数控立式钻铣床改造

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目录

第一章 数控机床概述 ................................................. 1

一．数控机床的简介 .................................................... 1

（一）数控机床的产生及其重要性 ...................................... 1 （二）数控机床应用范围及特点 ........................................ 1 （三）数控机床的组成 ................................................ 2 （四）数控技术的发展现状与趋势 ...................................... 3

第二章 机床总体布局设计 ............................................ 5

一.机床总体尺寸参数的选定 ............................................. 5 二.机床主要部件及其运动方式的选定 ..................................... 5

第三章 主传动的设计 ................................................. 6

一．议定转速图 ........................................................ 6 （一）确定结构式和结构网式 ......................... 错误！未定义书签。 （二）议定转速图 .................................................... 6 （三）确定各齿轮的齿数 .............................................. 7 （四）传动系统图的拟定 .............................................. 9 二．主传动主要零件的强度计算 .......................................... 9 （一）电动机的选择 .................................................. 9 （二）齿轮传动的设计计算 ........................................... 10 （三）轴的设计计算 ................................................. 13 （四）离合器的选用 ................................................. 26

第四章 进给系统的设计计算 ......................................... 27

一．垂直进给系统的设计计算 ........................................... 27 (一)脉冲当量和传动比的确定 ......................................... 27 (二)滚珠丝杠设计计算 ............................................... 29 (三)步进电机的选择 ................................................. 33 (四)滚珠丝杆副的预紧方式 ........................................... 35 （五）齿轮传动消隙 ................................................. 35 二．横向进给系统的设计计算 ........................................... 36 (一)脉冲当量和传动比的确定 ......................................... 36 (二)滚珠丝杠设计计算 ............................................... 37 (三)步进电机的选择 ................................................. 39

第五章 控制系统的设计 .............................................. 41

一．控制系统总体方案的拟定 ........................................... 41 二．总控制系统硬件电路设计 ........................................... 41 （一）单片机的选用 ................................................. 41 （二）系统的扩展 ................................................... 44

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（三）键盘、显示器接口 ............................................. 46 （四）步进电机控制电路 ............................................. 47 （五）光电隔离电路 ................................................. 48

结论 .................................................................. 50 致谢 .................................................................. 51 参考文献 ............................................................. 52

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第一章 数控机床概述

一．数控机床的简介

（一）数控机床的产生及其重要性

随着社会生产和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，特别是在宇航、造船、军事等领域需要的机械零件。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难于适应这种多样化与复杂形状零件高质量的加工要求，为了解决上述问题，数控机床应运而生。

数控机床是综合应用了微电子、计算机、自动检测以及精密机械等技术的最新成果而发展起来的新型机床，它标志着机床工业进入了一个新的阶段。从第一台数控机床问世到现在，数控技术的发展非常迅速，使制造技术发生了根本性的变化，几乎所有品种的机床都实现了数控化。数控机床的应用领域也从航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造行业。努力发展数控加工技术，并向更高层次的自动化、柔性化、敏捷化、网络化和数字化制造方向推进，是当前机械制造业发展的方向。

数控加工技术也是发展军事工业的重要战略技术。美国与西方各国在高档数控机床与技工技术方面，对我国进行封锁限制，因为许多先进武器装备的制造，如飞机、导弹、坦克等的关键零件，都离不开高性能数控机床的加工。我国的航空、能源、交通等行业也从西方引入了一些五坐标机床等高档数控设备，但其使用受到国外的监控和限制，这一切均说明数控加工技术在国防现代化方面所起的重要作用。

（二）数控机床应用范围及特点

目前的数控加工主要应用于以下两方面：

一方面的应用是常规零件加工，如二维车削、箱体类镗铣等。其目的在于提高加工效率，避免认为误差，保证产品质量，以柔性加工方式取代高成本的工装设备，缩短产品制造周期，适应市场需求。这类零件一般形状较简单，实现上述目的的关键在于提高机床的柔性自动化程度、高速精加工能力、加工过程的可靠性。

另一方面的应用是复杂形状零件加工，如模具型腔、涡轮叶片等。该类零件在众多的制造行业中具有重要的地位，其加工质量直接影响以至决定着整机床品的质量。这类零件型面复杂，常规加工方法难以实现，它不仅促使了数控加工技术的产生，而且也一直是数控加工技术的主要研究及应用对象。由于零件型面复

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杂，在加工技术方面，除要求数控机床具有较强的运动控制能力外，更重要的是如何有效地获得高效优质的数控加工程序，并从加工过程整体上提高生产效率。 （三）数控机床的组成

如图所示，数控机床由一下几个部分组成：

图1-1 数控机床组成

1．程序编制

数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置，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。

2．输入装置

输入装置的作用是将程序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 …… 此处隐藏：3664字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……