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數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、 目錄 1 緒論 3 1.1 前言 3 1.2 課題來(lái)源 3 1.3 研究目的與意義 3 1.4 研究項(xiàng)目的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 3 2 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)原理 4 2.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 4 2.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5 2.3 主要技術(shù)參數(shù) 5 2.4 本章小結(jié) 5 3 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3.1 傳動(dòng)方案的確定 5 3.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 7 3.3 伺服電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 9 3.4 蝸輪及蝸桿的選用與校核 10 3.5 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 12 3.6 軸的校核與計(jì)算 13 3.7 彎矩組合圖 14 3.8 根據(jù)最大危險(xiǎn)截

2、面處的扭矩確定最小軸徑 15 3.9 齒輪上鍵的選取與校核 15 3.10 軸承的選用 15 3.11 本章小結(jié) 16 4 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 16 4.1 性能發(fā)展方向 16 4.2 功能發(fā)展方向 17 4.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 18 4.4 智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng) 19 5 設(shè)計(jì)總結(jié) 19 6 參考文獻(xiàn) 20 1 緒論 1.1 前言 加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來(lái)的。第一臺(tái)加工中心是1958年由美國(guó)卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置,從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜

3、削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。 二十世紀(jì)70年代以來(lái),加工中心得到迅速發(fā)展,出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心,它備有多個(gè)可以自動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱,能對(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。 一臺(tái)加工中心是由機(jī)床(機(jī)械部分)和控制系統(tǒng)(電氣部分)兩部分組成,機(jī)床是加工中星的主體,控制系統(tǒng)是加工中心的核心。 加工中心的主機(jī)通常是由三大基礎(chǔ)部件組(床身、立柱和工作臺(tái))和主軸部件、刀具存儲(chǔ)自動(dòng)交換系統(tǒng)(ATC)及其它輔助功能部件組成。有的加工中心還具有托盤(pán)(工作臺(tái))自動(dòng)交換系統(tǒng)(APC)。 1.2 課題來(lái)源 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于自選課題——面向殼體零件的臥式加工中心工作臺(tái)設(shè)計(jì),目的是通過(guò)本次

4、的設(shè)計(jì)工作,能夠在對(duì)面向殼體零件加工的臥式加工中心的了解的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)對(duì)加工中心工作臺(tái)的設(shè)計(jì),并與同組人的對(duì)主軸部件、刀庫(kù)、夾具的設(shè)計(jì)相應(yīng),最終設(shè)計(jì)出整個(gè)機(jī)床主要結(jié)構(gòu)部件。此課題讓我們有機(jī)會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)的回顧,進(jìn)一步加深學(xué)習(xí)。 1.3 研究目的與意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力,培養(yǎng)我們建立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。培養(yǎng)我們的設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理、查閱文獻(xiàn)、外文資料的閱讀與翻譯、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實(shí)踐能力,使我們初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要

5、是解決臥式加工中心數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分,設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu),先整體后局部。 1.4 研究項(xiàng)目的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 目前數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心上,它的總的發(fā)展趨勢(shì)是: 1.在規(guī)格上將向兩頭延伸,即開(kāi)發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺(tái); 2.在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪,大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力; 3.在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的市場(chǎng)分析:隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展,加工中心將會(huì)越來(lái)越多地被要求配備第四軸或第五軸,以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的加工中心將會(huì)達(dá)到

6、每年600臺(tái)左右。 預(yù)計(jì)未來(lái)幾年,雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過(guò)剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外,部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長(zhǎng)率,特別是那些國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī),普通加工機(jī)床將獲得年均15%-20%左右的穩(wěn)定增長(zhǎng)。 2 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)原理 數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成,稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床的第四軸:回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng),從而加工出各種球、圓弧曲線等。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度,擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。 2.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于數(shù)控鏜床和銑床,其外形和通用工作臺(tái)幾

7、乎一樣,但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。 圖2-1為自動(dòng)換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī),經(jīng)齒輪減速后由蝸桿-蝸輪帶動(dòng)。 圖2-1 1—工作臺(tái) 2—滾柱導(dǎo)軌 3、4—夾緊瓦 5—小液壓缸 6—活塞 7—彈簧 8—鋼球 9—圓光柵 10—雙列圓柱滾子軸承 11—圓錐滾子軸承 為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙,采用了雙螺距漸厚蝸桿,通過(guò)移動(dòng)蝸桿的軸向位置來(lái)調(diào)整間隙。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距,因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的,所以仍然可以

8、保持正常的嚙合。 當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí),必須處于鎖緊狀態(tài)。為此,在蝸輪底部的輻射方向裝有8對(duì)夾緊瓦4和3,并在底座上均布同樣數(shù)量的小液壓缸5。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時(shí),活塞6便壓向鋼球8,撐開(kāi)夾緊瓦,并夾緊蝸輪。在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí),先使小液壓缸的上腔接通回油路,在彈簧7的作用下,鋼球8抬起,夾緊瓦將蝸輪松開(kāi)。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾動(dòng)軸承支承,并由圓錐滾柱軸承11及雙列向心圓柱滾子軸承10保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度主要取決于蝸桿副的傳動(dòng)精度,因而必須采用高精度蝸桿副。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中,可以在實(shí)際測(cè)量工作臺(tái)靜態(tài)定位誤差之后,確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹担洃浽?/p>

9、補(bǔ)償回路中,由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中,由高精度的圓光柵10發(fā)出工作臺(tái)精確到位信號(hào),反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn),當(dāng)它作回零運(yùn)動(dòng)時(shí),先用擋鐵壓下限位開(kāi)關(guān),使工作臺(tái)降速,然后由圓光柵或編碼器發(fā)出零位信號(hào),使工作臺(tái)準(zhǔn)確地停在零位。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度,也可以作連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 2.2 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1)分析原理和性能 2)判別功能載荷及其意義 3)功能設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求 4)提高合理的應(yīng)力分布和剛度 5)重量要適宜 6)應(yīng)用基本公式求相稱(chēng)尺寸和最佳尺寸 7)根據(jù)性能組合選擇材料 8) 零件與整

10、體零件之間精度的進(jìn)行選擇 2.3 主要技術(shù)參數(shù) (1)回轉(zhuǎn)半徑:315 mm (2)重復(fù)定位精度:0.005 mm (3)電機(jī)功率0.5 kw (4)電機(jī)轉(zhuǎn)矩 8.0 N.M (5)總傳動(dòng)比:72.5 (6)最大承載重量100㎏ 2.4 本章小結(jié) 主要簡(jiǎn)單介紹畢業(yè)設(shè)計(jì)題目(數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái))和其發(fā)展概況,設(shè)計(jì)背景、工作原理、設(shè)計(jì)參數(shù)也作了進(jìn)一步的說(shuō)明。 3 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)方案的確定 3.1.1 驅(qū)動(dòng)方式選擇 由于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的控制精度要求較高且工作功率不大,動(dòng)力源應(yīng)選擇微特電機(jī)??蛇x步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。由于本工作

11、臺(tái)設(shè)計(jì)為閉環(huán)控制,故開(kāi)環(huán)的步進(jìn)電機(jī)不合適,選用用于閉環(huán)控制中的,廣泛使用的交流伺服電動(dòng)機(jī): 交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90的繞組,一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個(gè)是控制繞組L,聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性,無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能,它與普通電動(dòng)機(jī)相比,應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式:一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子,為

12、了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,轉(zhuǎn)子做得細(xì)長(zhǎng);另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子,杯壁很薄,僅0.2-0.3mm,為了減小磁路的磁阻,要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,反應(yīng)迅速,而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),因此被廣泛采用。交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒(méi)有控制電壓時(shí),定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí),定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn),在負(fù)載恒定的情況下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機(jī)雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電動(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相比,有

13、三個(gè)顯著特點(diǎn): 1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大:由于轉(zhuǎn)子電阻大,其轉(zhuǎn)矩特性曲線與普通異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線相比,有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性(機(jī)械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此,當(dāng)定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng),即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)?!? 2、 運(yùn)行范圍較廣   3、 無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象:正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī),只要失去控制電壓,電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后,它處于單相運(yùn)行狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個(gè)相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線)   交流伺服電

14、動(dòng)機(jī)的輸出功率一般是0.1-100W。當(dāng)電源頻率為50Hz,電壓有36V、110V、220、380V;當(dāng)電源頻率為400Hz,電壓有20V、26V、36V、115V等多種。交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是非線性,并且由于轉(zhuǎn)子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電動(dòng)機(jī)相比,體積大、重量重,所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng)。 3.1.2 傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)時(shí)應(yīng)滿足的要求 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作臺(tái)組成,傳動(dòng)裝置在原動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,并可實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動(dòng)。在本課題中,原動(dòng)機(jī)采用電液脈沖馬達(dá),工作臺(tái)為T(mén)形槽工作臺(tái),傳動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)

15、和蝸桿傳動(dòng)組成。 合理的傳動(dòng)方案主要滿足以下要求: (1)機(jī)械的功能要求:應(yīng)滿足工作臺(tái)的功率、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式的要求。 (2)工作條件的要求:例如工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作制度等。 (3)工作性能要求:保證工作可靠、傳動(dòng)效率高等。 (4)結(jié)構(gòu)工藝性要求;如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。 3.1.3 傳動(dòng)方案及其分析 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)方案為:伺服電機(jī)——齒輪傳動(dòng)——蝸桿傳動(dòng)——工作 該傳動(dòng)方案分析如下: 齒輪傳動(dòng)承受載能力較高 ,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn),傳遞 功率和圓周速度范圍很大,傳動(dòng)效

16、率高,結(jié)構(gòu)緊湊。 蝸桿傳動(dòng)有以下特點(diǎn): 1.傳動(dòng)比大在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)1000以上。與其他傳動(dòng)形式相比,傳動(dòng)比相同時(shí),機(jī) 構(gòu)尺寸小,因而結(jié)構(gòu)緊湊。 2.傳動(dòng)平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒,與蝸輪的嚙合是連續(xù)的,因此,傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲低。 3.可以自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于齒輪間的當(dāng)量摩擦角時(shí),若蝸桿為主動(dòng)件,機(jī)構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動(dòng)常用于起重裝置中。 4.效率低、制造成本較高 蝸桿傳動(dòng)是,齒面上具有較大的滑動(dòng)速度,摩擦磨損大,故效率約為0.7-0.8,具有自鎖的蝸桿傳動(dòng)效率僅為0.4左右。為了提高減摩擦性和耐磨性,蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。 由以上分析可得:將

17、齒輪傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí),蝸桿傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí),傳動(dòng)方案較合理。 同時(shí),對(duì)于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,它有兩種型式:開(kāi)環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 兩種型式各有特點(diǎn): 開(kāi)環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 開(kāi)環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開(kāi)環(huán)直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)一樣,都可以用點(diǎn)液脈沖馬達(dá)、功率步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開(kāi)環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)大致相同,其區(qū)別在于:閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件(圓光柵)。所測(cè)量的結(jié)果經(jīng)反饋與指令值進(jìn)行比較,按閉環(huán)原理進(jìn)行工作,使轉(zhuǎn)臺(tái)分度定位精度更高。 3.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 由于前述所選電機(jī)可知T=2.39N.M傳動(dòng)比設(shè)定為i=3,效率η=0.97工作日

18、安排每年300工作日計(jì),壽命為10年。 3.2.1 選擇齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型 根據(jù)GB/T10085—1988的推薦,采用直齒輪傳動(dòng)的形式。 3.2.2 選擇材料 考慮到齒輪傳動(dòng)效率不大,速度只是中等,故蝸桿用45號(hào)鋼;為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性,要求齒輪面,硬度為45-55HRC。 3.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 傳遞轉(zhuǎn)矩T1=9.55*106P1/N1=(9.55*1060.75/3000)=2.39N.M 載荷系數(shù)K:因載荷平穩(wěn),查表 取K=1.2 齒寬系數(shù)ψd: 查表 取ψd=1 許用接觸

19、壓力[δH]:[δH]=[δH2]=220Mpa 傳動(dòng)比i=3 將以上參數(shù)代入公式 d1≥32.8mm 3.2.4 確定齒輪的主要參數(shù)與主要尺寸 1)齒數(shù) 取Z1=22,則Z2=iZ1=322=66,取Z2=66。 2)模數(shù) m=d1/Z1=32.88/22=1.49mm,取標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5。 3)中心距 標(biāo)準(zhǔn)中心距 α=0.5m(Z1+Z2)=66mm 4)其他主要尺寸 分度圓直徑:d1=mZ1=1.5*22=33mm, d2=mZ2=1.5*66=99mm 齒頂圓直徑:da1=d1+2m=33+2*1.5=36mm,

20、 da2=d2+2m=99+2*1.5=102mm 齒寬:b= ψdd1=0.6*33=19.8mm, 取b2=b1+(5-10)=25-30mm,取b1=30mm。 3.2.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 δF=2KT1YFS/bd1m≤[δF] 復(fù)合齒形系數(shù)Ys:由X=0(標(biāo)準(zhǔn)齒輪)及Z1 、Z2查表得YFS1=4.12,YFS2=3.96則 δF1=2KT1YFS1/bmd1=2*1.2*2.39*103*4.12/(19.8*1.5*33)=74.6Mpa<[δF1]=314.28Mpa δF2=δF1YFS2/YFS1=(74.6*3.96/4.12)Mpa=71

21、.70MPa<[δF2]=300Mpa 彎曲強(qiáng)度足夠。 3.2.6 確定齒輪傳動(dòng)精度 齒輪圓周速度v=d1nπ/(60*1000)=3.14*72.5*970/(60*1000)=3.68m/s 由表確定第Ⅲ公差組為8級(jí)。第Ⅰ、Ⅱ公差組也定為8級(jí),齒厚偏差選HK 3.2.7 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪 d1=33mm da1 =36mm 采用實(shí)心式齒輪 大齒輪 d2=99mm da2 =102mm 采用腹板式齒輪 3.3 伺服電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 3.3.1伺服電機(jī)的選擇 按照工作要求和條件選交流伺服電機(jī)。 20世紀(jì)

22、80年代以來(lái),隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展,各國(guó)著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向,使原來(lái)的直流伺服面臨被淘汰的危機(jī)。90年代以后,世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較,主要優(yōu)點(diǎn)有:   ⑴無(wú)電刷和換向器,因此工作可靠,對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低?! ? ⑵定子繞組散熱比較方便?! ? ⑶慣量小,易于提高系統(tǒng)的快速性?! ? ⑷適應(yīng)

23、于高速大力矩工作狀態(tài)?! ? ⑸同功率下有較小的體積和重量。 3.3.2選擇伺服電機(jī)的具體型號(hào)和參數(shù) 馬達(dá)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。額定功率小于工作要求,則不能保證工作機(jī)器正常工作,或使馬達(dá)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱大而過(guò)早損壞;額定功率過(guò)大,則馬達(dá)價(jià)格高,并且由于效率和功率因素低而造成浪費(fèi)。 工作所需功率為:Pw=FwVw/1000ηw KW Pw=Tnw/9950ηw KW 式中T=150N.M, nw=36r/min,電機(jī)工作效率ηw=0.97,代入上式得 Pw=15036/(99500.97)=0.56 KW 電機(jī)所需的輸出功率為:P0= Pw/η 式

24、中:η為電機(jī)至工作臺(tái)主動(dòng)軸之間的總效率。 由表2.4查得:齒輪傳動(dòng)的效率為ηw=0.97;一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率為ηw=0.99;蝸桿傳動(dòng)的效率為ηw=0.8。因此, η=η1η23η3=0.970.9930.8=0.75 P0= Pw/η=0.56/0.75=0.747 KW 一般電機(jī)的額定功率 Pm=(1-1.3)P0=(1-1.3)0.747=0.747-0.97 KW 則由表取電機(jī)額定功率為:Pm=0.75 KW。 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 按表推薦的各種機(jī)構(gòu)傳動(dòng)范圍為,?。? 齒輪傳動(dòng)比:3-5, 蝸桿傳動(dòng)比:15-32, 則總的傳動(dòng)范圍為:i=i1i2=315-532=45-1

25、60 電機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為 N= inw=(45-160)36=1620-5760 r/min 根據(jù)這些,選取三菱公司的HF-SP51B型電機(jī),符合要求。 3.4 蝸輪及蝸桿的選用與校核 由于前述所選電機(jī)可知T=6.93N.M傳動(dòng)比設(shè)定為i=27.5,效率η=0.8工作日安排每年300工作日計(jì),壽命為10年。 3.4.1 選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型 根據(jù)GB/T10085—1988的推薦,采用漸開(kāi)線蝸桿。 3.4.2 選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)效率不大,速度只是中等,故蝸桿用45號(hào)鋼;為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性,要求蝸桿螺旋齒面淬火,硬度為45-55HRC

26、。蝸輪用鑄錫磷青銅Zcusn10Pb1,金屬鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 3.4.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距: (3-2) (1)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2 按Z1=1,估取效率η=0.8,則 T2=T*η*i=153.4N.M (3-3) (2)確定載荷系數(shù)K 因工作載荷較穩(wěn)定,故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1;由使用系數(shù)KA表從而選取K

27、A=1.15;由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.1;則 K=KA*Kβ*KV=1*1.15*1.1=1.265≈1.27 (3-4) (3)確定彈性影響系數(shù)ZE 選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配。 (4)確定接觸系數(shù)Zρ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值d1/a=0.30,從而可查出Zρ=3.12。 (5)確定許用應(yīng)力[σH] 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10Pb1,金屬模鑄造,蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]=268Mpa。 因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間

28、隙性的,故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=0.92,則 [σH]= KHN[σH]=0.92268=246.56≈247Mpa (3-5) (6)計(jì)算中心距 (3-6) 設(shè)計(jì)中心距a=270mm,m=2.5mm,齒形角α=20,蝸桿分度圓直徑d1=45mm;這時(shí)d/a=0.19,從而可查得接觸系數(shù)=2.72,因?yàn)椋糧ρ,因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 3.5 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 3.5.1 蝸桿 為了便于蝸桿的加工,每一個(gè)m對(duì)應(yīng)一系列d1值,查表(GB10085—88)得: 直徑系數(shù)q=18;分度圓直徑d1=45mm,蝸桿

29、頭數(shù)Z1=1; 分度圓導(dǎo)程角γ=arctgZ1/q=311′38 蝸桿軸向齒距:Px=mπ=7.85mm (3-7) 蝸桿齒頂圓直徑:da1=d1+2m=50mm (3-8) 蝸桿軸向齒厚:=3.93mm (3-10) 3.5.2 蝸輪 蝸輪齒數(shù):Z2 =2a/m-q=198,變位系數(shù)Χ=0 蝸輪分度圓直徑:d2=mZ2= 2.5*198=495mm (3-11) 蝸輪喉圓直徑:da2=d2+2m=500mm (3-12) 蝸輪齒根圓直徑 df2=d2-2m(1.16-X2)=48

30、9.2mm (3-13) 蝸輪頂圓直徑 de2=d2+2*0.5m=497.5mm (3-14) 蝸輪輪緣寬度 B=0.45(d1+6m)=27mm (3-15) 3.5.3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (3-18) 當(dāng)量齒數(shù) Zv2=Z2/cos3γ=198/cos3.18=198 (3-19) 根據(jù)Χ2=0,ZV2=198,可查得齒形系數(shù)=1.2

31、6,螺旋角系數(shù) Yβ=1-γ/140=0.9773; (3-20) 許用彎曲應(yīng)力[δF]= KFN [δF]=560.72=40.32MPa (3-21) = 2.310.9773=4.29MPa (3-22) 所以彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。 3.6 軸的校核與計(jì)算 3.6.1 畫(huà)出受力簡(jiǎn)圖 圖 3-1受力簡(jiǎn)圖

32、 計(jì)算出:R1=46.6N R2=26.2N 3.6.2 畫(huà)出扭矩圖 T=η.i.T電機(jī) =0.36600.98 =21.2 N.M (3-33) 圖3-2扭矩圖 3.6.3 彎矩圖 M=72.818010-3 =13.1N. (3-34) 圖3-3彎矩圖 3.7 彎矩組合圖

33、 由此可知軸的最大危險(xiǎn)截面所在。 組合彎矩 (3-35) 3.8 根據(jù)最大危險(xiǎn)截面處的扭矩確定最小軸徑 (3-36) 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取α=0.6 抗彎截面系數(shù)W=0.1d3 根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及小 3.9 齒輪上鍵的選取與校核 (1)取鍵連接的類(lèi)型好尺寸 因其軸上鍵的作用是傳遞扭矩,應(yīng)用平鍵連接就可以了。在此用平鍵。由資料可查出鍵的截面尺寸為:寬度b=5mm,高度h=5mm,由連軸器的寬度并參考鍵的

34、長(zhǎng)度系列,從而取鍵長(zhǎng)L=10mm。 (2) 鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和連軸器的材料都是鋼,因而可查得許用擠壓力[δp]= 50~60MPa,取其平均值[δp]=135MPa。 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=10-5=5mm,鍵與連軸器的鍵槽的接觸高度k=0.5h=2.5mm,從而可得:δp=2000T/(kld)=127≤[δp] 可見(jiàn)滿足要求。 此鍵的標(biāo)記為:鍵B510 GB/T 1096—1979。 3.10 軸承的選用 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比,滾動(dòng)軸承摩擦力小,功率消耗少,啟動(dòng)

35、容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,因此使用滾動(dòng)軸承時(shí),只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類(lèi)型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問(wèn)題。 3. 10. 1 軸承的類(lèi)型 考慮到軸各個(gè)方面的誤差會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差,因此選用調(diào)心性能比較好的圓錐滾子軸承。此類(lèi)軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷,外圈可分離,安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。其機(jī)構(gòu)代碼為3000,然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號(hào)為:30208。 3. 10. 2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 軸承的游隙和欲緊時(shí)靠端蓋下的墊片來(lái)調(diào)整的,這樣比較方

36、便。 3. 10. 3 滾動(dòng)軸承的配合 滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件,為使軸承便于互換和大量生產(chǎn),軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制,即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn);軸承外徑與外殼的配合采用基軸制,即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。 3. 10. 4 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高,并且是不間斷工作,溫度也很高。故采用油潤(rùn)滑,轉(zhuǎn)速越高,應(yīng)采用粘度越低的潤(rùn)滑油;載荷越大,應(yīng)選用粘度越高的。 3. 10. 5 滾動(dòng)軸承的密封裝置 軸承的密封裝置是為了阻止灰塵,水,酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承,并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類(lèi)。此處,采用接觸式密封,唇形密封圈

37、。 唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上,以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封,密封唇應(yīng)朝內(nèi);如果主要是為了防止外物浸入,密封唇應(yīng)朝外。 3.11 本章小結(jié) 對(duì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要零件及傳動(dòng)系統(tǒng)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì) 選型 零件校核,按照機(jī)械設(shè)計(jì)一書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì),完成機(jī)械部分。 4 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 4.1 性能發(fā)展方向 (1)高速高精高效化 速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè) 元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng),同時(shí)采取了改

38、善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施,機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化 包含兩方面:數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性,數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),功能覆蓋面大,可裁剪性強(qiáng),便于滿足不同用戶的需求;群控系統(tǒng)的柔性,同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求,使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 (3)工藝復(fù)合性和多軸化 以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工,正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后,通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施,完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸,西門(mén)子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸

39、。 (4)實(shí)時(shí)智能化 早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境,其作用是如何調(diào)度任務(wù),以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的各種智能行為??茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天,實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合,人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展,而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展,由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展:自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專(zhuān)家系統(tǒng)、故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng),在高速加工

40、時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能,在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制,使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高,從而達(dá)到最佳控制的目的。 4.2 功能發(fā)展方向 (1)用戶界面圖形化 用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同,因而開(kāi)發(fā)用戶界面的工作量極大,用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專(zhuān)業(yè)用戶的使用,人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作,便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤

41、和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 (2)科學(xué)計(jì)算可視化 科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù),使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá),而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等可視信息??梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域,如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等,這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,可視化技術(shù)可用于CAD/CAM,如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。 (3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化 多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、

42、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取? (4)內(nèi)裝高性能PLC 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊,可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程,具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車(chē)床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗?,用戶可在?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改,從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。 (5)多媒體技術(shù)應(yīng)用 多媒體技術(shù)集計(jì)

43、算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體,使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域,應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化,在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 4.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 (1)集成化 采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)??删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專(zhuān)用集成電路ASIC芯片,可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù),可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示,成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù),是21世紀(jì)

44、顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù),將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格,改進(jìn)性能,減小組件尺寸,提高系統(tǒng)的可靠性。 (2)模塊化 硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求,將基本模塊,如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊,作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品,通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減,構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。 (3)網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng),可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行,不同機(jī)床的畫(huà)面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。

45、 (4)通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu),便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí),可組成不同檔次、不同類(lèi)型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專(zhuān)用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程,包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素,因此,要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化,必須采用多變量的閉環(huán)控制,在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。加工過(guò)程中采用開(kāi)放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式,易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適

46、應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系,從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 4.4 智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng) 當(dāng)前開(kāi)發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。 智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體,形成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系。 5 設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完大學(xué)四年的全部課之后,綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的全部理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)踐性數(shù)學(xué)環(huán)節(jié)。

47、它培養(yǎng)我們進(jìn)行綜合分析和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力,從而達(dá)到鞏固,擴(kuò)大,深化所學(xué)知識(shí)的目的,它培養(yǎng)我們調(diào)查研究熟悉有關(guān)技術(shù)政策,運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范,手冊(cè),圖冊(cè)等工具書(shū),進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,數(shù)據(jù)處理,編寫(xiě)技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力。 通過(guò)我學(xué)到了很多,初步的讓我認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)踐相結(jié)合的重要。除了鞏固了所學(xué)的理論知識(shí)外,還學(xué)到不少的新知識(shí)和新方法。例如在CAD畫(huà)圖中要標(biāo)注極限偏差時(shí),要先做好標(biāo)注樣式,在標(biāo)注時(shí)只要選種再右擊選出你做好的樣式,在公差欄里寫(xiě)入你要的上、下偏差值。這是我以前所不會(huì)的。通過(guò)本次的設(shè)計(jì)使我對(duì)AUTCAD操作更熟練,能夠完整的畫(huà)出簡(jiǎn)單零件的設(shè)計(jì)圖紙。 剛開(kāi)始做這個(gè)作業(yè)的時(shí)

48、候,我?guī)缀跏菬o(wú)從下手的.讓人深感煩燥.幸好在同學(xué)的指導(dǎo)和自己不斷的錯(cuò)誤和摸索下找到了一定的方法. 不過(guò)在做這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候還是遇到了很多問(wèn)題,如在機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)ξ佪單仐U的設(shè)計(jì)處理不當(dāng),使計(jì)算結(jié)果偏大等等。有計(jì)剪力和彎矩時(shí),沒(méi)有進(jìn)行校核,又出現(xiàn)錯(cuò)誤,這些錯(cuò)誤我用了很長(zhǎng)的時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間才做好,幸好還是完成了這次設(shè)計(jì),使自己對(duì)數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)有了一定的認(rèn)識(shí),但我對(duì)它里面的很多電器控制還是不太清楚。因而,要學(xué)好它,必須掌握不少的其他領(lǐng)域?qū)W科的知識(shí),因此還要更多的時(shí)間和努力。由于本次設(shè)計(jì)時(shí)間短和水平有限,做的不夠精細(xì),難免有點(diǎn)錯(cuò)誤懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

49、 6 參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南》 張桂香 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 11 2、《數(shù)控技術(shù)》 武漢.華中科技大學(xué)出版社,2000年 3、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 隋明陽(yáng) 編著 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 2 4、《金屬切削機(jī)床》 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995 5、楊叔子主編《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001 6、《加工中心結(jié)構(gòu)、調(diào)度與維護(hù)》廖衛(wèi)獻(xiàn)編著2002年06月第1版 7、許祥泰 劉艷芳主編《加工中心實(shí)用技術(shù)》 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007 8、馮辛安主編《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999 9、劉延林主編《柔性制造自動(dòng)化概論》武漢:華中科技大學(xué)出版社,2001 10、吳啟迪主編《柔性自造自動(dòng)化的原理與實(shí)踐》北京:清華大學(xué)出版社,1997 11、陳蔚芳 王宏濤主編《機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用》北京:科學(xué)出版社,2005

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