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Φ460mm的数控车床总体设计
及六角回转刀架设计
摘 要
现代数控机床是未来工厂自动化的基础。数控化设计范围大、潜力大、投资少、见效快,促进制造业技术进步的重要手段。因此,数控系统设计车床的研究具有重要意义。
本文在叙述了数控技术的历史、现状和发展的基础上,通过机床设计的总体思想,提出了数控化设计的技术方案和新数控系统的选型配置方案;提高了传动的精度,重新设计机床的控制逻辑,通过对伺服系统的分析,完成了机床各主要参数的优化和匹配。
关键词:Φ460mm,数控车床,机床,设计,数控系统。
Abstract
Modern CNC machine tools is the basis for the future of factory automation. CNC design range, potential is great, less investment, quick effect, promote manufacturing industry technological progress is an important means of. Therefore, the design of NC system for lathe has important significance to the research of.
This paper describes the CNC technology history, current situation and development on the basis of machine tool design, through the overall idea, put forward the technical scheme design of NC and CNC system selection scheme; the drive to improve the accuracy, to design machine tool control logic, through the servo system of a machine tool, completed the main parameters optimization and matching.
Key words:Φ 460mm, CNC lathes, machine tools, design, numerical control system.
目 录
摘 要II
AbstractIII
目 录IV
第1章 数控机床发展概述1
1.1数控机床及其特点1
1.2数控机床的工艺范围及加工精度1
1.2.1工艺范围1
1.2.2加工精度1
1.3 数控机床的经济分析2
1.4 数控机床的发展趋向3
第2章 数控机床总体方案的制订及比较4
2.1 总体方案设计内容4
2.1.1系统运动方式的确定5
2.1.2控制方式的选择5
2.2 总体方案确定5
2.2.1 系统的运动方式伺服系统的选择5
2.2.2 数控系统5
2.2.3 机械传动方式6
第3章 确定切削用量及选择刀具6
3.1科学选择数控刀具6
3.1.1选择数控刀具的原则6
3.1.2选择数控车削用刀具7
3.2 设置刀点和换刀点7
3.3 确定切削用量8
3.3.1确定主轴转速8
3.3.2确定进给速度8
3.3.3 确定背吃刀量9
第4章 传动系统图的设计9
4.1主传动系统主要技术指标的确定9
4.1.1动力参数的确定9
4.1.2主运动调速范围的确定10
4.1.3主轴计算转速的确定11
4.2变速主传动系统的设计12
4.2.1确定传动方案12
4.2.2转速图的拟定13
4.2.3拟定传动变速系统图14
第5章 数控车床的六角回转刀架的设计原理和依据14
5.1数控车床的六角回转刀架的换刀工程15
5.2数控车床的六角回转刀架的设计要求16
5.3数控车床的六角回转刀架的机构设计中的几个主要问题16
5.4本章小结16
第6章 数控车床的六角回转刀架的机构设计17
6.1数控车床的六角回转刀架的分度机构结构设计17
6.1.1分度机构结构设计的总思路17
6.1.2分度机构的刀架主轴设计17
6.1.3主活塞的设计19
6.1.4端齿盘离合器的设计23
6.1.5分度活塞的设计30
6.2精定位机构——活动插销机构设计31
6.2.1定位原理、设计思路31
6.2.2材料选择32
6.2.3活动插销机构的结构设计32
6.2.4插销机构的公差带设计33
6.2.5对插销轴进行校核34
6.2.6校核结论35
6.3 刀夹衬套的设计简述36
第7章 微机数控系统的设计37
7.1 微机数控系统的设计纲要37
7.1.1 硬件电路设计37
7.1.2 软件电路设计38
7.2 8031单片机及其扩展38
7.2.1 8031单片机的简介38
7.2.2 8031单片机的系统扩展39
7.2.3 存储器扩展41
7.2.4 I/O口的扩展43
7.2.5 步进电机驱动电路44
7.2.6 脉冲分配器(环行分配器)45
7.2.7 光电隔离电路45
7.2.8 功率放大器45
7.2.9 其他辅助电路46
结 论48
致 谢49
参考文献50
第1章 数控机床发展概述
1.1数控机床及其特点
随着数控技术的发展,采用数控系统的机床品种日益增多,有车床、车床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等。
数控机床主要由数控装置、伺服机构和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上,由程序读入装置接收,或由数控装置的键盘直接手动输入。
1.2数控机床的工艺范围及加工精度
1.2.1工艺范围
数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床,也是使用数量最多的数控机床,约占数控机床总数的25%。它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件的加工,能够通过程序控制自动完成园柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工,并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。
1.2.2加工精度
由于数控车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补功能,有些数控车床还具有非圆曲线插补功能以及加工过程中具有自动变速功能等特点,所以它的工艺范围要比普通车床要宽得多。
1.精度要求高的回转体零件
由于数控车床刚性好,制造和对刀精度高,以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿,所以能加工精度要求高的零件,甚至可以以车代磨。
2.表面粗糙度要求高的回转体零件
数控车床具有恒线速切削功能,能加工出表面粗糙度小的均匀的零件。使用恒线速切削功能,就可选用最佳速度来切削锥面和端面,使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。数控车床还适合加工各表面粗糙度要求不同的工件。







