三坐標(biāo)數(shù)控磨床的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】
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本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
論文題目:三坐標(biāo)數(shù)控磨床設(shè)計(jì)
現(xiàn)代制造技術(shù),如柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、并行工程(C.E)、精益生產(chǎn)(L.P)、敏捷制造(A.M)等正在我國(guó)興起并逐步實(shí)施。作為以上各項(xiàng)現(xiàn)代化生產(chǎn)哲理和生產(chǎn)模式的最低層設(shè)備-數(shù)控機(jī)床是最終生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床不僅能提高產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本,還能大大改善工人的勞動(dòng)條件。本次設(shè)計(jì)的就是數(shù)控機(jī)床的一種,即三坐標(biāo)數(shù)控磨床,其主要技術(shù)要求和工作量如下:
1、三坐標(biāo)數(shù)控磨床的主要技術(shù)要求
(1)X、Y、Z行程分別為300mm、300mm 、300mm。
(2)進(jìn)給精度為0.001mm
(3)X、Y、Z軸快速移動(dòng)速度分別為10m/min、10m/min、10m/min
(4 )工作臺(tái)面尺寸420×300mm
2、課題內(nèi)容及工作量
(1) 三坐標(biāo)數(shù)控磨床總體布置圖Ao 1張
(2) X-Y工作臺(tái)裝配圖(機(jī)構(gòu)圖)Ao1張
(3) 磨頭機(jī)構(gòu)裝配圖Ao1張
(4) 單片機(jī)控制原理圖Ao1張
(5) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15000字、開(kāi)題報(bào)告2000字
(6) 外文翻譯5000漢字
(7) 編制源程序100句以上
一、三坐標(biāo)數(shù)控磨床的工作原理
用數(shù)控磨床加工曲面零件時(shí),首先應(yīng)編制該曲面零件的加工程序,這是數(shù)控曲面磨床的工作指令。將加工程序輸入數(shù)控裝置,再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變速、啟動(dòng)、停止、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度和位移量,以及工件裝夾和冷卻潤(rùn)滑的開(kāi)關(guān)等動(dòng)作,使刀具與被加工零件以及其它輔助裝置。
二、三坐標(biāo)數(shù)控磨床的組成
三坐標(biāo)數(shù)控磨床主要有控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床主機(jī)和測(cè)量反饋裝置等五部分組成。
(1)控制介質(zhì) 用于記載各種加工信息的載體,以控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)零件的加工。數(shù)控介質(zhì)有穿孔帶、穿孔卡、磁帶及磁盤(pán)等,用鍵盤(pán)將加工程序直接鍵入,并且可在數(shù)碼顯示器或CRT顯示器上顯示出來(lái)。
(2)數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心,是高技術(shù)密集型產(chǎn)品。任何一個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。有了硬件才有軟件運(yùn)行的基礎(chǔ),而只有配置了軟件的硬件才能構(gòu)成控制系統(tǒng)。構(gòu)成微機(jī)控制系統(tǒng)的基本硬件有以下四部分組成:
1) 中央處理單元 即CPU
2) 總線 有數(shù)據(jù)總線(DB)、地址總線(AB)和控制總線(CD)
3) 存儲(chǔ)器 包括可編程存儲(chǔ)器和隨機(jī)可讀存儲(chǔ)器
4) 輸入輸出接口電路
(3)伺服系統(tǒng) 由伺服驅(qū)動(dòng)裝置和伺服進(jìn)給系統(tǒng)組成,是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的各種指令轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)方向和位移量。
伺服驅(qū)動(dòng)裝置:直流伺服電機(jī)。
進(jìn)給伺服系統(tǒng):有驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);檢測(cè)元件與反饋電路組成檢測(cè)裝置亦稱檢測(cè)系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)中采用的驅(qū)動(dòng)裝置為直流伺服電機(jī)。
(4)機(jī)床主機(jī)
機(jī)床是數(shù)控機(jī)床的主體,包括床身、箱體、導(dǎo)軌、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。
1)床身 三坐標(biāo)數(shù)控磨床應(yīng)具有更好的剛性和抗振性,因此床身采用密封式箱型結(jié)構(gòu),在床身底內(nèi)腔填充泥芯和混凝土等阻尼材料,當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí),利用阻尼材料之間的相對(duì)摩擦耗散振動(dòng)能量。
2)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌由運(yùn)動(dòng)件和承導(dǎo)件組成。運(yùn)動(dòng)件:需要做直線運(yùn)動(dòng)的零部件。承導(dǎo)件:用于支承并限制運(yùn)動(dòng)件,使其只能按給定的要求和規(guī)定的方向作直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)中可采用滑動(dòng)導(dǎo)軌,對(duì)導(dǎo)軌要求有以下幾點(diǎn):①要有一定的導(dǎo)向精度。②要有良好的耐磨性。③要有足夠的剛度。④有減小熱變形影響。⑤要使運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)。⑥要有一定的工藝性。
滑動(dòng)導(dǎo)軌間隙的調(diào)整:采用刮、磨相應(yīng)的結(jié)合面或加墊片的方法以獲得相應(yīng)的間隙;鑲條調(diào)整,這是側(cè)向間隙常用的調(diào)整方法,鑲條有直鑲條和斜鑲條兩種。
三坐標(biāo)數(shù)控磨床采用貼塑導(dǎo)軌,這是一種金屬對(duì)塑料的摩擦形式。屬于滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌,導(dǎo)軌一滑移面上貼有一層抗磨軟帶,導(dǎo)軌的另一滑移面上貼為淬火磨削面,軟帶是以聚四氟乙烯為基材,添加合金粉和高氧化物的高分子復(fù)合材料。塑料導(dǎo)軌剛性好、動(dòng)靜摩擦系數(shù)差值小、耐磨性好、無(wú)爬行、抗振性好、化學(xué)的穩(wěn)定性好、維護(hù)修理方便、經(jīng)濟(jì)性好。
三個(gè)方向的導(dǎo)軌副、滾珠絲杠副由自動(dòng)間隙潤(rùn)滑油泵進(jìn)行定時(shí)潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油泵安裝在立柱側(cè)面,通過(guò)分油器將潤(rùn)滑油分送到各潤(rùn)滑點(diǎn)上。
3)主軸 主軸部件包括主軸軸承、傳動(dòng)件和相應(yīng)的緊固件。主軸的端部是標(biāo)準(zhǔn)的。傳動(dòng)件如齒輪、帶輪等與一般的機(jī)械零件相同。機(jī)床主軸部件,三個(gè)方向的進(jìn)給及其它部件滾動(dòng)軸承,均采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。
4)工作臺(tái) :X、Y工作臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu);X向齒輪減速和滾珠絲杠傳動(dòng)方式(Y向和X向X、Y工作臺(tái)的組成相同);驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(X、Y向兩個(gè)電機(jī))。
X、Y工作臺(tái)工作原理:通過(guò)控制X、Y向電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),從而帶動(dòng)X、Y工作臺(tái)沿X向Y向運(yùn)動(dòng)。
滾珠絲杠螺旋傳動(dòng):在螺母和螺桿間放入適當(dāng)數(shù)量的滾珠,使螺母和螺桿之間的摩擦由滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的一種裝置。有螺母、螺桿、滾珠及滾珠循環(huán)返回裝置四個(gè)部分組成。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)時(shí),滾珠沿螺桿螺旋滾道而滾動(dòng),在螺桿上滾動(dòng)數(shù)周后,滾珠從滾道的一端滾出并沿返回裝置返回另一端,重新進(jìn)入軌道,從而構(gòu)成閉合回路。
三 參考資料
1.?dāng)?shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè);
2.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè);
3.機(jī)電傳動(dòng)控制;
4.標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)。
5. 磨削原理
四 進(jìn)度計(jì)劃
第一階段:完成所選課程,完成英文翻譯。
第二階段: 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃,查閱相關(guān)資料。
第三階段:完成X-Y工作臺(tái)設(shè)計(jì)及相關(guān)計(jì)算。
第四階段: 完成磨頭設(shè)計(jì)。
第五階段: 完成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
第六階段:撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),出圖,準(zhǔn)備答辯。
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