本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
論 文 題 目： C6150 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 院：
專 業(yè) 、 班 級：
學(xué) 生 姓 名：指導(dǎo)教師（職稱）
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求
開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域；
2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題；
2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）；
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過；
3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5. 開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?
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一、選題依據(jù)1.研究領(lǐng)域
金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域
2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
C6150 車床是對軸、盤、環(huán)等多種類型工件進(jìn)行多種工序加工的臥式車床，適合小批量的車削零件加工。常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等。它具有以下特點(diǎn)：1、低頻力矩大、輸出平穩(wěn)。2、高性能矢量控制。3、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高。4、減速停車速度快。5、抗干擾能力強(qiáng)等。
C6150 的進(jìn)給系統(tǒng)主要包括進(jìn)給箱和溜板箱等。溜板箱與進(jìn)給箱配合可讓刀架進(jìn)行螺紋切削?？v,橫向走刀進(jìn)給和快移動等功能。它是影響機(jī)床加工精度的重要因素。設(shè)計(jì) C6150 的進(jìn)給系統(tǒng)過程中能綜合利用到已學(xué)過的知識，能對已學(xué)過的知識進(jìn)行進(jìn)一步加深理解與記憶，所以，本課題十分有意義。
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢
國內(nèi)：中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)發(fā)布的 2017 年中國車床行業(yè)發(fā)展調(diào)研與發(fā)展趨勢分析報(bào)告認(rèn)為，按用途和結(jié)構(gòu)的不同，車床主要分為臥式車床和落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床、單軸自動車床、多軸自動和半自動車床、仿形車床及多刀車床和各種專門化車床， 如凸輪軸車床、曲軸車床、車輪車床、鏟齒車床。在所有車床中，以臥式車床應(yīng)用最為廣泛。
由于車床產(chǎn)品應(yīng)用面廣，在機(jī)床產(chǎn)品中占有較大的比例，車床的產(chǎn)量占金屬切削機(jī)床總量的 25.6%左右。2015 年，我國車床產(chǎn)量已經(jīng)超過 20 萬臺。普通車床近 2016 年的平均需求量在 11 萬臺，但是由于數(shù)控化率不斷的提高，中國市場宏觀環(huán)境的走低， 國家積極倡導(dǎo)淘汰落后產(chǎn)能的政策下，未來普通車床市場將加速縮水，預(yù)計(jì)普通車床市場年復(fù)合縮水比例達(dá)到 12%-15%，而對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)型臥車需求量將代替普通車床市場的消減以 7.5%-9%的速度增長。2016 年，我國車床消費(fèi)量為 14.37 萬臺；2017 年車床消費(fèi)量約 15 萬臺。由于中國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)步入“新常態(tài)”，當(dāng)經(jīng)濟(jì)處于下行周期，而有效需求又不能快速啟動時(shí)，工業(yè)特別是重化工業(yè)的產(chǎn)能過剩問題將變得更加突出，相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)將進(jìn)入短期“去庫存”、中長期“去產(chǎn)能”的艱難過程中。同時(shí)《中國制造 2025》“智能專項(xiàng)”已經(jīng)啟動，普通車床產(chǎn)能將進(jìn)一步縮減，產(chǎn)能逐漸由數(shù)控車床取代，故預(yù)計(jì)“十三五”期間，車床產(chǎn)量將有所下降，后期將逐漸追平截至 2016
產(chǎn)量，預(yù)計(jì)到 2020 年，我國車床產(chǎn)量達(dá)到 22 萬臺左右。經(jīng)濟(jì)下行時(shí)期，中國車床下
游行業(yè)都將受其影響，而下游行業(yè)的發(fā)展直接影響車床的需求量。預(yù)計(jì)到 2022 年，
我國車床需求量在 14.6 萬臺左右。車床性能發(fā)展趨勢：
1. 提高切削速度: 近幾年來由于刀具材料的飛速發(fā)展,要求車床相應(yīng)的提高主軸轉(zhuǎn)速，增大功事提高切削速度。目前普通車床比較經(jīng)濟(jì)適用的轉(zhuǎn)速為 2000 轉(zhuǎn)/分左右，因?yàn)樗榻?jīng)濟(jì)切削速度的發(fā)展。
2. 提高自動化程度: 對普通車床來說，在單件小批生產(chǎn)中非切削時(shí)間約占 80% 左右,并且切削性能也沒有充分發(fā)揮，據(jù)調(diào)查在 85%的開動時(shí)間中機(jī)床功率效率平均使用功率不超過 25%; 在 95%的開機(jī)床額定功率動時(shí)間里，機(jī)床功率效率不超過 50%，車床的主軸轉(zhuǎn)速在絕大多數(shù)情況下僅用到 60%以下.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)高速切削時(shí)由于車床自動化程度低,人工操作不能適應(yīng)所造成。基于上述情況我們認(rèn)為，當(dāng)前普通車床的發(fā)展趨勢是在適當(dāng)改進(jìn)切削性能的基礎(chǔ)上，著重提高自動化程度，最大限度地縮短非切削時(shí)間,以便提高生產(chǎn)量。
國外：據(jù)國際咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測，今后世界上數(shù)控機(jī)床將以較高的速度發(fā)展，在金切機(jī)
床中幾乎所有品種均可實(shí)現(xiàn)數(shù)控化；數(shù)控系統(tǒng)向高度集成(采用 64 位 CPU)、高分辨率(0.1um)、小型化方向發(fā)展。機(jī)械加工向工序復(fù)合化、智能化方向發(fā)展。未來工廠將廣泛應(yīng)用數(shù)控機(jī)床、柔性加工單元和柔性加工生產(chǎn)線，最終實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。工廠可以靈活地根據(jù)用戶需要，在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)、制造出全新的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)更高精度、效率和效益。
1. 高精度化。國外效控系統(tǒng)的設(shè)定單位由 1um 發(fā)展到 0.1um 和 0.01um。1992 年 7 月，日本 FANUC 公司在慶祝該公司成立二十周年的新成果展示會上，展示了實(shí)現(xiàn)納米加工的整套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 0.001um／脈沖的控制系統(tǒng)，能牘利執(zhí)行每個(gè)脈沖當(dāng)量為0．001um 的伺服單元，伺服電機(jī)、氣浮絲杠、氣浮主軸等部件，能檢測納米級精度的高精度檢測反饋系統(tǒng)。據(jù)資料介紹，這是世界上第一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)納米加工的成套技術(shù)。
2. 高速化。快速行程已從 24m／min 提高到 240m／min(當(dāng)設(shè)計(jì)單位為 1um 時(shí))，加工中心的切削進(jìn)給速度可達(dá) 10m／min 以上。數(shù)控系統(tǒng)已從 16 位微機(jī)發(fā)展到 32 位、64 位機(jī)，或用 40 多個(gè) CPU 的結(jié)構(gòu)。FANUC 公司開發(fā)的 15B 數(shù)控系統(tǒng)就采用了 64 位微機(jī)的 RISC 技術(shù)(壓縮、優(yōu)化程序、消除跟蹤誤差)。
3. 高可靠性。
FANUC 公司的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的平均無故障工作時(shí)(MTBF)是 0.01 次／月·臺，即實(shí)現(xiàn)了 100 個(gè)月里出現(xiàn)一次故障的高可靠性從而使機(jī)器人也實(shí)現(xiàn)了 0.013 次／月·臺的高可靠性(另一種說法是國外數(shù)控系統(tǒng)的 MTBF 在 1 萬小時(shí)以上)。
4. 系統(tǒng)化。在新廠籌建和老廠擴(kuò)建過程中，人們已注意到了耍在系統(tǒng)工程觀念指下來添置數(shù)控機(jī)床、柔性加工單位及柔性制造系統(tǒng)、機(jī)器人等機(jī)電一體化產(chǎn)品。德國的維勒爾公司已經(jīng)給世界各國提供了上百條柔性制造系統(tǒng)。FANUC 公司還在筑波科學(xué)城中按計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(O1MS)的五層結(jié)構(gòu)建成 CIMS 模式的工廠。富士通公司建立了紹津 CIMS 工廠，富士電機(jī)也建立了吹上 C1MS 工廠}德國的西門子公司建立了 CIMS 數(shù)控系統(tǒng)制造廠。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題
(1）C6150 機(jī)床傳動系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)
(2）進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)給箱裝配圖繪制。(3）溜板箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，溜板箱裝配圖繪制。
2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） (1)分析 C6150 機(jī)床技術(shù)要求
1) 確定機(jī)床主要參數(shù)。
2) 動力參數(shù)的確定
3) 主軸轉(zhuǎn)速的確定
4) 進(jìn)給范圍的確定
(2) 設(shè)計(jì) C6150 機(jī)床傳動系統(tǒng)圖1)主傳動方案擬定
2) 傳動結(jié)構(gòu)擬定式的選擇
3) 皮帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定及轉(zhuǎn)速圖擬定
4）確定各傳動軸和齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速(3)設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)及參數(shù)的確定參數(shù)：
在床身上最大工作回轉(zhuǎn)直徑的確定最大工作長度的確定
最大車削長度的確定
刀架上最大工作回轉(zhuǎn)直徑的確定
主軸中心到床身平面導(dǎo)軌距離的確定主軸轉(zhuǎn)速的確定
進(jìn)給量的確定
刀架縱向快速速度的確定車削螺紋范圍的確定
結(jié)構(gòu)：
1) 進(jìn)給箱的傳動機(jī)構(gòu)
2) 進(jìn)給箱切螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)公制螺紋
模數(shù)螺紋英制螺紋徑節(jié)螺紋
3) 切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定
4) 增倍機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)移換機(jī)構(gòu)齒輪齒數(shù)確定
5) 車制螺紋的工作過程車削公制螺紋
車削模數(shù)螺紋 車削英制螺紋 車削徑節(jié)螺紋 車削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋
6) 齒式離合器的設(shè)計(jì)齒式離合器的結(jié)構(gòu)
齒式離合器的強(qiáng)度計(jì)算 7)各軸及軸上組件的設(shè)計(jì)中心距 a 的確定
軸上齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算
軸承的選擇及潤滑密封方式8）鍵的選擇
(3) 設(shè)計(jì)溜板箱結(jié)構(gòu)及參數(shù)的確定參數(shù)：
確定極限轉(zhuǎn)速確定公比
確定主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)確定總降速傳動比確定傳動軸的軸數(shù)2）結(jié)構(gòu)
軸的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算軸承的選擇及定位 齒輪傳動的載荷計(jì)算鍵的選擇
軸承的選用
軸承潤滑和密封方式離合器的選用
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果溜板箱裝配圖 A0 一張
進(jìn)給箱裝配圖 A0 二張說明書一份
主要部件三維模型一份
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）
1） 參數(shù)：
工件最大回轉(zhuǎn)直徑：
在床面上 500 毫米
在床鞍上 280 毫米
工件最大加工長度 750、1000、1500、2000 毫米
主軸孔徑 52 毫米
主軸前端孔錐度 莫式 6 號
主軸轉(zhuǎn)速范圍（17 級）……20~1250 轉(zhuǎn)/分加工螺紋范圍：
公制 1~80 毫米
英制 7/16~40 牙/英寸
模數(shù) 0.5~40 毫米
節(jié)徑 7/8~80 徑節(jié)
進(jìn)給量范圍：
縱向 0.028~6.528 毫米/轉(zhuǎn)
橫向 0.010~2.456 毫米/轉(zhuǎn)
快速…縱向 5.4 米/分；橫向 1.95 米/分
2） 研究方法：
(1) 進(jìn)行 C6150 機(jī)床技術(shù)要求分析
(2) 在網(wǎng)上搜集相關(guān)資料(3)查閱相關(guān)文獻(xiàn)書籍
(4)向老師請教相關(guān)知識問題(5)通過計(jì)算機(jī) CAD 繪圖(6)相關(guān)外文資料翻譯
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周：安排設(shè)計(jì)任務(wù)，布置設(shè)計(jì)要求。
第 2 周：分析設(shè)計(jì)題目，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識。
第 3 周：查找設(shè)計(jì)資料，查找設(shè)計(jì)文獻(xiàn)。
第 4 周：撰寫開題報(bào)告，修改開題報(bào)告，開題答辯。第 5 周：分析 C6150 機(jī)床技術(shù)要求。
第 6 周：設(shè)計(jì) C6150 機(jī)床傳動系統(tǒng)圖。第 7 周：設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)。
第 8 周：計(jì)算機(jī)床進(jìn)給箱參數(shù)。
第 9 周：繪制進(jìn)給箱裝配圖。
第 10 周：設(shè)計(jì)溜板箱結(jié)構(gòu)。
第 11 周：計(jì)算溜板箱參數(shù)。
第 12 周：繪制溜板箱裝配圖。
第 13 周：主要零部件三維設(shè)計(jì)。
第 14 周：撰寫設(shè)計(jì)說明書和外文翻譯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附：文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)[4]：改造了 C6150 車床的縱向與橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu),采用了齒輪傳動及滾珠絲杠螺母副，驅(qū)動執(zhí)行元件采用了直流何服電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動采用美國專用芯片 LM629 及LMD18200PWM 專用電路。微機(jī)控制系統(tǒng)部分采用 MCS-96 系列的 8098 單片機(jī)，鍵盤/ 顯示器的接口電路采用專用的 8279 芯片，接口芯片采用 8255 等。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了半閉環(huán)形式控制，并具各有控制刀具以給定速率沿加工路徑運(yùn)動的功能。
為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性,在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動裝置時(shí)，通常提出低摩擦、低慣量，高剛度、無間隙、高諧振及有適宜的阻尼比等要求。
（1） 采用直流伺服電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動滾珠絲杠，直流伺服電機(jī)和滾珠絲杠均采用標(biāo)準(zhǔn)件，便于購買和降低成本。
（2） 滾珠絲杠螺母副是螺旋傳動方式，它的作用是將回旋運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動，因此在改道中選用滾珠絲杠螺母副來達(dá)到直線運(yùn)動的目的。滾珠絲杠螺母副具有磨損小， 傳動效率高，傳動平穩(wěn)，壽命長、精度高，溫升低、運(yùn)動摩擦小，便于消除傳動間隙的特點(diǎn)。
（3） 齒輪傳動采用雙片齒輪錯(cuò)齒法消除間隙，雙片齒輪間雖有彈簧自動消除間隙， 但消除間隙的方法是采用定期人工調(diào)整、螺釘緊固的辦法消除間隙，因?yàn)閺椈傻膹椓茈y適應(yīng)負(fù)載的變化情況。
優(yōu)點(diǎn)：使原本的機(jī)械機(jī)床功能增強(qiáng)，操作性得到改善，實(shí)現(xiàn)加工的自動化。提高了機(jī)床的加工精度，避免由于人工造成的人為失誤與加工誤差。提高了機(jī)床的可靠性， 由于采用單片機(jī)控制: 井且對選用的零部件都進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算與校核，對溜板及中拖板的越界采用了位置檢測與保護(hù)電路，使工作更可靠。采用了滾珠絲杠螺母副及貼塑導(dǎo)軌，使工作臺活動更靈活，減少了傳動摩擦和降低了機(jī)械零部件的磨損。
文獻(xiàn)[5]：以 C620 普通車床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化再制造為例，探討再制造方案設(shè)計(jì)、滾珠絲桿選型、伺服電動機(jī)選型以及進(jìn)給伺服驅(qū)動電路設(shè)計(jì)等問題，對普通機(jī)床的數(shù)控化再制造具有-定的借鑒意義。
滾珠絲桿計(jì)算與選擇:
滾珠絲桿螺母副的作用是把伺服電動機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為工作臺的直線運(yùn)動。滾珠絲桿選擇的主要依據(jù)，是其工作動載荷應(yīng)小于其額定動載荷。
伺服電動機(jī)計(jì)算與選擇：數(shù)控機(jī)床的動態(tài)性能要求比較高，伺服電動機(jī)的力矩主要消耗在產(chǎn)生加速度上，負(fù)載力矩占的比重很小，其額定力矩可取其最大負(fù)載力矩的 5 倍，再根據(jù)轉(zhuǎn)速確定電動機(jī)的功率及規(guī)格型號。
文獻(xiàn)[6]:對現(xiàn)有的存在的大量的普通車床進(jìn)行了數(shù)控化改造，并重新設(shè)計(jì)了進(jìn)給、換刀和主軸傳動系統(tǒng),對進(jìn)給系統(tǒng)的床鞍部分進(jìn)行了改進(jìn),以適應(yīng)現(xiàn)代化的車床加工要求，對原有繁瑣的主軸傳動系統(tǒng),對比現(xiàn)有的小型數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行了整合與重新加工，盡可能的適應(yīng)老式機(jī)床的改進(jìn)。經(jīng)過論證,數(shù)控化改造是可以實(shí)施并加以推廣,對我國現(xiàn)存的大量老式機(jī)床有重要的參考意義。
進(jìn)給伺服系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)
進(jìn)給系統(tǒng)伺服電機(jī)驅(qū)動的作用指的是利用教學(xué)工具根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)精確定位或做相對運(yùn)動，最后制定出符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的零件。
(1) 進(jìn)給系統(tǒng)的傳動設(shè)計(jì)
進(jìn)給系統(tǒng)傳動包括縱向(Z 軸)進(jìn)給還有橫向(X 軸)進(jìn)給，它們都是由伺服電機(jī)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動?？v向進(jìn)給系統(tǒng)經(jīng)過減速箱驅(qū)動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給運(yùn)動(Z 軸); 橫問進(jìn)給系統(tǒng)在減速箱經(jīng)過二級齒輪減速后驅(qū)動滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)橫向(X 軸)進(jìn)給運(yùn)動。
(2) 滾珠絲杠螺母副的選擇
CA6140 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的一部分移動組件
具有反應(yīng)快,精度高、低速時(shí)不爬行等特點(diǎn)，因此本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用滾珠絲杠副就可以滿足上要求。滾珠絲桿螺母副由螺絲、換向器、螺母、滾珠等部分組成。滾珠絲杠的工作原理是:當(dāng)絲桿和螺母做相對運(yùn)動時(shí)，螺旋溝球就會沿著滾珠絲桿里面的滾道滾動。為了防止?jié)L子沿著跑道表面滑出去,所以要有循環(huán)裝置，循環(huán)裝置可以使?jié)L珠在滾道里面運(yùn)動后沿著滾道運(yùn)動,通過自動循環(huán)設(shè)備重新返回人口,繼續(xù)參與下一周期的工作。安裝滾珠絲桿螺母副需要加載預(yù)緊力，通過預(yù)緊滾珠絲桿螺母副可以有效地消除軸向間隙，也可以提高傳動剛度在對滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)時(shí)由原來從一端固定一端懸空，變成-邊簡支--端固定的支撐結(jié)構(gòu)。因?yàn)闈L珠絲桿副具有軸向間隙,所以為了保證反向傳動的精度還有軸向的剛度，必須要消除結(jié)構(gòu)的軸向間隙。消除間隙的方法有很多中,在這里我選擇采用雙螺母結(jié)構(gòu)。軸承選擇角接觸球軸承。
文獻(xiàn)[7]：針對現(xiàn)有溜板箱的使用功能,在分析國內(nèi)外同類機(jī)床溜板箱的基礎(chǔ)上,開發(fā)設(shè)計(jì)了新系列溜板箱。主要增加了溜板縱向定程與保險(xiǎn)裝置和向尾座方向空行程返回與保險(xiǎn)裝置與橫向定程保險(xiǎn)裝置。
溜板縱向定程與保險(xiǎn)裝置的工作原理：將位于床鞍前后的 2 個(gè)可移動的擋鐵,用 2
個(gè)內(nèi)六角螺釘將固定在床身前三角形導(dǎo)軌。床鞍的縱向定程由 2 個(gè)擋鐵來控制。工作前,先把測量桿放在托架和吊架上,其左端與調(diào)整定程螺釘接觸,其右端與安裝在溜板箱體上的觸頭接觸,反復(fù)試調(diào),直至達(dá)到要求，將擋鐵用內(nèi)六角螺釘緊定牢固,然后取下測量桿,方可進(jìn)行工作。工作時(shí),當(dāng)溜板箱接近擋鐵時(shí)，溜板箱上的觸頭與擋鐵上的調(diào)整螺釘接觸,迫使觸頭推動溜板箱內(nèi)的杠桿使縱向嚙合的離合器脫開,切斷縱向進(jìn)給，即可達(dá)到預(yù)調(diào)尺寸,又保證了安全。
向尾座方向空行程返回與保險(xiǎn)裝置的工作原理：將桿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)當(dāng)床鞍朝尾座方向返回時(shí)定位指塊下邊的斜面與尾座前面的觸頭相接觸時(shí)觸頭推動定位持塊連網(wǎng)桿一月左移推動溜板箱內(nèi)的杠桿使效向嚙合的離合器脫開切斷縱向返回進(jìn)給，這樣即可防止床鞍與尾座相控確保系統(tǒng)安全又可減輕工人的疲勞強(qiáng)度。
橫向定程保險(xiǎn)裝置：橫向定程是通過檔塊或擋塊與定位擋塊接觸后實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)橐驗(yàn)槎ㄎ粨鯄K的橫向移動可以帶動軸做橫向移動通過杠桿切斷溜板箱內(nèi)的橫向自動進(jìn)給停止運(yùn)動。定位擋塊在任何情況下都可以使刀架橫向自動定程或手搖進(jìn)給。用作定程時(shí)它可以處在擋塊和擋塊之間或擋塊與擋塊之間手搖進(jìn)給時(shí)它與任何擋塊都不接觸，則刀架可自由移動。檔塊除了起到行程中止作用之外這個(gè)檔塊還可以選擇適當(dāng)位置上起到刀具的橫向定位作用。因?yàn)檫@個(gè)擋塊是可以調(diào)整的。
文獻(xiàn)[8]：本實(shí)用新型涉及一種普通機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)，是機(jī)床的重要組成部件，屬于機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型是對現(xiàn)有采用凸輪或凸輪鼓控制基本組齒輪嚙合的普通機(jī)床三軸滑移機(jī)構(gòu)進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，設(shè)置在箱蓋上的球桿撥動裝置撥動設(shè)置在箱體上對應(yīng)基本組齒輪處的撥動齒輪滑塊裝置，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，操縱靈活，通過設(shè)置誤動作自鎖裝置，可有效的防止誤動作，本實(shí)用新型可與現(xiàn)有采用三軸滑移機(jī)構(gòu)進(jìn)給箱的普通機(jī)床配套，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
一種普通機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)，包括箱體，箱蓋，輸入軸，固定在箱體內(nèi)中間的基本組齒輪，箱體內(nèi)兩端部的倍速機(jī)構(gòu)、公英制轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，走刀和螺紋切削轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，螺紋輸出軸和走刀輸出軸，其特征是箱體上對應(yīng)基本組齒輪處固有撥動齒輪滑塊裝置、定位裝置、誤動作自鎖裝置，撥動齒輪滑塊裝置中各齒輪撥動塊的叉口置于相應(yīng)滑動齒輪的兩側(cè)，箱蓋上對應(yīng)箱體的撥動齒輪滑塊裝置固有球桿撥動裝置，球桿撥動裝置中球桿前端的球頭置于撥動滑塊裝置中相應(yīng)撥動滑塊的撥動槽內(nèi)。
文獻(xiàn)[9]：數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)床加工過程的重要組成，在進(jìn)行相應(yīng)的零
件加工時(shí)，被加工件的加工精度會極大地受到進(jìn)給系統(tǒng)的影響。因此要想保證零件的加工精度，提高加工質(zhì)量，就要對機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所存在的間隙進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，并采取有效的技術(shù)或結(jié)構(gòu)措施等，消除這種間隙，從而提高位移及運(yùn)動精度，保證加工質(zhì)量。本文中對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中常用到的消隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討。
主要方法如下：雙螺母消隙絲杠，復(fù)合螺母消隙絲杠，低預(yù)緊無間隙單螺母絲杠； 雙片斜齒輪軸向彈簧消隙，機(jī)械預(yù)載雙齒輪消隙，電氣預(yù)載雙齒輪消隙。
文獻(xiàn)[10]:臥式車床,具有車床的床身、床腳、油盤等鑄造結(jié)構(gòu),床頭箱采用三支承結(jié)構(gòu),進(jìn)給箱設(shè)有公英制螺紋轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),溜板箱內(nèi)設(shè)有錐形離合器安全裝置,機(jī)床縱向設(shè)有四工位自動進(jìn)給機(jī)械碰停裝置,尾座設(shè)有變速裝置等。本文詳述了臥式車床進(jìn)給傳動的種類及存在的優(yōu)缺點(diǎn)。對傳統(tǒng)臥式車床進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),并介紹了它的改進(jìn)后的應(yīng)用及優(yōu)勢。此設(shè)計(jì)的進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)具有簡化路線、操縱簡單、可靠等優(yōu)點(diǎn)。
新設(shè)計(jì)出的進(jìn)給傳動系統(tǒng)包括基本組、增倍組、光桿或絲桿傳動的移換機(jī)構(gòu)?；窘M包含 11 對齒輪，可由它經(jīng)它直接實(shí)現(xiàn)公制、英制螺紋的加工;同時(shí)，基本組上的軸齒輪通過鍵與軸一起轉(zhuǎn)動，齒輪全部空套在空心軸上，通過轉(zhuǎn)動手柄從而帶動齒條的套簡移動。另外，基本組的齒輪也可以根據(jù)實(shí)際需要減少或者進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。加工公制螺紋時(shí)的傳動比可以為 4/6、6/6、7/6、9/6、10/6、11/6。這 6 種傳動比與三軸滑移加工公制螺紋時(shí)的傳動比完全相同，能保證國家標(biāo)準(zhǔn)中所有種類的公制螺紋都可以實(shí)現(xiàn)。增倍組有 3 對齒輪，實(shí)現(xiàn) 1/2、1/1、2/1 的螺紋倍數(shù)關(guān)系，與主軸箱內(nèi)擴(kuò)大螺距 1/8 的傳動比相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)螺距系列化。很明顯，新型的進(jìn)給傳動路線比傳統(tǒng)的進(jìn)給傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，而且不需要公制和英制螺紋移換機(jī)構(gòu)，從而使得操縱機(jī)構(gòu)簡單可靠。
文獻(xiàn)[11]：研制了一種實(shí)用的機(jī)床進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu),介紹了該實(shí)用機(jī)構(gòu)的組成,并且用實(shí)際應(yīng)用說明該機(jī)構(gòu)的可行性和有效性。
對機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的要求主要有如下 5 個(gè)方面:
1) 系統(tǒng)零部件的低慣量的要求。進(jìn)給系統(tǒng)零件剛性在滿足系統(tǒng)受力工況時(shí),應(yīng)減小運(yùn)動部件質(zhì)量及尺寸。
2) 系統(tǒng)零件結(jié)合面之間的低摩擦阻力要求。導(dǎo)軌一般采用具有較小摩擦因數(shù)的直線滾動導(dǎo)軌副、靜壓導(dǎo)軌。
3) 系統(tǒng)零部件的高剛度要求。機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)的高剛度主要取決于傳動部件的高剛度。傳動機(jī)構(gòu)的剛度不足會導(dǎo)致工作臺產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的傳動精度差。所以說提高傳動系統(tǒng)的剛性是提高系統(tǒng)精度的有效途徑。
4) 系統(tǒng)的高諧振性要求。為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的抗振
性,應(yīng)使進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械零部件具有較高的固有頻率，進(jìn)給系統(tǒng)要求進(jìn)給傳動的固有頻率應(yīng)高于伺服驅(qū)動系統(tǒng)的固有頻率的 2~3 倍。
5) 消除傳動間隙。設(shè)計(jì)中可采用消隙間隙的聯(lián)軸節(jié)及有消除措施的傳動副等方法。主要結(jié)構(gòu)：主運(yùn)動，同步帶與同步帶輪，絲杠絲母副，進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動保護(hù)，主軸
箱與立柱間。
主運(yùn)動：此傳動機(jī)構(gòu)用在機(jī)床的主軸箱上下豎直的進(jìn)給運(yùn)動中，伺服電機(jī)驅(qū)動同步帶輪帶動同步齒形帶驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)帶動絲母和主軸箱豎直上下運(yùn)動。
同步帶與同步帶輪：同步帶輪的選擇在滿足傳動轉(zhuǎn)矩與剛性時(shí)帶輪的直徑的選擇盡量小,保證傳動機(jī)構(gòu)的低慣量。
3)絲杠絲母副。絲杠的上下兩端用絲杠專用的絲杠軸承支撐并且固定在具有足夠剛性的軸承座上，同時(shí)軸承座固定在機(jī)床立柱上。絲杠的長度在滿足主軸箱的行
程時(shí)要盡量短,保證傳動系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的低慣量。
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進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動保護(hù)：在絲杠的上端安裝一個(gè)電磁離合器，此電磁離合器在得電時(shí)松開,失電時(shí)夾緊,以防止主軸箱在主機(jī)失電的狀態(tài)下滑落,保證了機(jī)構(gòu)的安全。
主軸箱與立柱間：主軸箱用直線導(dǎo)軌副安裝在立柱上以保證主軸箱與立柱間的聯(lián)接剛性，同時(shí)直線導(dǎo)軌與導(dǎo)軌滑塊間是滾動摩擦具有較低的摩擦因數(shù)，保證了進(jìn)給運(yùn)動的低摩擦阻力的要求。
總結(jié)：根據(jù)上述文獻(xiàn)主要內(nèi)容，我認(rèn)為選擇滾珠絲杠副使系統(tǒng)具有反應(yīng)快,精度高、低速時(shí)不爬行等特點(diǎn)。消隙結(jié)構(gòu)選擇雙螺母結(jié)構(gòu)。軸承選擇角接觸球軸承。基本組的齒輪也可以根據(jù)實(shí)際需要減少或者進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。加工公制螺紋時(shí)的傳動比可以為4/6、6/6、7/6、9/6、10/6、11/6。這 6 種傳動比與三軸滑移加工公制螺紋時(shí)的傳動
比完全相同，能保證國家標(biāo)準(zhǔn)中所有種類的公制螺紋都可以實(shí)現(xiàn)。增倍組擬采用 3 對齒輪，實(shí)現(xiàn) 1/2、1/1、2/1 的螺紋倍數(shù)關(guān)系，與主軸箱內(nèi)擴(kuò)大螺距 1/8 的傳動比相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)螺距系列化。