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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 論 證 報 告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 黃 海 班 級 BD 機制 051 學(xué) 號 0520110112 指導(dǎo)教師 邢 青 松 完成日期 2009 年 3 月 31 日 1 課題名稱 滾齒機床身部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 一 課題來源 課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1 課題來源 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 生產(chǎn)實際 2 課題研究的主要內(nèi)容 滾齒機通過工件的旋轉(zhuǎn)和刀具的旋轉(zhuǎn)及上下運動 運用先進剃齒機技術(shù) 使得工 件的旋轉(zhuǎn)和刀具的轉(zhuǎn)角形成一定的角度完成不同齒型工件的加工 采用伺服系統(tǒng) 執(zhí)行徑向進給位置量的控制 提高了徑向進給軸的絕對定位精度 和重復(fù)定位精度 操作 編程方便 具有中英文菜單顯示 內(nèi)置 PLC 實現(xiàn)自動控制 具有粗 精剃齒 徑向進給量預(yù)選 光整 微量回程 工作臺定點停位等功能 提高 可靠性及生產(chǎn)效率 減少調(diào)整輔助時間 3 國內(nèi)外現(xiàn)狀 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 出現(xiàn)了 1 3 個軸數(shù)控化的滾齒機 其中的一部分軸采用伺 服電機數(shù)字化控制 直到 20 世紀(jì) 80 年代 世界上才出現(xiàn)真正意義上的六軸數(shù)控滾齒 機 在過去的 20 年中 數(shù)控滾齒機的發(fā)展可以劃分為 4 代 第一代數(shù)控滾齒機的工件軸和滾刀軸等采用傳統(tǒng)的蝸桿蝸輪副傳動 速度依然較 低 但精度有所提高 隨著刀具技術(shù)的發(fā)展 切削線速度有了很大的提高 原來的滾 齒機已不能滿足刀具的高速切削要求 于是更快的第二代數(shù)控滾齒機誕生 其工件軸 和滾刀軸采用齒輪副傳動 速度有很大的提高 格里森鳳凰牌 125GH 是第二代數(shù)控滾 齒機的代表 第三代數(shù)控滾齒機于 90 年代末期出現(xiàn) 它與世界上兩大齒輪裝備巨頭的合并不無 干系 差動機構(gòu)滾齒機發(fā)明人 H Pfaute 創(chuàng)辦了 PFAUTER 公司 100 多年來 PFAUTER 公司不斷探索 使?jié)L齒機制造技術(shù)始終處于世界領(lǐng)先地位 1997 年 世界著名錐齒輪 制造商 美國格里森公司成功收購德國 PFAUTER 公司 通過技術(shù)的強強聯(lián)手 第三 代數(shù)控滾齒機 GP 系列誕生 其以全直驅(qū)技術(shù)的利用為特征 工件軸和滾刀軸的直接驅(qū) 動實現(xiàn)了真正意義的全閉環(huán)控制 直驅(qū)技術(shù)的使用 保證了高速度 電子齒輪箱和機 械間隙的數(shù)控補償 保證了高精度 這時 數(shù)控滾齒機似乎進入頂峰 作為齒輪技術(shù)和裝備的領(lǐng)導(dǎo)者 近 10 年間 基于多年的齒輪機床制造經(jīng)驗以及不 斷的創(chuàng)新意識 格里森公司又開發(fā)出第四代滾齒機 GENESIStm 130H 這也是當(dāng)今世界 上唯一的第四代數(shù)控滾齒機 GENESIStm 130H 采用 三合一 的人造大理石床身 只 有在高精度磨床上才使用的床身被應(yīng)用于粗加工機床 可見粗加工對于后續(xù)工序的進 行影響很大 同時 GENESIStm 130H 還應(yīng)用了快速上下料機構(gòu) 干切技術(shù) 快換夾具 人性化的人機界面 安全集成模塊等最新技術(shù) 數(shù)控滾齒機朝著超高速 超精度 超 可靠性 超數(shù)字化方向發(fā)展 第四代數(shù)控滾齒機 GENESIStm 130H 格里森 GENESIStm 130H 立式滾齒機具備突破性的新設(shè)計 可以優(yōu)化干切程序 2 顯著減少占地面積 大大改善節(jié)拍時間 床身采用先進的人造大理石的整體性框形結(jié) 構(gòu) 將傳統(tǒng)的床身和機床立柱 尾架立柱鑄造為一體 兩立柱上部用橫桿共同組成整 體框架 采用人造大理石的優(yōu)點在于 它不會因為時間的推移 溫度的變化而降低精 度 另外 它比常規(guī)鑄鐵床身的制成速度更快 更精確 具有更高的剛度 這既保證 了優(yōu)越的減振效果和熱穩(wěn)定性 也保證了更小 更緊湊的機床占地面積 使用戶只需 叉車就可以安裝和搬遷機床 機床具備濕切和干切功能 工作區(qū)域與機床結(jié)構(gòu)完全隔絕 使由于與熱鐵屑接觸 而產(chǎn)生的熱擴散減到最低 它的不銹鋼內(nèi)罩有個陡坡 便于鐵屑快速轉(zhuǎn)移 該機裝備 了創(chuàng)新性的 由機械凸輪驅(qū)動的 與機床一體化的雙抓爪裝載器 降低了非生產(chǎn)時間 零件裝 卸載時間僅需 2 3s GENESIStm 130H 運用新的 即將獲得專利的滾刀驅(qū)動系統(tǒng)來取代復(fù)雜的機械和液 壓夾緊系統(tǒng) 使主軸能傳送更多扭矩 同時較小的跳動改善了工具壽命 機床備有伺 服電機直接驅(qū)動工件軸和滾刀軸 運轉(zhuǎn)可靠 速度與扭矩調(diào)整范圍更大 滾刀軸轉(zhuǎn)速 可達(dá) 4000r min 工件軸可達(dá) 1000r min 為高速的硬質(zhì)合金滾刀等高速滾刀使用提供 了廣闊的空間 減少了節(jié)拍時間 增加了整體生產(chǎn)力 整體的氣動 潤滑和液壓模塊 可選擇的倒角和去毛刺功能 最新的 WINDOWS XP 環(huán)境里運行的 GLEASON 軟件 無不包 含著先進的技術(shù)氣息 夾具快換裝置的設(shè)計和使用 可以在 10 15min 內(nèi)完成產(chǎn)品的 更換 除此之外 機床還使用了西門子 840D 系統(tǒng)最新集成安全模塊 在可靠性上又有 大幅的提高 數(shù)控裝置的 MTBF 值遠(yuǎn)超過 6000h 伺服系統(tǒng)的 MTBF 值遠(yuǎn)超過 30000h 表現(xiàn)出非常高的可靠性 2007 年 4 月 中國本土生產(chǎn)的第一臺帶有人造大理石床身 高速主軸直驅(qū)的滾齒 機正式問世 這臺滾齒機經(jīng)過嚴(yán)格測試 各項精度指標(biāo)和性能完全滿足格里森美國和 德國標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)志著中國齒輪機床的制造技術(shù)從此跨入了一個嶄新的高度 二 本課題擬解決的問題 主要設(shè)計內(nèi)容包括 1 機床總體設(shè)計 繪制機床總圖 2 機床傳動系統(tǒng)設(shè)計 繪制機床傳動系統(tǒng)圖 3 床身部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 三 解決方案及預(yù)期效果 1 解決方案 首先制定總體方案 初步確定滾齒機的尺寸范圍 計算出各個參數(shù) 使用制圖軟 件繪制被加工零件圖 加工示意圖 機床的聯(lián)系尺寸圖 進行有關(guān)參數(shù)的校核 繪制 三維造型圖和裝配圖以及相關(guān)零件圖 進行參數(shù)的計算校核 2 預(yù)期效果 設(shè)計的預(yù)期效果是 機床應(yīng)能滿足加工要求 保證加工精度 能滿足強度 剛度 壽命 工藝性與經(jīng)濟性等方面的要求 機床應(yīng)運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 工作可靠 結(jié)構(gòu)簡單 裝卸 方便 便于維修 調(diào)整 四 課題進度安排 3 月 1 日 3 月 14 日 畢業(yè)實習(xí)階段 畢業(yè)實習(xí) 查閱資料 到多個公司實踐 撰寫實習(xí)報告 3 月 15 日 3 月 31 日 開題階段 提出總體設(shè)計方案及草圖 填寫開題報告 4 月 1 日 5 月 14 日 設(shè)計初稿階段 完成總體設(shè)計圖 部件圖 零件圖 5 月 15 日 5 月 31 日 中期工作階段 完善設(shè)計圖紙 編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 中期檢查 6 月 1 日 6 月 2 日 畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯 6 月 3 日 6 月 9 日 畢業(yè)設(shè)計整改 圖紙修改 設(shè)計說明書修改 定稿 材料復(fù)查 6 月 10 日 6 月 11 日 畢業(yè)設(shè)計材料評閱 6 月 12 日 6 月 13 日 畢業(yè)答辯 6 月 14 日 6 月 15 日 材料整理裝袋 五 指導(dǎo)教師意見 簽名 年 月 日 4 六 專業(yè)系意見 簽名 年 月 日 七 學(xué)院意見 簽名 年 月 日