【摘要】：傳統螺旋槽的加工是用車床經過多次車削完成的,這種方法不但效率低、能耗大,而且工人勞動強度大。機床的數控化改造可以使企業(yè)獲得可觀的經濟效益,因此,有必要對傳統廢舊車床進行數控化改造。本論文的主要研究任務是將一臺廢棄的普通車床改造成一臺專門用來銑削大導程螺紋槽的數控旋風銑床。本文首先介紹了國內外螺紋旋風銑削技術和設備研究現狀,通過分析改造后要達到的技術要求,分別對機械傳動和控制系統關鍵部分提出了總體設計方案,并對改造中可能出現的問題進行了分析。接著,對機械傳動關鍵部件做了設計與計算,主要包括傳動方案的擬定,機床導軌的再制造修復,三個進給方向滾珠絲杠螺母副、步進電機等的選型等,并繪制了進給運動的裝配圖。最后,控制系統硬件電路的設計是緊緊圍繞系統的輸入輸出量展開的,根據改造要求,采用單片機控制,設計了控制系統主板原理圖和顯示鍵盤原理圖。軟件方面,基于逐點比較的插補原理,繪制了螺旋槽插補程序框圖,并編寫了源程序。文章結尾對各芯片做了調試,并驗證了螺旋槽插補程序的正確性。普通車床改造成三坐標數控旋風銑床的實例表明,機床的再制造具備一定的可行性,同時,改造后的機床可以提高加工效率和加工精度,從經濟和環(huán)境層面看,數控化改造后的旋風銑床可以降低勞動成本,減少能源消耗,符合綠色設計與制造的發(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、壽命長等綜合優(yōu)良性能，1961 年，日本的 NSK開始將滾珠絲杠副運用在機械設備中[1]，至此，滾珠絲杠副在航空航天、汽車等工業(yè)領域得到了廣泛的應用，成為高新制造行業(yè)的關鍵零部件之一[2]。同控機床和其他自動化設備的發(fā)展，也極大促進了滾珠絲杠副加工技術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]。傳統的螺紋加工一般采用粗車和精車相結合的方種加工方式工序多，耗費時間長，需要多次裝夾、對刀，誤差大，，致使加工定，加工精度和加工效率都比較低。用傳統加工方法生產螺紋件已不能滿足社會發(fā)展的需求。如何提高加工效率，降低生產成本，優(yōu)化工藝參數，改進方法，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、滾軋成型和旋風銑削三種。

第一章 緒 論內旋風銑削時，如下圖 1.2 a 所示，銑刀均勻布置于銑刀盤內側，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。銑削過程中，銑刀盤帶動銑刀高速旋轉，一般線速度可達 400m/min，工件則與銑刀盤同向低速旋轉[8]，工件每旋轉一周，刀盤在軸線方向進給一個螺紋導程，這樣就實現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]。銑削過程中，切削的厚度呈現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)刀具數量唯一，使得刀具切換過程中留有充分的散熱空間和散熱時間，在延長刀具工作壽命的同時也提高了工件的表面質量[10]。旋風銑削工藝中切屑會帶走大部分的切削熱，使工件的溫升和熱變形不至于太大。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG547

【參考文獻】

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本文編號：2613118