畢業論文cnc數控車床縱向進給系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 成型機、數控火焰切割機、數控激光加工機等。 ⑷ 測量、繪圖類主要有三坐標測量儀、數控對刀儀、數控繪圖儀等[8]。2設計任務書的分析 畢業設計任務書該機床適合于復雜輪廓的高精度的回轉零件的加工，主軸采用伺服電機，進給系統采用滾珠絲扛設計。X/Z軸行程250/400㎜,主軸轉速范圍1004000rpm，床身上最大回轉直徑260㎜，最大切削直徑200㎜。1縱向進給裝配圖（Ao或加長或2張）2拆有關零件圖3設計說明書一份（要求不少于12000字，英文摘要不少于300單詞）4外文翻譯資料（要求不少于2000字符）5圖紙工作量： 總體方案的確定本系統采用閉環控制，這樣就達到了精確進給的目的，該機床適合于復雜輪廓的高精度的回裝零件的加工，主軸采用伺服電機，進給系統采用滾珠絲杠設計。在縱向進給系統上采用閉環控制，適時的進行進給量的調整達到了較高的精度，傳動效率大到96%。數控系統：以單片機為核心進行系統的控制，配合編碼器進行精確進給。對于縱向進給系統采用步進電機控制絲杠的動作，步進電機通過一對齒輪鏈連接的齒輪來傳遞動力，并且有復雜的液壓和電子回路，該系統是閉環系統，是數控機床中精度更高的系統。對于滾珠絲杠選取FD3206—2型，其優點是:螺母的軸向尺寸小，而且已經預加載荷消除了間隙。采用滾珠絲杠，絲杠兩端采用軸承支撐，共采用四個軸承進行軸向固定，在左端用鎖緊螺母和軸肩來防止軸向竄動，右端采用一對背靠背安裝的角接觸球軸承、螺母和軸肩來進行軸向固定。一級減速齒輪，采用帶連接傳動，采用張緊輪來定期的調整帶的張緊，定期人工調整齒輪的中心距。方案如下圖所示：3伺服電機的選取伺服：一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構”當個得心應手的馴服工具，服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前，轉子靜止不動；訊號來到之后，轉子立即轉動；當訊號消失，轉子能即時自行停轉。由于它的“伺服”性能，因此而得名。 伺服系統：是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統。伺服的主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。伺服電機又稱執行電動機，在自動控制系統中，用作執行元件，把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。伺服電機是一個典型閉環反饋系統，減速齒輪組由電機驅動，其終端（輸出端）帶動一個線性的比例電位器作位置檢測，該電位器把轉角坐標轉換為一比例電壓反饋給控制線路板，控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號比較，產生糾正脈沖，并驅動電機正向或反向地轉動，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖趨于為0，從而達到使伺服電機精確定位的目的。伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數）。 伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈沖，就會旋轉1個脈沖對應的角度，從而實現位移，因為，伺服電機本身具備發出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個角度，都會發出對應數量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應，或者叫閉環，如此一來，系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉動，從而實現精確的定位。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結構簡單，啟動轉矩大，調速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便（換碳刷），產生電磁干擾，對環境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩定。控制復雜，容易實現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環境。雖然選擇伺服電動機的主要參數是功率。但是大多時候，選擇伺服電機并不功率，而是根據電機的負載條件進行選擇的。加載電機軸上的負載共有兩種：負載轉矩和負載慣量[9]。伺服電動機的主要參數是功率。大多時候，選擇伺服電機不按功率，而是根據負載條件進行選擇的。加載電機軸上的負載有兩種：負載轉矩和負載慣量[9]。⑴根據負載轉矩選擇電機電動機的最大切削負載轉矩不得超過電動機的額定轉矩，將其折算至電動機軸的最大切削負載轉矩為： ——滾珠絲杠的機械效率 ——絲杠導程——絲杠上的最大軸向載荷，等于最大軸向進給力加導軌的摩擦力 ——因滾珠絲杠螺母預加載荷引起的附加摩擦轉矩 ——滾珠絲杠軸承的摩擦轉矩I ——傳動比（2）根據負載慣量選擇電機從牛頓第二定律我們可以看出，進給系統所需要的加速轉矩Ta等于系統轉動慣量乘電動機的角加速度a，即Ta=j*a。由此可以看出角加速度a影響系統的動態特性：當a越小的時候，計算機發出的指令到伺服電機執行完畢之間的時間越長，也就是通常說的反應慢；當a變化時系統的反應忽快忽慢，影響機床的加工精度；在Ta基本保持不變的情況下，如果想要a變化盡量小，就應使慣量J變化也盡量小一些。：（1）工作溫度 電機在運行的時侯，一定要保證電機的實際最高溫度Qmax等于或者略微小于電機絕緣的允許的最高工作溫度Qa；（2）過載能力 電機在運行的時侯，必須有要一定過載能力，尤其在短期工作的時侯，因為電機的慣性很大，所以當電機在短時間內承受了高于額定功率若干倍的負載功率時還可以保證Qmax≦Qa ,因此這時決定電動機容量的主要的因素，不是電機的發熱能力而是電機的過載能力，也就是所需要的的電機的最大轉矩Tmax必須大于運行的過程中有可能出現的最大負載轉矩Tmax（3）啟動能力 除了上述原則選擇容量外，根據實際生產機械的要求，還應根據技術經濟指標即工作環境等條件來選擇電動機種類、轉速、電壓、電動機的結構形式等。考慮以上的多方面因素，通過查詢查電機手冊我選取交流伺服電機Y112M4B5型，功率為4kw,轉速為1440 r/min。4滾珠螺旋傳動滾珠螺旋傳動就是在絲杠、螺母間放入適量的滾珠，使得絲杠同螺母之間的摩擦從普通螺旋滑動摩擦變為了滾動摩擦。它是由絲杠、螺母、滾珠和滾珠循環返回裝置四個部分組成的。絲杠轉動的時侯，將帶動滾珠沿著螺紋滾道滾動。為了達到防止滾珠從滾道面掉出的目地，應在在螺母上裝上反向器，這樣就構成滾珠的循環通道。使滾珠從通道的一端滾出后，沿著通道進入到另一端，然后又重新進入到滾道，從而形成了一閉合回路。滾珠螺旋傳動與滑動螺旋傳動相比具有下列特點：(1)滾動摩擦小，傳動效率高；(2)傳動精度高。經調整預緊后，可消除軸向間隙，提高傳動精度；(3)啟動扭矩接近運轉扭矩，工作較平穩；(4)磨損小且壽命長，可用調整裝置調整間隙，傳動精度與剛度均得到提高；(5)不具有自鎖性，可將直線運動變為回轉運動。螺旋傳動的結構形式有很多種，主要的區別在滾珠的循環方式、螺紋滾道的截面形狀和消除軸向間隙的調整預緊方法