数控转台的设计及关键部件研究开题报告

 2022-10-01 20:59:28

1. 研究目的与意义

背景:近年来,随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要,对高档数控机床提出了急迫的大量需求。机床制造业是一国工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段,是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家,也无不高度重视。机床是一个国家制造业水平的象征。

意义:数控回转工作台是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台,它作为卧式加工中心、复合机床等装备机械的核心部件之一,随着新技术的不断发展,其设计制造业在不断创新,从而达到高精度、高效率、高可靠性、低成本的目的。数控回转工作台其外形和通用工作台几乎一样,但它的驱动是伺服系统的驱动方式,可以与其他伺服进给轴联动,从而加工出各种球、圆弧曲线等,从而可以实现精确的自动分度,扩大了数控机床加工范围,提高了加工效率,完成更多的工艺,它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成,并可进行间隙消除和涡轮加紧,是一种很实用的加工工具。

2. 课题关键问题和重难点

本次工作的重点是要了解工作台的内部结构和工作原理。设计过程中要保证结构的合理性和考虑各个部件的性能寿命等问题,在保证正常情况下满足机床传递动力要求,满足机床工作性能要求,满足产品设计经济性要求,调整维修方便,结构简单、合理,便于加工和装配,防护性能好,使用寿命长。而且要保证抗振性好,不会因摩擦自振而引起传动件的抖动或冲击噪声,有做够的刚度。

本次工作的难点:分度工作台、数控回转工作台都广泛采用涡杆涡轮传动。涡轮副的啮合侧隙对其分度定位精度影响最大,因此消除涡轮副的侧隙就成为数控回转工作台的关键问题。一般在要求连续精确分度的机构中(如齿轮加工机床、数控三维,回转工作台等)或为了避免传动机构因承受脉动载荷(如断续铣削)而引起扭转振动的场合往往采用双螺距渐厚涡杆,以便调整啮合侧隙到最小限度。

3. 国内外研究现状(文献综述)

1.研究现状:一个国家的繁荣与其先进制造业密切相关,然而制造是离不开先进机器作为辅助,机床包括床身、立柱、工作台、进给机构等机械部件。工作台作为数控机床的重要组成部分,也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的XY工作台,到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。为了满足现代制造业的发展,也为了环境的要求,一作台的驱动装置从原来的机械驱动变为液旅驱动,现在更多的采用了气动装置,更好的保护了环境,节约了资源。由于工作台是一台机床的关键配套部件,因此世界各国都有对其进行研究,我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。目前工作台的种类繁多,传统的工作台只能安装在某一指定机床上,伴随着科技的与时俱进,它们的功能也由传统单一性向现代的多功能性方向发展,现在一些工作台,它不仅可以安装在钻床上,还可以安装在铣床和镗床等机床上。并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴,大大提高了机床的性能。例如:我国生产机床工作台的公司之一的烟台恒力数控机床附件有限公司生产的HLTK14系列数控可倾回转工作台,它可以实现用于数控机床和加工中心机床上,可利用原机床的两个控制坐标控制转台的回转和倾斜,也可直接利用本转台配套的数控装置与机床联接完成所需的工作循环。它可以完成任意角度的孔、槽、平面类机械加工,以及曲线、凸轮等的加工,并可达到较高的精度。另外也可用于非数控钻、铣、镗类机床上,独立完成等分和不等分的角度分度工作。国外工作台的功能与我国所生产的工作台功能基本相似,但是在其精度方面,国外的一些公司所生产的工作台要略高于我国所生产的工作台。因此我国与国外相比,还是有一定的差距,因此我们要借助时代的步伐,与时俱进,开拓创新,使我国成为具有领先技术的综合性强国。

2.发展趋势:数控车床今后将向中高挡发展,中档采用普及型数控刀架配套,高级采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,预计近年来对数控刀架需求量将大大增长。然数控回转工作台更有发展前途,它是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台,它常被应用于卧式的镗床和加工中心上,可前进加工效率,完成更多的工艺,它重要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成,并可进行间隙打消和蜗轮加紧,是一种很实用的加工工具。目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上,它的总的发展趋势是:

(1).在规格上将向两头延伸,即开发小型和大型转台;

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4. 研究方案

本课题的主要任务是研究数控回转工作台的工作原理完成其总体方案设计,采用PRO/E软件完成机械结构设计,并通过AnsysWorkbench仿真软件完成蜗轮蜗杆的静力学分析、轴承的静力学分析和疲劳分析。为了完成本课题的设计,必须要在设计之前做好准备工作,首先是搜集、查找和分析相关的资料,主要包括数控机床的发展历史、发展趋势、基本结构和设计思路。然后通过资料掌握数控回转工作台的常规设计方法,确定总体设计方案,并进行数控回转工作台的三维结构设计及装配,建立蜗轮蜗杆三维有限元模型并静力学分析,完成轴承有限元静力学分析、疲劳分析,完成结构设计说明书的撰写等。

本课题是对数控机床回转台的设计。总体设计方案就是针对数控回转工作台,在选定工艺和结构方案基础上进行方案设计。成果包括:

1、数控转台三维模型

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5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译,收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第1周完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。

第2周查阅文献资料,撰写开题报告。

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