基于MJ50数控车床进行数控旋压机的改造.doc

安徽机电职业技术学院毕 业 论 文基于MJ-50数控车床进行数控旋压机的改造系 别 数控工程系 专 业 数控设备应用与维护 班 级 数设3082 姓 名 刘欢 学 号 1403083068 指导教师 马进中 2021 ～ 2021 学年第 一 学期开 题 报 告课题 ：基于MJ-50数控车床进行数控旋压机的改造20世纪60年代初，为了解决某些产品成形问题，局部军工部门〔例如航空部〕开始应用旋压技术加工诸如飞机副油箱、发动机燃烧室等产品，开始采用自制的非常简单的旋压设备来加工成形制品这些设备大多为机械、手动和简单液压装置这是国内自制的旋压机初型进入21世纪，大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且多数以上是役龄在10年以上的旧机床，生产装备和技术陈旧而落后用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、档次低、本钱高、供货期长，从而在国际、国内市场，军品和民品市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和开展。

所以必须大力提高旋压机的数控化率 本文以数控车床为根底来进行数控旋压机的改造，进一步对旋压机的系统结构进行了解，并提高自己的动手思考能力和如何在遇到难题时调动自己的知识储藏来分析解决难题指导教师评语： 指导教师签名： 年 月 日目录第一章 概论…………………………………………………………4 第二章 MJ-50数控车床简介 第一节 MJ-50数控车床概述…………………………………………8第二节 MJ-50数控车床的加工范围及特点…………………………11 第三节 MJ-50数控车床的传动系统及主轴箱结构…………………12 第四节 MJ-50数控车床的进给传动系统及传动装置………………15第三章 总体改造方案…………………………………………18 第四章 改造的实施 第一节 主轴脉冲编码器的运用……………………………………20 第二节 滚珠丝杠副的设计及选型…………………………………21 第三节 旋轮头的设计………………………………………………26 第四节 旋轮座的设计………………………………………………28 第五节 旋压机主轴装置设计与驱动功率计算……………………31 第五章 改造效果………………………………………………35 致谢与心得…………………………………………………………36 参考文献………………………………………………………………37第一章 概论1. 国产旋压机床的回忆20世纪60年代初，为了解决某些产品成形问题，局部军工部门〔例如航空部〕开始应用旋压技术加工诸如飞机副油箱、发动机燃烧室等产品，开始采用自制的非常简单的旋压设备来加工成形制品。

这些设备大多为机械、手动和简单液压装置这是国内自制的旋压机初型70年代初，冶金部门为了满足国内军工、化工等部门对大型、高精度薄壁管件以及异型件〔锥形件、封头、曲母形件等〕的需求，开始研制大型的卧式、 立式旋压机床随后，机械部、兵总、航天、航空等部门先后研制了多台中、小型筒形件和异形件的旋压机床这些设备绝大局部为简单的机械或液压仿形旋压机床由于受当时国内机械制造业水平所限，机床性能较低表现在可靠性差， 机床故障多；液压等系统的原器件〔泵、阀、密封件〕质量不过关，各种机床普遍存在着跑冒滴漏现象；由于电子工业开展滞后，机床的操作系统落后，使旋压工艺不连贯，旋压制品质量低下；加之研制机床的技术人员对工艺不熟，设计的机床有功能不完善的缺陷针对80年代旋压机床在实际使用过程中暴露的问题，在1987年于桂林召开的“第四届旋压技术交流会〞上，笔者再三强调，旋压机床的开展和进步是制约国内旋压技术开展的关键，要想赶上世界旋压技术开展水平，必须下大力气解决国内设备研制问题这个问题一直讲了3届年会，即10年时间80年代后期至90年代末，随着国内各领域经济的开展，各部门陆续引进多台进口旋压机床，大多为德国、西班牙、俄罗斯、美国等国家制造。

通过对引进旋压设备的使用、 消化、吸收，各单位反映进口机床的优势为：设备系列化，使用性能相对稳定可靠；机床制造装配的专业化程度较高；控制系统为计算机，操作方便；液压系统稳定不漏油；工艺成熟并能与机床设计相结合看到了国内外设备比照后的差距，国内的专家们有了比、学、赶的目标此后，全国旋压学会于1993年第六届年会、1996年第七届年会、1999年第八届年会上，先后推出了几台设计思想很好旋压机床在这10余年中，国内几家从事旋压机床研制的企业和院所，例如北京航空航天大学现代所、航空工艺研究所、长春五五所、福州机械研究院、哈尔滨工业大学等单位先后设计制造了多台水平较高的旋压机床，不仅满足了国内的需求，还出口到南亚、东南亚和香港等国家和地区2. 国内旋压设备的水平进入21世纪，纵观国内各机床企业、各研究院所以及其它企业开发、研制的各种用途用旋压机，总体看较80年代制造的设备有了长足的进步，表现为以下几方面2.1 旋压机的设计设计思想上明确，特点突出，专业性较强例如北京航空航天大学生产的数控带轮旋压机，哈尔滨工业大学等单位生产的封头旋压机，航空工艺研究所生产的气瓶热收口旋压机，兵器总公司长春五五所生产的轮辐旋压机等。

这些旋压机使用过程中的共同特点是实用性较好，按照产品旋压过程的特点，吸取了国外设备先进设计思想，又结合了企业的生产条件，因此得到国内厂家的好评一台高水平的旋压机床，其控制系统均采用了计算机数控装置，这一特点在几年前是国内制造的设备与进口设备重要差距之一一台数控旋压机床不仅可以减轻工作人员的劳动强度，在提高旋压产品的生产效率和成品率等方面起到关键性的作用，而且对于一些高精度技术要求和形状复杂的旋压产品，数控旋压机更有其特殊的作用近年来，一些兴旺国家针对旋压机液压驱动与数控加工机床电机驱动二者区别，开发了专为电液伺服驱动的液压模块，设有多项可调参数，如PID前馈控制、死区补偿、摩擦力、非线性补偿等这些参数显示在人机界面上，可通过键盘方便地进行设置和修改，与所选用的伺服阀和油缸相匹配，比拟容易到达动-静特性的要求，克服了旋压机由于液压驱动带来的系统刚性差、电液控制阀非线性、液压元件响应频率低等缺陷，满足旋压产品加工的要求这些控制系统技术已被国内多数机床设计单位掌握和使用近年来国内的一些旋压机床， 控制系统内装PLC，通过分布式输入输出设备，实现开关量的采集和控制系统的操作采用友好的人机界面，应用超薄的TFT彩色监视器，所有的机床参数、实时信息、报警文本等都可以显示。

字母、数字、功能键可用于编程及设置加工程序、子程序、零点偏置等通过操作面板上的按键输入，操作支持那么通过软件及菜单实现位置检测采用光栅尺和编码器，分辨率到达了0.001mm控制系统持续不断地对NC、接口控制器和机床的故障进行监控当故障发生时首先中断加工过程，停止驱动，故障原因通过报警信息显示出来，排除故障前方可运行在采用全闭环和半闭环位置控制和速度控制的前提下，采取提高检测的分辨率以及调节放大器PID参数的方法，在保证系统稳定的条件下，提高系统的控制精度2.3 旋压机的结构设计国内旋压机的结构设计着重考虑了旋压变形过程中力能参数的大小和变化规律， 采用有限元分析的方法科学地设计机床结构，以保证机床具有足够的系统刚度， 从而提高了机床稳定性和机床的加工精度，特别是核心部件上更是如此1) 旋轮座拖板为了提高其刚度，增加稳定性，减小导轨比压，在可能的情况下适当加长了总接触长度，可获得较大的平安系数为了防止拖板爬行导轨面可采取贴塑措施，并配以良好的润滑〔2〕尾顶系统设计时尽量考虑在旋压过程中减小或不承受倾倒力矩导轨底面可采用镶铜合金技术，通过改变摩擦副，能有效地防止导轨面拉伤，减小磨损， 提高使用寿命。

〔3〕床身床身均采用整体铸造，导轨采用整体镶钢结构，导轨用螺钉与床身连接，安装后整体磨削，外表调质处理，有较高的耐磨性，直线度到达了0.02mm/m～0.03mm/m全长〔5〕旋轮安装旋轮与轴之间的配合，也采用了特殊的装置，既保证了旋轮安装后使用时能承受较大扭矩，也可减少旋轮退让量，有的设计者在旋轮前部增加一个辅助支承，该装置可有效地减少旋轮前轴承的负荷〔6〕 润滑、冷却系统20世纪80年代末，国内设计制造的旋压机床，对这两方面的技术要求都给予了充分的注意和完善的技术处理旋压机床在加工过程中，各局部受力轴承能得到充分的润滑；旋压件在变形过程中，也能得到很好的冷却，以便及时带走旋压制品塑性变形过程中产生的热量，保证旋压生产的连续进行和旋压制品的精度要求3. 国内旋压机床的精度20世纪90年代末至今，经对多家企业设计制造的旋压机床检测结果的统计，我国的旋压机床已到达较高的精度指标横向定位精度0.012～0.015mm；重复定位精度0.08～0.010mm；纵向定位精度0.012～0.015mm；重复定位精度0.006～0.008mm；主轴的纵向跳动0.010mm ，主轴端面跳动0.01.mm。

总之，经过几十年的努力，国内旋压机床的设计、加工制造、安装调试等总体水平已经到达了国外旋压技术较兴旺的国家20世纪90年代的先进水平，完全有能力用国产的旋。