数控机床主传动系统优化设计及数控技术改造

机床床身有限元

江苏大学

硕士学位论文

数控机床主传动系统优化设计及数控技术改造

姓名：王峰

申请学位级别：硕士

专业：机械工程

指导教师：骆志高

20050601

机床床身有限元

江苏丈学Ｔ稃硕＋学付论文

摘要

本文阐述了数控机床主传动系统的优化设计以及数控技术发展的国内外研究现状及其意义。以数控机床主传动系统的优化设计理论研究为基础，对数控机床的主要机械部件一床身、主传动、进给运动、回转工作台以及自动换刀装置的优化设计进行了分析，探讨了其数控系统设计的基本模式。在此基础上，本文运用了机电一体化技术，采取机械和电气设计相结合的原则，对一台保加利亚卧式加工中心ＮＣ８００实施了数控技术改进，优化设计了其主传动系统，调整了机床机械精度，修复机床几何精度，有针对性地解决了数控机床存在的机械问题。在设计的数控系统中，以功能和经济性兼具为原则，较好的满足了实际需要。通过此次数控技术的改进，使得这台加工中心的技术水准达到了国内先进水平，为我国数控技术的改造工作起到了推动作用。关键词：数控机床、主传动系统、优化设计、技术改造

、

机床床身有限元

江苏大学丁程硕＋学位论文

Ａｂｓｔｒａｃｔ

ＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｓｔｕｄｙｏｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｍａｃｈｉｎｅａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａａｎｄａｂｒｏａｄ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｅｏｆｏｐｔｉｍｉｚｅｄｅｓｉｇｎｔｈｅｏｒｙｏｆｍａｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｍａｉｎｐａｒｔｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏ［ｍａｃｈｉｎｅ

ａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃ

ｏｆｓｕｃｈａｓｍａｃｈｉｎｅｂｅｄ，ｍａｉｎｄｒｉｖｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ｆｅｅｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ｒｏｔａｒｙｔａｂｌｅｗｅｒｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｔｏｏｌｓｃｈａｎｇｅｓｙｓｔｅｍ，ｅｔｃ．，ｃｏｎｔｒｏｌｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌ

Ｏｎｎｕｍｅｒｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｅｔｈｅｏｒｉｅｓ．Ｂａｓｅｄ

ｉｎＢｕｌｇａｒｉａｉｓａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｍｅｔｈｏｄ，ａｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍａｃｈｉｎｅｍａｄｅｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍｅｃｈａｎｉｃｓ，ａｓｗｅｌｌａｓｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｎｏｔｏｎｌｙｍａｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｄｅｓｉｇｎ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｉｓａｄｊｌｉｓｔｅｄ．Ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｐｒｅｃｉｓｉｏｎｉｓａｌｓｏｒｅｎｏｖａｔｅｄ．ＷｅｒｅｓｏｌｖｅｄｔｈｅｋｅｙｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｅｘｉｓｔｉｎＮＣ８００．ＩＩＩｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｇｒａｄｅｍｕｓｔｂｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｔｃｈｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｎｅｅｄｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｂｏｖｅ－ｍｅｎｔｉｏｎｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｃｅｎｔｅｒｒｅａｃｈｔｈｅａｄｖａｎｃｅｌｅｖｅｌｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙａｎｄｉｔｐｌａｙｓａｐｒｏｍｏｔｉｎｇｒｏｌｅｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌ

ｔｒａｎｓｆｏｒｍｃｏｎｔｒｏｌｍａｃｈｉｎｅ，ｍａｉｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｅｓｉｇｎ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

机床床身有限元

江苏大学Ｔ稃硕七学位论文

第一章概论

数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等技术的最新成果而发展起来的完全新型的机床，它标志着机床工业进入了一个新的阶段。在工业发达国家中，无论在国防工业或民用工业，数控机床的应用均已相当普遍。由于数控技术改造同购置新机床相比，一般可以节省６０％～８０％的费用，因此，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场。本论文主要研究方向是数控机床主传动系统的优化设计和数控技术改造。通过对数控机床主传动系统的优化设计和数控技术改造的研究，为数控机床的机电维修提供有力支持。对一台保加利亚加工中，Ｌ，ＮＣ８００实施了数控技术改造，优化设计了主传动系统，改造了数控系统，使这台基本停产的加工中心重新投入使用。

１．１数控机床主传动系统的优化设计及数控技术改造的国内外现状

１、数控机床的发展

在机械制造工业中，单件与小批生产的零件（批量在１０～１００件）约占机械加工总量的８０％以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防部门，其生产特点是加工批量小、改型频繁，零件的形状复杂而且精度要求高，采用专用化程度很高的自动化机床加工这类零件就显得很不合理，因为需要经常改装与调整设备，对于专用生产线来说，这种改装与调整甚至是不可能实现的。数字控制（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ，简称Ｎｃ或数控）机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它极其有效地解决了上述一系列矛盾，为单件、小批生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。当加工对象改变时，除了重新装夹工件和更换刀具之外，只需要更换加工程序，不需要对机床作任何调整。

加工中心机床是带有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床，它的出现打破了一台机床只进行一种工艺加工的传统概念，主要用于加工箱体零件，工件在一次装夹后，可以对其大部分加工面进行铣、镗、钻、扩、铰及攻丝等多工序加工，可以有效地避免由于多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，大大提高了生产率和加工自动化程度。

为了实现工件的自动装卸，有的加工中心机床可以带有两个交换工作台。在交换工作台上由人工装夹好待加工的零件后，在数控系统的控制下，可以自动地把零件送上机床，并自动地从机床上卸下已加工好的零件０１。２、数控机床的特点

机床床身有限元

１）、对加工对象改型的适应性强

２）、加工精度高

３）、加工生产率高

４）、减轻操作者的劳动强度

５）、良好的经济效益

６）、有利于生产管理的现代化

３、数控机床的应用范围

１）、多品种小批量生产的零件

２）、加工精度高

３）、加工生产率高

４）、减轻操作者的劳动强度

５）、良好的经济效益

４、数控机床的主传动系统

由于数控机床的主运动的调速范围较大（Ｒ …… 此处隐藏：2300字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……