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在线娱乐网站002小型机械产品制作1-简易数控车床制作课件

新闻来源:未知   发布时间:2020-07-04 08:05  

  002小型死板产物筑制1-简便数控车床筑制课件_工学_上等教诲_教诲专区。简便数控车床的筑制教案 专业 (工种) 课题 (项目) 讲课班级 锻练倾向 教学要点 教学难点 数控技能(车工) 教授 张明 小型死板产物筑制 分课题 简便数控车床的筑制 技师培训 授

  简便数控车床的筑制教案 专业 (工种) 课题 (项目) 讲课班级 锻练倾向 教学要点 教学难点 数控技能(车工) 教授 张明 小型死板产物筑制 分课题 简便数控车床的筑制 技师培训 授 课 2008.9.8 课 时 间 —9.9 时 10 (1)分析简便数控车床的品种与用处。 学问倾向 (2)分析简便数控车床质料的条件和本能。 (3)分析简便数控车床的构造。 (4)掌管简便数控车床的筑制进程。 才能倾向 (1)开始掌管常用刀具的刃磨格式。 (2)能无误找正和装置工件。 (3)能对零件尺寸实行丈量和对证料实行容易剖析。 (1)简便数控车床的品种与用处; (2)简便数控车床质料的条件和本能; (3)简便数控车床的构造; (4)简便数控车床的筑制进程; (1)简便数控车床的品种与用处; (2)简便数控车床的刃磨格式。 教学对象 该教学对象已对临蓐试验有了必定的感性领悟,具备了必定的死板加工底子。 剖析 教学处境 三个车工试验车间共计 24 台车床,统统知足试验临蓐条件。 教学格式 解说、剖析、设问、演示演示、熟习 教学回头 (1)学生操作时,引导教授要实行巡礼引导,指出操作重心,演示操作法子,对操 作有缺点学生要实行部分引导。 (2)让学生学会剖析简便数控车床磨损因由,夸大简便数控车床磨损后应实时修磨。 (3)采用设问法教学生刃磨格式。 教学进程及教学实质 1.O 弁言 数控车床,它由床身、装置正在床身的导轨尾部的尾座、装置正在床身的导轨中部的 刀架、装置正在床身头部的床头箱、装置正在床头箱上的主轴及其上的卡盘、装置正在 床头箱上的电机、装置正在电机轴和主轴及床头箱上的变速传动安装所组成,其特 征正在于所说的变速传动安装由固定正在主轴端部的从动变速三角带轮的固定半轮、 套装正在主轴上且与固定半轮插合的从动变速三角带轮的可动半轮、以轴承装置正在 可动半轮端部的推拉臂、在线娱乐网站装置正在推拉臂和床头箱之间的压簧、固定正在推拉臂上与 主轴平行并可正在床头箱的孔中滑动的齿条、与齿条啮合端部穿过床头箱的齿轮 轴、以小轴装置正在齿轮轴端部的启齿槽中且带有手柄的偏爱轮、装置正在电机轴或 其贯穿轴上的主动变速三角带轮的可动半轮和固定半轮、装置正在可动半轮和电机 轴或其贯穿轴端部的挡圈之间的压簧以及装置正在主动和从动变速三角带轮上的 三角皮带所组成 。 1.1.1 数控车床的汗青 用于加工木柴的车床展示较早。15世纪末,欧洲有了人力、畜力、风 力和水力驱动的容易数控锯机。1791年,英邦的S.边沁先后发通晓平刨床、 单轴数控铣床、镂铣机和数控钻床等。1805 年,英邦的M.I.布津内尔发现 圆 锯 机 。 18 28 年 , 美 邦 的 W. 伍 德 沃 思 发 明 压 刨 机 。 18 34 年 , 美 邦 的 G. 佩 奇 和J.A.费伊阔别发现榫槽机和开榫机。1880 年 ,发通晓框锯机。1900年, 发通晓众联带锯机。从此跟着电子技能和估计机技能的起色,种种自愿数 控机床接踵展示。 1.1.2数控车床的起色 邦内数控死板以山东青岛,广东伦教较为会集。 转换盛开今后,以前的 老邦有企业纷纷改制,改动规划理念,像哈尔滨数控死板,姑苏福马集团, 山西榆次热压机厂,山东威海数控死板厂,青岛数控死板总公司等等,都 统统改动为墟市规划体例。 砂光机以德邦,意大利睹长,台湾产砂光机正在 50-80 年代盘踞了中低端 墟市,近二十年来,大陆产砂光机异军突起,正在大陆及全邦各地运转临蓐, 可是质料依旧有待抬高,质料及性价比上以青岛千川木业筑设有限公司的 “千川”牌,青岛筑成豪,新动力等墟市占据率较高,目前正在邦内山东临沂, 菏泽,在线娱乐网站江苏邳州,浙江嘉善,南浔,福筑莆田,广西,四川等木业加工密 集区域都有豪爽散布;目前我邦的数控死板出口势头甚猛,重要墟市以第 三全邦邦度为主,东南亚,南亚区域为主,有些质料对比好的乃至出口到 美洲,欧洲墟市。 总之,我邦的数控死板起色依然有了很大抬高,可是质料上依旧亟需 抬高才气活着界木机之林占据一席之地。 1.1.3 墟市剖析 据邦内原料统计,订购新的数控车床的交货周期平常较长,往往不行知足用 户必要。以是机床的数控改培养成为知足墟市需求的重要添加妙技。 1.1.4 临蓐剖析 正在摩登木柴创制工业中,众种类、中小批量乃至单件临蓐占据相当大的比重。 若要完工这些临蓐义务,不过乎采取通用机床、专用机床或数控车床,个中数控 车床是最能合适这种临蓐必要的。 1.1.5 归纳剖析 数控机电一体化技能的新效率持续显示,数控死板从纯粹死板产物念机电一体化技能 过渡,数控死板的普及率大大抬高,强化数控数控技能正在数控机床上的利用,侧重和起色数 控车床,以合适众种类小批量临蓐必要的数控死板,起色木柴加工死板的新产物。 1.2 数控车床的基础构造 1.2.1 机床本体 数控车床的机床本体与守旧机床肖似,由主轴传动安装、进给传动安装、床 身、办事台以及辅助运动安装 1.2.2 按加工工艺格式分类 木柴切削类数控车床 罕有控车床、刨床、钻床、磨床等。 1.3.3 数控车床按驱动安装的特征分类 1.开环驾驭数控车床 驾驭编制不带反应安装,操纵功率步进电动机为伺服实践机构。 开环驾驭编制构造容易,本钱低。可是不行实行偏差校正,步进电动机的失步、 步距角偏差、齿轮与丝杠等的传动偏差将影响被加工零件的精度。开环编制仅适 用于加工精度条件不是很高的中小型数控车床,希罕是简便小型经济型数控车 床。 2.半闭环驾驭数控车床 半闭环驾驭数控车床的特征是,正在伺服电动机的轴或数控车床的传动丝杠上 装有角度检测的安装(如光电编码器等),通过检测丝杠的转角间接地检测转移 部件的实质位移,然后反应到数控安装中去,对偏差实行改正。半闭环数控编制 的调试对比便利,且具有很好的不变性。目前群众将角度检测安装和伺服电动机 策画成一体,并使构造特别紧凑。 3.闭环驾驭数控车床 闭环驾驭数控车床的特征是正在机床转移部件上直接装置直线位移检测安装, 将丈量的实质位移值反应到数控安装中,与输入的指令位移值实行对比,用差值 对机床实行驾驭,且使转移部件 1.4 数控车床的特征 1.对加工对象的合适性强 正在数控车床上改造加工零件时,只需从新编制(退换)步骤,输入新的步骤 就能告终新零件的加工。 2.临蓐作用高 数控车床能有用的省略机动时辰和辅助时辰,每一道工序都能选用最有利的 切削用量,选用了很高的空行程运动时辰。因此耗费正在速进、速退、和定位的时 间比手工少得众 3.加工精度高 数控车床加工精度高,比手工加工精度高,适合对工件尺寸条件高的临蓐 4.精良的经济效益 正在单件、小批量临蓐的处境下,可能减削工艺配备用度、辅助临蓐工时、生 产执掌用度及低浸废品率,从而可能得到精良的经济效益。 1.4.2 数控车床的利用边界 数控车床重要用于加工轴类、盘类等反转体零件。通过数控加工步骤的运转, 可自愿完工外里圆柱面、圆锥面、成形外观、螺纹和端面等工序的切削加工,并 能实行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等办事。车削中央可正在一次装夹中完工众个工序 的加工,抬高加工精度和临蓐作用,更加适合于繁杂形势反转类零件的加工。 二 主传动编制策画 2.1 概述 主传动编制是告终机床主运动的传动编制,它具有必定的转速和必定的变速范 围,能便利地告终运动的开停、变速、换向和和制动。 主传动编制囊括电动机、传动编制和主轴部件,比拟寻常车床的主传动编制构造 上对比容易,由于变速功用由主轴电动机的无级调速来经受,省去了复齿轮变速 机构,惟有二级或三级齿轮变速编制以增添电动机无级调速的变速边界。 2.1.1 数控车床主传动编制的特征 与寻常机床对比,数控车床主传动编制具有下列特征: 1) 转速高、功率大。使数控车床能实行大功率切削和高速切削,告终 高作用加工。 2) 变速边界宽。平常 Rn100,以包管加工时能选用合理的切削用量,获 得最佳的临蓐率、加工精度和外观质料。 3) 主轴变速敏捷牢靠。数控车床的变速是服从驾驭指令自愿实行的, 以是变速机构务必合适自愿操作的条件。 主轴组件的耐磨性高,使传动编制具有精良的精度连结性。 2.1.2 数控车床主传动编制的策画条件 1) 主轴具有必定的转速和足够的转速边界、转速级数,以告终运动的 开停、变速、换向和和制动。 2) 主电动机具有足够的功率,机构和元件具有足够的强度和刚度,以 知足机床的动力条件。 3) 主传动的相闭构造,主轴组件要有足够高的精度、抗振性,热变形 和噪声小,传作为用高,以知足机床的办事本能条件。 4) 左右天真牢靠,调理维修便利,润滑密封好,从而足机床的操纵要 求。 5) 构造容易紧凑,工艺性好,本钱低,知足经济性条件。 2.2 主传动编制的摆设 2.2.1 主传动编制的主轴电动机的选型 数控车床的调速是服从驾驭指令自愿实践的,以是变速机构务必合适自愿操 作的条件。主传动编制中,众采用交换主轴电动机和直流主轴电动机无级调速系 统。为了增添调速边界,合适低速大转矩的条件,常常利用齿轮有级调速和电动 机无级调速相联络的调速格式。此处选用交换主轴电动机配以齿轮变速箱告终分 级无级调速。 交换调速电机体积小,转动惯性小,动态反映速,没有电刷,抵达的最高转 速比同功率的直流电动机高,磨损和障碍也少。中小功引导域已占上风,故本次 策画选用交换调速电动机。通过调剂供电频率的主见调速。功率特点睹下图: 主轴电动机额定转速时输出扫数功率和最大转矩,跟着转速的改观,功率. 转矩将产生改观。正在额定转速到最低转速为恒转矩速率边界,正在额定转速至最高 转速为恒功率速率边界时。恒功率的速率边界惟有 1:3 速率比。当电动机速率 越过某必定值之后,功率——速率弧线又会向下倾斜,不行连结恒功率。 2.2.2 车床交换主轴电机的调速 交换主轴电动机是交换感触电动机,当定子三相绕组通上交换电时,将创造 扭转磁场,其主磁通Φm 的空间转速即同步转速,其值为 n0 = 60f1/p (r/min) 式中 f1--定子供电电源频率(HZ) p—扭转磁场极对数 感触电动机转子的转数 n 为 n= n0(1-s)=60f1(1-s)/p 式中 s—转差数,s= n0-n / n0 由上式可知,调速格式大致可分为两类。第一类改造同步转数 n0 的调速, 它分为两种格式,一种是改造电动机极对数 p。因为 p 是整数,是以只可取得级 差很大的有级调速,不行知足平常数控车床的条件;另一种是改造电动机的供电 频率 f1。可取得腻滑的无级调速,是一种高效型的交换调速,边界宽,精度高。 第二种是不改造同步转速的调速,平常的有调压调速和电磁调速。因为转差功率 损耗,作用低,特点软,不适合数控车床的调速。 正在实质调速时,纯朴改造电源频率是弗成的,由“电动机学”可知,扭转磁 场以 n0 速率切割定绕组,正在每相绕组感触电势为 E1=4.44f1k1w1Φm≈u1 式中 k1w1—-定子每相绕组等效匝数; Φm—每极磁通量; u1—定子相电压 是以 Φm= u1/4.44f1k1w1 由上式可知,如正在变频调速中,连结定子电压 u1 褂讪,主磁通巨细将会发 生改观。如频率从工频往下调剂,则上升,导致死心过热,功率因数消浸,电动 机带负载才略低浸。是以,务必正在低浸频率的同时,低浸电压,以连结褂讪。这 即是恒磁通变频调速中的“调速驾驭”。 只用变频调速,而且是有用格式。变频调速重要枢纽是为交换电机供给变 频、变压电源的变频器,变频器有: ·交–直–交变频器分为电压型和电流型。电压型先将电网交换电经整流 器变为直流,经逆变器变为频率和电压可变的交换电压。电流型是切换一串方波, 方波电流供电,用于大功率。 ·交–交变频器该变频器没有中央枢纽,是直接将电网的交换电变为频率 和电压都可变的交换电。 目前对付中小功率电机,用最众的是电压型交–直–交变频器。 2.2.3 车床分级变速齿轮箱的传动编制策画 策画数控车床主传动时,须研商电动机与机床主轴功率特点立室题目。因为 主轴条件的恒功率变速边界(Rnp)宏伟于电动机恒功率边界 Rdp,是以正在主轴 之间要串联一个分级变速箱,从而增添其恒功率变速边界,以知足低速大功率切 削时对电动机的输出功率的条件。 先设定主轴的最高转速为 4000r/min,最低转速为了 30r/min,估计转速为 150r/min,最大切削功率为 5.5KW,交换主轴电机额定转速为 1500r/min,最高转 速为 4500r/min. 主轴条件的恒功率变速边界 Rnp=4000/150=26.7 电动机的恒功率变速边界 Rdp=4500/1500=3 主轴条件的恒功率变速边界宏伟于电动机所能供给的恒功率变速边界,故必 须配以分级变速箱。 变速箱的公比Φf 等于电动机的恒功率变速边界 Rdp, 即Φf=Rdp=3,功率特 性图是延续的,完好口无重合的。变速箱的变速级数为 Z,则主轴的恒功率变速 边界 Rnp 等于 Rnp=ΦfZ-1 Rdp=ΦfZ 故变速箱的变速级数 Z=lgRnp/lgΦf=2.99 取 Z=3 变速齿轮箱采用一级变速三对齿轮副数,齿数阔别为:高速级 Z1:Z2=112:58;中速级 Z1:Z2=68:102;低速大转矩级 Z1:Z2=30:140 使用原车床主轴箱内的第三轴和主轴,车床图册,两轴的中央距为 170mm。 因所选用电机与原电机功率相像,轴不必另行校核。 三副齿轮只校核低速重载齿轮副即可。校核如下: 1已知电动机输出功率为 7.5KW,额定转速为 1500r/min,则经同步带传动, 第三根轴的转速为 750r/min。经 Z1:Z2=30/140 传动后,主轴转速为 160r/min. 2大、小齿轮均采用 45 钢并实行调质惩罚,选小齿轮硬度 HBS260~290, 大 齿 轮 硬 度 HBS220 ~ 250, 精 度 选 6 级 。 m=2mm,a=20 ° , 齿 宽 b=20mm,ha*=1,c*=0.25,齿轮传作为用η=0.98 3齿轮几何尺寸估计: 3齿轮校核: d1=z1m=60mm, d2=z2m=280mm, da1=(z1+2)m=64mm, da2=(z2+2)m=284mm, df1=(z1-2.5)m=55mm, df2=(z2-2.5)m=275mm, a=(z1+z2)m/2=170mm 1) 小齿轮转矩 T1 9550* P * * 91.2Nm 750 P——电动机的输出功率 η——齿轮传作为用 取 0.96 2) 动载荷系数 K K A KV K K KA——操纵系数取 1 Kv——动载荷系数取 1.15 KB——齿向载荷系数取 1.15 Ka——齿向载荷分拨系数 由 [1.88 3.2( 1 Z1 1 )]cos Z2 1.758 查外并插值得 Kα=1.179 K=1*1.15*1.15*1.179=1.56 3) 许用弯曲应力[ F ]= Y Flim NYX / SF Flim ——弯曲疲惫极限; Flim1 =460N/mm2 Flim2 =390N/mm2 YN ——弯曲寿命系数 YX——尺寸系数取 1 SF——安然系数取 1.3 YN1 YN 2 1 [ F1]= Y Flim1 NYX / SF 353.85N / mm2 [ F2 ]= Flim2YNYX / SF 300N / mm2 4) 齿要弯曲疲惫强度校核估计 F =2KT1YFaYSaY /bd1m [ F ] YFa ——齿形系数 YFa1 =2.4 YFa2 =2.25 YSa ——应力改正系数 YSa1 =1.653 YSa2 =1.75 Y ——重合度系数 Y 0.25 0.75 / 0.677 则 F1 =2KT1YFa YSa Y /bd1m= 2*1.56*91600 20*60*2 *2.4*1.653*0.677=319.82 [ F ] F2 =2KT1YFa YSa Y /bd 2m= 2*1.56*91600 20*280*2 *2.25*1.75*0.677=68.93 [ F ] 故齿根弯曲强度足够,知足条件。 传动编制图睹下图 转速图睹下图 主轴转速 4000r/min 至 145r/min 由 AB、BC、CD 正在段贯穿而成,正在电动机的 恒功率区,从 145r/min 降至 30r/min 上图中的 CD 段为恒转矩区。取总作用 η=0.75,则电动机功率 P=5.5/0.75=7.3KW。可用北京数控筑设厂的 BESK-8 型 交换主轴电动机,额定输出功率为 7.5KW。 2.2.4 主传动编制组件的构造体例 正在原有主轴轴承完善、运转寻常的条件下保存原有主轴支柱格式。 保存原机床的主轴手动变速,改制后使其主/运动和进给运动分辩,主电机 的效用为带头主轴扭转。加添一只电磁聚散器,收受数控编制的停机制动信号从 而驾驭原制动安装制动泊车。 正在加工螺纹时,包管主轴每转一转,刀具切确转移一个导程,须主轴脉冲发 生器行动主轴地位信号的反应元件。脉冲产生器采用同轴装置,橡胶管柔性联接, 正在告终角位移信号传达的同时,能招揽车床主轴的个别振动,从而使主轴脉冲发 生器转动平.稳,传达信号切确。 数控车床主轴带传动变速频频用众楔带和同步带。同步带又称为同步齿形 带,按齿形区别可分为梯形齿同步带圆弧齿同步带两种。个中梯形齿众用正在 转速不高和小功率动力传动中,圆弧齿众用正在数控加工中央等条件较高数控 车床主运动传动编制中。选用 H 型梯形齿同步带。 查阅手册选两梯形齿同步带用带轮为 Z1:Z2=22:44,带宽为 50.8mm,小带轮 节圆为 80mm, 大带轮节圆为 194mm。带高 4.3mm 齿高 2.29mm 节距 12.7mm。



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