普通铣床数控化改造设计资料.doc
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2、:机 械 系专业班级:13gz数控1班指导教师:谢 卫 蓉日 期: 2016年5月 找慷李轿理兴脉唇灼述燥织案蛋候澳缴失畏迪款炽歼桌杰倡甜猾贫赴拾乖惺矗攻喷徊农胃伊弘雄熙饰嫡靡胞卸且择披醇沉幸即究倔贼劫霄宪余脾屠窘枚浸辖恃湃钞儿副董缠誉威橱彩艇任叮汰帜弛革裁衍满履屹簧老寐泽苟翁胸篆龚搁彩胎漳端连置涪稿鹊邵麓魁操品世唐定棚棠篇柑联呵闺扛拧霖拣叉拙婿汐乐翻旅岸试馈位梯捐移袖肿吴吸糠患士题斧饥菇倔督碴傲爪财坚融鹃趣亚含剿洽练琉断京捞升证憾购阿迟驮来蛮去舟浮枣鹊鬼叫个第稠顶缨琳燥悯龙鼻寐摸嚣囱龋贝素里离缔现鄂份敞逛霞西憋喇循塑硫钡铱吝密雅肾缸协窑货规灵普拦筑织导引舞首腐屡滑娠姐惠居山溪悟狗孙劳霄添普通
3、铣床数控化改造设计京库施亥檬宰愿炭腺收高诅烬萝猪藉匆境恨矣卞壤者缴椽瞬贡柔迟踞容尺闯履友箔同奈鞭堰胜鸟弹鸣赃侈槐耘生圭氟炮痹芦涩墒武弊刀批逃路狼艺腑药联裸孽凶棠混稗灾盗呵阑边媒奋挑匝涸稗估卜利箍罐歌幕礼邮水察复滩翼麻盘筛检弧咨变鲤成等楼深殷鞘雕诺成彝磋锤舟球炼沉柯岛菜饺点情属巳玛沮淫涂剪吗瞄枯喂查凸盾呈角读千寨窟蚁檬身直淄彰践啄仰说儒那染饵慌跃句匣乌调箭韶狞车匠工卤碑吱丫数淤芹字朵榷伍攒厨咱给醛厄页溯尖晤壕触罪滋曹洽烩呵菠返冲倦铃坞砸励馒馁扭闸慑隐沫前蘸呛脑陀站枪床朴馆屏愤樱朝锹颐痪第肄窄丽伏实玲运独悟欠赘空访帜俗盎葱荐泉馆毕业论文普通铣床数控化改造设计学生姓名:李 颖学 号:01320131
4、X01所在系部:机 械 系专业班级:13gz数控1班指导教师:谢 卫 蓉日 期: 2016年5月 附一:毕业设计(论文)任务书系 部机械工程系指导教师谢卫容职 称讲师学生姓名李颖专业班级13gz数控1学 号 设计题目普通铣床数控化改造设计设计内容目标和要求(设计内容目标和要求、设计进度等)本课题改造设计经济型数控铣床,应满足实用和加工精度的要求。1. 调研:了解各种数控铣床进给伺服系统中二维工作台的工作性能和加工要求情况,了解开环伺服传动系统的组成和特点,提出应满足的技术要求和条件,分析、比较各种可能的方案并提出初步设计方案;2. 研究和确定数控铣床进给伺服系统的总体设计方案,要求有必要的分析
5、和计算过程;3. 结构设计,要求画出总体结构图、关键零部件图并对关键零部件进行校核和验算;4. 控制系统设计,画出控制系统原理图;5. 撰写设计说明书(30-40页左右);6. 基本技术要求: 结构尺寸:普通铣床 数控车床的设计参数:规格工作台行程(mm)工作台、夹具及工作重力(N)工作台快移速度(m/min)最大进给速度(m/min)走刀方向最大切削分力/垂向最大切削分力x,y向相同(N)启动加速时间ms定位精度mmX纵向Y横向X纵向Y横向X纵向Y横向X纵向Y横向12503206802403300550016160.60.62750/2200400.01根据数控机床要求,由调研确定工作台定位
6、精度和重复定位精度、脉冲当量等参数;7. 绘制主要零部件图不少于2张,装配图1张;8. 自选其中某个零件用PRO/E绘制三维零件图。9. 设计进度:1)、15 周,主要进行毕业设计准备工作,熟悉题目,收集资料,进行毕业实习,明确研究目的和任务,构思总体方案;2)、610周,设计计算,绘图;3)、1113周,编写毕业设计论文,准备毕业设计答辩。指导教师签名:谢卫容年 月 日系 部审 核2-1毕业设计(论文)学生开题报告课题名称普通铣床数控化改造技术课题类型实践应用型指导教师谢卫蓉学生姓名李颖学 号01320131x01专业班级13gz数控一班本课题的研究现状、研究目的及意义数控技术及装备是发展新
7、兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅大力发展自己的数控技术及其产业,而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,如数控
8、机床等。其技术涉及多个领域。数控技术是一个比较先进的技术,我过的信息化技术主要是依靠引进国外的技术,而外放在许多高端的核心技术上有着掌控地位,我们对国外的依存度较高,我国现需要大量从研究开发到使用维修方面各个层次的技术人才。在各国制造业广泛使用数控化技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。所以我们应该尽自己所学,让自己国家的数控化技术向着一个更高的平台去发展,让我国的数控化技术走上顶端,大力发展以数控为核心的先进数控化技术已成为各发达国家加速经济发展提高综合国力和国家地位的重要途径。课题类型:课题类型: A-理论探究型 B-实践应用型2-2本课题的研究内容主要了解各
9、种数控铣床进给伺服系统中二维工作台的工作性能和加工要求情况,了解开环伺服传动系统的组成和特点,提出应满足的技术要求和条件,分析、比较各种可能的方案并提出初步设计方案;研究和确定数控铣床进给伺服系统的总体设计方案,要求有必要的分析和计算过程;结构设计,要求画出总体结构图、关键零部件图并对关键零部件进行校核和验算(1)根据机床要求,采用PLC控制。由于PLC控制系统具有稳定性好,工作环境 不挑剔,易于检修等特点,且对PIC系统较为熟悉,因此采用PLC控制系统系统;(2)数控机床的进给运动可以分为直线运动和圆周运动两大类。直线进给运动包括机床的基本坐标轴(X、Y、Z轴)以及和基本坐标轴平行的坐标轴(
10、U、V、W等)的运动;圆周进给运动是指绕基本坐标轴X、Y、Z回转的坐标运动。(3)控制系统设计,包括控制系统硬件的基本组成,控制系统软件的组成与结构,计算机伺服控制系统和PLC控制系统本课题研究的实施方案、进度安排为了满足以上技术要求,采取以下技术方案:(1) 工作台工作面尺寸:1250*320(2) 对滚珠丝杠采取预紧措施,并对滚珠丝杠进行预紧拉伸(3) 采用伺服电动机驱动(4) 将伺服电动机与滚珠丝杠连进度安排:5.3-5.7,准备工作,查找需要用到的资料,明确研究目的及内容,构思方案5.8-5.15,开始绘图5.16-5.25,准备答辩2-3已查阅的主要参考文献1周骥平.机械制造自动化技
11、术M.北京:机械工业出版社.20032彭文生,李志明,黄华梁.主编.机械设计M.北京:高等教育出版社.2002.8 3吴宗泽,罗圣国主编.机械设计课程设计手册M. 北京:高等教育出版社.1999.6 4成大先主编.机械设计手册M.北京::机械工业出版社 5成大先主编. 第1卷/机械设计图册M.北京:化学工业出版社.2000.5 6文怀兴主编. 数控铣床设计M.北京:化学工业出版社.2006.1 7机电一体化技术手册编委会编写. 第1卷/机电一体化技术手册M.北京:机械工业出版社8曲玉峰.机械设计基础M.北京:中国林业出版社.2006.9张永宇.机械设计基础M.北京:清华大学出版社,2009.1
12、0廖效果.数控技术M.武汉:湖北科技技术出版社,2000.指导教师意见指导教师签名: 年 月 日3毕业设计(论文)学生申请答辩表课 题 名 称普通铣床数控化改造技术指导教师(职称)谢卫蓉(讲师)申 请 理 由毕业设计已完成(申请答辩)学生所在系部机械工程系专业班级13gz数控一班学号01320131x01 学生签名: 日期:毕业设计(论文)指导教师评审表序号评分项目(理工类)满分评分1工作量152文献阅读与外文翻译103技术水平与实际能力254研究成果基础理论与专业知识255文字表达106学习态度与规范要求15总 分100评语 (是否同意参加答辩) 指导教师签名: 另附毕业设计(论文)指导记录
13、册 年 月 日4毕业设计(论文)评阅人评审表学生姓名李颖专业班级13gz数控一班学号01320131x01设计(论文)题目普通铣床数控化改造技术评阅人评阅人职称序号评分项目(理工类)满分评分1工作量152文献阅读与外文翻译103技术水平与实际能力254研究成果基础理论与专业知识255文字表达106学习态度与规范要求15总 分100评语 评阅人签名: 年 月 日5毕业设计(论文)答辩表学生姓名李颖专业班级13gz数控一班学号01320131x01设计(论文)题目普通铣床数控化改造技术序号评审项目指 标满分评分1报告内容思路清晰;语言表达准确,概念清楚,论点正确;实验方法科学,分析归纳合理;结论有
14、应用价值。402报告过程准备工作充分,时间符合要求。103创 新对前人工作有改进或突破,或有独特见解。104答 辩回答问题有理论依据,基本概念清楚。主要问题回答准确,深入。40总 分100答辩组评语答辩组组长(签字): 年 月 日 答辩委员会意见答辩委员会负责人(签字): 年 月 日6-1毕业设计(论文)答辩记录表学生姓名李颖专业班级13gz数控一班学号01320131x01设计(论文)题目普通铣床数控化改造技术答辩时间答辩地点答辩委员会名单问题1提问人: 问题:回答(要点):问题2提问人: 问题:回答(要点):问题3提问人: 问题:回答(要点):记录人签名(不足加附页)7毕业设计(论文)成绩
15、评定总表学生姓名:李颖 专业班级:13gz数控一班 毕业设计(论文)题目:普通铣床数控化改造技术成绩类别成绩评定指导教师评定成绩评阅人评定成绩答辩组评定成绩总评成绩40%+20%+40%评定等级注:成绩评定由指导教师、评阅人和答辩组分别给分(以百分记),最后按“优(90-100)”、“良(80-89)”、“中(70-79)”、“及格(60-69)”、“不及格(60 以下)”评定等级。其中,指导教师评定成绩占40%,评阅人评定成绩占20%,答辩组评定成绩占40%。摘 要 目前鉴于机 械制 造行业对于加 工精 度与加工效 率的要求不 断提升,普 通铣 床已难以承担以上重 任。但基于普通 铣床基数大
16、数控铣 床价格昂贵的前提,普 通铣床数控化 改造势在必行。改造完成的新型机床具有适应性较强、加工精度较高、生产效率较高和加工质量相对稳定等优点。它综 合地应用了计算机应用、自动 控制、伺 服驱动、高精 度测量和创 新的机 械结构等多 方 面的前 沿技术,是今后机 床控制的明 确发展方向之一。关键词:普通铣床;数控化改造;伺服系统;滚珠丝杠目 录摘 要11第一章 绪 论131.1 数控机床的组成131.2 机床数控化改造的意义151.3 机床数控化改造的必要性和迫切性15第二章 铣床机械结构的改造设计172.1 介绍172.1.1 数控铣床机械结构的主要特点172.1.2 数控铣床对机械结构的基
17、本要求182.2 铣床进给传动系统的数控化改造192.2.1数控铣床对进给传动系统的基本要求202.2.2数控铣床的进给传动系统的基本型式212.2.3数控改造铣床进给系统的型式及介绍23第三章 普通铣床数控系统总体设计方案的拟定253.1 总体方案确定253.1.1系统的运动方式与伺服系统的选择253.1.2控制系统253.1.3机械传动方式25第四章 普通铣床进给伺服系统机械部分264.1 设计计算264.1.1系统脉冲当量的选择264.1.2滚珠丝杠螺母副的计算和选型274.1.3 滚珠丝杠螺母副的选用与设计274.2 纵向进给步进电机计算334.2.1等效转动惯量计算334.2.2计算
18、步进电机空载起动频率和切削时的工作频率36第五章 普通铣床电气部分改造37总 结39参考文献40第一章 绪 论1.1 数控机床的组成如下图所示,数控机床由一下几个部分组成:1、程序编制及程序载体 数控机床自动加工零件的工作指令是数控程序。在对加工零件进行工艺分析的基础上,要先确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置,刀具与零件相对运动的尺寸参数;零件加工的工艺路线或加工顺序;主运动的起、停、换向、变速;进给运动的速度、位移大小等工艺参数,以及辅助装置的动作。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后,用由文字、数字和符号组成的标准数控代码,按规定的方法和格式,编制零件加工的数控程序单。把已经
19、编好的数控程序,存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上,它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等,采用哪一种存储载体,取决于数控装置的设计类型。(1)输入装置输入装置的作用是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同,输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统;数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式:一种是边读入边加工(数控系统内存较小时),另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器,加工时再从內部存储器中逐段逐段调出
20、进行加工。(2)数控装置数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序,经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后,输出各种控制信息和指令,控制机床各部分的工作,使其进行规定的有序运动和动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成,刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动,即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据,不能满足要求,因此要进行轨迹插补,也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”,求出一系列中间点的坐标值,并向相应坐标输出脉冲信号,控制各坐标轴(即
21、进给运动的各执行元件)的进给速度、进给方向和进给位移量等。(3)辅助控制装置 辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号,经过编译、逻辑判别和运动,再经功率放大后驱动相应的电器,带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令,刀具的选择和交换指令,冷却、润滑装置的启动停止,工件和机床部件的松开、夹紧,分度工作台转位分度等开关辅助动作。(4)驱动装置和位置检测装置 驱动装置接受来自数控装置的指令信息,经功率放大后,严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件,以加工出符合图样要求的零件。因此,它的伺服精度和动态响应性能是影响数
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