本科畢業設計開題報告題目：CJK6200數控車床設計院（系）：機械工程學院班級：機制08-3班姓名：李晨光學號：080514020410指導教師：蘆玉梅教師職稱：講師黑龍江科技學院本科畢業設計開題報告題目CJK6200數控車床設計來源工程實際1、研究目的和意義數控是制造業實現自動化、柔性化、集成化的基礎；數控技術說平高低和數控設備的擁有量是體現衡量工業現代化的重要標志。意義及價值是更好的解決時間緊任務重的生產狀況，改善了工作環境。數控技術是先進制造技術的基礎技術和共性技術，是衡量一個國家制造業水平的重要標志。研究數控技術不僅能提高產品質量、提高生產率、降低生產成本，還能夠極大地改善勞動者的生產條件。2、國內外發展情況(文獻綜述)隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。從1952年至今，數控機床按照控制機的發展，已經歷了五代。世界第一臺數控機床在美國誕生，是由美國小型飛機工業承包商帕森斯公司（Par-sonsCo.）和麻省理工學院伺服機構研究所（ServoMechanismsLaboratoryoftheMassachusettsInstituteofTechnology）為推進導彈和飛機的研制聯合開發的，1955年進入實用階段，這時數控機床的控制系統（專用電子計算機）采用的電子管，其體積龐大，功耗高，僅在一些軍事部門中承擔普通機床難于加工的形狀復雜零件，這是第一代數控系統。1959年，由于在計算機行業中研制出晶體管元件，因而在數控系統中廣泛采用晶體管和印刷電路板，從而跨入了第二代。1965年，出現小規模集成電路，由于它體積小、功耗低，使數控系統的可靠性得以進一步提高。數控系統發展到第三代。以上三代系統，都是采用專用控制計算機的硬接線數控系統，我們稱之為硬線系統，統稱為普通數控系統（NC）。隨著計算機技術的發展，小型計算機的價格急劇下降，激烈地沖擊著市場。數控系統的生產廠家認識到，采用小型計算機來取代專用控制計算機，經濟上是合算的，許多功能可以依靠編制專用程序存在計算機的存儲器中，構成所謂控制軟件而加以實現，提高了系統的可靠性和功能特色。這種數控系統，成為第四代系統，即計算機數控系統（CNC）。在1970年前后，美國英特爾（Intel）公司開發和使用了四位微處理器，微處理芯片滲透到各個行業，數控系統也開始了采用了相應技術。因此，我們把以微處理技術為特征的數控系統稱為第五代系統（MNC）。進入21世紀以來，我國數控機床已由成長期進入成熟期，五軸聯動數控機床是數控機床技術制高點標志之一，目前，我國意境推出了3種用于航空、航天、造船、冶礦等工業的重型龍門移動式數控五軸聯動鏜銑床。我國的數控機床無論從產品種類、技術水平、質量和產量上都取得了很大的發展，在一些關鍵技術發面也取得了重大突破。這一切說明，我國的機床數控技術已經進入了一個新的發展時期。預計在不遠的將來，我國將會趕上和超過世界先進國家水平。3、研究/設計的目標：綜合運用知識，多種方案比較，確定技術性能參數：最大加工直徑：200mm，最大加工長度：550mm，進給速度：vf=15m/s。確定最優方案。完成A0號圖紙2張：1.主軸箱展開圖,2縱向進給系統。A1號圖紙1張：1.cjk6200數控車床示意圖。：手工圖1張。設計說明書一份（1.5萬2萬字）。4、設計方案（研究/設計方法、理論分析、計算、實驗方法和步驟等）：(1)總體設計方案1.確定數控機床的組成2.確定工藝范圍3.確定數控車床的安全防護4確定數控車床的總體結構(2)機床主傳動系統設計機床主伐和系統可分為分級變速傳動和無級變速傳動。傳動方案有二：方案一，由電動機直接驅動，如圖1所示。主軸電動機與主軸通過聯軸器直接連接，或采用內裝式主軸電動機直接驅動。這種傳動的特點是主軸轉速的變化，輸出轉矩與電動機的特性完全一致。但由于主軸的功率和轉矩特性直接決定于主軸電動機的性能，因而使這種變速傳動的應用受到一定限制。方案二，采用定比傳動，如圖1所示。主軸電動機經定比傳動傳遞給主軸。定比傳動可采用帶傳動或齒輪傳動。帶傳動具有傳動噪聲小、振動小的優點，一般應用在中，小型數控車床上。采用定比傳動擴大了直接驅動的應用范圍，即在一定程度上能滿足主軸功率與轉矩的要求。圖1根據以上分析采用方案二定比傳動。(3)伺服進給系統設計伺服系統可分為開環伺服系統、半閉環伺服系統和閉環伺服系統。為使數控車床具有更好的定位精度，本系統采用半閉環伺服系統。17如圖2所示。其傳動方案有二：一種是用旋轉變壓器作為位置反饋裝置，旋轉變壓器的分解精度為每轉2000個脈沖，如采用此方案，則須在伺服電動機和旋轉變壓器之間安裝變速齒輪。另一種方案是用脈沖編碼器作為位置反饋裝置，用倍頻器調節每秒脈沖的多少。本系統采用第二種方案。圖2半閉環伺服系統5、方案的可行性分析：CJK6200數控車床包括總體設計，機床主傳動系統的設計，各種軸類零件的設計，伺服服進給系統的設計，以及輔助裝置，潤滑及冷卻系統的設計。采用類比法，優化設計法，力學和機械設計，機械原理為基礎的公式或經驗數據進行計算和設計，并幾何計算機繪圖。它是一個整體的設計。傳動系統由于主軸要求的恒功率變速范圍npR遠大于電動機的恒功率變速范圍dpR，所以在電動機與主軸之間要串聯一個分級變速箱，以擴大其恒功率調速范圍，滿足低速大功率切削時對電動機輸出功率的要求。為使機床的結構緊湊，寬度方向上的尺寸較小，橫向進給系統采用伺服電機通過同步帶驅動滾珠絲杠，從而帶動刀架作橫向進給。本設計選用FANDC的PowerMateO數控系統。此系統特別適合中國國情，主要用于小型車床。該產品具有很高的性能價格比，特別適合普通機床的該造，小型機床的生產應用。目前在國內廣泛適用。潤滑冷卻系統的設計中主軸軸承的潤滑采用脂潤滑，對于各級齒輪的潤滑采用油浴潤滑。通過綜合分析以上設計方法和設計制造難度，方案