數(shù)控多工位鉆床設(shè)計(jì)說明書.doc

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1目錄第一章數(shù)控機(jī)床概述11數(shù)控機(jī)床簡介12數(shù)控機(jī)床的工作原理與組成33數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)34我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展55本文所做的工作6第二章機(jī)械結(jié)構(gòu)選擇7第三章機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)81切削力的計(jì)算82主軸齒輪傳動(dòng)方案確103主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算154縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算185橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算226Z向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算257齒輪強(qiáng)度校核288回轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算309齒輪強(qiáng)度校核3310滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)3511導(dǎo)軌及齒輪傳動(dòng)間隙調(diào)整分析4112本章小結(jié)42第四章數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)431確定機(jī)床控制系統(tǒng)方案432單片機(jī)型號(hào)的選用433存儲(chǔ)器的選用、擴(kuò)展及連接454地址鎖存器465鍵盤與顯示接口電路4668255與8031的連接597步進(jìn)電機(jī)接口電路618總程序流程框圖649本章小結(jié)64第五章總結(jié)65參考文獻(xiàn)66摘要隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)控加工已成為機(jī)加工過程中的一種主流技術(shù)。這一技術(shù)的運(yùn)用提高了機(jī)加工過程中工作效率和加機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2工精度。數(shù)控多工位鉆床就是提高鉆削加工精度和效率的一種很好的機(jī)加工工具。本文對(duì)數(shù)控多工位鉆床進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用了普通車床設(shè)計(jì)的步驟和方法，綜合考慮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。從切削力入手確定主軸及電機(jī)，到整個(gè)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)床的控制。最后到對(duì)機(jī)床初始化程序設(shè)計(jì)。本文所做的工作:1.完成數(shù)控多工位鉆床的資料收集與國、內(nèi)外現(xiàn)狀的調(diào)查比較，提出較為可行的方案；2.完成機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，初步完成控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)；提交論文及機(jī)械系統(tǒng)的裝配與關(guān)鍵零部件的相應(yīng)圖紙及數(shù)控系統(tǒng)的硬件圖，同時(shí)提交電子文檔；3.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。完成了一臺(tái)經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞數(shù)控技術(shù)、鉆床、鉆削、計(jì)算機(jī)控制、單片機(jī)AbstractWiththemanufacturingdevelopment,numericalcontrolmanufacturinghasbecomeoneofthemajoradvancedtechnologies.efficiencyandaccuracyhasbeenimprovedinapplicationofthetechnology.Numericalcontrolauto-drillingmachineis機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3akindofthenewmachinetoolsthatcanimprovethemachiningaccuracyandefficiency.ThepanerhasdesignedforNumericalcontrolauto-drillingmachine,usingdesignmethodoftheordinarylathe,andconsideringthecharacteristicofthenumericalcontrolmachinetoolssynthetically.cuttingforcehasbeencalculated,thestructuralandthecontrolsystemhasbeendesigned.Finally,thesoftwareroutinehasbeenexplored.Thispanerhasfinishedmajorworks:1.Completedainvestigationofinternalandexternalofcurrentsituationfornumericalcontrolmultistage-drillingmachine,andcomparedit,putforwardafeasiblescheme；2.Completedthemechanicalstructuraldesignancalculatedanddesignedtheelectriccontrolsystem,andfinishedthesoftwareandhardwareofthecontrolsystemtentatively；Submitthesisandtheassemblyofmechanicalsystemandhardwarepictureofkeysparepartanddrawingofnumericalcontrolsystem,submittheelectronicfileatthesametime；3.Writethespecificationofdesigningandcalculating,hasdesignedaneconomynumericalcontrolmachinetool.Keywordsnumericalcontrolmachining、drillingmachine、drilling、computercontrol、singlechipcomputer前言數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志之一，隨著這種機(jī)床在機(jī)加工中的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工行業(yè)得到了質(zhì)的飛躍。由于數(shù)控機(jī)床相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床極大地提高了加工精度、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，應(yīng)用變得極為廣泛。而數(shù)控多工位機(jī)床則因其一次裝夾卻能進(jìn)行多工位的加工。某種意義上講，更大大的提高了機(jī)加工的加工效率，很適合工件的批量生產(chǎn)。針對(duì)數(shù)控多工位鉆床的設(shè)計(jì)，我們要完成：首先，對(duì)數(shù)控多工位鉆床進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。應(yīng)滿足：機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度要達(dá)要求，數(shù)控機(jī)床的剛度系數(shù)應(yīng)該比同類普通機(jī)床高50%；應(yīng)盡量提高機(jī)床的抗振性，通常機(jī)床的振動(dòng)包括強(qiáng)迫振動(dòng)和受迫振動(dòng)。要提高機(jī)床在低速進(jìn)給時(shí)的平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度。第二，對(duì)鉆床的主傳動(dòng)和主軸部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)控鉆床主軸傳動(dòng)特點(diǎn)是：要機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4使主軸能在軸向方向上移動(dòng)和使主傳動(dòng)能進(jìn)行多級(jí)調(diào)速。第三，多工位的數(shù)控鉆床，必須有主軸箱的進(jìn)給和工作臺(tái)的滑動(dòng)。在本次設(shè)計(jì)中，進(jìn)給傳動(dòng)和傳動(dòng)部件也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)多是用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)。對(duì)于鉆床來說，工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)床不加工。故可采用簡單的滑動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的進(jìn)給和主軸箱的進(jìn)給，多個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌的疊加組合便可以使鉆床實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸三軸向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)給。第四，無論任何機(jī)床床身和立柱都是不可少的，數(shù)控多工位鉆床也是不例外的。床身和立柱的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮：要保證機(jī)床各部分的剛度。床身、立柱的結(jié)構(gòu)和材料選擇是必不可少的。第五，對(duì)于數(shù)控多工位鉆床，多工位是必不可少的一步。要實(shí)現(xiàn)多工位就必須設(shè)計(jì)針對(duì)鉆床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。最后，涉及到數(shù)控機(jī)床控制部分的設(shè)計(jì)選擇是重點(diǎn)部分。對(duì)于我們的設(shè)計(jì)只要求設(shè)計(jì)出機(jī)床的硬件部分就是控制元件的選擇和對(duì)控制進(jìn)行初始化處理就可以了。對(duì)于本次數(shù)控多工位鉆床的設(shè)計(jì)，我們認(rèn)為：使鉆削加工能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)控加工正是運(yùn)用到了數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：提高了加工精度、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。采用多工位則更為縮短了裝夾時(shí)間等輔助時(shí)間，使生產(chǎn)率得到更大的提高等。這就是本設(shè)計(jì)課題經(jīng)濟(jì)意義。然而更為重要的是：我們希望通過這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)理論、基本技能的能力，培養(yǎng)我們一種正確的設(shè)計(jì)思想。了解工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。我想這才是我們做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的真正目的吧！第一章數(shù)控機(jī)床概述1.1數(shù)控機(jī)床簡介1.1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及其重要性隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)