加工中心是数控机床中功能较全、加工精度较高的工艺装备。它主要用于箱体类零件和复杂曲面零件的加工,能把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和车螺纹等功能集中于一台设备上。加工中心已成为现代机床发展的主流方向,广泛应用于机械制造中,与普通传统的机床相比,加工中心有工序集中、加工精度高、适应性强、生产效率高、经济效益好、劳动强度低、有利于生产管理现代化等优点,所以加工中心一直都是受到企业的高度重视。
采用加工中心,可以降低工人的劳动强度,节省劳动力(一个人可以看管多台机床),减少工装,缩短新产品试制周期和生产周期,可对市场需求作出快速反应。此外,机床数控化还是推行FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(计算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。由于以上优越性,加工中心所占的比例逐渐增大。
在这样的背景下,我选择设计一台加工中心进给传动部件。此外,熟悉国内外数控技术及加工中心的现状及发展趋势,增强对如何发展民族加工中心产业的感性认识。
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 我国加工中心的研究现状
1.2.2进给系统的发展现状
1.2.3加工中心的发展趋势
第2章 总体设计
2.1总体设计方案的确定
初步确定设计的任务后(初步拟定三种传动方案 即 1 电机直接与丝杠相连;2 电机通过同步带的传动带动丝杠转动;3电机通过齿轮传动带动丝杠转动)数控机床按控制方式分为开环、闭环、半闭环,由于采用直流式交流伺服电机的闭环控制方案,结构复杂,技术难度大,调试和文修困难,造价也高。闭环控制可以达到很好的机床精度,能补偿机械传动系统中各种误差,消除间隙、干扰等对加工精度的影响,一般应用于要求高的数控设备中,由于所改造的数控钻床加工精度不十分高,采用闭环系统的必要性不大。若采用直流或交流伺服电机的半闭环控制,精度较闭环控制的查,但是稳定性好,成本较低,调试文修较容易;但是对于经济型数控机床来说必要性不大。
在本次设计中采用它带动X,Y向工作台移动。传动方案1的结构简单,3是消除由步进电动机引起的振动等现象能力较差,故在本次设计中不采用方案2,同步带传动保持恒定传动比,传动精度高工作平稳,结构紧凑,无噪声,有良好减振性能,但制造工艺比较复杂,传递功率较小,寿命较低,故在本次设计中不易采用,所以本次设计中采用齿轮传动,其主要特点是效率高,结构紧凑,工作可靠,寿命长,传动比稳定,传动过程中采用消隙齿轮,消除正反转齿轮间隙提高传动精度,性价比高。
在本次毕业设计的工作过程中,技术方面应用滚珠丝杠(工作方式为滚珠丝杠转动,滚珠丝杠副螺母移动)可以提高加工精度。在可拆卸方面考虑了许多因素由于设计经验不足,在快卸方便性上考虑有时略有纰漏;在经济性方面采用反应式步进电动机其性价比高;在满足精度的前提下减少了生产成本。材料的使用上采用了较为广泛应用的45钢加工成本低且避免使用有毒害的材料污染环境,还可以回收应用;在环境方面应用消隙齿轮可以有效的降低噪音减少对人体的危害。
2.2床身设计
机床的床身是整个机床的基础支承件,是机床的主体,一般用来放置导轨、等重要部件。床身的结构对机床的布局有很大的影响。按照床身导轨面与水平面的相对位置,立式加工中心通常采用固定立柱式,主轴箱吊在立柱一侧,其平衡重锤放置在立柱中,工作台为十字滑台,可以实现X、Y两个坐标轴的移动,主轴箱沿立柱导轨运动实现Z坐标移动。本设计中采用加工中心床身取T字型结构,立柱固定在其上面,工作台用十字滑台,在床身导轨上做X、Y两向移动,主轴箱沿立柱导轨做Z向移动。
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