立式加工中心z轴进给传动设计与仿真学士学位论文.doc
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1、摘要装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业(如:信息技术及其产业,生物技术及其产业,航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术则是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。数控机床技术的发展自
2、1953年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床算起,至今已有53年历史了。20世纪90年开始,计算机技术及相关的微电子基础工业的高速发展,给数控机床的发展提供了一个良好的平台,使数控机床产业得到了高速的发展。我国数控技术研究从1958年起步,国产的第一台数控机床是北京第一机床厂生产的三坐标数控铣床。虽然从时间上看只比国外晚了几年,但由于种种原因,数控机床技术在我国的发展却一直落后于国际水平,到1980年我国的数控机床产量还不到700台。到90年代,我国的数控机床技术发展才得到了一个较大的提速。目前,与国外先进水平相比仍存在着较大的差距。 总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世
3、界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。加工中心:是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。在中国香港,台湾及广东一代也有很多人叫它电脑锣。工件在加工中心上经一次装夹后,数字控制系统能控制机床按不同工序,自动选择和更换刀具,自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能,依次完成工件几个面上多工序的加工。并且有多种换刀或选刀功能,从而使生产效率大大提高。加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具,使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预,当机床开始程序后,它将一直运行到程序结束。关键词: 数控机床; 进给传动系统;
4、滚珠丝杠; 仿真 abstractIndustrial equipment technical level and the modernized degree determines the level and degree of modernization in the whole national economy, numerical control technology and equipment is the development of high-tech industries and high-tech industries (such as: Information Industr
5、y and information technology, biological technology and industry, aeronautics and Astronautics, national defense industry and trade industry) enabling technology and the most basic equipment, manufacturing technology and equipment is the most basic means of production of human production and activit
6、y, and numerical control technology is todays advanced manufacturing technology and equipment, the core technology. CNC technology widely used for manufacturing countries in the world today, in order to improve the high manufacturing capacity and level, improve the ability to adapt to the dynamic ch
7、angeable market and competition ability. In addition, all industrial countries in the world will also list and CNC numerical control technology and equipment for the strategic materials of the country, not only to take significant measures to develop their own numerical control technology and indust
8、ry, and in sophisticated key technology and equipment of numerical control of our country to implement policy of closures and restrictions.The development of CNC machine tool technology since 1953 the United States developed the first three coordinate lifting mode of CNC milling machine, so far has
9、53 years history of 20 century 90 years, the rapid development of computer technology and the microelectronic industrial base, to the development of CNC machine tool provides a good platform, the CNC machine tool industry has been rapid development. CNC technology research in our country started in
10、1958, domestic the first CNC machine tools is Beijing first machine tool plant production of three axis NC milling machine. Although from time to time to see only later than abroad for a few years, but due to various reasons, CNC machine tool technology in the development of our country is a Straigh
11、t after on the international level, in 1980, Chinas output of CNC machine tools is not to 700 sets. In the 1990s, Chinas CNC machine tool technology development got a larger speed. At present, with foreign advanced level compared to still exist large gap.In short, vigorously develop the CNC technolo
12、gy as the core of advanced manufacturing technology has become the worlds developed countries to accelerate economic development, improve the comprehensive national strength and the national status of an important way.Machining center: with a knife library and automatically change the knife device i
13、s a highly automated multi function CNC machine tools. In Hong Kong, China, Taiwan and Guangdong generation also many people call it the computer gongs. Workpiece in machining center by a clamping, the digital control system can control the machine tool according to not the same process, automatic s
14、election and replacement of cutting tools, automatically change spindle speed, feed rate and tool relative workpiece trajectory and other auxiliary functions, in order to complete the process of the workpiece surface processing. And there are a variety of change knife or knife selection function, so
15、 that the production efficiency is greatly improved.Machining center equipped with because of the knife and can automatically replace the tool and the workpiece in a fixture can complete the processing of multi process. Processing centers do not require human intervention, when the machine tool to s
16、tart the program, it will have to run to the end of the process.Key words: CNC machine tool; feed drive system; ball screw;simulation目 录第1章概述 11.1课题的背景112国内外相关产品及研发现状 413主要研究内容及技术路线6第2章滚珠丝杠螺母副72.1滚珠丝杆副及其支承的选取72.2计算 7第3 章伺服电机193.1伺服电机的选型 193.1.1电机负载扭矩计算 193.1.2 惯量匹配计算203.2伺服定位精度的验证 213.2.1 机械传动装置刚度计算
17、 213.2.2 伺服刚度计算22第4章仿真分析 234.1机电进给系统综合结构图 234.2仿真分析234.2.1理想线性状态的仿真分析 234. 2. 2具有摩擦非线性因素的仿真分析 24参考文献 26致谢29沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第1章 概述第1章 概述1.1课题的背景制造业直接体现了一个国家的生产力水平,是区别发展中国家和发达国家的重要因素。制造业是我国国民经济的支柱产业,是我国经济增长的主导部门和经济转型的基础,是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力的集中体现:作为过去20多年我国综合国力提高的主要标志。我国已经成为装备制造业大国,但产业大而不强、自主创新能力薄弱、自主创新
18、产品推广应用困难等问题依然突出。应该看到,我国目前正处于扩大内需、加快基础设施建设和产业转型升级的关键时期,对先进装备有着巨大的市场需求。因此,提高中高档数控机床的市场竞争力是机床行业转型升级的首要任务。必须采取有效措施加快产业结构调整,推动产业优化升级,加强技术创新,促进装备制造业持续稳定发展,为我国经济平稳较快发展做出贡献。数控机床作为现代装备制造业的关键装备,其产量和技术水平在某种程度上代表了国家的工业现代化水平和竞争力。我国数控机床的技术水平、性能和质量与装备制造业发达国家还有很大差距,高档数控机床及功能部件大多依靠进口,同时,数控机床作为国防军工的战略装各,是各种武器装备最重要的制造
19、母机,是国防军工装备现代化的重要保证口。因此,一些发达国家把高性能数控机床作为战略物资严加控制,限制我国进口。根据中国机床工具工业协会市场部提供的国际招标信息,中国机床工具工业协会分会对2012年13月份通过国际招标采购的加工中心总量、产品分类占比、产品水平和价格方面、用户及制造商情况进行了统计分析。进一步了解了市场需求,为企业有针对性地开发新产品并积极参与国际招标竞争起到引导作用。根据国际招标采购加工中心汇总表,2012年13月,加工中心中标项目共有153项,中标数量为314台,产品金额总计469624万美元。各类加工中心中标情况见表11。表11 各类加工中心中标情况产品分类中标数量产品数额
20、(万美元)金额占比%卧式加工中心-生产线617857.7538.0%卧式加工中心16611945.9825.4%龙门加工中心277255.6815.5%其它加工中心504467.609.5%立式加工中心-生产线22544.215.4%立式加工中心612435.385.2%其它加工中心-生产线2455.81.0%总计31446962.4100%2012年13月份通过国际招标采购的314台加工中心,分布在13个国家和地区。以金额计算,德国中标额最大,达到24387万美元,占中标总额的5193;日本中标额排第2,为1385606万美元,占中标总额的295;法国排名第3,中标额为206544万美元,占
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