龙门式可换头五轴联动加工中心3d设计-论

《龙门式可换头五轴联动加工中心3d设计-论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、摘要本次毕业设计的主要任务是龙门式可换头五轴联动加工中心3D设计。该机床具有很强的数控功能，是高效率高精度加工空间曲面类零件，如各类模具、水轮机和汽轮机叶片、三元流离心压气机、船用螺旋浆和推进器及螺旋锥齿轮的关键设备。可一次装夹工件在多种空间角度进行铣、镗、钻等工序加工，加工各种具有复杂轮廓表面、型腔的工件，可作铣镗、钻孔等加工。广泛适用于各种机械制造业，特别是模具制造业。它可以实现五轴控制、五轴联动，高速运转。主轴电机采用交流伺服驱动系统，可实现主轴的自动无级变速。该部分的主要内容是龙门立柱、床身及进给部件的3D设计。在掌

2、握PRO/E软件的基本功能后，对机床的各部件进行造型设计，然后，进行装配和运动仿真，达到设计的目的。第一章概述第一节加工中心加工中心是有机械设备与数控系统组成的适用于复杂零件加工的高效自动化机床。由于它具有自动换刀能力，能在一次装卡后完成多道工序，如钻、铣、镗、铰、攻螺纹、切内槽等加工，形成多工序自动换刀数控镗铣床，它用于加工各种箱体类、板类复杂零件。各种高精床加工中心，可代替精密坐标镗床，还可作为基础组成柔性制造单元和柔性制造系统。一、加工中心的定义加工中心(MachiningCenter简称MC)是适应省力、省时和节能的

3、时代要求而迅速发展起来的自动换刀数控机床，它是综合了机械技术、电子技术、计算机软件技术、气动技术、拖动技术、现代控制理论、测量及传感技术及通讯诊断、刀具和应用编程技术的高技术产品，它综合了数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能并聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置和刀库，可在一次安装工件后，数控系统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它辅助功能；依次完成多面和多工序的端平面、孔系、内外倒角、环形槽及攻螺纹等加工。由于加工中心能集中完成多种工序，因而可以减少工件装卡、

4、测量和调整时间，减少工件周转、搬运存放时间，使机床的切削利用率高于通用机床3~4倍，达80%以上。所以说，加工中心不仅提高了工件的加工精度，而且是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。二、加工中心的发展历程及在我国的发展状况1952年，美国麻省理工学院首次实现了三坐标铣床数控化，数控装置采用真空管电路。1955年第一次进行数控机床的批量制造，年产量为100台。数控铣床是电子技术、自动控制技术、机械技术的结合运用，是机械加工领域划时代重大技术性突破，数控机床利用编程软件，可方便地将简单工序集中起来，从而大大提高了零件的

5、加工效率和加工质量，并具有相当大的柔性。在复杂零件工序高度集中时，必须频繁更换刀具，以便提高生产效率，为了解决自动换刀问题，最早出现了转塔头立式钻镗铣床，在转塔头上有6-12根短主轴，每根主轴上装有一把刀具，当处于工作位置的刀具加工完毕之后，机床控制转塔头松开，转位，让下一工序的刀具进入工作位置，夹紧转塔头之后，再继续加工，直至完成全部工序。1958年，美国K&T公司首先把铣钻镗等多种工序集中于一台机床上，通过换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。该产品出现后，引起了日、美、德、英、法、意等先进工业国家高度重视，竞

6、相开发生产，不断扩大和完善机床的功能，成为数控机床中发展最快，需求量最大的商品之一。如今，世界上出现了立式、卧式、龙门式、落地式等各种加工中心，据不完全统计，大约有一千多个品种规格。北京机床研究所于1973年研制出了JCS—013型卧式加工中心。1980年该所引进了日本FANUC公司的数控系统制造技术，并投入批量生产，为我国数控机床的进一步发展准备了先决条件，使我国的加工中心的研制出现了良好的局面，加工中心的产量出现了稳定上升的趋势。在第七届中国国际机床展览会上，展出数控龙门镗铣床、龙门加工中心11台，其中龙门加工中心8台数

7、控龙门镗铣床3台，除3台是台湾厂商生产的展品外，其余8台是大陆展品。这表明我国加工中心的发展取得神速进步，引起了国内外的关注，但离世界的先进水平还有很大的差距。三、加工中心的工作原理加工中心的工作原理如图1—1所示，根据零件图纸，制定工艺方案，采用手工或计算机编程进行零件的程序编制，把零件所需的机床各种动作及全部工艺参数变成机床数控装置能接受的信息、代码，并把这些代码存储在信息载体上，将信息载体送到输入装置，读出信息，并送入数控装置。进入数控装置的信息，经过一系列处理和运算能变成脉冲信号，有的信号送到机床的伺服系统，通过伺服

8、机构对其进行转换和放大，再经过传动机构，驱动机床有关部件，使刀具和工件严格执行零件程序所规定的相应运动，还有的信号，送到可编程控制器中，以顺序控制机床的其它辅助动作，实现刀具的自动更换。手工编程穿孔机零件图计算机自动编程穿孔带输入装置数控装置伺服系统机床自动换刀装置图1—1加工中心的工作原