【摘要】：傳統(tǒng)螺旋槽的加工是用車床經(jīng)過(guò)多次車削完成的,這種方法不但效率低、能耗大,而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。機(jī)床的數(shù)控化改造可以使企業(yè)獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益,因此,有必要對(duì)傳統(tǒng)廢舊車床進(jìn)行數(shù)控化改造。本論文的主要研究任務(wù)是將一臺(tái)廢棄的普通車床改造成一臺(tái)專門用來(lái)銑削大導(dǎo)程螺紋槽的數(shù)控旋風(fēng)銑床。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外螺紋旋風(fēng)銑削技術(shù)和設(shè)備研究現(xiàn)狀,通過(guò)分析改造后要達(dá)到的技術(shù)要求,分別對(duì)機(jī)械傳動(dòng)和控制系統(tǒng)關(guān)鍵部分提出了總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)改造中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析。接著,對(duì)機(jī)械傳動(dòng)關(guān)鍵部件做了設(shè)計(jì)與計(jì)算,主要包括傳動(dòng)方案的擬定,機(jī)床導(dǎo)軌的再制造修復(fù),三個(gè)進(jìn)給方向滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)等的選型等,并繪制了進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的裝配圖。最后,控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)是緊緊圍繞系統(tǒng)的輸入輸出量展開的,根據(jù)改造要求,采用單片機(jī)控制,設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)主板原理圖和顯示鍵盤原理圖。軟件方面,基于逐點(diǎn)比較的插補(bǔ)原理,繪制了螺旋槽插補(bǔ)程序框圖,并編寫了源程序。文章結(jié)尾對(duì)各芯片做了調(diào)試,并驗(yàn)證了螺旋槽插補(bǔ)程序的正確性。普通車床改造成三坐標(biāo)數(shù)控旋風(fēng)銑床的實(shí)例表明,機(jī)床的再制造具備一定的可行性,同時(shí),改造后的機(jī)床可以提高加工效率和加工精度,從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境層面看,數(shù)控化改造后的旋風(fēng)銑床可以降低勞動(dòng)成本,減少能源消耗,符合綠色設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展理念。
【圖文】：

1.1 研究背景滾珠絲杠副于 1874 年在美國(guó)獲得專利，距今已有近 150 年了，由于其具有精度高、同步性好、磨損小、壽命長(zhǎng)等綜合優(yōu)良性能，1961 年，日本的 NSK開始將滾珠絲杠副運(yùn)用在機(jī)械設(shè)備中[1]，至此，滾珠絲杠副在航空航天、汽車等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為高新制造行業(yè)的關(guān)鍵零部件之一[2]。同控機(jī)床和其他自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展，也極大促進(jìn)了滾珠絲杠副加工技術(shù)的提高滾珠絲杠副主要由絲杠、螺母和滾珠鏈組成，如圖 1.1 所示，絲杠上印有螺，螺紋槽是滾珠絲杠副的核心特征，它在很多方面起著重要作用，比如速度力、同步和定位功能等[3]。傳統(tǒng)的螺紋加工一般采用粗車和精車相結(jié)合的方種加工方式工序多，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，需要多次裝夾、對(duì)刀，誤差大，，致使加工定，加工精度和加工效率都比較低。用傳統(tǒng)加工方法生產(chǎn)螺紋件已不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求。如何提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化工藝參數(shù)，改進(jìn)方法，成為制造型企業(yè)面臨的難題。目前滾珠絲杠副螺紋加工方法主要有磨術(shù)、滾軋成型和旋風(fēng)銑削三種。

第一章 緒 論內(nèi)旋風(fēng)銑削時(shí)，如下圖 1.2 a 所示，銑刀均勻布置于銑刀盤內(nèi)側(cè)，且銑刀盤軸線與待加工零件軸線不重合，且存在一定夾角，此夾角即為螺紋的螺旋升角 β。銑削過(guò)程中，銑刀盤帶動(dòng)銑刀高速旋轉(zhuǎn)，一般線速度可達(dá) 400m/min，工件則與銑刀盤同向低速旋轉(zhuǎn)[8]，工件每旋轉(zhuǎn)一周，刀盤在軸線方向進(jìn)給一個(gè)螺紋導(dǎo)程，這樣就實(shí)現(xiàn)了螺紋槽的加工成型[9]。由于刀盤軸線與工件軸線并不重合，所以加工過(guò)程中始終只有一把銑刀參與工作，而且加工區(qū)域的位置幾乎不變，一次走刀即可完成工件的螺紋滾道成型[8]。銑削過(guò)程中，切削的厚度呈現(xiàn)由小到大再由大到小的周期性變化，切削的寬度則由小變大，直至切削完成。由于刀盤與工件存在一定的偏心量，單次作業(yè)刀具數(shù)量唯一，使得刀具切換過(guò)程中留有充分的散熱空間和散熱時(shí)間，在延長(zhǎng)刀具工作壽命的同時(shí)也提高了工件的表面質(zhì)量[10]。旋風(fēng)銑削工藝中切屑會(huì)帶走大部分的切削熱，使工件的溫升和熱變形不至于太大。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG547

【參考文獻(xiàn)】

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2 賈振旭;蘇保平;劉輝;;數(shù)控旋風(fēng)銑床上工件多點(diǎn)支撐的控制方法[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2015年08期

3 曹勇;王禹林;馮虎田;;大型螺紋硬態(tài)旋風(fēng)銑削的表面粗糙度試驗(yàn)研究[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2015年01期

4 賀俊雅;李艷培;;機(jī)床導(dǎo)軌誤差對(duì)加工品質(zhì)的影響探討[J];河南科技;2014年23期

5 金明輝;;探究車床導(dǎo)軌修復(fù)技術(shù)革新[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2014年25期

6 梅峰;賈春凱;;南京彩云:旋風(fēng)銑削專家——訪南京彩云機(jī)械電子制造集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)孫秋云[J];金屬加工(冷加工);2014年11期

7 曾杰;賴祥智;盧劍峰;吳劍;吳彥釗;;旋風(fēng)銑多齒機(jī)夾式刀具的設(shè)計(jì)[J];預(yù)應(yīng)力技術(shù);2013年01期

8 鄧順賢;;大型數(shù)控外螺紋旋風(fēng)銑床的設(shè)計(jì)開發(fā)[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2012年12期

9 金娜;王禹林;馮虎田;;大型旋風(fēng)銑床銑頭系統(tǒng)熱特性仿真分析[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2011年11期

10 尹輝俊;潘宇;畢齊林;何云峰;;專用旋風(fēng)銑床的振動(dòng)測(cè)試分析及其加工工藝改進(jìn)[J];現(xiàn)代制造工程;2011年10期

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2 張春建;大型螺紋旋風(fēng)銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)與旋銑系統(tǒng)建模與優(yōu)化[D];南京理工大學(xué);2012年

3 譚立新;五軸聯(lián)動(dòng)旋風(fēng)銑削機(jī)床切削運(yùn)動(dòng)仿真及誤差補(bǔ)償研究[D];中南大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2613118