数控机床主传动系统优化设计及数控技术改造.pdf

江苏大学
硕士学位论文
数控机床主传动系统优化设计及数控技术改造
姓名:王峰
申请学位级别:硕士
专业:机械工程
指导教师:骆志高
20050601
械部件一床身、主传动、进给运动、回转工作台以及自动换刀装置的优化设计进行摘要本文阐述了数控机床主传动系统的优化设计以及数控技术发展的国内外研究现状及其意义。以数控机床主传动系统的优化设计理论研究为基础,对数控机床的主要机了分析,探讨了其数控系统设计的基本模式。在此基础上,本文运用了机电一体化技术,采取机械和电气设计相结合的原则,对一台保加利亚卧式加工中心凳了数控技术改进,优化设计了其主传动系统,调整了机床机械精度,修复机床几何精度,有针对性地解决了数控机床存在的机械问题。在设计的数控系统中,以功能和经济性兼具为原则,较好的满足了实际需要。通过此次数控技术的改进,使得这台加工中心的技术水准达到了,为我国数控技术的改造工作起到了推动作用。关键词:数控机床、主传动系统、优化设计、技术改造江苏丈学学付论文、
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第一章概论数控机床主传动系统的优化设计及数控技术改造的国内外现状数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等技术的最新成果而发展起来的完全新型的机床,它标志着机床工业进入了一个新的阶段。在工业发达国家中,无论在国防工业或民用工业,数控机床的应用均已相当普遍。控技术改造机床和生产线具有广阔的市场。本论文主要研究方向是数控机床主传动系统的优化设计和数控技术改造。通过对数控机床主传动系统的优化设计和数控技术改造的研究,为数控机床的机电维修提供有力支持。对一台保加利亚加工中实施了数控技术改造,优化设计了主传动系统,改造了数控系统,使这台基本停产的加工中心重新投入使用。在机械制造工业中,单件与小批生产的零件吭件颊蓟导庸总量的%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防部门,其生产特点是加工批量小、改型频繁,零件的形状复杂而且精度要求高,采用专用化程度很高的自动化机床加工这类零件就显得很不合理,因为需要经常改装与调整设备,对于专用生产线来说,这种改装与调整甚至是不可能实现的。数字控制虺芅蚴机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它极其有效地解决了上述一系列矛盾,为单件、小批生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。当加工对象改变时,除了重新装夹工件和更换刀具之外,只需要更换加工程序,不需要对机床作任何调整。加工中心机床是带有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床,它的出现打破了一台机床只进行一种工艺加工的传统概念,主要用于加工箱体零件,工件在一次装夹后,可以对其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻丝等多工序加工,可以有效地避免由于多次安装造成的定位误差,减少了机床的台数和占地面积,大大提高了生产率和加工自动化程度。为了实现工件的自动装卸,有的加工中心机床可以带有两个交换工作台。在交换工作台上由人工装夹好待加工的零件后,在数控系统的控制下,可以自动地把零件送上机床,并自动地从机床上卸下已加工好的零件。⑹鼗驳奶氐由于数控技术改造同购置新机床相比,一般可以节省%~%的费用,因此,用数⑹鼗驳姆⒄江苏大学镀哐宦畚
、对加工对象改型的适应性强、减轻操作者的劳动强度、有利于生产管理的现代化、多品种小批量生产的零件、加工生产率高⑹鼗驳闹鞔ǘ低由于数控机床的主运动的调速范围较大~,单靠调速电机无法满足这么大的调速范围,另一方面调速电机的功率扭矩特性也难于直接与机床的功率和扭矩要求相匹配。因此,数控机床主传动变速系统常常在无级变速电机之后串联机械有级变速传动,以满足机床要求的调速范围和转矩特性。⒒灿肷呤鼗脑斓氖谐、机床数控化改造的市场年国产数控机床的产量为蚨嗵ǎ暌汛颪嗵ㄅ尽N夜惨龄年以上的占%以上;年以下的机床中,自动/半自动机床不到%,疐等自动化生产线更屈指可数拦腿毡咀远桶胱远舱ヒ陨。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。、进口设备和生产线的数控化改造市场我国自改革开放以来,很多企业从国外引进技术、设备和生产线进行技术改造。据不完全统计,从~年年间,全国引进技术改造项目就有睿笤这些项目中,大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因,设备或生产线不能正常运转,甚至瘫痪,使企业的效益受到影响,严重的使企业陷入困境。一些设备、生产线从国外引进以后,有的消化吸收不好,备、加工精度高、良好的经济效益⑹鼗驳挠τ梅