C616普通車床的數控化改造設計【10張CAD圖紙+畢業(yè)論文+任務書】

45頁 15000字數+論文說明書【詳情如下】

C616普通車床的數控化改造裝配圖.dwg

C616普通車床的數控化改造設計論文.doc

上托板.dwg

下托板.dwg

任務書.doc

套杯.dwg

導座.dwg

徑向滾動絲杠副.dwg

軸向滾動絲杠副.dwg

軸承擋圈.dwg

軸承端蓋1.dwg

軸承端蓋2.dwg

C616普通車床的數控化改造設計說明書

目    錄

摘要..................................................... 1

Abstract.................................................2

第1章 緒  論......................................3

  1.1 課題來源及研究目的和意義............................4

  1.2 數控車床的現(xiàn)狀及趨勢................................4

  1.3 數控車床進給機構的方案分析..........................5

    1.3.1 機械結構分析....................................5

    1.3.2 機械結構總體方案和布局..........................6

第2章機械結構的設計..................................10

  2.1滾珠絲杠的設計......................................13

  2.2滾珠絲杠副絲杠副傳動法面截形，循環(huán)方式等的確定......14

  2.3滾珠絲杠的預緊......................................15

  2.4滾珠絲杠選取與校核..................................17

第3章滾動軸承的選取與計算............................20

  3.1 軸向滾珠絲杠軸和徑向滾珠絲杠軸受力分析.............20

  3.2 計算軸承壽命.......................................22

  3.3當量載荷............................................23

第4章步進電機的選取及設計計算.......................26

  4.1轉動慣量計算........................................26

  4.2將負載質量換算成電機輸出軸上的轉動慣量..............27

  4.3計算電機輸出的總力矩................................27

  4.4負載起動頻率估算....................................27

第5章 聯(lián)軸器的選取....................................28

第6章齒輪減速器的選取................................28

第七章進給系統(tǒng)精度校核................................33

  7.1支承滾珠絲杠軸承的變形..............................33

  7.2支承滾珠絲杠軸承的軸向變形..........................34

第八章 關于Solidworks設計............................35

   8.1 草圖繪制..........................................36

   8.2基準特征，參考幾何體的創(chuàng)建.........................37    

   8.3拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建.......................38

   8.4工程圖的設計.......................................39

   8.5裝配設計...........................................40

第九章 三維設計總結...................................41

結  論..................................................41

參 考 文 獻............................................42

致  謝..................................................43

摘 要

數控縱橫向移動工作臺機電系統(tǒng)設計是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結構簡單。實現(xiàn)方便而且能夠保證一定的精度。降低成本，是微機控制技術的最簡單的應用。它充分的利用了危機的軟件硬件功能以實現(xiàn)對機床的控制;使機床的加工范圍擴大，精度和可靠性進一步得到提高。數控工作臺機電系統(tǒng)設計是利用8031單片機，及2764, 6264存儲器及8155芯片等硬件組成，在控制系統(tǒng)的硬件上編寫一定的程序以實現(xiàn)一定的加工功能。

其基本思想是通過圓弧或者直線插補程序以實現(xiàn)對零件進行幾何加工，每進行一段加工都要產生一定的脈沖以驅動電機正反轉，同時通8155將相應的加工進刀信息送至刀架庫中以實現(xiàn)以之相應的走刀，電機和刀具的相對運動所以實現(xiàn)了刀具對工件的加工。該控制系統(tǒng)采用軟件中斷控制系統(tǒng)結構及子程序結構簡單，條件明確在經濟型數控中應用較多。中斷結構采用模塊化結構設計因為這種結構便于修改和擴充，編制較為方便，便于向多處理方向發(fā)展。

    數控縱橫向移動工作臺機電系統(tǒng)設計采用步進電機作為驅動裝置。步進電機是一個將脈沖信號轉移成角位移的機電式數模轉換器裝置。其工作原理是每給一個脈沖便在定子電路中產生一定的空間旋轉磁場;由于步進電機通的是三相交流電所以輸入的脈沖數目及時間間隔不同，轉子的旋轉快慢及旋轉時間的長短也是不同的。由于旋轉磁場對放入其中的通電導體既轉子切割磁力線時具有力的作用，從實現(xiàn)了旋轉磁場的轉動迫使轉子作相應的轉動，所以轉子才可以實現(xiàn)轉子帶動絲杠作相應的運動。本題目是步進電機，微型計算機，插補原理，匯編語言的綜合應用。

 當今世界電子技術迅速發(fā)展，微處理器、微型計算機在各技術領域得到了廣泛應用，對各領域技術的發(fā)展起到了極大的推動作用。一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是系統(tǒng)技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和機械技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。新一代的CNC系統(tǒng)這類典型機電一體化產品正朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展。 工作臺作為數控機床的重要組成部分，也是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。從一開始為了滿足加工簡單的零件而設計的直線運動的X—Y工作臺，到現(xiàn)在為了實現(xiàn)多工位加工而制造的分度工作臺和回轉工作臺等。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，也為了環(huán)境的要求，一作臺的驅動裝置從原來的機械驅動變?yōu)橐郝抿寗?，現(xiàn)在更多的采用了氣動裝置，更好的保護了環(huán)境，節(jié)約了資源。由于工作臺是一臺機床的關鍵配套部件，因此世界各國都有對其進行研究，我國在工作臺的研究開發(fā)方面也取得了長足的進步。目前工作臺的種類繁多，傳統(tǒng)的工作臺只能安裝在某一指定機床上，伴隨著科技的與時俱進，它們的功能也由傳統(tǒng)單一性向現(xiàn)代的功能性方向發(fā)展，現(xiàn)在一些工作臺，它不僅可以安裝在鉆床上，還可以安裝在車床和鏜床等機床上。并且目前部分工作臺還可以作為機床的第四回轉軸，大大提高了機床的性能。例如：可傾回轉工作臺，它可以實現(xiàn)用于數控機床和加工中心機床上，可利用原機床的兩個控制坐標控制轉臺的回轉和傾斜，也可直接利用本轉臺配套的數控裝置與機床聯(lián)接完成所需的工作循環(huán)。它可以完成任意角度的孔、槽、平面類機械加工，以及曲線、凸輪等的加工，并可達到較高的精度另外也可用于非數控鉆、車鏜類機床上，獨立完成等分和不等分的角

度分度工作。國外工作臺的功能與我國所生產的工作臺功能基本相似，但是在其精度方面，

國外的一些公司所生產的工作臺要略高于我國所生產的工作臺。

因此我國與國外相比，還是有一定的差距，因此工作臺的設計具有重要意義，我們要借助時代的步伐，與時俱進，開拓創(chuàng)新，使我國成為具有領先技術的綜合性強國。

absraote

X-Y Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working X-Y environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.

This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading.X-Y The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.

s. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger

This paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis.umatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working X-Y environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.

This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.

s. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger

This paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the structure design and production capacity analysis.

Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other foo

Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced X-Y meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices and other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required.

Key word: pneumatic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom.

第1章  緒  論

1.1 課題的來源及研究的目的和意義

 本設計所設計的車床縱橫向移動工作臺采用了低摩擦的直線滾動導軌和精密的絲杠，它的工作原理是通過MCS-51單片機來控制步進電機，使X-Y工作臺實現(xiàn)了數控控制。工作臺的自動化能大大減輕勞動強度，提高勞動生產效率。本設計的數控縱橫向移動工作臺機電系統(tǒng)設計是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結構簡單，實現(xiàn)方便而且能保證一定的精度。通過微機控制技術的簡單的應用，實現(xiàn)對機床的控制，使機床的加工范圍擴大，精度和可靠性進一步提高。本設計所設計的X-Y工作臺不僅可用于車床上進行數控車削加工，而且還能夠用于鉆床上數控鉆削加工，所以其功能遠高于傳統(tǒng)的普通工作臺是新一代機電一體化的典型產品。通過對X-Y工作臺的設計，能夠正確運用機床數控系統(tǒng)等課程的基本理論個有關知識學會設備數控化改造方案的擬定、比較、分析及進行必要的計算；通過對設備改造的機械部分設計，掌握數控設備典型零件的計算方法和步驟以及正確的結構設計方法；通過設備的數控系統(tǒng)硬件和軟件設計，掌握簡單的數控系統(tǒng)硬件及軟件設計的基本方法；通過課程設計，初步樹立正確的設計思想，培養(yǎng)自己分析問題和解決問題的能力；提高自己應用手冊、標準以及編寫文件等資料的能力。

 在本設計中著重介紹了如何對X-Y工作臺進行設計，對導軌、絲杠、電機、選用和數控控制電路的設計和其控制程序的編制等方面進行了深入的分析。

數控技術的發(fā)展歷程 ：數控車床品種繁多，規(guī)格不一，可按通用車床的分類方法分為以下3類：

數控立式車床：數控立式車床主軸軸線垂直于水平面，這種車床占數控車床的大多數，應用范圍也最廣。目前三坐標數控立式車床占數控車床的大多數，一般可進行三軸聯(lián)動加工。

臥式數控車床：臥式數控車床的主軸軸線平行于水平面。

為了擴大加工范圍和擴充功能，臥式數控車床通常采用增加數控轉臺或萬能數控轉臺的方式來實現(xiàn)四軸和五軸聯(lián)動加工。這樣既可以加工工件側面的連續(xù)回轉輪廓，又可以實現(xiàn)在一次裝夾中通過轉臺改變零件的加工位置也就是通常所說的工位，進行多個位置或工作面的加工。

立臥兩用轉換車床：這類車床的主軸可以進行轉換，可在同一臺數控車床上進行立式加工和臥式加工，同時具備立、臥式車床的功能。     車床是用車刀進行切削加的機床,車床的加工情況如圖1-1所示。在車床上，用不同車刀可以對平面、斜面、溝槽、臺階、T形槽、燕尾槽等表面進行加工，另外配上分度頭或回轉臺還可以加工齒輪、螺旋面、花鍵軸、凸輪等各種成型表面。故車床的萬能性強，應用范圍很廣。車床的主參數是工作臺面寬度及長度。圖1-1 車床上的典型工作車床的工藝特點如下：

(1)車床的主軸帶動車刀作旋轉主運動；

(2)車刀是多齒、多刃連續(xù)進行切削；

(3)多數車床由工作臺帶動工件作直線進給運動；

(4)車刀在切削時，每個刀齒的切削過程是斷續(xù)的，同時參加切削的齒數是變化的，每個刀齒的切削厚度也是變化的，因此容易引起機床振動；

8.3拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建模

靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。

8.4工程圖設計

靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。

8.5裝配設計

靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用SolidWorks智能裝配技術；靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。

第九章三維軟件設計總結

    通過此次設計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經驗，總結為一下幾點。

    有零件圖紙作圖與空想設計作圖不同，零件尺寸已經給出，作圖時先不考慮尺寸是否真的合適，根據尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導致尺寸會有出錯，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量尺寸，再進行修改，直到滿足配合要求。

工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數據，就能生成出標準零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時要隨機應變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。

     作三維圖時要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當一種方法不能正常作圖時，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。

規(guī)則的零件，要學會使用一些能夠節(jié)省時間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。

     關于裝配，曾經帶給我很大的阻礙，花了很多時間才弄清原因所在。在一可活動子裝配體上，即使活動范圍會產生干涉，也不能對其設定活動范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動范圍并不影響父配體，也不可設定。因為一旦設定范圍后，在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會對子裝配體之間的配合產生矛盾，將不能完成裝配。

    看懂圖是作圖的首要任務，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出      零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結構，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。

進行零件建模前，一般應進行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關系，然后按照特征的主次關系，按一定的順序進行建模。一個復雜的零件，可能是許多個簡單特征經過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構型結構卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用。

   尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選好第一個草繪平面，這很關鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉，雖然他們的結果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應該選擇第二種方法為好了。

由于此設計的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉命令，而且很多零件都是擁有對稱關系，所以為了節(jié)省時間，提高效率，經常會用到鏡向特征命令。

一張完整的工程圖應具備以下4方面的內容。

一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）正確、完整、清晰地表達零件各部分的結構形狀。

尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置

技術要求：表明零件在制造和檢驗是應達到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標等。

標題欄：注明零件名稱、材料、數量、圖樣比例以及圖號等內容。

   單擊【新建文件】圖標，系統(tǒng)顯示新建SolidWorks文件對話框，雙擊該對話框中得裝配體選項，即可進入裝配體工作模式。

   調入第一個零件模型并放置在裝配體的原點處，即零件原點與裝配體原點重合。

調入一個與第一個零件模型有裝配關系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關系，然后選取相應的約束選項進行零件操作。

調入其他與已裝配零件有裝配關系的零件模型并進行裝配。全部零件裝配完畢后，將裝配體模型存盤。

結  論

     通過本次設計C616普通車床的數控化改造的設計，從中深刻掌握到了滾珠絲桿，滾珠螺母等等結構，并對該結構進行設計計算，并繪制出裝配圖和零件圖。然后在通過二維軟件AUTOCAD進行零件的二維建模和裝配圖的建模。

綜上所述得到一下結論：

  (1)本設計適應了數控車床X-Y工作臺結構的設備，可以在任意高度下停止。

  (2)滾珠絲桿與滾珠螺母的應用得到了認可；

  (3)充分查找資料根據計算結果和設計的需要，選用合適的零部件，并對其進行校核；精度驗算；

  (4)機械系統(tǒng)中各個傳動系統(tǒng)的設計，方案合理，能適應實際的情況。

參 考 文 獻

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[21] 東北工學院《機械零件設計手冊》編寫組.機械零件設計手冊（上）［M］.冶金工業(yè)出版社，1986.4.

致  謝

本課題是在xxx老師的精心指導和熱情關懷下完成的，在此謹向導師表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意。

本次畢業(yè)設計是在指導老師xx的細心指導下完成的。在我三個月的畢業(yè)設計中，正是他們以無私的關懷、忘我的研究精神和嚴謹的學術作風關心影響和教導了我，將令我終身受益。從課題的開始到最后，無處不凝聚著xxx老師的心血。xxx老師在學習和生活方面給予了我極大的關心和支持。同時老師嚴謹的、科學的學術作風，前瞻的科研眼光、敏銳的思維、淵博的知識、豐富的閱歷、謙虛大度的胸懷、獨特的為人處世原則,忘我工作的奉獻精神是永遠值得我學習的。在此謹向xxx老師表示衷心的感謝！

感謝應用技術學院的各位老師！在我四年多的求學生涯中，從學習和生活各方面給予我莫大的關懷和幫助。感謝我的大學同學,與他們共同度過這一段難忘的人生旅程，他們?yōu)槲业拇髮W生生活和畢業(yè)設計生活增添了無限色彩。

再有要感謝一起學習生活的同學們，與他們的一次次交流使我得以不斷進步和提高。

我能夠專心學習，順利完成學業(yè)，與我的父母的培養(yǎng)、鼓勵和支持是分不開的，在此向他們表示最誠摯的感謝！

感謝文中所引用文獻的所有作者們！再次感謝所有關心、支持和幫助過我的老師、同學和朋友們！