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1、本科学生毕业设计自动线工件震动去屑台设计系部名称： 机电工程学院 专业班级：机械设计制造及其自动化08-3班学生姓名： 指导教师： 职 称： 理 工 大 学二一二年六月摘 要本次毕业设计课题是自动线工件震动去屑台设计该去屑台结够简单，紧凑、体积小，功能齐全，是一个很适用的经济性数控车床，能够达到非常满意的工作效率。主要是由传动系统，进给系统和控制系统三部分组成。对其传动系统设计时，先进行总体方案的确定，画出简易的传动系统图。再根据给定的设计参数来确定传动和进给系统。滚珠丝杠由步进电机来驱动，步进电机由驱动控制系统来驱动。从而实现进给系统的进给。通过用途，功能和技术要求等合理定出系统结构，并通过
2、认真的计算得到的参数，然后选择符合规定的元件和进行系统的结构设计。是无级调速的，由电动机加变频器来实现。最后通过技术经济分析，验证了设计生产该产品是经济合理的。关键词：车床；滚珠丝杠；步进电机；无级调速；传动系统ABSTRACTThe subject of design is the simple NC CJK6032-lathe. The numerical control lathe simple,compact,small size, fully functional,is a suitable economy of CNC lathes. we can achieve a satisf
3、actory work efficient.The simple NC CJK6032-lathe is composed of drive system, feed system and controlsystem. When designing drive system, the diagram of simple drive system are specified.Then the drive and feed system are designed according to the given design parameter. Thefeed system is working w
4、ith the assistance of ball screw. The steped motor drove by deivecontrol system is drove by ball screw. through the use of functional and technical requeirements set reasonable structure,and through careful calculation by the parameters,and then select the required components and systems for the str
5、uctural design.The simple NC CJK6032-lathe has variable speed which is accomplished by motor and frequency converter. In the end, the analysis on economic prove its reasonable to produce to CJK6032-lathe.Key words：Lathe；Ball Screw；Stepping motor；Variable Speed；Transmission system 35目 录摘要IIAbstractII
6、I第1章 绪论11.1课题研究的背景目的和意义31.2数控车床的现状及发展趋势31.2.1数控车床发展总趋势31.2.2我国数控车床的现状及发展趋势41.3设计的主要内容5第2章 总体方案设计62.1 设计参数62.2总体方案的确定62.3 传动原理72.4 基本参数的确定72.5 本章小结9第3章 传动设计103.1 设计参数103.2 减速齿轮设计及校核103.3 带轮及带的计算143.4 轴的初步确定163.5 轴的校核163.6 本章小结19第4章 进给系统设计204.1 纵向进给丝杠设计204.1.1 滚动螺旋传动工作原理204.1.2 丝杠设计计算204.2 横向进给丝杠设计224
7、.3 步进电机的选择234.3.1步进电机的工作原理234.3.2 步进电机的选取254.4 本章小结27第5章 经济技术分析28结论31参考文献32致谢33第1章 绪 论1.1课题研究的背景目的和意义 自动线工件震动去屑台利用数字化的信息对车床运动及加工过程进行控制，是一种可编程的通用加工设备，能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以特别适合加工形状复杂的轴类和盘套类零件。与通用机床和专用机床相比，数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生 产自动化的要求，是一种柔性的、高性能的自动化车床，代表
8、了现代控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品，广泛应用于机械制造业。数控车床的主传动系统包括主轴电机、传动系统与主轴组件，与普通机床相比，变速功能绝大部分由主轴电机的无级调速来承担，省去了繁杂的齿轮变速机构，结构简单，有些只有两极或三级齿轮变速机构系统用以扩大电机无级调速的范围。自从20世纪中叶数控技术出现以来，数控车床得到了长足的发展。随着制造业对数控车床的大量需求，汽车、国防、航空、航天等行业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，数控车床的发展总体呈现出高速化、高精度化、多轴化、复合化、网络化、智能化等趋势。数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的发展进入了一个崭新
9、的阶段。由于数控车床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此它提高了机械制造的制造水平，解决了机械制造中的常规加工技术难以解决甚至无法解决的复杂型面零件加工，为社会提供了高质量、多品种及高可靠的机械产品已取得了巨大的经济效益。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传
10、感器技术；（6）软件技术等。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。数控车床的发展不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控车床的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗
11、等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控车床及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：1. 高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心则从35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01m)
12、。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。2. 5轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出
13、数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。3. 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作
14、方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家
15、还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接关系到一个国家的经济发展和综合国力。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展，提高综合国力和国际地位的重要途径。数控机床是典型的机电一体化课题，通过毕业设计可使所学机械学、力学、电工学知识得到综合应用。结构设计及控制系统设计能力都能受到训练，可有力的提高
