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小型 数控 钻床 及其 控制系统 设计 cad 图纸 以及 说明书 仿单

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毕业设计开题报告（理工类） 设计题目 小型数控钻床及其控制系统设计 学生姓名 仵 燕 学号 0412105853 专业 机械设计制造及其自动化 一、 课题的目的意义： 本次毕业设计， 通过运用有关手册、常用标准及参考资料，培养查阅资料、使用资料的能力， 能够利用所学的机械、数控、微机原理、电器等知识，独立完成一般的机电产品的设计任务， 培养独立思考问题、解决问题的能力 ， 为毕业后从事机械电子设备的研制和使用打下一个良好的基础。 印刷电路板等类型的零件上，孔的数目既多位置精度要求又高，用普通机床无法 加工，用数控机床可以很好地解决这一问题。而随着科学技术的发展，此类零件以“小、轻、快”的发展趋势和特点，给数控钻床提出了更高的要求。孔小而多、位置精度要求高、速度快、行程短已成为新一代数控钻床发展和提高面临的主要难题。因此，改善和提高数控钻床的整体性能，对于提高制造工艺装备水平和电子等其它产业装备水平具有重要的现实意义。 二、近年来国内外研究现状： 1. 国外 床技术的现状 纵观国外 床技术的现状，综合起来具有以下的共同点： (1) 底座为 200 多毫米厚，经过精密研磨加工的花岗石，以供作 工作台面轴向移动的导向基准面，稳定不变形，有救地防止了有规则的机械振动。有的还采用独创的自平衡空气轴承系统，可使机床以极高速度及加速度运行而无震动。 (2) 花岗岩基座与机器零、部件加工和装配均经过激光干涉测量仪严格地检测了其几何形状及位置精度，从而确保了机床的系统精度，才使得钻机的钻孔定位精度能达到 (3) 大部分钻床的无套环钻头管理系统与回转或双阵列刀具库，可更换多达 360 个钻头。新的刀具管理系统由于减少了刀具的装卸，从而避免了在装配过程中容易造成的断钻机会，提高了钻孔精度。 (4) 有两个刚性刀具夹，位于主轴与刀具库之间供作自动更换钻头之用，其存放顺序由置控制。 (5) 激光检测电主轴中的钻咀长度、直径及动态径向偏移，从而使钻铣的主轴具有高度稳定性和精度，一般都能自动控制钻头尖与盖板之间的距离， Z 轴的光学电子尺更可控制钻孔的深度，特别适合于多层 工。配置的断钻自动检测装置，钻头断了会自动停机， 告知位置并更换新钻头，检测合格再重新钻孔。 (6) 自动上下料装置都已十分成熟 ， 一般地有 16 个左右的分层托盘 ， 由 制升降，进行装御。装御时间每批次约 19s。 目前世界上 床生产厂家，如美国 000 系列及 2500、 1000 系列，意大利 司的 列、德国 司的 司的产品，都是不相上下，各有特点的好产品。 2. 国内 床技术的现状 目前我国 床的整体技术水平是钻孔精度已达 主轴最高转速有的 已达 80 000r 大部分均在 50 000r 右。钻孔直径在 0.3 间，系统 分辨率在 右，加工幅面在 460610间，传动方式普遍采用了较先进的滚珠丝杠。从宏观上说，我国 床近几年来的成果在技术功能和可靠性方面均接近或达到了国外的先进水平，而价格却比国外产品差不多要低 5 8 倍 (有的只有国外产品三分之一，甚至更低 )，从长远的服务、维修和更新方面，比国外产品具有明显的优势。但整体上来讲比世界上几家著名 床厂家生产的产品的差距的确仍还很大，个别的如伺服电路，我国现还停留在开环或半闭环状态，而工业发达的国家生产的 床在 20年前就采用的是全闭环控制系统，电主轴的转速工业发达国家的产品太多在 110 000r120 000r 间，同时，即将会有 120 000r 上速度的主轴问世，而我们国家目前最高也就是 80 000r 有如光栅尺、驱动电机等，从技术水平性能状态上，都比人家要差一节，有的差距还很大。 目前我国 床生产已形成批量的有石狮天马、成都维科 (原四川台钻总厂 )、重庆万象、上海东源、重大机电 江苏康尼、镇江润州等企业，他们的产品都各有特色。 三、设计方案的可行性分析和预期目标 ： 机床 主要有以下部分组成： （ 1）机械部分 采用龙门式结构， 包括下钻机构、传动系统、工作台和机床床身等。工作台可沿床身导轨 Y 向移动， 下钻机构 既能 沿横梁 做 X 方向水平移动， 又可以 沿 Z 向 导轨做竖直 升降运动。 由于 控钻床在生产现场必须具备很强的工艺适应性和连续稳定工作的能力，因而对其刚度、精度、抗振性热稳定性和精度保持性要求较高， 为了使机床有足够的稳定性、刚性 ， 避免振动 ， 采用大理石作为床身的材料 。 另外，机床床身采用大理石，机床 精度保持性高、减振能力强。 机床 X、 Y、 Z 轴传动采用高精度滚珠丝杠，以尽量减小 反向间隙，提高运动的平稳性，减小“爬行”现象。同时，由于滚珠丝杠摩擦因数小、运动灵活，因而所需控制电动机的功率 较 小 。 各个方向的进给均由步进电动机控制，由滚动直线导轨导向，以保证其运动精度。 （ 2）控制系统 是数控钻床的核心部分，包括控制装置、主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电动机、操纵面板等。 为了满足高效率、低成本的特殊要求，机床 进给 数控系统采用基于 列单片机的 制系统。 以上结构已经应用在 控钻床、 立式钻削中心和 龙门铣床等诸多机床上。 此数控机 床可满足各制造企业加工印制板及类似零件的需求。 四、所需要的仪器设备、材料： 51 系列单片机、步进电动机、 滚珠丝杠、滚动导轨 五、课题分阶段进度计划： 序号 起止日期 工 作 内 容 阶段成果 1 4研：了解小型数控钻床的应用现状及发展前景，论述该课题的必要性。掌握小型数控钻床结构和工作原理。借阅有关的参考书和工具书，查阅国内外相关资料，翻译 5000字的相关英文资料。 了解小型数控钻床的应用现状、结构和工作原理。翻译相关英文资料。 2 4集资料：阅读有关机床、数控、计算机接口电路、印刷电路板钻孔方法等方面的资料，为下一步做准备。 了解了关于 机床、数控、计算机接口电路等方面知识。 3 4体方案制定：根据调研和查阅资料所得信息，确定毕业设计的中提方案、绘制出总体方案草图。 制定了总体方案 4 4械部分：绘制机械部分的总装图、部件装配图、相应的零件图。 绘制机械部分零件图、装配图。 5 5制部分：完成控制系统的硬件及接口电路设计、驱动