VH50型數(shù)控立車X軸進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【12張CAD圖紙】【畢業(yè)論文+開題報(bào)告+外文翻譯】,12張CAD圖紙,畢業(yè)論文+開題報(bào)告+外文翻譯,VH50,數(shù)控,進(jìn)給,系統(tǒng),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),12,CAD,圖紙,畢業(yè)論文,開題,報(bào)告,外文,翻譯 工 業(yè) 中 心 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目： VH50型數(shù)控立車X軸進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 20年 3月 10日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 教授級(jí)高工 所在院系 工業(yè)中心 課題來(lái)源 D.自擬課題 課題性質(zhì) A.工程設(shè)計(jì) 課題名稱 VH50型數(shù)控立車X軸進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義 采用比較法，綜合分析法，進(jìn)行VH50型數(shù)控立車X軸進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使其能夠?qū)M(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度和對(duì)刀具相對(duì)于工件的位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并且保證機(jī)床的加工精度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容： 1、調(diào)研并熟悉課題及有關(guān)資料，完成外文翻譯，寫出開題報(bào)告； 2、計(jì)算機(jī)繪制裝配圖、零件CAD圖（總工作量2.5張以上0號(hào)圖）； 3、完成課題的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4、課題技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析； 5、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書15000字以上。 本課題研究的意義： 本課題對(duì)VH50型數(shù)控立車X軸進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其意義如下： 1、對(duì)數(shù)控車床的當(dāng)前水平，發(fā)展趨勢(shì)，以及國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床的發(fā)展有了詳細(xì)的了解。 2、對(duì)數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)有了深刻的了解，知道了進(jìn)給系統(tǒng)中減速齒輪、聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲杠螺母副、絲杠支承、導(dǎo)軌副、傳動(dòng)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的蝸桿渦輪等機(jī)械環(huán)節(jié)的剛性、制造精度、摩擦阻尼特性等對(duì)執(zhí)行件能否實(shí)現(xiàn)每一脈沖的微量移動(dòng)有重要影響。 3、提高了自己的學(xué)習(xí)能力，查找能力，歸納能力和總結(jié)能力。 4、通過本次對(duì)數(shù)控立車X軸進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的工程制圖、工程力學(xué)、金屬材料、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床等專業(yè)課程有了一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)。 英文期刊文章引用：作者. 題名. 期刊名, 出版年份，期號(hào)：起止頁(yè)碼 文獻(xiàn)綜述 從20 世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展以及裝備制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求， 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大并不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。[1] 數(shù)控機(jī)床是一種綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)控制、精密測(cè)量、精密機(jī)械、氣動(dòng)、液壓、潤(rùn)滑等技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床已稱為企業(yè)的主要加工設(shè)備，在機(jī)械加工各領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床的變化日新月異，各種結(jié)構(gòu)新穎、性能先進(jìn)的車削中心、加工中心，以及五軸加工、多主軸加工、復(fù)合加工等高速、高精度機(jī)床不斷出現(xiàn)，它們正在逐步替代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床，而成為主要產(chǎn)品。[2] 我國(guó)在數(shù)控機(jī)床應(yīng)用方面，越來(lái)越多地為航天、航空、汽車和能源等國(guó)家重點(diǎn)行業(yè)提供數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品，并且開始出口；在數(shù)控系統(tǒng)方面，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)已普及應(yīng)用，還開發(fā)出了五軸聯(lián)動(dòng)以及多通道多軸聯(lián)動(dòng)的高檔控制系統(tǒng)，應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖和限制，并制約了國(guó)外產(chǎn)品的價(jià)格。在數(shù)控機(jī)床品種構(gòu)成方面，不僅在車、銑、鏜、磨等通用型機(jī)床方面已實(shí)現(xiàn)數(shù)控化，數(shù)控技術(shù)還在加工中心、超精密機(jī)床、混聯(lián)機(jī)床、復(fù)合機(jī)床、特種加工機(jī)床和一些專用機(jī)床產(chǎn)品上得到成功應(yīng)用。[3] 國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)數(shù)控車床的研究時(shí)間較長(zhǎng)，而且經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)水平較高，其特點(diǎn)如下：（1）高速高精與多軸加工成為數(shù)控車床的主流， 納米控制已經(jīng)成為高速高效加工的潮流。（2）多任務(wù)、多軸加工數(shù)控車床越來(lái)越多地應(yīng)用到航空航天、能源、汽車及船舶等行業(yè)。（3）智能化加工與監(jiān)測(cè)功能不斷擴(kuò)充， 車間的加工監(jiān)測(cè)與管理可實(shí)時(shí)獲取機(jī)床本身的狀態(tài)信息，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)機(jī)床的狀態(tài)，提前進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)，避免事故的發(fā)生，減少機(jī)床的故障率，提高機(jī)床的利用率。（4）機(jī)床誤差檢測(cè)與補(bǔ)償功能越來(lái)越強(qiáng)大， 能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)機(jī)床的補(bǔ)償測(cè)量。與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對(duì)機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度能夠提高3～4 倍，同時(shí)效率得到大幅度提升。（5）最新的CAD/CAM 技術(shù)為多軸、多任務(wù)數(shù)控車床提供了強(qiáng)有力的支持，可以大幅度提高加工效率。 [4] 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異, 高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化已成為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床發(fā)展的趨勢(shì)和方向。[5] 本次我的設(shè)計(jì)課題是VH50數(shù)控立車的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。立式數(shù)控車床簡(jiǎn)稱為數(shù)控立車, 車床的主軸垂直于水平面, 有一個(gè)直徑很大的裝夾工作元件的圓形工作臺(tái)。由于本身主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對(duì)較小的大型復(fù)雜零件, 所以體積一般較大, 屬大型機(jī)床類。與其它機(jī)床相比, 立式數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn):1) 體積較大, 適用于加工大型工件。2 ) 由于刀架的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)分別由兩臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng), 所以它的傳動(dòng)鏈短, 不必使用掛輪、光杠等傳動(dòng)部件。3 ) 為了拖動(dòng)輕便, 數(shù)控車床的潤(rùn)滑都比較充分, 同時(shí)由于本身造價(jià)較高, 為延長(zhǎng)使用時(shí)間, 文獻(xiàn)綜述 間, 滑動(dòng)導(dǎo)軌也要求耐磨性好。4) 具有加工冷卻充分、防護(hù)較嚴(yán)密等特點(diǎn), 自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一般都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。5 ) 一般配有排肩裝置。[6] 數(shù)控車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由數(shù)控裝置經(jīng)伺服系統(tǒng)控制的，進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控車床的一個(gè)重要組成部分，其性能的優(yōu)劣，直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。它由伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、位置檢測(cè)元件及位置調(diào)節(jié)器等組成。[7] 數(shù)控車床的進(jìn)給傳動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與普通車床、自動(dòng)和半自動(dòng)車床截然不同。它只用于伺服電動(dòng)機(jī)（直流或交流）驅(qū)動(dòng)，通過滾珠絲杠帶動(dòng)刀架完成縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。由于數(shù)控車床采用了脈寬調(diào)整伺服電動(dòng)機(jī)及伺服系統(tǒng)，因此進(jìn)給和車螺紋范圍很大?？焖僖苿?dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)均經(jīng)同一傳動(dòng)路線。一般數(shù)控車床的快速移動(dòng)速度可達(dá)（10~15）m/min。數(shù)控車床所用的伺服電動(dòng)機(jī)除有較寬的調(diào)速范圍并能無(wú)級(jí)調(diào)速外，還能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。在走刀和快速移動(dòng)下停止，刀架的定位精度和重復(fù)定位精度誤差不超過0.01mm。[8] 數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的要求主要考慮如下幾點(diǎn)： (1) 盡量減少運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦阻力 (2) 提高進(jìn)給系統(tǒng)中傳動(dòng)件的精度和剛度 (3) 減少每個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)慣量 (4) 各傳動(dòng)部件的穩(wěn)定性要好、壽命長(zhǎng) (5) 使用維護(hù)要方便快捷 。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它包括減速齒輪、聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲杠螺母副、絲杠支承、導(dǎo)軌副、傳動(dòng)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的蝸桿渦輪等機(jī)械環(huán)節(jié)。它們的剛性、制造精度、摩擦阻尼特性等對(duì)執(zhí)行件能否實(shí)現(xiàn)每一脈沖的微量移動(dòng)有重要影響。為保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，以達(dá)到較高的定位精度指標(biāo)，特別要求機(jī)械機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)間隙小，摩擦阻尼小。另外，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力矩很大，負(fù)載變化頻繁，故對(duì)剛度也有特殊要求。[9] 數(shù)控車床一般采用半閉環(huán)控制伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制，在正常加工過程，絲杠由伺服電機(jī)控制進(jìn)行反方向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)空隙的空運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象，造成反向間隙誤差。同時(shí)數(shù)控車床的傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在外力作用下會(huì)產(chǎn)生彈性變形，并且加工部位與車床其他部位受力不同，造成彈性間隙發(fā)生也影響加工精度。此部分誤差為反向間隙誤差和正向傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)誤差的疊加。[10] 數(shù)控車床絲杠進(jìn)給系統(tǒng)剛度對(duì)系統(tǒng)的失動(dòng)量和定位精度影響較大。基于進(jìn)給系統(tǒng)質(zhì)量和彈簧力學(xué)模型, 給出了進(jìn)給系統(tǒng)軸向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)失動(dòng)量的影響與定位誤差的解析表達(dá)式, 為進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、降低系統(tǒng)的失動(dòng)量和提高系統(tǒng)的定位精度提供了理論依據(jù);結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了應(yīng)用分析計(jì)算, 取得了明顯效果。數(shù)控機(jī)床的高速高精度化, 要求機(jī)床在載荷作用下具有較小的失動(dòng)量和較高的定位精度, 而它們都與進(jìn)給系統(tǒng)的剛度有很大的關(guān)系。 [11] 對(duì)于現(xiàn)代數(shù)控車床而言，一般情況下，對(duì)于工件位置的控制，主要是通過伺服電機(jī)對(duì)滾珠絲杠的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，如果滾珠絲杠出現(xiàn)傳動(dòng)誤差，就可能影響車床的加 英文期刊文章引用：作者. 題名. 期刊名, 出版年份，期號(hào)：起止頁(yè)碼 文獻(xiàn)綜述 工精度，這也是造成數(shù)控車床定位精度誤差的重要因素之一。[12] 在數(shù)控車床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中，減速機(jī)構(gòu)有齒輪傳動(dòng)裝置和同步齒形皮帶傳動(dòng)裝置。齒輪傳動(dòng)裝置的主要目的：一是降速，將伺服電機(jī)的高速低轉(zhuǎn)矩;輸出變?yōu)樨?fù)載所要求的低速大轉(zhuǎn)矩： 二是使?jié)L珠絲杠和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在系統(tǒng)中占較小的比例，以保證精度。[13]同步齒形帶傳動(dòng)是一種新型的帶傳動(dòng)。它利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，因而兼有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn);無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，平均傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高，而且齒形帶的強(qiáng)度高、厚度小、重量輕，故可用于高速傳動(dòng);齒形帶無(wú)需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動(dòng)效率也高，現(xiàn)已在數(shù)控機(jī)床上廣泛應(yīng)用。[14]對(duì)傳動(dòng)裝置的總體要求是傳動(dòng)精度高，穩(wěn)定性好，靈敏度高，響應(yīng)速度快。 本次我的設(shè)計(jì)課題是數(shù)控立車的X軸進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，我應(yīng)該考慮所有進(jìn)給系統(tǒng)影響機(jī)床性能的因素，并在設(shè)計(jì)過程中采取合理的措施消除這些影響。 參考文獻(xiàn) [1] 王福印.我國(guó)數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與思考［J］.西部大開發(fā)（中旬刊），2011（2） [2] 龔仲華. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)典例 機(jī)械工業(yè)出版社 2014.2 [3] 劉強(qiáng)，李冬茹.國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床及其關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望［J］.航空制造技術(shù)，2010（10）：26-30 [4] 江崇民,荀洪偉.數(shù)控車床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì).機(jī)械工程師 2012. 4 [5] 梁偉,王先.數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì). 桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào) 2010 .2 [6] 劉心雄,鄭家元. 立式數(shù)控車床的工業(yè)設(shè)計(jì)研究. 華中科技大學(xué).2009.2 [7] 陳嬋娟. 數(shù)控車床設(shè)計(jì). 化學(xué)工業(yè)出版設(shè) [8] 王愛玲, 武文革. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床（第2版） .國(guó)防工業(yè)出版社 [9] 熊軍. 數(shù)控機(jī)床原理與結(jié)構(gòu). 人民郵電出版社 [10] 賈東庭. 數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高措施.機(jī)械工程師 2015.9 [11] 吳南星, 胡如夫. 孫慶鴻數(shù)控車床絲杠進(jìn)給系統(tǒng)剛度對(duì)定位精度的影響. 中國(guó)工程科學(xué) 2004.9 [12] 丁美玲.數(shù)控車床加工精度的影響因素分析及對(duì)策機(jī)電信息. 2014.15 [13] 傅莉 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[14] 王棟臣,李常峰 主編.數(shù)控銑工(加工中心)操作技能實(shí)訓(xùn)圖解.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社.2007. 研究?jī)?nèi)容 本次設(shè)計(jì)是數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要有繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，完成X軸向慣量匹配、轉(zhuǎn)矩匹配的計(jì)算、完成X向進(jìn)給力X向滾珠絲杠預(yù)拉伸量的計(jì)算，考慮絲杠的剛度和熱膨脹等因素選擇合適的X軸滾珠絲杠、滾珠絲杠軸承、伺服電機(jī)、聯(lián)軸器和導(dǎo)軌，完成裝配圖設(shè)計(jì)，繪制進(jìn)給系統(tǒng)的裝配圖以及其他各個(gè)部件的零件圖。 研究計(jì)劃 第1周 (2.22-2.26) 收集資料，學(xué)習(xí)有關(guān)書籍文獻(xiàn)，參觀工廠，搜集設(shè) 第2周 (2.29-3.04) 計(jì)過程中所要遵照的有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行學(xué)習(xí)提出完成課題的基本思路和方法，暨完成該課題所采用的技術(shù)路線、方案，要設(shè)計(jì)和完成的任務(wù) 第3周 (3.07-3.11） 完成開題報(bào)告及外文材料翻譯 第4周 (3.14-3.18) 完成裝配圖草圖設(shè)計(jì)，繪制進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 第5周 (3.21-3.25) 完成X軸向慣量、轉(zhuǎn)矩、匹配的計(jì)算、完成X向 第6周 (3.28-4.01) 進(jìn)給力X向滾珠絲杠預(yù)拉伸量的計(jì)算，完成裝配圖設(shè)計(jì) 第7周 (4.04-4.08） 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 第8周 (4.11-4.15） 進(jìn)行零件圖計(jì)算機(jī)繪圖 第9周 (4.18-4.22) 進(jìn)行零件圖計(jì)算機(jī)繪圖 第10周 (4.25-4.29） 進(jìn)行零件圖計(jì)算機(jī)繪圖 完成各零件及課題成本分析 ， 完成各零件成本及課題成本計(jì)算 第11周 (5.02-5.06) 遞交論文初稿 第12周 (5.09-5.13) 修改論文并定稿 第13周 (5.16-5.20) 論文評(píng)審及答辯資格確定 第14周 (5.23-5.27) 制作答辯PPT、打印圖紙，準(zhǔn)備答辯 第15周（5.30-6.03） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯 第16周（6.06-6.10） 整理資料存檔 特色與創(chuàng)新 本論文特色與創(chuàng)新如下： (1)通過對(duì)其剛度影響因素的分析，保證了進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度。 (2)通過考慮材料的熱膨脹，保證了機(jī)床的加工精度。 (3)通過對(duì)X軸慣量匹配和轉(zhuǎn)矩匹配的計(jì)算，選擇了適合的伺服電機(jī)。 （4）通過對(duì)X向進(jìn)給力和X向滾珠絲杠預(yù)拉伸量的計(jì)算，選擇了合適的滾珠絲杠和滾珠絲杠軸承。 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 2016年 月 日 分中心意見 中心意見 分中心主任簽名： 年 月 日 教學(xué)主任簽名： 年 月 日