立式车床技术参数设计论文
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摘要本设计完成了小型立式加工中心机械结构部分的设计并介绍了立式加工中心的一些基本概况。
该机床再配置一个CNC系统就构成了一台完整的立式加工中心。
在设计中主要对基础结构部件、进给传动系统、主传动系统和一些辅助装置进行了选型及设计计算。
(1)基础结构部件包括床身、立柱、工作台、导轨的设计计算及选型。
其中工作台随螺母旋转而移动,其螺母是磨损元件。
(2)进给传动系统中滚珠丝杠副、伺服电机、滚珠丝杠轴上轴承以及伺服电机与进给丝杠的联结的设计计算及选型。
(3)主传动系统中滑移齿轮、液压缸结构及主轴结构的设计计算,主轴箱配重的设计及相关零件的强度校核。
(4)辅助装置中刀库结构选型设计及换刀机构选型。
关键词滚珠丝杠;伺服电机;滑移齿轮;主轴箱配重AbstractThis design has already finished vertical machining center the design of mechanical structure parts. Some basic concepts and the general knowledge of the vertical machining center were introduced in this design. The machine in a CNC system can constitute a complete vertical machining center. In the design mainly design parts of basic structure, transmission system and the main transmission system.(1) Infrastructure component comprises a bed, column, table, guide the design calculation and type selection. Working table with rotation of the nut and the nut is moved, the wear element.(2) The feed drive system of ball screw, a servo motor, a ball screw shaft bearing and the servo motor and the feed screw connection design calculation and type selection.(3) In the main transmission system of the driving gear, hydraulic oil cylinder structure and spindle structure design calculation, spindle box design and related parts of the strength check.(4) Auxiliary device of knife library structure design, tool change mechanism selection.Keywords ball screw; servo motor; sliding gears; spindle box counterweight目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1小型加工中心概述 (1)1.2加工中心的主要优点 (2)1.3加工中心的发展趋势 (3)第2章小型加工中心的机械结构部分 (4)2.1设计机械结构部分的主要参数 (4)2.2机械结构部分的组成 (4)2.3机械结构部分的特点 (4)第3章总体设计方案的拟定 (6)3.1设计题目 (6)3.2主要内容 (6)3.3拟定总体设计方案 (6)第4章基础结构部件的设计 (8)4.1床身的设计 (8)4.1.1 床身的作用 (8)4.1.2 床身的基本要求 (8)4.1.3 床身结构设计及材料选择 (9)4.1.4 床身的肋板布置和截面的形状 (10)4.2立柱的设计 (10)4.2.1 设计立柱的基本要求 (10)4.2.2 立柱的结构设计 (10)4.2.3 立柱导轨形式及精度 (11)4.2.4 立柱与床身的联结 (11)4.3工作台的设计 (12)4.3.1 工作台的设计尺寸图 (12)4.3.2 工作台的其他结构设计 (13)4.3.3 工作台的材料 (13)4.4导轨的设计 (13)4.4.1 导轨的功用及要求 (13)4.4.2 导轨的结构类型 (14)4.4.3 滚动导轨的材料 (15)4.4.4 直线滚动导轨的技术要求 (15)4.4.5 滚动导轨的设计计算 (16)第5章进给传动系统的设计.................................................... 错误!未定义书签。
立式数控车床设计分析在转向节的加工中使用简易卧式车床以及普通卧式车床都无法完善转向节法兰端面以及杆部工艺上的不足,因此文章便对立式数控车床进行了分析,提出了相应的转向节加工方案。
同时对车床的工作循环以及结构和技术参数进行了介绍;通过对转向节进行专门的阐释,对立式数控车床进行了专业的介绍。
通过实践应用,表面在转向节的应用中,该机床能够将转向节两顶尖孔处同大断面的精度保证在最精确的范围中,并且有效提高了工作效率降低了劳动强度。
标签:加工系统;设计;立式数控车床转向节是汽车上应用最重要的零件之一,其形状复杂并且受到的集中应力也是最大的,因此其部件结构要求具有较好的机械能。
转向节加工质量会对车辆的安全性以及操作性造成呢个直接影响。
汽车的数量在随着人们的需求量而不断的增加,因而转向节的生产要求也不断的攀升,其生产效率的提高是目前转向节生产的核心问题。
由于结构复杂,转向节的加工有一定的难度,尤其在法兰端面以及杆部,尺寸以及位置精度难以把控。
传统的生产方式都是采用卧式普通车床或者简易车床对法兰端面以及转向接待杆部进行加工,对简易车具进行设计,在尾座顶尖同车具之间通过尾座顶尖对转向节进行固定,通过车具对转向节进行拨动以此保证旋转。
但是该种方式存在严重的缺陷,首先,工件不易加装;其次,由于配重较小导致车具无法有效提高钻速;设备在加工生产中效率地下也是无法避免的缺陷。
由于受到传统工艺的限制,以及诸多因素的影响,不得不开发出一种新型的设备用以解决转向杆以及法兰端面的不足,立式数控车床应时而生。
该设备在原有机床性能上,能够完美的进行转向节的加工。
无需高强度的夹装劳动,可谓一举多得。
1 方案分析1.1 整体式转向节特性分析整体式转向节在形状上像羊角,具有复杂的结构;以锻件作为工件的毛坯,具有较大的加工余量,尤其在法兰盘根部的圆弧处;最后由于工件的特性决定了其质量较重,因此具有较大的转动惯量,定位加紧较为困难。
1.2 方案在转向节的生产过程中,根据加紧要求以及工艺特性,其生产所用的专用立式机床在机构上采用了主轴偏置的结构,以传统的立式数控车床作为基础,加装了尾座顶尖结构,并根据转向节的结构特征设计出专用的加工车具,形成新型机床用于转向节的高效加工,同时在功能上仍然同通用数控车床相同。
毕业设计 (论文)题目数控立式车床主轴控制装置设计专业电气自动化技术专业班级学生姓名指导教师成绩年月日摘要随着科学的发展,机床已经从过去的手动机床发展成自动机床,现在数控机床应用非常广泛。
数控立式车床是主要的数控产品,国内外需求量也非常大。
其高精度的关键部分就体现在主轴的控制上。
本设计是用德国SIEMENS公司的可编程控制器(PLC)S7-200,作为主控制器;德国SIEMENS公司的6RA7075直流调速器、 Z4直流电机组成的直流调速装置,采用直流调速实现高效、准确的机床主轴控制,并给出了电气原理图以及操作说明。
本设计控制简单,实现功能强大,调速范围宽,力矩大,过载能力强。
可以应用于重型立式车床,提高重型立车主轴的控制精度,进而保证其加工精度。
关键词:数控立车;直流调速装置;可编程控制器AbstractWith the development of science, machine tools, manual machine tools have been developed from the past into the automatic machine tools, CNC machine tools are now widely used. CNC vertical lathe CNC products are the major domestic and foreign demand is also very large. A key part of its precision is reflected in the control of the spindle.This design is the German company SIEMENS PLC S7-200, as the main controller; German company SIEMENS 6RA7075 DC converter, Z4 DC motor comprising DC converter, DC speed control for efficient and accurate machine tools of various spindle control, and gives the electrical diagrams and instructions. The design of simple control, to achieve powerful, wide speed range, torque, strong overload capacity. Can be applied to heavy-duty vertical lathes, heavy duty vertical lathe spindle to improve the control precision, and thus guarantee its accuracy.Keywords: CNC Vertical Lathe; DC converter; Programmable Controller目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (3)1 课题背景 (3)2数控立车主轴控制装置的发展现状 (2)3 课题研究的主要内容 (3)第二章数控立车主轴控制装置硬件设计 (3)2.1 方案选择 (3)1 方案二交流调速 (5)2 方案二直流调速 (4)2.2 方案选择 (5)2.3 可编程序控制器接口设计 (5)1 可编程控制器的选择 (5)2 可编程控制器接口电路的设计及其功能 (6)2.4 数控立车主轴速度控制装置设计 (8)1 主轴电机的选择 (8)2 数控立车主轴控制装置设计 (9)2.5速度环 (12)2.6急停按钮的设计 (13)2.7 直流调速装置的参数设定 (14)1 简易操作控制面板(PUM) (14)2 舒适性操作控制面板(OP1S) (15)第三章数控立车主轴控制软件设计 (18)1 程序流程图 (18)2 程序 (59)第四章主轴操作说明 (21)1 主轴启动前准备工作 (21)2 主轴操作说明 (21)3 元器件目录 (23)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第一章绪论1 课题背景数控技术被广泛用于世界各国制造业,以提高制造能力和生产水平,提高对动态多变市场的竞争力和适应力。
CK5116A立式车床数控毕业论文摘要针对现有常规CK5116A立式车床数控的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程,较详尽地介绍了CK5116A机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理,由I/O接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。
改造过程如下:(1)机械部分的改造,包括纵向进给方向的改造和横向进给方向的改造。
主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算)电气控制部分的设计,主要包括选择及纵向、横向机构装配图方案的制定。
(2MCS-51系列单片机及扩展芯片的选用和电气控制图的设计。
关键词:数控;单片机;步进电机;滚珠丝杠;改造1目录1 摘要引言 3总体方案的设计 ----------------------------------------------------5 第1章1.1 设计任务-51.2 总体方案的论证--51.2.1 机械部分的改造设计 --------------------------------------------------------71.2.2 伺服进给系统的改造设计 ---------------------------------------------81.2.3 数控系统的硬件电路设计 81.3 总体方案的确定 ----------------------------------------------------------------------9第2章机械部分的改造设计 102.1 纵向进给系统的改造设计 102.1.1 纵向滚珠丝杠副的选用102.1.2 步进电机的选用-162.2 横向进给系统的改造设计---192.2.1 横向进给系统滚珠丝杠螺母副的选用 202.2.2 横向步进电机的选用 252.3 齿轮传动间隙的调整 27第3章电气控制部分的设计 303.1 单片机的选择 303.2 步进电机的驱动 313.2.1 环形脉冲分配器的选择---313.2.2 功率放大器的选用---------------------------------------------------------------323.3 步进电机的微机控制-------------------------------------------------------------------35 结论 37参考文献 382引言毕业设计是机械设计制造及其自动化专业教学计划的一个重要组成部分,是各教学环节的继续深化和检验,其实践性和综合性是其他教学环节所不能替代的,通过毕业设计使学生获得综合训练,对培养学生的实际工作能力具有十分重要的作用。
机械机床毕业设计136立式铣床主轴变速系统设计论文一、引言立式铣床是一种常见的加工设备,其主轴变速系统对机床的加工效率和加工质量有着重要的影响。
因此,对主轴变速系统进行设计和优化具有一定的实际意义。
二、系统设计1.系统结构主轴变速系统由变速驱动装置、主轴轴承和变速机构三部分组成。
变速驱动装置负责将电动机的输出转矩传递给主轴,主轴轴承负责支撑和转动主轴,变速机构负责实现主轴的变速调节。
2.变速机构设计变速机构是主轴变速系统的核心部分,其设计需要根据实际需求和技术条件来确定。
在设计过程中,需要考虑变速比的范围、变速调节精度和稳定性等因素。
3.主轴轴承选择主轴轴承的选择与机床的加工要求、转速要求和负载要求有关。
一般选择高精度、高刚度的滚动轴承,以确保主轴的转动稳定性和加工精度。
4.变速驱动装置设计变速驱动装置通常由电动机和传动装置组成。
电动机的选择应根据主轴的转速要求和负载要求来确定;传动装置的设计则需要考虑传动效率和可靠性等因素。
三、系统实现1.变速机构制造和装配根据设计要求,制造和装配变速机构,包括齿轮、皮带、链条等传动元件的加工和组装。
在装配过程中,需要注意各个部件的配合精度和间隙等因素,以确保变速机构的稳定性和可靠性。
2.主轴轴承安装将选定的主轴轴承安装到主轴上,并对其进行调整和校正。
在安装过程中,需要注意主轴轴承的润滑和密封,以延长其使用寿命。
3.变速驱动装置调试将选定的电动机和传动装置安装到变速机构上,并进行调试和优化。
在调试过程中,需要根据实际情况进行参数调整和故障排除,以确保变速驱动装置的正常运行。
四、实验分析可对设计的主轴变速系统进行实验验证。
通过实际加工试验,可以测试变速系统的调节性能和稳定性,并对其进行分析和评价。
根据实验结果,可以对系统进行优化和改进。
五、结论本论文以136立式铣床的主轴变速系统为例,介绍了该系统的设计思路和具体实现方法。
通过对该系统的设计和实验分析,验证了主轴变速系统的可行性和优化效果,为机械机床的设计和生产提供了一定的参考。
毕业设计(论文)立式车床主轴电控系统的设计目录摘要............................................ 错误!未定义书签。
ABSTRACT ..................................................... - 2 - 绪论......................................................... - 3 - 第一章立式车床的基本结构和工作原理.......................... - 5 -1.1立式车床的概述及加工范围 .............................. - 5 -1.2立式车床的基本结构和工作原理 .......................... - 6 -1.3立式车床的主要技术参数 ................................ - 6 -1.4电力拖动及控制特点 .................................... - 7 -1.5方案设计.............................................. - 7 - 第二章 MENTOR Ⅱ直流驱动器的结构及工作原理.................. - 8 -2.1 MENTOR Ⅱ概述......................................... - 8 -2.2 MENTOR Ⅱ的安装及工作原理............................ - 10 -2.3 MENTOR Ⅱ的参数设定.................................. - 12 - 第三章 PLC的概述及工作原理................................. - 18 -3.1 PLC的定义和分类.................................... - 18 -3.2 PLC的功能和特点..................................... - 19 -3.3 PLC的结构和工作过程 ................................. - 22 -3.4 S7-300的系统特性.................................... - 27 - 第四章电气图的设计......................................... - 28 -4.1 MENTOR Ⅱ的电气连接图............................... - 28 -4.2 PLC的电气连接图..................................... - 29 -4.3 立式车床主轴电控系统程序设计......................... - 30 - 第五章前景展望................................. 错误!未定义书签。
CK5263型双柱立式车床技术文件1、机床概述及主要用途CK5263系列新型双柱立式车床是我公司根据国内外先进的机床设计和制造技术,结合最新的机床设计理念,采用国际先进的设计手段研制的一种集电气自动控制、液压控制、现代机械设计等多学科、多门类精密制造技术手段为一体的机电液一体化机床。
本机床为双柱立式车床,配备一个垂直刀架,可根据用户要求增加一个左刀架(程控),适用于高速钢和硬质合金刀具加工各种黑色金属、有色金属和部分非金属材料的工件。
在本机床上可完成粗、精车内外圆柱面、内外圆锥面、平面、回转曲面等工序。
2、主要规格与参数2.1 最大车削直径 6300mm2.2 最大工件高度 3150mm2.3 最大工件重量 80t2.4 工作台直径 4500mm2.5 工作台转速级数两档无级2.6 工作台转速范围 0.32-32r/min2.7 工作台最大扭矩 400KN.m2.8 滑枕最大行程 1600mm2.9 刀架最大行程 -50-3400mm2.10 最大切削力(L为刀尖到刀架底面间的距离)右垂直刀架(L≤400mm) 100KN左垂直刀架(L≤400mm) 80KN最大总切削为 130KN2.12 刀杆截面尺寸 60×60mm2.13 滑枕截面尺寸 320×320mm2.14 刀架进给级数无级2.15 刀架和滑枕刀具的进给量范围 0.1-500mm/min2.16 滑枕和刀架的快进速度 4000mm/min2.17 横梁最大行程 2750mm2.18 横梁升降速度 350mm/min2.19 主电机功率 DC 110KW2.20 机床重量(约) 120T/128T3、主要结构及性能3.1机床由左右立柱、左右联结体、联结梁、工作台底座组成龙门式框架,横梁沿左、右导轨上下移动,由装在立柱顶面的减速箱和装在联接梁上的电动机完成横梁升降运动。
3.2主传动由直流电动机驱动,经两档无级机械变速箱,由操纵台上转换开关,通过电磁滑阀控制变速油缸、推动变换齿轮,经直流电机调速,从而使主轴获得相应的转速。
南京工程学院工业中心本科毕业设计说明书(论文)题目:数控立式车床电气控制系统设计专业:机械设计制造及其自动化班级:学号:学生姓名:指导教师:丁文政起迄日期: 2014.2.24 —6.13设计地点:工程实训中心07号楼毕业设计说明书(论文)中文摘要摘要:目前我国已成为世界数控机床最大的生产国、进口国、消费国,数控机床在我国国民工业经济的各个领域尤其是高科技领域发挥了重要的作用。
本文主要介绍了数控立式车床电气控制系统设计,数控立式车床是一种自动化程度高,结构复杂且又昂贵的先进加工设备,主要用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对小的重型及大型工件。
设计采用SINUMERIK 802D SL数控系统,SINUMERIK 802D SL数控系统有效实现了的X轴和Z轴联动控制,本课题数控电气控制系统的设计内容主要包括数控电气控制系统组成及连接、数控系统中PLC程序的设计及调试、数控系统的调试及系统基本参数的设定。
关键词: 802Dsl数控系统;伺服电机;PLC;立式车床;毕业设计说明书(论文)外文摘要Title Design of NC vertical lathe electrical control systemAbstractAt present, China has become the world's largest CNC machine tool producer, has played a crucial role in the largest consumer, the largest importing country, CNC machine tools in all areas of our national industrial-economy, especially high-tech fields. This paper mainly introduces the design of NC vertical lathe electrical control system, NC vertical lathe is a high degree of automation, which has structure of complex and expensive advanced processing equipment and mainly used for processing heavy and large workpiece, which is the big radial size and small axial size relatively.The design used SINUMERIK 802D SL NC system, the coordinated movement about X and Z axis could be implemented by SINUMERIK 802D SL numerical system effectively. The design about numerical control electric system components of hardware, the connecting method, PLC program design and debugging of CNC system, CNC system debugging and the system's basic parameter setting.Keywords : SINUMERIK 802D SL NC system; servo motor; PLC; vertical lathe目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1数控机床 (2)1.2数控技术的发展历程及以后的趋势 (2)1.3 数控车床的工作原理和组成部分 (3)1.3.1 数控车床的工作原理 (3)1.3.2 数控车床的组成部分 (4)1.4选题背景与意义 (6)第二章伺服电机参数计算 (19)2.1 伺服电机概述 (7)2.2伺服电机参数计算 (7)2.2.1 滚珠丝杆的选择 (8)2.2.2滚珠丝杆的校核 (11)2.2.3伺服电机的选型 (14)第三章数控立式车床的电气原理图设计 (19)3.1 数控立式车床常用电器元件 (19)3.2 设计电气控制要求 (24)3.2.1工作台电动机M5控制设计 (24)3.2.2液压泵电动机M4运动控制设计 (27)3.2.3横梁升、降M7控制设计 (28)3.2 802D数控系统电气图 (28)3.2.1 802D SL数控系统简介 (28)3.2.2 802D SL数控系统连接 (29)3.2.3 数控系统驱动器连接 (31)第四章数控立式车床控制面板设计 (32)4.1 数控立式车床控制面板概述 (32)4.2 辅助操作面板设计 (33)4.3 MPG手持单元 (34)第五章PLC程序设计 (36)5.1 PLC的基本结构和基本工作原理 (36)5.1.1PLC的基本结构 (36)5.1.2PLC的基本工作原理 (37)5.2 PLC在数控机床中的作用和特点 (38)5.3 PLC输入/输出与通信接口 (39)5.4 PLC程序实例 (42)第六章数控系统的调试 (49)6.1数控系统调试的步骤 (49)6.2 数控系统初次通电 (49)6.3 PLC应用程序的调试 (51)6.4 驱动器调试 (51)第七章总结与展望 (59)参考文献 (60)致谢 (60)前言我国是制造业大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,所以我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题。
立式数控车床的工作循环及设计分析(一)摘要:文章主要分析了普通卧式车床和简易卧式数控车床加工转向节杆部及法兰端面工艺方法不足,提出了采用专用立式数控车加工转向节杆部和大端面的工艺方案。
给出了转向节专用立式数控车床总体结构、机床的工作循环及机床主要技术参数;并对转向节专用立式数控车床关键部件主轴箱、进给系统及转向节工装夹具等进行了设计。
该机床使用结果表明,有效保证了转向节杆部和大端面与两顶尖孔的位置精度,同时有效降低装卸工件的劳动强度。
关键词:数控车床;设计;进给系统汽车转向节是汽车上应力最集中、形状最复杂的零件之一,需要具有良好的机械性能。
它的加工质量直接影响到汽车的操作性和安全性。
随着汽车数量的迅猛增加,转向节的需求也随之上升,因此提高生产效率是至关重要的。
但由于其结构的复杂性,给机械加工带来一定难度,特别是转向节杆部及法兰端面的加工,尺寸精度和位置精度很难保证。
传统的转向节杆部及法兰端面的加工采用普通卧式车床或简易卧式数控车床,设计简易车具,利用尾座顶尖将转向节夹持在车具和尾座顶尖之间,车具拨动转向节旋转进行加工。
此种加工工艺方法的不足:工件装夹困难;车具无配重,转速提高受限;加工效率低。
鉴于上述对传统转向节生产工艺的分析,为了解决传统加工转向节杆部及法兰端面生产工艺的不足,我们开发设计了一种新的加工转向节杆部的专用立式数控车床。
该设备具有同规格立式数控车床的工艺性能,同时具备加工转向节的高效性,同时减轻了工人装夹工件的劳动强度,是一种一举两得的理想设备。
1转向节专用立式数控车床工艺方案分析1.1整体式转向节工艺特性形状如羊角,结构复杂;毛坯为锻件,加工余量大,特别是法兰盘根部圆弧部分;工件偏重,转动惯量大;定位夹紧困难。
1.2机床方案根据转向节工艺特性和定位夹紧要求,该机床采用主轴偏置的立式数控车床结构,在传统立式数控车床的基础上,增设尾座顶尖部件,并设计专用车具,形成高效加工转向节的新型机床,同时仍具备通用数控立车的功能。
小型立式车床毕业设计小型立式车床毕业设计在机械设计与制造专业中,毕业设计是一项重要的任务,旨在让学生将所学知识与实践相结合。
在我即将毕业的这个阶段,我选择了设计一台小型立式车床作为我的毕业设计项目。
本文将介绍我设计的小型立式车床的理念、功能和实施过程。
一、设计理念小型立式车床的设计理念是结合现代制造业的需求和技术发展趋势。
随着科技的进步,机械加工工艺也在不断演进。
传统的车床在尺寸和功能上存在一定的局限性,无法满足现代制造业对高效、精准加工的需求。
因此,我希望设计一台小型立式车床,具备紧凑的尺寸和多功能的特点,能够适应不同的加工需求。
二、功能设计1. 多轴加工能力:小型立式车床将配备多个工作轴,可以同时进行多种加工操作。
这样一来,操作者可以在同一台机器上完成多个工序,提高生产效率。
2. 自动化控制系统:为了提高操作的便捷性和精确性,小型立式车床将采用自动化控制系统。
通过该系统,操作者可以预设加工参数,机器会自动进行加工操作,减少人为因素的干扰,提高加工精度。
3. 精准度保证:小型立式车床将使用高精度的传感器和测量设备,以确保加工过程中的精确度。
同时,还将采用刚性设计和优质材料,以提高机器的稳定性和耐用性。
4. 可编程控制系统:为了适应不同的加工需求,小型立式车床将具备可编程控制系统。
操作者可以根据不同的工件要求,编写相应的加工程序,实现定制化加工。
三、实施过程在设计小型立式车床的过程中,我首先进行了市场调研和需求分析。
通过与制造业企业的交流和了解,我了解到他们对小型车床的需求主要集中在尺寸紧凑、功能多样和高精度等方面。
基于这些需求,我确定了设计目标和功能要求。
接下来,我进行了机械结构设计。
为了确保机器的稳定性和刚性,我采用了铸铁材料,并进行了结构优化。
同时,我还设计了合适的传动系统和刀具支撑结构,以提高加工效果和精度。
在电气控制方面,我选择了先进的可编程控制器,并编写了相应的控制程序。
通过与机械结构的配合,我实现了自动化加工和精确控制。
立式车床技术参数的设计
【摘要】设计立式车床时,机床技术参数的设计是最先进行的工作。
设计和选定机床基本参数,应遵循一定规律。
利用相关计算公式,合理选择和确定基本参数。
【关键词】立式车床;主参数;基本参数
立式车床主要参数设计的目的,在于从总体上保证设计优化,是带有全局性的一个重要问题。
它对机床制造和使用都有很大的影响。
因此,必须以全局的观点认真处理有关问题。
其主要内容为机床技术参数的设计。
机床的技术参数分为机床的主参数和基本参数。
机床的主参数是指决定机床型号尺寸或加工范围的主要尺寸,是决定基本参数值大小的主要因素,是用户选择机床的主要依据。
立式车床用最大车削直径表示。
卧式车床用在床身上最大回转直径表示。
落地车床用地坑中最大工件回转直径表示。
轧辊车床用最大加工轧辊直径表示。
主要参数原则上应遵循国家专业标准规定,其数列为630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000。
但是用户有特殊要求,可以按用户要求选用主要参数进行机床设计。
例如,立车有φ3500。
基本参数是指除主参数外,机床还有其他一些必要的技术参数。
例如:工件最大长度或最大高度,最大承重重量,主轴最小、最大转速,刀架最小、最大进给量,工作台直径,刀架或滑枕行程,最大切削力,最大扭矩,主电机功率等参数都可称为基本参数。
在设
计时必须确定。
在一般情况下,主参数相对稳定,而基本参数则往往受着国民经济的发展,加工件种类的变化,刀具材料的发展,新工艺新技术不断地涌现等因素的影响而变化。
因此,在机床设计时还应合理地选择设计这些基本参数。
设计基本参数时,应考虑下列问题:
(1)明确各参数在机床中的作用与地位。
(2)充分调查该机床使用厂的实际需要。
(3)了解与分析国内外同类产品的技术水平,基本参数的规律及发展趋势。
(4)分析实现理想要求参数的可能性。
(5)适当地考虑有一定的储备。
(6)应考虑同系列机床部件或模块的通用关系。
立式车床基本参数的设计。
机床的基本参数与主参数之间有一定的关系,经验证明某些基本参数与主参数的特性关系用下式表示:a=cda
式中a------为基本参数
d------为主参数
c------为机床的质量常数。
它表示该类机床系列的水平
a-------为机床系列相似程度的指数
1.立式车床的最大工件高度的设计
立式车床的最大工件高度一般认为从工作台台面计算可以装卡工件的最大高度。
工件高度的大小,直接影响立柱的高度。
在一定
切削力时,为保证机床足够刚度的条件下,h值选定过大,势必需要增加立柱的截面积,增大立柱的重量,另一方面,h值选定过大,在某种情况下,将促使工件重量增大,则需要提高工作台的承载能力,这些因素都影响机床的重量。
因此在选定h值时,应在充分调查立车适用厂加工零件最大高度的基础上确定h值。
对于最大工件高度值h与最大车削直径d的关系,根据国内用户加工零件的调查和参考有关国外同类产品的参数,基型产品可按下列关系式选定:单柱立式车床 h=0.8d0.25
双柱立式车床 h=0.63d
单柱移动式立式车床h=0.3d1..32
上列式中:h、d单位为m
上述关系式包含80%以上的零件。
2.立式车床最大工件重量
最大工件重量t是用户选择机床另一主要指标,也是确定机床工艺可能性的主要指标之一,是机床的某些部件设计重要依据,某型产品最大工件重量t与主参数d的关系式确定为:
单柱立式车床 t=3d2吨
双柱立式车床 t=3.2d2吨
单柱移动式立式车床t=1.6d2吨
立式车床的最大工件重量,同主参数,可提供几种重量供用户选择。
3.工作台直径的设计
工作台直径是关系到机床的使用范围及装卡工件能力的参数。
工作台直径越大,可以装卡更大直径的工件。
对立式车床来说有利于选用较大的工作台导轨直径的尺寸,提高工作台的承载能力。
另一方面,对重型立车来说工作台重量占机床重量较大的比例。
所以正确设计工作台直径与机床性能和经济都有关系的问题。
根据加工工件的特点,并参考国外同类产品的参数,较为合理选定为:
单柱立式车床 d=(0.8-0.9)d
双柱立式车床 d=(0.8-0.9)d
单柱移动式立式车床d=(0.5-0.63)d
4.主轴转速范围的确定
主轴转速范围中最高转速和最低转速的确定,主要与所用的刀具材料及加工工序种类有关。
硬质合金刀具允许切削速度比高速钢刀具提高约3倍。
精车圆柱面和平面需要高切削速度,切槽等工序需要低切削速度。
立式车床的最高转速与工作台导轨类型有关,采取动、静压导轨对工作台最高转速有不同程度的影响。
另一方面,主轴转速还与机床的刚度、抗振性、刀具寿命及热变形等方面有关。
主轴最高转速和最低转速的确定方法,主要是根据实验研究,实际调查和比较同类机床考虑技术发展情况,再经过分析加以确定,其计算公式是:
nmax=1000vma x/πdminr/min
nmin=1000vmin/πdmaxr/min
上式中,dmin------加工件最小直径
dmax------加工件最大直径
vmin------最小切削速度
vma x------最大切削速度
主轴转速范围:rn= nmax/ nmin
5.最大切削力和最大扭矩选定
一般大型、重型立式车床皆具有两个以上的刀架,最大总切削力pz是一台车床上几个刀架同时切削的最大总切削力,它是标志着机床工作能力重要参数之一,单刀架最大切削力与总切削力的关系式,一般可选为:
单柱立式车床 pz总=1.6pz
双柱立式车床pz总=1.6pz
单柱移动式立式车床pz总=1.25pz
最大扭矩是标志机床工作能力又一个重要参数,是主传动设计及确定电机功率的主要依据之一。
该参数决定在多大直径上可以用多大的切削力进行加工。
其关系式为m= pz总.d计/2knm 上式中,d计-----表示计算直径(m)
pz总-----总切削力 (kn)
立式车床 d计=0.8d
最后,从基本参数的计算公式中可以看出,每一项基本参数都与其它基本参数相关联。
故设计和选定基本参数时,必须从实际出发,设计和选定合理的基本参数。
这样才能设计出性能先进,符合
市场和用户需求的产品。
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【参考文献】
[1]洪声秀.金属切削机床设计.齐齐哈尔出版.1975.
[2]孙靖民等.现代机械设计方法选讲.哈尔滨工业大学出版.1992.
[3]文怀兴等.数控机床系统设计.化学工业出版社,2005.
[4]王爱玲等.现代数控机床.国防工业出版社,2003.。