数控车床的机械传动系统

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1、华北科技学院第 1 页 共 20 页华北科技学院05 机制 B数控车床的机械传动系统设计华北科技学院第 2 页 共 20 页目 录数控车床的机械传动系统设计 .2第一章 引 言 .2第二章 数控系统发展简史 .2(一)国内数控机床现状 .3(二)国内数控机床的特点 .3第三章 数控车床主传动系统的特点 .3(一)与普通机床相比,数控车床的土传动系统有以下特点。 .3(二)数控车床主轴变速方式 .4(三)主轴组件 .4(四)主轴 .5(五)主轴轴承 .5第四章 主轴组件的润滑与密封 .6(一)主轴润滑 .6(二)主轴的密封 .6第五章 主轴的准停 .6第六章 数控车床的进给运动系统 .7(一)概

2、述 .7(二)电机与丝杠之间的联接 .7(三)滚珠丝杠螺母副 .8(四)滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整 .10(五)滚珠丝杠的支承方式 .11(六)制动装置 .12(七)滚珠丝杠的保护 .12第七章 车床数控化改造的必要性 .13(一)微观看改造的必要性 .13(二)宏观看改造的必要性 .13(三)车床改造的效益分析 .14第八章 车床的数控改造 .15(一)数控车床工作原理及组成 .15(二)设计内容及任务 .16(三)数控部分的设计改造 .16(四)机械改造部分的设计 .17致谢词 .18参考文献 .18华北科技学院第 3 页 共 20 页数控车床的机械传动系统设计作者:李静瑶摘要:数控车床

3、又称数字控制(Numerical control,简称 NC)机床。它是基于数字控制的,采用了数控技术,是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机,CNC,驱动装置,数控机床的辅助装置,编程机及其他一些附属设备所组成。此次设计包括机床的机械传动主运动系统设计,纵向机械传动进给系统运动设计,其中还包括齿轮模数计算及校核,主轴刚度的校核等。关键词:数控车床 机械传动系统 主运动系统 进给传动系统Make a summary: The numerically controlled lathe calls digital control (Numerical control , shorter form

4、 NC) a machine tool. That it has been digital control-based , has adopt the numerical control technology, is that a dress has controlling the systematic machine tool by program. It is from the lead plane , CNC , driving device, numerical control machine tool auxiliary device , what programming machi

5、ne and their his some subsidiary equipment is composed of. Design designing that the mechanical drive including a machine tool betokens motion system this time, longitudinal mechanical drive feeds systematic motion design ,Keywords: Numerically controlled lathe mechanical drive system betokens syste

6、matic feed drive of motion system第一章 引 言当前的世界已进入信息时代,科技进步新月异。生产领域和高科技领域中的竞争益加剧,产品技术进步、更新换代的步伐不断加快。现在单件小批量生产的零件已占到机械加工总量的 80%以上,而且要求零件的质量更高、精度更高,形状也趋复杂化,这是摆在机床工业面前的一个突出问题。为了解决复杂、精密、单件小批量以及形状多变的零件加工问题,一种新型的机床数字控制(Numerical control)机床的产生也就是必然的了。此次设计是数控机床主传动系统的设计,其中包括机床的机械传动系统设计,纵向进给运动设计,还包括齿轮模数计算及校核,主轴

7、刚度的校核等。第二章 数控系统发展简史1946 年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比,起了质的飞跃,为人类进入信息社会奠定了基础。6 年后,即在 1952 年,计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。华北科技学院第 4 页 共 20 页(一)国内数控机床现状近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升,在大中企业已有较多的使用,在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中,除少量机床以 F

8、MS 模式集成使用外,大都处于单机运行状态,并且相当部分处于使用效率不高,管理方式落后的状态。 2001 年,我国机床工业产值已进入世界第 5 名,机床消费额在世界排名上升到第 3 位,达 47.39 亿美元,仅次于美国的 53.67亿美元,消费额比上一年增长 25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求,使我国机床的进口额呈逐年上升态势,2001 年进口机床跃升至世界第 2 位,达24.06 亿美元,比上年增长 27.3%。 近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等,普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力

9、机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。(二)国内数控机床的特点1、新产品开发有了很大突破,技术含量高的产品占据主导地位。2、数控机床产量大幅度增长,数控化率显著提高。 2001 年国内数控金切机床产量已达 1.8 万台,比上年增长 28.5%。金切机床行业产值数控化率 从 2000 年的 17.4%提高到 2001 年的 22.7%。3、数控机床发展的关键配套产品有了突破。第三章 数控车床主传动系统的特点数控车床主传动系统是指数控机床的工运动传动系统。主运动是机床实现切削的最基本的运动。在切削过程个,主运动为切除丁什毛坯卜多余的金属提供所需的切削速度和动力,是切削过程中速度最高、消耗

10、功率最多的运动。土运动也是切削加获得要求的表 c 币形状所必需的成形运动。 (一)与普通车床相比,数控车床的土传动系统有以下特点。 1、所选用数控机床电动机的区别。rI 前数控机床的主传动电动机已不再采用普通的交流异步电动机或传统的自流调速电动机,它们已逐渐被新型的交流调速电动机和直流调速电动机所代替。 2、数控机床转速高,功率大。数控机床和上传动系统能使数控机床进行人功率田削和高速切削,实现高效率加于。 3、变速范围人。数控机床的主传动系统要求有较人的凋速范围,股R。,loo,以保证加时能选g 合理的切削用量,从而获得最佳的芍;产申加工精度和袁 l 面质量。 4、 数控机床主轴速度的变换迅速

11、、可靠。数控机床的变速是按照摔制指令自动进行的因此变速必须适应门动操作的要求。目前直流利交流主轴电动华北科技学院第 5 页 共 20 页机的调速系统日趋完善,不仪能方便地实现宽范围的尤级变速,而且减少丁中间传递环节,提高了变速控制的可靠性。(二)数控车床主轴变速方式目前,主传动系统大致可分为以下大类。1.带有变速齿轮的主传动如图 3-1a)所示,通过少数几对齿轮降速,以满足主轴低速时对扭矩特性的要求。数控机床在交流或直流电机无级变速的基础上配以齿轮变速,使之成为分段无级变速。滑移齿轮的移位大都采用液压缸和拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。2.通过带传动的主传动如图 3-1b)所示,这种传动主要应用在小型数控机床上,由交流电机通过V 带直接带动主轴。这种传动方式可以避免齿轮传动时引起的振动与噪声,但只能适用于低扭矩特性要求的主轴。3.调速电机直接驱动的主传动如图 3-1c)所示,这种主传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构,有效地提高了主轴部件的刚度,但主轴输出扭矩小,电机发热对主轴影响较大。 (a)(b)c图 3-1 主传动型式(三)主轴组件数控车床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件,它的回转精度,影响工件的加

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