数控立式钻铣床改造(2)

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并出现了FA（自动化工厂）和CIM（计算机集成制造）工厂的雏形实体。数控机床的高自动化并向FMC、FMS集成方向发展的总趋势仍然是机械制造业发展的主流。

5.复合化

复合化包含工序复合化和功能复合化。在一台数控设备上能完成多工序切削加工（如车、铣、镗、钻等）的加工中心，打破了传统的工序界限和分开加工的规程。一台具有自动换刀装置、自动交换工作台和自动转换立卧主轴头的镗铣加工中心，不仅一次装夹便可以完成镗、铣、钻、铰、攻丝和检验等工序，而且还可以完成箱体件五个面粗、精加工的全部工序。

6.智能化

数控技术的一个重要发展趋势是加工过程的智能化，带有自适应控制功能的控制系统，可以在加工过程中根据切削力和切削温度等加工参数，自动优化加工过程，从而达到提高生产率，增加刀具寿命并改善加工表面质量等目的。刀具破损监控和刀具智能管理功能可以智能的管理刀具，使得刀具保持最佳工作状态。另外以工艺参数数据库为支撑的、具有人工智能的专家系统被用于指导加工。

7.网络化

为适应制造业的网络化和全球化发展趋势，数控系统的网络化功能也日趋重要。在企业内部，具有网络功能的数控系统可以充分实现企业内部的资源和信息共享，适应未来车间的面向任务的定单的生产发展模式，使得生产控制系统的集成更加简便有效。

8.高可靠性

数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标，数控机床能否发挥其高性能、高精度、高效率，并获得良好的效益，关键取决于可靠性。数控系统可采用更高集成度的电路芯片，利用大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，提高可靠性。

图1-2 数控立式钻铣床

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第二章 机床总体布局设计

一.机床总体尺寸参数的选定

根据设计要求并参考实际情况，初步选定机床主要参数如下： 工作台宽度3长度 40031600mm 主轴锥孔 7∶24 工作台最大纵向行程 300mm 工作台最大横向行程 375mm 主轴箱最大垂直行程 400mm 主轴转速级数 12级 主轴转速范围 30~1500r/min

X、Y轴步进电机 130BF001（反应式步进电动机） Z轴步进电动机 130BF001（反应式步进电动机） 主电动机的功率 4.0KW 主轴电动机转速 1440r/min

机床外形尺寸（长3宽3高） 1503120032300mm 机床净重 500Kg

二.机床主要部件及其运动方式的选定

1.主运动的实现

因所设计的机床要求能进行立式的钻和铣，垂直方向的行程比较大,因而采用工作台不动,而主轴箱各轴向摆放为立式的结构布局。为了使主轴箱在数控的计算机控制上齿轮的传动更准确、更平稳，工作更可靠，主轴箱主要采用液压系统控制滑移齿轮和离合器变换齿轮的有级变速。 2.进给运动的实现

本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制，因此在X、Y、Z三个方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副，其动力由步进电机通过调隙齿轮传递。 3.数字控制的实现

采用单片机控制，各个控制按扭均安装在控制台上，而控制台摆放在易操作的位置，这一点须根据实际情况而定。

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第三章 主传动的设计

一．议定转速图

此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩

（二）议定转速图

根据已确定的结构式或结构网议定转速图时，应注意解决定比传动和分配传动比，合理确定传动轴的转速。 1.定比传动

在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面的要求，以及满足不同用户的使用要求。在钻铣床的设计中，总降速比为u=125/1440=0.087。若每一个变速组的最小降速比均取1/4，则三个变速组的总降

1111速可达????0.016，故无需要增加降速传动，但为了使中间两个变速组

44464做到降速缓慢，以利于减小变速箱的径向尺寸和有利于制动方便，在Ⅰ－Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮（

24），同时也有利于设计变型机床，因为只要改变这对34降速齿轮传动比，在其他三个变速组不变的情况下，就可以将主轴的12种转速同时提高或降低，以便满足不同用户的要求。 2.分配降速比

前面已确定，12＝33232共需三个变速组，并在Ⅰ－Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮，要用到四个变速组，在主轴Ⅴ上标出12级转速：125～1600r/min,在第Ⅰ轴上用A点代表电动机转速n0?1440r/min，最低转速用E点标出，因此A,E两点相距约11格，即代表总降速传动比为ut? 3.定出各变速组的最小传动比

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1?11。

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根据降速前慢后快的原则，在Ⅳ－Ⅴ轴间变速组取u?111?4，在Ⅲ－Ⅳ轴间变

速组取u??3，在Ⅱ－Ⅲ轴间变速组取u??2，则

Ⅰ1440ⅡⅢⅣⅤn12 (1600)n11 (1263)n10 (1002)n9 (795)n8 (631)n7 (500)n6 (397)n5 (315)n4 (250)n3 (198.5)n2 (157.5)n1 (125)

图2-2 转速图

根据结构式可知：Ⅱ～Ⅴ轴间变速组的级比指数分别为：1，3，6，传动副为：3，2，2，则画出上图的转速图。 （三）确定各齿轮的齿数

在确定齿轮齿数时应注意：齿轮的齿数和不应过大，以免加大两轴之间的中心距，使机床的结构庞大，而且增大齿数和还会提高齿轮的线速度而增大噪声，所以在设计时要把齿数和控制在sz?100~120；为了控制每组啮合齿轮不产生根切现象，使最小齿数zmin?18~20，因而齿轮的齿数和不应过小。

在Ⅳ－Ⅴ轴间因为 u7??2?1.59，u8?1?4?1，又因为zmin?17而最小2.52齿轮的齿数是在u8的齿轮副中，令zmin?20，则sz?67,70,73,77,78等，因为在高

4速轴中尽量使齿轮的几何尺寸小一点以减小主轴的尺寸，所以可取sz?67

可查出：z15?19，z16?67?19?48

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z14?26，z13?67?26?41 同理： us?1，u6?1?3?1 且查得sz?60,66,72,74?.

32 取sz?66 则查得：z11?22，z12?66?22?44

3 z9?33，z10?66?33?33 u2?1，u3?1?1?111，u4?2? 1.26?1.59 查得：sz?52,54,70......

2因为三联滑移齿轮中的最大齿数与次大齿数之差必须要大于或等于4 则必需有sz2min?70。

又因为前传动轴的转速高，扭矩小，一般传动件的尺寸要小一些，因而齿数和可取比前一级变速组小。

用计算法取z7min?23，则z8?zu74?23?37， sz?23?37?60 11.591可得 z5?u3sz?1.26?60?27，z6?60?27?33

11?u31?1.26z3?因为 u1?u1?us22?z1?60?3 ，z4?60?30?30 1?11002z24?34 ?0.696所以取z1?24，则 z2?1?1440u10.696 滑移齿轮齿数的验算：在三联滑移齿轮z3,z5,z7中，为了确保其左右移动时能顺利通过，不致相碰，则必须保证三联滑移齿轮的次大齿轮z5与最大齿轮的配对齿轮z4不相碰（最大齿轮布置在中间），即：

11 m(z5?2)?m(z4?2)?A （3-2）

221又因为A?m(z3?z4)， 则必须保证：从上面计算可知： z3?z5?4，z3?30，28