简易数控铣床零部件设计最终版.doc

1、 本 科 毕 业 论 文（设 计） 题目（中文） 简易数控铣床零部件设计 （英文） Simple CNC Milling Machine Parts Design 学 院 信息与机电工程学院 年级专业 2008 级 机械设计制造及其自动化 姓 名 学 号 指导老师 完 成 日 期 2012 年 4 月 XXX 大学本科毕业论文（设计） 诚信声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目简易数控铣床零部件设计是本人在指导教师的指导下 ，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作

2、品成果。本人完全意识到本声明 应承担的法律责任。 作者签名： 日期： 年 月 日 上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表 学生姓名 学号 专业 机械设计制造及其自动化 学 院 信息与机电工程学院 指导教师姓名 /职称 /副教授 题 目 简易数控铣床机械部件设计 本选题的意义及国内外发展简况： 机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展

3、和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品 向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点： 1.适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控

4、机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新 工件加工。 2.加工精度高； 3.生产效率高； 4.减轻劳动强度，改善劳动条件； 5.良好的经济效益； 6.有利于生产管理的现代化。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的 1/10 左右，差距太大，急待改造。 旧机床的

5、数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、 PC 技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要， 又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。 1984 年，我国开始生产经济型数控系统，

6、并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。 随着社会生产和科学技术的发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型。特别是在宇航、造船、军事等领域所需的零件，精度要求高，形状复杂，批量小。普通机床已不能适应这些需求。为了满足上述要求，一种新型的机床 数字程序控制机床（简称数控机床）应运而生。 最早进行数控机床研制的是美国人。 1952 年，美国麻省理工学 院成功地研制出一套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的数控机床。但这台数控机床仅是一台试验性的机床，当时用的电子元件是电子管。直到 1954 年 11 月，第一台工业用的数控机

7、床才生产出来。 从此以后，世界上其他一些工业国家也多开始开发、生产及应用数控机床。我国数控机床的研制是从 1958 年起步的。 1965 年国内开始研制晶体管数控系统。从 70 年代开始，数控技术广泛应用于车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工、点加工等领域，数控加工中心在上海、北京研制成功。在这一时期，数控线切割机床由于结构简单，使用方便、价格低廉，在模具加工中得到 了推广。 80 年代，我国从日本及美国、德国引进一些新技术。这使我国的数控机床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。 1985 年，我国数控机床品种有了新的发展。 早期的数控机床控制系统采用电子管，体积大、功耗高，只在军事部门应用。只有在微处

8、理机用于数控机床后，才真正使数控机床得到了普及。目前数控技术的主要发展趋势是：实现高速度，搞可靠性，高精度，大功率，多功能；采用微处理机和微型计算机，向着增强功能、降低造价、方便使用的目标进展；积极应用计算技术、系统工程理论和控制技术的最新成果，像这综合自动化方向变革。 研究内 容： 1)机构功能 ;2)结构的强度和刚度 ;3)结构的工艺 ;支承部件设计 ;4)主传动部件设计 ;5)进给运动部件设计 研究方法、手段及步骤： 研究方法及手段：从理论出发，在掌握基础知识的前提下借助各种工具书以及实验器材完成研究。 步骤： 1)课题分析 ;2)方案拟定 ,系统总体方案设计 ;3)机械部件结构设计 ;

9、4)电器部件逻辑设计 ;5)整理资料 ,编写设计说明书。 主要参考文献： 数控机床机械结构与设计 作者 :张耀满等编著 页数 :167 出版社 :东北大学出版社 ； 数控机床的机械结构与维修 作者 :韩鸿鸾主编 页数 :281 出版社 :山东科学技术出版社 ； 数控机床原理维护维修技术 数控及机械 制造专业 作者 :杨波主编；技能型紧缺人才培养规划教材编写委员会编 出版社 :海军出版社 等 时间进度： 1 月 10 号 1月 29 号 查阅及收集相关资料 1 月 30 号 2月 29 号 机械部件结构设计 系统分析 2 月 30 号 3月 29 号 主传动运动部件 设计 3 月 30 号 4月

10、 29 号 进给运动部件 设计 4 月 30 号 5月 7 号 机械装配图的绘制和完成论文初稿 学生 （签名） 年 月 日 指导教师意见： 指导教师 （签名） 年 月 日 专业负责人意见： 专业负责人 （签名） 年 月 日 注：本表与毕业论文（设计）一起存档，保存期为四年。 上海师范大学毕业论文（设计）指导记录表 学院 ： 专业 指导教师 学生姓名 学号 毕业论文（设计）题目 日期 指导内容 存在问题 与进 一步改进意见 教师签 名 学生签 名 注：本表由指导教师根据毕业论文（设计）指导工作方案和实际指导情况填写，在指导工作完成后交学院存档，保存期四年。 摘要 如今机械加工行业已经得到了快速发

11、展，在机床设备要求方面也是越来越高 ,并得到了广泛的应用。 1、在机床传动系统中，应用较广泛的传动是同步带传动。它把摩擦传动转换为啮合传动，防止了打滑现象，传动精度高，效率大大提高，传动比大，功率大。 2、丝杠的应用是将旋转运动通过丝母转 变为直线运动 ,由普通丝杠或滚珠丝杠传动，可获得很高的精度和平稳的运动。滚珠丝杠的传动是指丝杠和螺母之间加入适量的滚珠，使丝杠和螺母之间的摩擦由普通丝杠的滑动摩擦改善为滚动摩擦的一种螺旋传动装置。其目的是使旋转运动转变为直线运动，滚珠丝杠传动是由滚珠丝杠、滚珠、螺母、滚珠循环返回装置等零件组成。它的特点是：摩擦力小，逆正效率高；磨损低，寿命长；通过预紧作用可

12、以除去轴向间隙，提高传动精度，也不会自锁。不过，它的缺点是结构较为复杂，工艺性差，成本非常高。 3、轴一般用来支承回转零件，同时也可以传递运动和动力。它的 结构设计即确定它的外形和整个结构尺寸。对轴结构影响的因素有很多，比如在机器中安装位置的不同；作用在轴上的载荷性质和大小的不同；其他零件在轴上的位置和它们之间的联接方式不同；或者是加工工艺和装配工艺的不同等，所以设计轴时，一般没有标准的结构形式。设计时，应由具体情况具体分析。一般对轴的结构设计要求： 1）轴上各零件应有可靠的相对固定； 2）轴和轴上零件有准确的工作位置； 3）形状、尺寸应有利于减少应力集中； 4）良好的制造和安装工艺性。 4、零件的加工应该遵循机械基本的加工顺序：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先 行。零件的检验应按照所需安排，完善的加工工艺体系，可以保证和提高产品的质量，并且会大大提高劳动生产率，降低成本。 关键词： 滚珠丝杠传动 ；同步带传动； 轴 ；粗糙度； 结构设计