立式數(shù)控銑床回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計
32頁 12850字?jǐn)?shù)+說明書+任務(wù)書+8張圖紙
任務(wù)書.doc
回轉(zhuǎn)工作臺裝配圖.dwg
定心軸.dwg
小齒輪.dwg
摘要.doc
蓋板.dwg
目錄.doc
立式數(shù)控銑床回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計說明書.doc
立式數(shù)控銑床總聯(lián)系尺寸圖.dwg
蝸輪軸.dwg
調(diào)整套.dwg
齒輪.dwg
目 錄
摘要 I
Abstract II
緒論 2
第一章：數(shù)控回銑床總體設(shè)計 4
1.1 機械傳動部件的選擇 5
1.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計 6
1.3 繪制總體方案圖 7
第二章：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的原理與應(yīng)用 8
2.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作的原理 9
2.2 設(shè)計準(zhǔn)則 12
2.3 主要技術(shù)參數(shù) 13
2.4 本章小結(jié) 15
第三章：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16
3.1 傳動方案的確定 17
3.2 齒輪傳動的設(shè)計 19
3.3 電液脈沖馬達(dá)的選擇及運動參數(shù)的計算 20
3.4 蝸輪及蝸桿的選用與校核 21
3.5 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 23
3.6 軸的校核與計算 23
3.7 彎矩組合圖 24
3.8 齒輪上鍵的選擇及校核 24
3.9 軸承的選用 25
3.10 本章小結(jié) 25
第四章 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 26
4.1 性能發(fā)展方向 27
4.2 功能發(fā)展方向 27
4.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 27
4.4 智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng) 27
第五章 總結(jié) 28
致謝 29
參考文獻(xiàn) 30
一、設(shè)計原始資料
主軸轉(zhuǎn)速300-3000 r/min
主電機功率7.5 kw
X軸最大行程1000 mm
Z軸最大行程300 mm
Y軸最大行程300 mm
X軸進(jìn)給速度10-2000mm
Z軸進(jìn)給速度10-2000mm
Y軸進(jìn)給速度10-2000mm
最大刀具尺寸50 mm
工作直徑 200mm
定位精度 0.015mm
脈沖當(dāng)量 0.005mm
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計的題目是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計。通過對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計，使大學(xué)生在步入社會之前，不僅能夠設(shè)計出數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，而且能夠掌握機械設(shè)計的方法和步驟。本課題研究的主要內(nèi)容包括：確定數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的傳動方案；驅(qū)動力計算及其他相關(guān)計算；零件設(shè)計與校核；零件圖的繪制與三維模型建立；繪制裝配圖及運動仿真。
對于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計，首先，進(jìn)行總體方案設(shè)計，傳動方案采用齒輪傳動和蝸桿傳動；然后進(jìn)行各零件的設(shè)計與校核，蝸桿與軸采用整體式結(jié)構(gòu)；蝸輪與工作臺采用螺釘連接；工作臺的平衡通過止推軸承來保證；箱體由箱座、箱蓋和頂蓋組成，其中箱體上設(shè)計了圓臺和加強筋；最后，對各零件進(jìn)行裝配。
數(shù)控機床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺完成，回轉(zhuǎn)工作臺可以與X、Y、Z三個坐標(biāo)軸聯(lián)動，從而加工出各種球、圓弧曲面等。回轉(zhuǎn)工作臺可以實現(xiàn)精確的自動分度，擴大了數(shù)控機床加工范圍。目前，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要用于數(shù)控鏜床和銑床。隨著數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的應(yīng)用已成為歷史的必然。
關(guān)鍵詞：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺；齒輪；蝸桿；箱體；建模
Design of NC rotary worktable
Abstract
The graduation project is the subject of design of CNC rotary worktable. NC rotary table on the design, so that before the students entered the community, not only to design a CNC rotary worktable, and can master the mechanical design of the methods and procedures. The main content of this research include: determining the transmission scheme of CNC rotary worktable; driving force calculation and other calculations; part design and verification; part and three-dimensional mapping model; assembly drawing and motion simulation.
NC rotary worktable for the design, first of all, the overall design, use of transmission scheme and worm gear drive; then each part of the design and verification, the whole worm and shaft structure; worm screw connection with the worktable; Balance worktable by thrust bearings to ensure; box from the box seat, lid and cover, of which the box on the design of the round table and strengthen the tendons; Finally, the parts for assembly.
The circumference of CNC rotary worktable by the completion of the feed, rotary worktable with X, Y, Z three axis coordinates to be processed into a variety of balls, such as circular surface. Precision rotary worktable can realize automatic indexing, and expand the range of CNC machining. Currently, the NC rotary table CNC boring and milling machines are mainly used. With more and more widespread application of CNC technology, CNC rotary worktable applications has become a historical necessity.
Keywords: NC rotary worktable; gear; worm; box; modeling
緒 論
畢業(yè)設(shè)計主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計思想，掌握工程設(shè)計的一般程序、規(guī)范和方法。而高職類學(xué)生更應(yīng)側(cè)重于從生產(chǎn)的第一線獲得生產(chǎn)實際知識和技能，獲得工程技術(shù)經(jīng)用性崗位的基本訓(xùn)練，通過畢業(yè)設(shè)計，可樹立正確的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點，實現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。培養(yǎng)學(xué)生獨立工作、獨立思考和綜合運用所學(xué)知識的技能，解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，從而擴大、深化所學(xué)的專業(yè)知識和技能。
培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計計算、工程繪圖、實驗研究、數(shù)據(jù)處理、查閱文獻(xiàn)、外文資料的閱讀與翻譯、計算機應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實踐能力，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。
使學(xué)生學(xué)會初步掌握解決工程技術(shù)問題的正確指導(dǎo)思想、方法手段，樹立做事嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。
本次畢業(yè)設(shè)計主要是解決數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的工作原理和機械機構(gòu)的設(shè)計與計算部分，設(shè)計思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。
目前數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床和加工中心上，它的總的發(fā)展趨勢是：在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺；在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的承載能力；在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺。
數(shù)控轉(zhuǎn)臺的市場分析：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，加工中心將會越來越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴大加工范圍。估計近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺的加工中心將會達(dá)到每年600臺左右。預(yù)計未來5年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、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率，特別是那些國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機，普通加工機床將獲得年均15％－20％左右的穩(wěn)定增長。
第一章.總體方案的確定
1.1 機械傳動部件的選擇
1.1.1導(dǎo)軌副的選用
腰設(shè)計數(shù)控車床工作臺，需要承受的載荷不大，而且脈沖當(dāng)量小，定位精度高，因此選用直線滾動導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點。
1.1.2絲杠螺母副的選用
伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動，需要滿足0.005mm沖當(dāng)量和 mm的定位精度，滑動絲杠副為能為力，只有選用滾珠絲桿副才能達(dá)到要求，滾珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。
1.1.3減速裝置的選用
選擇了步進(jìn)電動機和滾珠絲桿副以后，為了圓整脈沖當(dāng)量，放大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，降低運動部件折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，可能需要減速裝置，且應(yīng)有消間隙機構(gòu)，選用無間隙齒輪傳動減速箱。
1.1.4伺服電動機的選用
任務(wù)書規(guī)定的脈沖當(dāng)量0.005mm，定位精度也未達(dá)到微米級 mm，X軸進(jìn)給速度10-2000mm ，Z軸進(jìn)給速度10-2000mm ，Y軸進(jìn)給速度10-2000mm ，故本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電動機，因此可以選用混合式步進(jìn)電動機。以降低成本，提高性價比。
1.1.5檢測裝置的選用
選用步進(jìn)電動機作為伺服電動機后，可選開環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書所給的精度對于步進(jìn)電動機來說還是偏高，為了確保電動機在運動過程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用半閉環(huán)控制，擬在電動機的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動機的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分第五章：總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是我們在學(xué)完四年教學(xué)計劃所規(guī)定的全部課之后，綜合運用所學(xué)過的全部理論知識與實踐相結(jié)合的實踐性數(shù)學(xué)環(huán)節(jié)。它培養(yǎng)我們進(jìn)行綜合分析和提高解決實際問題的能力，從而達(dá)到鞏固，擴大，深化所學(xué)知識的目的，它培養(yǎng)我們調(diào)查研究熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運用國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，手冊，圖冊等工具書，進(jìn)行設(shè)計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件的獨立工作能力。
通過我學(xué)到了很多，初步的讓我認(rèn)識到理論和實踐相結(jié)合的重要。除了鞏固了所學(xué)的理論知識外，還學(xué)到不少的新知識和新方法。例如在CAD畫圖中要標(biāo)注極限偏差時，要先做好標(biāo)注樣式，在標(biāo)注時只要選種再右擊選出你做好的樣式，在公差欄里寫入你要的上、下偏差值。這是我以前所不會的。通過本次的設(shè)計使我對AUTCAD操作更熟練，能夠完整的畫出簡單零件的設(shè)計圖紙。
剛開始做這個作業(yè)的時候，我?guī)缀跏菬o從下手的.讓人深感煩燥.幸好在同學(xué)的指導(dǎo)和自己不斷的錯誤和摸索下找到了一定的方法. 不過在做這個設(shè)計的時候還是遇到了很多問題，如在機械設(shè)計的時候?qū)ξ佪單仐U的設(shè)計處理不當(dāng)，使計算結(jié)果偏大等等。有計剪力和彎矩時,沒有進(jìn)行校核,又出現(xiàn)錯誤,這些錯誤我用了很長的時長的時間才做好,幸好還是完成了這次設(shè)計,使自己對數(shù)控機床的工作臺有了一定的認(rèn)識,但我對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，因此還要更多的時間和努力。由于本次設(shè)計時間短和水平有限，做的不夠精細(xì)，難免有點錯誤懇請各位讀者批評指正。
同時很多謝老師您對我們的教導(dǎo)!
致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計之所以能夠按時按要求順利完成，其中有許多老師和同學(xué)給予了莫大的支持和鼓勵。
首先是老師，是他為我們畢業(yè)設(shè)計提供里大量的技術(shù)幫助，為我們安排設(shè)計進(jìn)程，提供設(shè)計資料，并在課余時間為我們分析和講解設(shè)計要點，使我更有信心和動力。
其次要感謝我的同學(xué)，他們很熱心和無私，他們在我需要幫助之時伸出了援助之手，有了他們的關(guān)心和支持，畢業(yè)設(shè)計雖苦但感覺很快樂。
最后感謝我的知道老師們，他們?yōu)槲姨峁┝诉@次機會，沒有他的指導(dǎo)，我也許不做畢業(yè)設(shè)計，就不會學(xué)到這么多的知識。
在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意。 總之沒有他們，就沒這么完整和全面的畢業(yè)設(shè)計，所以要再次對他們說一次——謝謝你們 ！
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