机械设计制造开题报告.doc

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1、XPANTECHNOLOGICALUNIVERSITY毕业设计（论文）开题报告题目：数控车床纵向进给伺服传动系统的设计院（系）机电工程学院专班姓学导业一机械设计制造及其自动化级名080209108高红红2012年3月8日一•毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1•题目背景及究意义过去，在我国大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。数控机床比传统机床有以

2、下突出的优越性，由于计算机可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面；可以实现加T的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3〜7倍；由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行；加丁零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需耍〃修配〃；可实现多工序的集屮，减少零件在机床间的频繁搬运；拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。2.国内外相关研究情况当前，我国数控机床产业面临的挑战是国内市场占有率偏低。据有关资料

3、表明,1999年国产数控机床的市场占有率仅为38.88%。造成这种严峻的形势，除客观原因外，主要是产品的质量、可靠性不过硬。“十五”期间，我国机械制造工业正朝着精密化、柔性化、集成化、自动化、智能化方面迅速发展，国内数控机床需求强劲,我国数控机床产业适逢极好的发展机遇。然而，我国加入WT0后，国外生产的数控机床将会更多的进入我国市场，币场竞争更为激烈。提高国产数控机床市场占有率，关键在于提高质量和可靠性。儿年来，经过对国内外数控机床的机械结构剖析和使用性能的调研，探索和总结了数控机床机械结构设计和制造的新技术。数控车床改造设计在国外已发展成一个

4、新兴的工业部门。早在20世纪60代已经开始迅速发展，并乂专门的企业经营这门业务。其发展的原因是多方面的：首先是技术原因。随着社会生产力的巨大发展，要求制造技术向自动化及精密化前进。并且刀具材料和电子技术也有了很大进步，反映到控制系统中，它即能帮助机床自动化乂能提高加工准确度。这些技术进步和高生产率耍求，精密加工和型面加工的增多等，突岀了旧机床技术改造的必要性及迫切性。其次是经济原因。经统计采用改造设计技术加以现代化比Z更新设备可节约50%的资金。这不仅为资金不充沛的小企业技术改造开创了新路，而且对实力雄厚的大型金业也极具吸引力。第三是市场原因。

5、因为许多国家冃前还无能力史新所需的数控机床数量。因此改造就成为满足机床市场需求的主耍补助手段。第四是生产上的原因。在工业生产中，多品种、中批量及小批量生产是现代机械制造业的基本特征。不难看出，完成这些生产任务数控机床是最佳选择。基于以上原因，要实现我国的生产现代化，将我国现有一部分普通机床实现自动化和精密化，改造是必由Z路。本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施1.本设计的主要内容本设计为纵向进给运动的设计，设计内容主耍包括：确定系统的负载，确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力矩机计算，确定伺服电机等。设计时要求

6、电机与丝杠采用柔性连接，电机选用伺服电机对电机的大小选择进行验证，对滚珠丝杠直径及支承形式选择进行强度较核。设计与生产实际相结合，既耍满足理论耍求，乂要满足生产现实实际。设计应遵循先易后难、先局部后全局的规律，确定设计步骤时，丿应把整个数控车床Z向进给传动系统分成若干个子系统进行，待各系统基木合理后再互联完成全系统丁•作。设计的产品应高效经济。2.纵向进给传动系统拟采用的研究方案在此提出三种不同方案：下图为方案结构简图（从上到下依次为方案一二三）图11.进给驱动电动机类型数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装萱是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和

7、交流伺服电机Z分。1・1・直流伺服电机直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火屁而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。1.2.交流伺服电机交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平

8、台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基丁网络的伺服控制成为可能。2.传动类型数控车床进给传动系统