)贏得商機，獲得合作伙伴的信賴和支持。 作為一個以零件承攬加工為主的專業(yè)廠，該廠在分析廠內(nèi)外市場形勢和自身發(fā)展狀況的基礎(chǔ)上，制定了“技術(shù)領(lǐng)先、誠信服務(wù)”的市場經(jīng)營理念，并將這一理念貫穿落實到生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)營、質(zhì)量管理等各個方面，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)部市場主要客戶，為構(gòu)建良好的合作關(guān)系、實現(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)下主動出擊，密切與合作生產(chǎn)廠聯(lián)系，24小時全程跟蹤服務(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，及時解決用戶反映的問題，他們在比進度、比價格、比服務(wù)的同時，用先進的工藝技術(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擴展到現(xiàn)在的60余種，1-11月份完成產(chǎn)值較去年同期增長362％。軸研科技股份有限公司是熱處理廠對外新開拓的廠家，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，熱處理加工費相當可觀。為保證產(chǎn)品質(zhì)量、拓展高附加值產(chǎn)品的市場份額，該廠指派專業(yè)技術(shù)人員調(diào)整工藝，用先進的意大利爐進行生產(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，受型殼強度限制，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)。 一拖精密鑄造廠簡介：廠是第一拖拉機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。精密鑄造工程機械方面的備件有各種挖掘機、裝載機的斗齒、齒根、礦用鉆頭、鐵路枕底清篩機扒掌、扒鏈、扒齒等，耐磨性、質(zhì)量可與進口原裝備件相媲美。該廠通過了ISO9002質(zhì)量體系認證，產(chǎn)品曾獲全國鑄造行業(yè)“金鼎獎”銀獎和金獎。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 實習(xí)總結(jié) 為期周的實習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，在寫實習(xí)報告的時候，實習(xí)期間的一幕幕還清晰的映在腦海里。在一周的時間里，我學(xué)到了很多在書本上難以學(xué)到的東西。當我第一次走進那車來車往的生產(chǎn)第一線時，當我親自見到一個個零件的生產(chǎn)過程時，不禁感慨：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”當我們好奇的看過各種各樣的機床，聽過工人師傅多年來的經(jīng)驗總結(jié)，才明白了什么叫“實踐出真知”，這次難得的實習(xí)機會，使我對機械行業(yè)有了更深的認識，對各種機床的原理有了進一步的了解。 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景，使我知道生命的脆弱與珍貴，更使我明白了什么叫責任：你在工廠的一舉一動都可能關(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自己最大的負責。只有這樣我們才能夠為國家、為 本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 題 目： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 摘 要 數(shù)控機床在現(xiàn)代制造業(yè)中扮演著一個重要的角色。本論文介紹了THY5940型立式加工中心設(shè)計思想和設(shè)計過程。主要敘述了數(shù)控進給系統(tǒng)的傳動設(shè)計及主要傳動件滾珠絲杠及其支承的設(shè)計計算。并對進給系統(tǒng)進行了校驗，取得了預(yù)期的效果。 該機床適用于摩托車、汽車、輕工機械等行業(yè)提高生產(chǎn)率。不僅對刀具的位置或軌跡進行控制，而且還具有自動換刀和補償功能，具有很高的強度，剛度和抗震性。以前采用的專用機床加工零件，雖然效率較高，但制約被加工零件的改進。而加工中心具有柔性，從而能適應(yīng)產(chǎn)品在最短時間內(nèi)達到商品化。本加工中心的設(shè)計擬采用主機，數(shù)控系統(tǒng)(包括伺服和驅(qū)動系統(tǒng))及相關(guān)配套件三部分組成。在對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，對初步擬訂的方案進行細化，論證，完善和總結(jié)。 加工中心的進給系統(tǒng)承擔加工中心各直線坐標軸的定位和切削進給，進給系統(tǒng)的好壞將直接影響整機的運行狀態(tài)和精度指標。設(shè)計過程中應(yīng)使進給穩(wěn)定性和快速響應(yīng)的特性。同時，要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對驅(qū)動元件和機械傳動裝置的參數(shù)進行合理的選擇，使整個進給系統(tǒng)工作時的動態(tài)特性相匹配。 THY5940型立式加工中心機床解決了單件，小批量，特別是復(fù)雜型面的零件的加工自動化問題。對于提高企業(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，完成了進給系統(tǒng)的設(shè)計計算。同時，對數(shù)控機床的進給系統(tǒng)設(shè)計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)控機床；進給系統(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簡介 4 2.1 機床的設(shè)計參數(shù) 4 2.2 機床坐標與進給傳動機構(gòu) 5 第3章 進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 6 3.1 數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu) 6 3.1.1 進給傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu) 6 3.1.2 設(shè)計傳動系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題 7 3.1.3 傳動過程中的關(guān)鍵元件 8 3.2 滾珠絲杠的選擇 9 3.3 絲杠拖動電機的確定 9 3.3.1 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量J 9 3.3.2 電機的選擇 10 3.4 剛度計算 11 第4章 滾珠絲杠副的校驗與進給系統(tǒng)誤差分析 13 4.1 機床定位精度與絲杠精度 13 4.2 滾珠絲杠的疲勞強度 13 4.3 死區(qū)誤差的分析 14 4.4 由傳動剛度的變化引起的定位誤差 14 第5章 機床的總體設(shè)計思路 16 5.1 主軸箱平衡和主軸箱拖動 16 5.2 滑座及立柱拖動 16 5.3 床身及滑座拖動 16 5.4 機床的防護系統(tǒng) 24 結(jié) 論 25 參 考 文 獻 26 致 謝 27 21 本科生畢業(yè)設(shè)計論文 第1章 引言 THY5940型立式加工中心是為汽車/摩托車/輕工機械等行業(yè)提高生產(chǎn)效率而開發(fā)的新產(chǎn)品。該機床總體布局為工作臺固定，立柱移動式。主運動采用數(shù)字交流伺服電機拖動，可無機調(diào)速。該加工中心除針對汽車零件的加工外，還可以對其它種類的零件進行銑、鏜、鉆、擴、攻絲、平面及任何曲面的加工，它是輕工機械領(lǐng)域較為理想的設(shè)備，特別適合于汽車、摩托車行業(yè)以及輕工機械行業(yè)大批量生產(chǎn)的需要。該產(chǎn)品既可單機使用，也可以通過小的改動與柔性生產(chǎn)線聯(lián)機使用。因此，產(chǎn)品使用范圍廣。 根據(jù)加工特點及提高生產(chǎn)率的要求，采用加工和裝夾同時進行。使工作臺的一側(cè)為加工區(qū)，另一側(cè)為卸載區(qū)。加工時工作臺固定，加工完工作后，只做旋轉(zhuǎn)運動，代替交換工作臺的功能。機床的三個移動坐標(X、Y、Z)均由主軸實現(xiàn)。主軸箱側(cè)掛于立柱上，并實現(xiàn)Z向進給。立柱在滑座上移動實現(xiàn)Y向進給?；诖采砩弦苿訉崿F(xiàn)X向進給。在工作臺兩側(cè)設(shè)有螺旋排屑槽，將切屑排至機床的后面，在通過鏈式排屑器(與冷卻水箱一體)傳至切屑集中處。整機設(shè)有防護間，電器柜在防護間一側(cè)便于操作，液壓站安置在電器柜后面，從整體上設(shè)計較為合理。 目前我國數(shù)控機床的數(shù)量和品種，尚不能完全滿足國內(nèi)市場需求，自2000年以來，我國數(shù)控機床年產(chǎn)量以平均37%的速度增長，2003年國產(chǎn)數(shù)控金屬切削機床年產(chǎn)量達到36000多臺。但由于進口機床的大量涌入，國產(chǎn)金切數(shù)控機床在國內(nèi)市場的占有率明顯下降。2003年我國國內(nèi)機床總消費為67.3億美元，其中進口機床41.3億美元，已連續(xù)三年成為世界最大的機床進口國。進口依存率113%，國內(nèi)市場自我滿足率僅為44%，遠遠低于日本的86%，意大利的67%和德國的59%，可以說已威脅到我國機械制造基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的安全。同時僅2003年1年，就有德國吉特邁集團，日本牧野銑床，日本豐田工，意大利利雅路集團及韓國大宇機床等在我國開辦獨資企業(yè)。在開拓國際市場的同時，中國機床企業(yè)在國內(nèi)卻面臨著越來越嚴峻的競爭形式。2004年我國機床進口突破了55億美元大關(guān)。[1] 分析表明，中國機床市場目前仍分為中低端和高端兩個領(lǐng)域。眾多中國企業(yè)，通常是國有企業(yè)占據(jù)低端市場，“低端混戰(zhàn)“愈演愈烈，但高端市場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)控機床75%甚至100%依賴進口。部分高檔數(shù)控機床仍然被作為戰(zhàn)略物資在國際市場上受到禁運限制。 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。沈陽機床集團機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臺數(shù)控銼銑床組成的軌道梁生產(chǎn)線就是一個例子。數(shù)控機床發(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，如北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團公司建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺;煙臺第_機床附件)開發(fā)為數(shù)控機床配套的多種動力卡盤和過濾排屑裝置。我國機床市場正形成以數(shù)控機床為主流的消費，但我國在數(shù)控機床網(wǎng)絡(luò)化方面與國外仍然有很大差別。 我國數(shù)控機床的發(fā)展由成長期進入成熟期，我國供應(yīng)市場的1500種數(shù)控機床，覆蓋超重型機床，高精度機床，特種加工機床，鍛壓設(shè)備，前沿高技術(shù)機床等領(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)坐標聯(lián)動的關(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)用進入實用化階段。國際上只有2、3個國家能夠生產(chǎn)數(shù)控超重型機床，我國就是其中之一。[2] 我國數(shù)控機床產(chǎn)品已延伸到成套，復(fù)合領(lǐng)域。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的神經(jīng)中樞。是長期阻礙我國數(shù)控機床發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在世界范圍內(nèi)，經(jīng)過多年來市場競爭的優(yōu)勝劣汰，已形成由日本發(fā)那科公司獨占世界市場50%，德國西門子公司占據(jù)25%的壟斷局面。 我國從20世紀90年代末開始，就掌握基于通用32位工控機開放式體系結(jié)構(gòu)，一舉步入世界先進技術(shù)行列，開發(fā)出能與加工中心，復(fù)合車削機床及齒輪機床配套的數(shù)控系統(tǒng)，特別是控制五軸聯(lián)動(如用于桂林機床公司與多棱機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。目前批量投入市場的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，性價比優(yōu)勢明顯，正在改變國際強手在中國市場上奇貨可居的壟斷局面。 高速加工是而向21世紀的一項高新技術(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)濟效益。是當代先進制造技術(shù)的重要組成部分。 為了實現(xiàn)高速加工.首先要有高速數(shù)控機床。高速數(shù)控機床必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng).才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實現(xiàn)高速進給.除了可以繼續(xù)采用經(jīng)過改進的滾珠攤杠以外.最近幾年又出現(xiàn)子‘直線電機’和“JI聯(lián)虛擬軸機構(gòu)”等新型的高速進給方式.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.則進給量也必須相應(yīng)提高10倍左右.達到60 m/ min以上.有的甚至高達120 m/ min。大的進給量和快速行程.木身也是縮短切削工時和輔助工時的要求。[3] 機床加工零件時.工作行程一般只有幾十至幾百毫米.因此只有在瞬間達到高速和在高速行程中瞬間準停.高速直線運動才有意義。這就要求高速機床不但進給速度高而且加速度大。最大加速度之值要達到1- g gig為重力加速度)。高的加速度運動會對機床造成巨大的動載荷。因此要采取一系列有效措施.提高機床的動靜剛度。從某種意義上說.高速加工促使機床設(shè)計從‘速度設(shè)計”發(fā)展到子‘加速度設(shè)律’的新階段。 此外.進給系統(tǒng)要能實現(xiàn)快速的伺服控制和誤差補償.有較高的定位精度和跟蹤精度.以便進行工件的高效精密加工。[4] 從以上可以看出，國外的數(shù)控機床水平比較先進。我國在數(shù)控機床產(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，面臨國外強手競爭的巨大壓力。所以，我國機床裝備制造業(yè)市場意識的強化與核心技術(shù)的發(fā)展，只能通過進一步的開放市場來解決，在競爭中培育成長。開放式自主發(fā)展既是促進自身快速成長的必要途徑，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)控機床行業(yè)的每一個挑戰(zhàn)。 第2章 THY5940簡介 2.1 機床的設(shè)計參數(shù) 本機床為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)計參數(shù)如表2-1所示。 表2-1 技術(shù)參數(shù) 項目 單位 規(guī)格 型號 THY5940 工作臺尺寸 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 主軸端面到工作臺面最小距離 mm 210 切削進給X、Y、Z Mm/min 1-10000 快速移動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 機床重量 kg 10000 機床外形尺寸(長x寬x高) mm 2760x2850x2725 2.2 機床坐標與進給傳動機構(gòu)[5] 圖2.2.1 機床坐標 圖2.2.2 傳動進給系統(tǒng) 1 伺服電機 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給系統(tǒng)是采用半閉環(huán)方式，反饋信號是由安裝在伺服電機上的脈沖編碼器反饋到位置偏差檢測器。脈沖編碼器與電機同軸，電機與絲杠直接連接，機床坐標和運動方向如圖1所示，進給驅(qū)動裝置如圖2所示。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)少，同時由于轉(zhuǎn)動慣量減少，使伺服特性有較大改善，在整個進給系統(tǒng)中，除了有伺服電機、檢測元件、滾珠絲杠聯(lián)軸器等運動部件外，導(dǎo)軌的性能對進給系統(tǒng)的影響不容忽視。 第3章 進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 加工中心的進給系統(tǒng)承擔加工中心各直線坐標軸的定位和切削進給，它的性能直接影響整機的運行狀態(tài)和精度指標。 3.1 數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu) 3.1.1 進給傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)[6] 數(shù)控機床的進給傳動采用無級調(diào)速的伺服驅(qū)動系統(tǒng)，伺服電機經(jīng)過由進給傳動系統(tǒng)將動力和運動傳遞給工作臺等運動執(zhí)行部件。通常進給傳動系統(tǒng)是由一至兩級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給系統(tǒng)的慣量和獲得要求的輸出機械特性，對開環(huán)系統(tǒng)，還匹配所需的脈沖當量作用。近年來由于伺服電機及其控制單元性能的提高，許多數(shù)控床的進給系統(tǒng)去掉了降速齒輪副，直接將伺服電機與滾珠絲杠連接，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兩坐標進給系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)圖。伺服電機1與滾珠絲杠3通過聯(lián)軸器2直接驅(qū)動工作臺5。直線運動采用滾動導(dǎo)軌，保證運動的精度和動作的靈敏度。 圖3-1 伺服電機與絲杠直聯(lián)的進給系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)圖 1- 伺服電機；2-聯(lián)軸節(jié)；3-滾珠絲杠；4-限位開關(guān)；5-工作臺； 6-軸承；7-導(dǎo)軌；8-磁尺；9-螺母 3.1.2 設(shè)計傳動系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題 由于數(shù)控機床的進給運動是數(shù)字控制的直接對象，被加工工件的最終位置精度和輪廓精度都與進給運動的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性有關(guān)。因此，在設(shè)計傳動結(jié)構(gòu)，選用傳動零件時，必須考慮以下幾方面問題[7] (1) 減少運動件的摩擦阻力。機械傳動結(jié)構(gòu)的摩擦阻力，主要來自絲杠螺母副和導(dǎo)軌。在數(shù)控機床進給系統(tǒng)中，為了減小摩擦阻力，消除低速進給爬行現(xiàn)象，提高整個伺服進給系統(tǒng)穩(wěn)定性，廣泛采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等。 (2) 提高傳動精度和剛度。進給傳動系統(tǒng)的傳動精度和剛度，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，首先要保證各個零件的加工精度，尤其是提高滾珠絲桿螺母副的傳動精度。其次是對滾珠絲杠和軸承進行預(yù)緊等措施來提高進給精度和剛度。 (3) 減少各運動零件的慣量。傳動元件的慣量對進給系統(tǒng)的啟動和制動特性都有影響，尤其是高速運轉(zhuǎn)的零件，其慣量的影響更大。在滿足傳動強度和剛度的前提下，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，以減少運動部件的慣量。 (4) 系統(tǒng)要有適度阻尼。阻尼會降低進給伺服系統(tǒng)的快速響應(yīng)特性.但又可增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當剛度不足時，運動件之間的運動阻尼對降低工作臺爬行，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，還應(yīng)考慮傳動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。穩(wěn)定性是伺服進給系統(tǒng)能正常工作的基本條件，應(yīng)能保證系統(tǒng)在低速進給時不產(chǎn)生爬行，并能適應(yīng)外加負載的變化而不發(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)。而進給系統(tǒng)的壽命，主要指保持數(shù)控機床傳動精度和定位精度時間的長短，即各傳動部件保持其原制造精度的能力，故應(yīng)合理選擇各傳動件的材料、熱處理方法及加工工藝，并采用適宜的潤滑方式和防護措施，以延長壽命。 (6) 使用維護方便數(shù)控機床進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)便于維護和保養(yǎng)，最大限度地減少維修工作量，以提高機床的利用率。 3.1.3 傳動過程中的關(guān)鍵元件[8] 以上要求的滿足必須靠進給傳動系統(tǒng)中的各個元件來保證，尤其是幾個關(guān)鍵元件，分別是： 聯(lián)軸節(jié)—用于連接伺服電機與滾珠絲杠，把伺服電機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩直接傳遞到滾珠絲杠上。數(shù)控機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、沒有集中源、裝拆方便、密封和保護性好等優(yōu)點，得到廣泛應(yīng)用。 滾珠絲杠螺母副—是實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，具有效率高、運動平穩(wěn)、壽命高及預(yù)緊等優(yōu)點，在各類中、小型數(shù)控機床進給系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。 導(dǎo)軌副—機床導(dǎo)軌是機床的基本結(jié)構(gòu)之一。機床加工精度和使用壽命在很大程度上決定于機床導(dǎo)軌的質(zhì)量，數(shù)控機床的導(dǎo)軌則有更高的要求。如在高速進給時不振動，低速進給時不爬行，具有很高的靈敏度，能在重載下長期連續(xù)工作，耐磨性要高，精度保持性要好等?，F(xiàn)代數(shù)控機床使用的導(dǎo)軌，從類型上仍是滑動導(dǎo)軌、滾動導(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， 已不同于普通機床的導(dǎo)軌。 伺服電機—主要用于接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給指令信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蛑本€位移，從而驅(qū)動執(zhí)行部件實現(xiàn)所要求的運動。進給系統(tǒng)伺服電機應(yīng)該 滿足如下要求：首先，精度高，輸出位移有足夠的精度，即實際位移與指令位移之差要小；其次，應(yīng)該具有較長時間的大過載能力，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，電機均能平滑運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動小，特別是在低速(如0. 1r / min或更低)時，速度平穩(wěn)而無爬行現(xiàn)象。最后，能承受頻繁振動、制動和反轉(zhuǎn)。 進給系統(tǒng)不僅要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對驅(qū)動元件和機械傳動裝置的參數(shù)進行合理選擇，以使整個進給系統(tǒng)工作時的動態(tài)響應(yīng)特性相匹配。 3.2 滾珠絲杠的選擇 滾珠絲杠是機床坐標移動的關(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的性能及該機床的質(zhì)量。 X向絲杠的拖動力在三個直線坐標中最大，因為它要拖動滑座、立柱、主軸箱、刀庫等，所以初選定該絲杠直徑為，伺服電動機的最高轉(zhuǎn)速可查文獻[4] ,則絲杠的螺距。因此選擇該向絲杠螺距為。 3.3 絲杠拖動電機的確定 3.3.1 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量J 本小節(jié)用到的公式參見文獻[4] （3—1） ：折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量 ：絲杠本身的轉(zhuǎn)動慣量 = （3—2） 式中：S：絲杠導(dǎo)程 cm. S== W：絲杠上移動部件總重量kg,估計(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：絲杠長度 cm L== J絲== J==0.31+0.063= 3.3.2 電機的選擇 所需力矩M= (Ma/Mf/Mo的計算，見文獻[4] P514.表6.6-30 Ma:加速力矩 Ma= （3—4）式中：J：轉(zhuǎn)動慣量(包括電機軸慣量) N：電機轉(zhuǎn)速 T：加速時間常數(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[1]推薦：負載折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量不能大于電機轉(zhuǎn)動慣量的4倍 根據(jù)電機樣本可以選定電機的參數(shù)為： =36N.m 從計算結(jié)果可以看出，絲杠產(chǎn)生的力矩主要是電機的加速力矩，所需力矩總和為： M==35+0.68+0.01=35.7N.m 3.4 剛度計算 為了確保機床的定位精度和工作穩(wěn)定性，在機械傳動裝置上，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)控機床進給系統(tǒng)中，提高傳動剛度的方法有： (1) 將電機與滾珠絲杠直接聯(lián)系，采用錐形夾緊環(huán)的消隙聯(lián)軸器，這樣可 簡化結(jié)構(gòu)，減少噪聲，消除配合間隙提高傳動剛度。 (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()；為受力點到支承端距離(cm)；n為行程比：,L為總行程長(cm) 軸承剛度： （3—8） 式中：Pa為軸向載荷(N)；Z為滾動體數(shù)；do為滾動體直徑(mm)；β為滾動軸承接觸角。 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(). 絲杠傳動的綜合拉壓剛度：絲杠傳動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 滾珠絲杠副的校驗與進給系統(tǒng)誤差分析 4.1 機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級精度。 在絲杠精度對機床定位精度的影響中，導(dǎo)程誤差的影響最明顯。而絲杠在運轉(zhuǎn)中由于溫升引起的絲杠伸長，將直接影響機床定位精度。 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 滾珠絲杠的疲勞強度 絲杠的最大載荷為最大進給力加摩擦力；最小載荷為摩擦力。根據(jù)設(shè)計要求，取最大進給力為5000N?；傲⒅⒅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)速可認為是平均轉(zhuǎn)速 絲杠的工作壽命取h=15000h, , 代入式 從文獻[11]P688，選擇FFZ4010型內(nèi)循環(huán)浮動返向器雙螺母對旋預(yù)緊滾珠絲杠副。直徑50mm，導(dǎo)程20mm，5列，額定動載荷為Ca=56kN,大于計算結(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，就不必對預(yù)緊力提出額外的要求。今最大載荷僅5294N遠小于此值。 根據(jù)文獻[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。一對面對面組配，其參數(shù)見文獻[1] P.80。另一端簡支，采用一個6206195型深溝球軸承。 4. 3 死區(qū)誤差的分析[12] 死區(qū)誤差既傳動系統(tǒng)啟動或反向時產(chǎn)生的輸入運動與輸出運動之間的差值。 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)機械傳動系統(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：為進給導(dǎo)軌摩擦力(N)；為絲杠綜合拉壓剛度(N/um);W為進給方向載荷(N)；u為摩擦系數(shù)。 THY5940機床要求的定位精度為 計算得該機床死區(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)控機床主要誤差的檢驗是在空載下進行的[15]。計算得THY5940由傳動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；。 由傳動剛度的變化引起的定位誤差遠小于(1/3-1/5)機床定位精度的要求?？梢钥闯霰緳C床的進給傳動綜合拉壓剛度是比較好的。 第5章 機床的總體設(shè)計思路 5.1 主軸箱平衡和主軸箱拖動 本機床的立柱是移動式的，它可沿X向(與滑座一起)和Y向作快速移動和進給。主軸箱沿立柱導(dǎo)軌上下移動，實現(xiàn)Z向快速移動和進給。X、Y、Z三個坐標均采用直線滾動導(dǎo)軌，移動速度好，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)簡單[16]。為了使立柱在快速移動時，重錘沒有沖擊，因此在重錘中加了兩個導(dǎo)向柱，因此重錘只能沿立柱上下移動。在導(dǎo)向柱與重錘之間裝有直線導(dǎo)軌。 主軸箱拖動由伺服電機經(jīng)聯(lián)軸節(jié)傳至絲杠，使主軸箱沿立柱作Z向移動。最高移動速度可達18m/min，滾珠絲杠直徑為40mm，在主軸箱上下移動極限處有極限開關(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。 5.2 滑座及立柱拖動[17] 立柱通過直線導(dǎo)軌的滑塊坐在滑座直線導(dǎo)軌上，并可實現(xiàn)Y向移動。立柱底面固定有四個滑塊，每條導(dǎo)軌上有兩個滑塊，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。立柱拖動由伺服電機經(jīng)練軸節(jié)傳給絲杠，使立柱在Y向移動，實現(xiàn)24m/min的最高移動速度?；显O(shè)有立柱移動的極限開關(guān)和回零開關(guān)(Y向回零)。 5.3 床身及滑座拖動 滑座通過固定在其下面的四個滑塊，在床身直線導(dǎo)軌上移動，并由伺服電機經(jīng)聯(lián)軸節(jié)可實現(xiàn)Y向移動，其最高速度可達24m/min,而且在行程兩端設(shè)有極限開關(guān)，同時設(shè)有回零開關(guān)。 床身共有13個與地腳連接的螺釘孔，每個地腳螺孔都可調(diào)整機床的水平，機床的防護間坐在床身的四周沿上。 5.4 機床的防護系統(tǒng) 本機床采用全防護型，除電氣柜、冷卻箱及接屑盒，其它都在防護間內(nèi)，使機床在切削加工時，鐵屑及冷卻液不外溢，可保持機床周圍的衛(wèi)生清潔。 該機床三個移動坐標都有導(dǎo)軌防護[18]。其中，主軸箱移動導(dǎo)軌(Z向)防護是直線導(dǎo)軌自身帶的，滾珠絲杠也是采用單獨防護，既螺旋保護套。X向、Y向?qū)к壏雷o采用的是防護拉板形式的，即可防護導(dǎo)軌，又可防護絲杠。 結(jié) 論 本論文系統(tǒng)研究了THY5940型數(shù)控鏜銑床進給傳動系統(tǒng)的設(shè)計方法，并對傳動過程中的一些常見問題進行了分析。同時對機械元件和機械傳動裝置的參數(shù)進行了合理的選擇，使得整個進給系統(tǒng)在工作時的動態(tài)特性相匹配，有效提高了機構(gòu)設(shè)計質(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)控鏜銑床進給傳動系統(tǒng)機構(gòu)設(shè)計的計算與選擇，大幅度提高了機構(gòu)設(shè)計速度; (2) 參考前人的設(shè)計成果及設(shè)計理念，總結(jié)出適合本機床的設(shè)計方案，保證了設(shè)計結(jié)果的合理性; (3) THY5940型機床解決了以前一些專用機床的效率低、小批量、制約被加工零件的改進等缺點，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)的先進性。 （4) 解決了機床設(shè)計過程中的一些常見問題，并對數(shù)控機床的整體結(jié)構(gòu)以及工作過程有了進一步更深刻的認識。 參 考 文 獻 [1] 劉躍南.機床計算機數(shù)控及其應(yīng)用.機械工業(yè)出版社.58~60 [2] 劉又午.數(shù)字控制機床.北京：機械工業(yè)出版社,1983. 19~24 [3] We ck .M, Schumacher A. 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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、嚴謹?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、激勵我，使我受益匪淺；同時為我的學(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，使我能順利完成學(xué)業(yè)。