MJ50数控车床X轴进给系统结构设计开题报告

MJ50数控车床X轴进给系统结构设计 开题报告 课题研究开题报告ppt课题开题报告格式污水处理厂开题报告研究生开题报告酒店vi设计开题报告 南京工程学院 本科毕业设计(论文)开题 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 题目:MJ50数控车床X轴进给系统结构设计 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: D数加工111 学 号: 231110109 学生姓名: 吴 菲 菲 指导教师: 李 小 笠 2015年 2 月 2 日 本科毕业设计(论文)开题报告 吴菲菲 学 号 231110109 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 职 称 副教授 所在院系 工程中心 李小笠 指导教师姓名 D自拟课题 课题性质 A 课题来源 课题名称 MJ50数控车床X轴进给系统结构设计 毕业设计的具体内容: 1、MJ50数控车床X轴进给系统驱动电机的选型 2、同步带的计算及校核 3、滚珠丝杠的计算及选择 4、导轨的选择 本课题研究的意义: 本课题对MJ50数控车床X轴进给系统结构进行了设计，其意义如下: 1、进给伺服系统是数控装置和机床机械传动部件间的联系环节，是数控机床的重要组成部分。它包含机械、电子、电机(早期产品还包含液压)等各种部件，并涉及到强电与弱电控制，是一个比较复杂的控制系统。要使它成为一个既能使各部件互相配合协调工作，又能满足相当高的技术性能指标的控制系统，的确是一个相当复杂的任务。提高伺服系统的技术性能和可靠性，对于数控机床具有重大意义，研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。 毕业设计的 内容和意义 2、进给系统中采用的是滚珠丝杠传动，为了提高进给系统的灵敏度和定位精度且防止爬行，必须降低数控机床进给系统的摩擦，并减少静、动摩擦系数之差。一般采用滚珠丝杠副。 滚珠丝杠副的传动效率可高达85%-98%，是普通滑动丝杠副的2-4倍，且摩擦角小于1?，因此不自锁。 3、带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。带传动通常由主动轮、从动轮和张紧在两轮上的环形带组成。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。 现代数控技术以计算机技术为基础，以其方便灵活且具有高精密性等诸多优点，而 [1]越来越赢得广大用户的青睐。数控机床是国民经济和装备制造业的重要基础。近年来， 随着国家对装备制造业的大力支持，我国数控机床行业的技术发展水平不断提高。数控 车床是数控机床的一种，随着科技的进步和信息技术应用的深化，人们对数控车床的精 度、效率、可靠性、柔性化等方面的要求不断提高，而这种需求决定了数控车床技术的 [2]不断向前发展。 车床的进给系统由数控系统控制伺服电机工作，经实际使用、检验，效果良好，满 足国家对普通车床的精度要求;能够方便地控制进给，实现数控，达到控制加工零件的 形状。通过必要的方法，包括上述的抗干扰方法，能有效地消除干扰，得到稳定的进给 [3]系统。 伺服电机便于控制、工作可靠、使用方便，将伺服电机用于车床的进给系统，达到 方便地对横向、纵向进给进行控制，对于实现普通车床的自动化，提高其加工的精度和 [4] 生产加工效率，减轻工人的劳动强度，有着非常重要的意义。20世纪60年代以前， 是以步进电动机驱动的液压伺服马达，或以功率步进电机直接驱动为中心的时代。20 世纪60一70年代是直流伺服电机具有优良的诞生和全盛发展的时代，但由于直流伺服 电动机引入了机械换向装置，其成本高，故障多，维护困难，对其他设备产生电磁干扰， 文献综述 系统的动态性能受影响。20世纪80年代至今，由于伺服电动机结构及其永磁材料和控 制技术的突破性进展，出现了无刷直流伺服电动机(方波驱动)， 交流 第4课唐朝的中外文化交流教案班主任工作中的交流培训班交流发言材料交流低压配电柜检验标准小王子读书交流分享介绍 伺服电动机(正弦 波驱动)等种种新型的电动机。同时可实现弱磁高速控制，拓宽了系统的调速范围，适 [5]应了高性能伺服驱动的要求。 滚珠丝杠是数控机床的一个主要部件，因其具有精密、高效的传动特点而被广泛使 用。滚珠丝杠作为传动元件，其轴向刚度直接影响了数控机床的定位精度及机床的整体 性能。滚珠丝杠系统的传动部分通常是由伺服电动机与滚珠丝杠直连，或者由伺服电动 机经齿轮或同步带减速后再与滚珠丝杠相连。滚珠丝杠的轴向刚度对数控机床进给系统 的轴向定位精度有很大影响，丝杠刚性不足会影响到加工工件的尺寸精度甚至导致加工 [6]缺陷。 设计时需要考虑在不同的应用情况下选择合理的滚珠丝杠安装方式。 滚珠丝杠螺母副与电动机的联接的型式主要有三种: 1、联轴器直联接，具有最大的扭转刚度，传动机构本身无间隙,传动精度高,而且结 构简单,安装、调整方便。 2、通过齿轮联接，可以在齿轮的齿厚和周节变化的情况下,保持齿轮的无间隙啮合; 但是结构比较复杂,轴向尺寸大、传动刚度低、传动平稳性较差。 3、通过同步齿形带联接，同步齿轮带传动具有带传动和链传动的共同优点,与齿轮 传动相比它结构更简单,制造成本更低,安装调整更方便。并且传动不打滑、不需要大的 张紧力。 同步齿形带(Bynchmnou8 belt)因带体和传动轮之间的运转达到高度同步而得名，简 称同步带。它综合了不同传动方式(齿轮、链条和胶带)之长，从而体现了高效、平稳、 噪音小、无需润滑等诸多优点。这一切都来自其工作面的齿形体与传动轮槽之间的精确 啮合。因此，在传动过程中，带体与传动轮之间不存在相对滑移，从而在任何瞬间都能 [7] 实现同步传动。 然而，在运转过程中，现有同步带与带轮之间经常发生啮合不充分而脱离的现象， 即掉带。针对现有技术存在的问题和不足，提供一种能够防止掉带的圆弧同步齿形带带 轮活边结构，解决了原本依附于带轮的带轮挡边，因驱动轴心与行动轮轴心不完全平行 而导致的同步齿形带偏斜，甚至割带而导致同步带裂痕或断裂的问题，显著增大了牵引 [8]力，大大提高了能量利用率。圆弧齿可与圆弧齿带啮合进行动力传递，该带型的特点 是:传动同步、初始张力小、传动效率高、噪声小、速度高，不需润滑，并可使张紧装 [9][10]置简化或省略。且传动比准确、无滑差，可获得恒定的速比。 参考文献: 1、李艳敏，现代机械加工中数控技术的应用，价值工程，2014，21:1-3 2、吴凤和， 刘成勋(数控车床的发展趋势，制造技术与机床，2012，10:1-2 文献综述 3、陶晓杰，车床进给系统，制造业自动化，2000,22(9):2 4、孙宏成， 易广建， 静毅昕，用伺服电机改造车床的进给系统. MACHINERY DESIGN & MANUFACTURE, 2004, 3: 1-1 5、徐鑫，数控进给伺服系统与驱动电机的发展及趋势，装备制造技术，2011,6:1-4 6、宋威， 滚珠丝杠系统轴向刚度分析与研究，Modern Manufacturing Engineering, 2014,10: 1-5 7、君轩，同步齿形带，WORLD RUBBER INDUSTRY，2004,34(9):1 8、刘豫喜， 宋中界， 徐磊， 李保谦，圆弧同步齿形带在拖拉机运用中的改进试验研 究，农机化研究，2014,9:1-2 9、刘锦文，圆弧齿同步带的研制，橡塑技术与装备，2008,34(3):1-1 10、凌红， 温景波， 刘文胜， 练松伟，转盘轴承圆弧齿同步带轮齿圈的加工，Bearing， 2014,2:1-1 1.MJ50数控车X轴进给系统总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 确定:该横向进给机构采用交流伺服电机驱动, 经同步齿形带传动,驱动滚珠丝杠转动,从而实现数控车床的横向进给运动。 2.MJ50数控车床X轴进给系统驱动电机的选型 (1)步进电动机 步进电机是一种将电的脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的机电执行元件，能快速启动，制动和反转，定位精度高，价格便宜，但动态特性远不如交，直流伺服电机，运行可靠性得不到保证，所以不采用。 (2)直流伺服电动机有良好的调速特性，但设备需常维护，电机转速受限制，制造成本高，所以不采用。 (3)交流伺服电动机则克服了以上缺点，转子惯量较直流伺服电动机小，动态响应更好，容量也比直流的大，有更高的电压和转速。且在相同体积下，交流的输出功率比直流的提高10%-70%。因此，本课题选用的是交流伺服电动机。 3.对同步带的设计计算及校核 同步带的设计目的是确定带的型号、节距、带长(宽)，中心距及主、从动轮的齿研究内容 数、直径等结构参数。首先确定同步带传动的设计功率Pd，再根据设计功率和小带轮转速选定型号和节距，通过小带轮转速和节距确定齿数，然后确定带轮的基准直径及中心距，验算带速及带与带轮的啮合齿数等。 4.滚珠丝杠的计算及校核 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成，可将旋转运动转化成直线运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力精度和效率高。有内循环和外循环两种方式。首先根据丝杠的工作行程初选丝杠的工作长度，计算工作载荷，查表选型号然后进行校核。 5.导轨的选择 导轨的作用是支承和导向，也就是支承运动部件并保证运动部件在外力作用，精确的沿着确定的轨迹运动，根据所需选取。 研究周期与时间安排 毕业设计起止日期:3.02—6.12(第1周—第15周) 第1周 (3.02-3.06) 查阅文献资料，了解数控车床进给系统设计原则 第2周 (3.09-3.13) 文献消化及外文资料翻译 第3周 (3.16-3.20) 完成开题报告及外文材料翻译 第4周 (3.23-3.27) MJ50X轴进给系统结构设计 第5周 (3.30-4.03) MJ50X轴进给系统结构设计 第6周 (4.06-4.10) 进给系统零件图绘制 第7周 (4.13-4.17) 进给系统零件图绘制/毕业设计中期检查 第8周 (4.20-4.24) 进给系统装配图设计 第9周 (4.27-5.01) 撰写论文 第10周 (5.04-5.08) 撰写论文 第11周 (5.11-5.15) 递交论文初稿 第12周 (5.18-5.22) 修改论文并定稿 第13周 (5.25-5.29) 论文评审及答辩资格确定 第14周 (6.01-6.05) 毕业设计(论文)答辩 研究计划 第15周(6.08-6.12) 整理资料存档 本论文特色与创新如下: 1.本次设计中采用的是交流伺服电机，虽然直流电机速度控制精确，转矩速度特性 很硬，原理简单，使用方便，但是电刷换向的速度限制，有附加阻力，会产生磨损微粒。 交流电机能在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡。效率高，不发热，位置精确， 额定运行区域内能实现恒力矩，低噪音，由于没有电刷的磨损，不需要维护，不产生磨 损颗粒和火花，适用于无尘间、易暴环境惯量低。 2.滚珠丝杠螺母副与电动机的联接的型式是通过同步带联接，在此机构中采用的是 弧齿同步带，弧齿同步带除了齿形为曲线形外，其结构与梯形齿同步带基本相同，带的 节距相当，其齿高、齿根厚和齿根圆角半径等均比梯形齿大。带齿受载后，应力分布状 特色与创新 态较好，平缓了齿根的应力集中，提高了齿的承载能力。耐磨性能好，工作时噪声小， 不需润滑，可用于有粉尘的恶劣环境，应用广泛。 3.滚珠丝杆螺母副是回转运动与直线运动相互转换的理想传动装置，它的结构特点 是具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠(作为中间传动元件)，以减少摩擦。在传动时， 滚珠与丝杠、螺母之间基本上是滚动摩擦，因此它传动效率高，定位精度和重复定位精 度高，使用寿命长，刚度高且传动有可逆性。 4.该车床的床身和导轨的布局采用水平床身斜滑板，使得机床外形美观，占地面积 小，易于排屑和冷却液的排流，操作者操作和观察方便，易于安装上下料机械手，可实 现全面自动化，可采用封闭截面整体结构以提高床身的刚度。 指导教师 意 见 指导教师签名: 年 月 日 分中心意见 中心意见 分中心主任签名: 教学主任签名: 年 月 日 年 月 日