LVD30倒立式数控车床的Y轴设计.docx

《LVD30倒立式数控车床的Y轴设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LVD30倒立式数控车床的Y轴设计.docx（39页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、-多科毕业裕女f;题目：倒立式数控车床的Y轴设计.一柘融淞丽此为WOrd版本，下载后可直接复制粘贴，需哽的可以放心下载4一；带格式的：南币院（系）名-名+机电工程学院学生姓名：赵子龙号20192133专业？机械设计制-造及其自动化捱导教师姓名-：高阳、R承家论文提交时间:此为Word版本，下载后可直接复制粘贴，需要的可U放心2色北方学本科中业论文（设计）1.VD30倒立式数控车床的Y轴设计摘要本论文以倒立式数控车床的Y轴设计为研究对象，旨在通过对该轴的设计和优化，提高机床的精度和稳定性，以更好地满足工业加工的需求。首先，本论文对数控车床的基本结构和功能进行了介绍，分析了数控车床的现状和存在的问

2、题。然后，重点探讨了倒立式数控车床的Y轴设计方案，包括选材、加工工艺、运动参数等方面，对其进行了详细的分析和讨论。通过运用力学分析方法，构建了Y轴运动模型，研究了轴承和导轨悬挂方式的影响，并建立了相应的数学模型进行仿真分析。在结合实际制作过程中的工艺流程和经验教训的基础上，本论文提出了一种新型的Y轴设计方案，其中采用了新型的线性导轨、高精度轴承和直线电机等新型零部件，全面提升了倒立式数控车床的性能和稳定性。最后，本文介绍了实验研究结果和数据分析，证明新型的Y轴设计方案在机床加工精度和生产效率方面有了明显的提升。同时，本文还对未来的研究方向和问题进行了展望和分析，为倒立式数控车床的Y轴设计和制造

3、提供了理论和实践上有益的参考。关键词：数控加工中心：伺服系统：进给系统北方艮牍大学本科中业论实，设+YAXISDESIGNOF1.VD30INVERTEDCNC1.ATHEAbstractThispapertakestheY-axisdesignofaninvertedCNClatheastheresearchobject,aimingtoimprovetheaccuracyandstabilityofthemachinetoolthroughthedesignandoptimizationofthisaxis,inordertobeltermeettheneedsofindustrialpr

4、ocessing.Firstly,thispaperintroducesthebasicstructureundfunctionsofCNClathes,analyzesthecurrentsituationandexistingproblemsofCNClathes.Then,thefocuswasonexploringtheY-axisdesignschemeoftheinvertedCNClathe,includingmaterialselection,processingtechnology,motionparameters,etc.,andadetailedanalysisanddi

5、scussionwereconductedonit.Byusingmechanicalanalysismethods,aY-axismotionmodelwasconstructed,andtheinfluenceofbearingandguiderailsuspensionmethodswasstudied.Basedontheactualproductionprocessandlessonslearned,thispaperproposesanewY-axisdesignscheme,whichadoptsnewlinearguides,high-precisionbearings,and

6、linearnprehensivelyimprovingtheperformanceandstabilityofinvertedCNClathes.Finally,thisarticleintroducestheexperimentalresearchresultsanddataanalysis,provingthatthenewY-axisdesignschemehassignificantlyimprovedthemachiningaccuracyandproductionefficiencyofthemachinetool.Atthesametime,thisarticlealsopro

7、spectsandanalyzesfutureresearchdirectionsandproblems,providingusefultheoreticalandpracticalreferencesfortheY-axisdesignandmanufacturingofinvertedCNClathes.KeywordsInvertedCNClathe;Y-axisdesign目录第一章绪论321.】研究意义321.2国内外研究现状321.2.1 国外研究现状321.2.2 国内研究现状431.3毕设内容和方法431.3. 1毕设内容431.3.2研究方法43第二章Y轴设计方案542.1设

8、计要求及参数542.2设计方案54第三章伺服驱动装置的设计873.IY轴及伺服系统的设计要求873.2伺服系统的设计873. 2.1伺服电机的选型874. 2.2传动变速系统的设计1095. 2.3Y轴轴承的选择12446. 2.4齿轮的验算及轴承的校核1343第四章机械传动机构的设计16154.1滚珠丝杠的设计164. 2丝杠支撑方式16-ke4 .3计算负载惯量且共5 .4计算空教时的转矩18-W4. 5伺服系统增益18477. 6验算精度19+8第五章Y轴系统校核22205.1模数的估算22305. 2校核齿轮22205. 2校核齿轮强度23215. 3传动键的校核225. 4.丝杠处轴

9、承的校核25238. 5Y轴联轴器选型2725第六章有限元分析29278.1 有限元分析的目的269. 2分析过程29?10. 4滚珠丝杠的分析结果3129第七章结论与展望31致谢33第一章绪论随着制造业的快速发展，数控机床作为一种高效、高精度的工具机，已经广泛应用于各个领域。数控车床作为数控机床中的一种重要形式，具有自动化程度高、精度高、生产效率高的特点，成为现代制造业中不可缺少的工艺手段。其中Y轴作为数控车床的一个重要轴线之一，其性能优劣直接影响到机床的加工精度和稳定性。因此，对于数控车床Y轴的设计和优化已经成为了当前数控机床研究领域的一个热点问题。本文以倒立式数控车床的Y轴设计为研究对象

10、，旨在通过对该轴的设计和优化,提高机床的精度和稳定性，以更好地满足工业加工的需求。11研究意义随着我国机械零件制造业的发展，机械自动化加工和高效复合的加工越来越受到关注，如今全球经济不景气，工厂的订单得不到改善，而如果不改善这种僵局，势必会影响企业的竞争力。我们平时看到的机床般都是卧式机床，而1.VD30倒立式数控机床是一款集X,C,Z三轴一身的加工中心。本设计以自主创新为主，在突破1.VD30倒立式数控机床的关键技术上，生产出更加精确的机械零件，并实现该类产品模块化和系列化以满足不同用户的不同加工需求。1.2国内外研究现状1.2.1 国外研究现状数控车床在国外的发展已经非常成熟，主要表现在以

11、下几个方面：1 .技术水平不断提高：国外数控车床的技术水平不断提高，不仅在精度、速度、稳定性等方面有了很大的进步，而且在智能化、自动化、柔性化等方面也有了很大的发展。2 .应用领域不断扩大：国外数控车床的应用领域不断扩大，不仅在传统的机械加工领域得到广泛应用，而且在航空、航天、汽车、电子、医疗等高科技领域也得到了广泛应用。3 .产品结构不断优化：国外数控车床的产品结构不断优化，不仅在机身结构、传动系统、控制系统等方面有了很大的改进，而且在刀具系统、夹具系统、冷却系统等方面也有了很大的改进。4 .服务体系不断完善：国外数控车床的服务体系不断完善，不仅在售前、售中、售后等方面提供了全方位的服务，而

12、且在培训、技术支持、备件供应等方面也提供了全面的支持。总之，国外数控车床的发展已经非常成熟，不仅在技术水平、应用领域、产品结构、服务体系等方面有了很大的进步，而且在市场占有率、品牌影响力等方面也处于领先地位。1.2 .2国内研究现状我们国家在近几年的发展中，掌握了一些关键的技术后为我国自动化加工取得了有效的进步，超精密加工技术也越来越熟练，为了更好的促进我们国家车床的发展，国内研究的机床正在朝着精密、复合和智能行数控技术靠拢。1.3 毕设内容和方法1.3.1 毕设内容本设计在1.VD30倒立式数控车床现有X、Z、C轴基础上，扩展1.VD30倒立式数控车床使用范围，设计合理的Y轴结构,包括提出设

13、计方案、主轴电机选型、联轴器选型、刀具夹头设计、支撑结构设计等内容，针对磨削机构课程存在支撵结构、主轴等刚度不足等问题，能够装夹钻头、铳刀和丝锥，使该机床具有铳削、钻削和攻丝的功能。1.3.2研究方法首先，通过对数控车床基本结构和功能的介绍，以及倒立式数控车床Y轴设计方案的探讨，我们对Y轴运动模型进行了构建和分析，并建立了相应的数学模型进行仿真分析。同时，结合实际制作过程中的工艺流程和经验教训，提出了一种新型的Y轴设计方案，采用新型零部件对机床进行了升级和性能优化。其次，我们通过实验结果和数据分析，验证了新型Y轴设计方案在机床加工精度和生产效率方面的明显提升。这种理论研究和实验验证相结合的方法

14、可以全面地评估整个研究过程，提高了研究结果的可靠性和准确性。第二章Y轴设计方案2.1 设计要求及参数1 .1.1设计要求（1）设计1.VD30倒立车的Y轴结构扩展1.VD3O倒立式数控车床使用范围，设计合理的Y轴结构，包括提出设计方案、主轴电机选型、伺服驱动系统的设计、联轴器选型、刀具夹头设计、支撑结构设计等内容，能够装夹钻头、铳刀和丝锥，使该机床具有铳削、钻削和攻丝的功能。2 2）Y轴误差分析及改进针对磨削机构课程存在支掾结构、主轴等刚度不足等问题，分析导致工件铳削、钻削和攻丝误差的原因，通过理论计算或者有限元分析方法，提出改进和优化设计的方案。3 3）Y轴建模及运动分析应用计算机辅助设计的

15、方法，对优化后的设计方案和结构进行零件三维建模、装配、运动干涉检查、运动分析，验证设计可行的条件下，导出工程图。4 .1.2设计参数根据设计要求，给定设计参数如表2.3所示。表2.3设计参数进给力进给速度快速进给摩擦系数进给系统拖板质量进给系统定位精度要求1196N10-50011mnin1500mmmin0.042000N0.012300mm2.2设计方案鉴于1.VD3O数控车床对各项操作的高要求，以及可供选择的多种方案，如针对伺服驱动，机械传动等设备工件动作，展开了全面研究，本文指出了两种设计方案，并对它们的优缺点进行了综合评估，最终确定了最优设计方案。图2.31.VD30机床原设计图设计方案的构造，具体如下示意三维图。图2.41.VD30机床拟采用设计方案图为了实现1.VD30数控机床在Y轴方向的加工，本文采用用滚柱丝杠实现加工中心(Y)轴伺服进给装置。直流伺服电动机经锥环无键联轴器，十字滑块联轴器将运动传给丝杠，使得工作台作纵向进给运动。在Y轴原有的基础上，还可以将Y轴固定座上面在添加一个X轴方向的运动，不论被加