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数控多工位钻床设计说明书.doc

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数控多工位钻床设计说明书.doc

机械设计制造及自动化专业毕业设计(论文)1目录第一章数控机床概述11数控机床简介12数控机床的工作原理与组成33数控技术的发展现状与趋势34我国数控产业现状及发展55本文所做的工作6第二章机械结构选择7第三章机械传动部件设计81切削力的计算82主轴齿轮传动方案确103主轴结构设计及计算154纵向进给运动的分析及计算185横向进给运动的分析及计算226Z向进给运动的分析及计算257齿轮强度校核288回转工作台运动的分析及计算309齿轮强度校核3310滑动导轨的结构3511导轨及齿轮传动间隙调整分析4112本章小结42第四章数控系统设计431确定机床控制系统方案432单片机型号的选用433存储器的选用、扩展及连接454地址锁存器465键盘与显示接口电路4668255与8031的连接597步进电机接口电路618总程序流程框图649本章小结64第五章总结65参考文献66摘要随着先进制造技术的发展和进步,数控加工已成为机加工过程中的一种主流技术。这一技术的运用提高了机加工过程中工作效率和加机械设计制造及自动化专业毕业设计(论文)2工精度。数控多工位钻床就是提高钻削加工精度和效率的一种很好的机加工工具。本文对数控多工位钻床进行了设计,采用了普通车床设计的步骤和方法,综合考虑数控机床的特点。从切削力入手确定主轴及电机,到整个机床的结构设计和机床的控制。最后到对机床初始化程序设计。本文所做的工作1.完成数控多工位钻床的资料收集与国、内外现状的调查比较,提出较为可行的方案2.完成机床的机械结构设计计算与电气控制系统设计,初步完成控制系统的软硬件设计提交论文及机械系统的装配与关键零部件的相应图纸及数控系统的硬件图,同时提交电子文档3.编写设计计算说明书。完成了一台经济型的数控机床的设计。关键词数控技术、钻床、钻削、计算机控制、单片机AbstractWiththemanufacturingdevelopment,numericalcontrolmanufacturinghasbecomeoneofthemajoradvancedtechnologies.efficiencyandaccuracyhasbeenimprovedinapplicationofthetechnology.Numericalcontrolautodrillingmachineis机械设计制造及自动化专业毕业设计(论文)3akindofthenewmachinetoolsthatcanimprovethemachiningaccuracyandefficiency.ThepanerhasdesignedforNumericalcontrolautodrillingmachine,usingdesignmethodoftheordinarylathe,andconsideringthecharacteristicofthenumericalcontrolmachinetoolssynthetically.cuttingforcehasbeencalculated,thestructuralandthecontrolsystemhasbeendesigned.Finally,thesoftwareroutinehasbeenexplored.Thispanerhasfinishedmajorworks1.Completedainvestigationofinternalandexternalofcurrentsituationfornumericalcontrolmultistagedrillingmachine,andcomparedit,putforwardafeasiblescheme2.Completedthemechanicalstructuraldesignancalculatedanddesignedtheelectriccontrolsystem,andfinishedthesoftwareandhardwareofthecontrolsystemtentativelySubmitthesisandtheassemblyofmechanicalsystemandhardwarepictureofkeysparepartanddrawingofnumericalcontrolsystem,submittheelectronicfileatthesametime3.Writethespecificationofdesigningandcalculating,hasdesignedaneconomynumericalcontrolmachinetool.Keywordsnumericalcontrolmachining、drillingmachine、drilling、computercontrol、singlechipcomputer前言数控机床是现代科学技术发展的重要标志之一,随着这种机床在机加工中的广泛应用,使传统的机械加工行业得到了质的飞跃。由于数控机床相对于传统机床极大地提高了加工精度、生产率和自动化程度,应用变得极为广泛。而数控多工位机床则因其一次装夹却能进行多工位的加工。某种意义上讲,更大大的提高了机加工的加工效率,很适合工件的批量生产。针对数控多工位钻床的设计,我们要完成首先,对数控多工位钻床进行结构设计。应满足机床的结构刚度要达要求,数控机床的刚度系数应该比同类普通机床高50应尽量提高机床的抗振性,通常机床的振动包括强迫振动和受迫振动。要提高机床在低速进给时的平稳性和运动精度。第二,对钻床的主传动和主轴部件进行设计。数控钻床主轴传动特点是要机械设计制造及自动化专业毕业设计(论文)4使主轴能在轴向方向上移动和使主传动能进行多级调速。第三,多工位的数控钻床,必须有主轴箱的进给和工作台的滑动。在本次设计中,进给传动和传动部件也是一个重要的环节。数控机床的传动多是用步进电机经过滚珠丝杠螺母副的结构传动。对于钻床来说,工作台进给机床不加工。故可采用简单的滑动导轨实现工作台的进给和主轴箱的进给,多个滑动导轨的叠加组合便可以使钻床实现X、Y、Z轴三轴向的运动进给。第四,无论任何机床床身和立柱都是不可少的,数控多工位钻床也是不例外的。床身和立柱的设计应考虑要保证机床各部分的刚度。床身、立柱的结构和材料选择是必不可少的。第五,对于数控多工位钻床,多工位是必不可少的一步。要实现多工位就必须设计针对钻床的回转工作台。最后,涉及到数控机床控制部分的设计选择是重点部分。对于我们的设计只要求设计出机床的硬件部分就是控制元件的选择和对控制进行初始化处理就可以了。对于本次数控多工位钻床的设计,我们认为使钻削加工能实现自动化的数控加工正是运用到了数控机床的特点提高了加工精度、生产率和自动化程度。采用多工位则更为缩短了装夹时间等辅助时间,使生产率得到更大的提高等。这就是本设计课题经济意义。然而更为重要的是我们希望通过这样的毕业设计培养我们综合应用所学的专业知识和基础理论、基本技能的能力,培养我们一种正确的设计思想。了解工程设计的一般程序、规范和方法。我想这才是我们做这次毕业设计要达到的真正目的吧第一章数控机床概述1.1数控机床简介1.1.1数控机床的产生及其重要性随着科学技术的飞跃发展,社会对产品多样化的要求日益强烈,产品更新越来越快,多品种、中小批量生产的比重明显增加。同时,随着航空工业、汽车工业和轻工消费品生产的高速增长,复杂形状的零件越来越多,精度要求也越来越高。此外,激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件高效和高质量的加工要求。数字控制机床,就是为了解决单件、小批量,特别是复杂型面零件加工的自

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