數(shù)控多工位鉆床設(shè)計說明書.doc

機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（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)械傳動部件設(shè)計81切削力的計算82主軸齒輪傳動方案確103主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算154縱向進(jìn)給運(yùn)動的分析及計算185橫向進(jìn)給運(yùn)動的分析及計算226Z向進(jìn)給運(yùn)動的分析及計算257齒輪強(qiáng)度校核288回轉(zhuǎn)工作臺運(yùn)動的分析及計算309齒輪強(qiáng)度校核3310滑動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)3511導(dǎo)軌及齒輪傳動間隙調(diào)整分析4112本章小結(jié)42第四章數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計431確定機(jī)床控制系統(tǒng)方案432單片機(jī)型號的選用433存儲器的選用、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)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（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。本文對數(shù)控多工位鉆床進(jìn)行了設(shè)計，采用了普通車床設(shè)計的步驟和方法，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)，到整個機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計和機(jī)床的控制。最后到對機(jī)床初始化程序設(shè)計。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)計計算與電氣控制系統(tǒng)設(shè)計，初步完成控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計；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，同時提交電子文檔；3.編寫設(shè)計計算說明書。完成了一臺經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床的設(shè)計。關(guān)鍵詞數(shù)控技術(shù)、鉆床、鉆削、計算機(jī)控制、單片機(jī)AbstractWiththemanufacturingdevelopment,numericalcontrolmanufacturinghasbecomeoneofthemajoradvancedtechnologies.efficiencyandaccuracyhasbeenimprovedinapplicationofthetechnology.Numericalcontrolauto-drillingmachineis機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（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)床相對于傳統(tǒng)機(jī)床極大地提高了加工精度、生產(chǎn)率和自動化程度，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)。針對數(shù)控多工位鉆床的設(shè)計，我們要完成：首先，對數(shù)控多工位鉆床進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。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)床的振動包括強(qiáng)迫振動和受迫振動。要提高機(jī)床在低速進(jìn)給時的平穩(wěn)性和運(yùn)動精度。第二，對鉆床的主傳動和主軸部件進(jìn)行設(shè)計。數(shù)控鉆床主軸傳動特點(diǎn)是：要機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）4使主軸能在軸向方向上移動和使主傳動能進(jìn)行多級調(diào)速。第三，多工位的數(shù)控鉆床，必須有主軸箱的進(jìn)給和工作臺的滑動。在本次設(shè)計中，進(jìn)給傳動和傳動部件也是一個重要的環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床的傳動多是用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)傳動。對于鉆床來說，工作臺進(jìn)給機(jī)床不加工。故可采用簡單的滑動導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)工作臺的進(jìn)給和主軸箱的進(jìn)給，多個滑動導(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)計針對鉆床的回轉(zhuǎn)工作臺。最后，涉及到數(shù)控機(jī)床控制部分的設(shè)計選擇是重點(diǎn)部分。對于我們的設(shè)計只要求設(shè)計出機(jī)床的硬件部分就是控制元件的選擇和對控制進(jìn)行初始化處理就可以了。對于本次數(shù)控多工位鉆床的設(shè)計，我們認(rèn)為：使鉆削加工能實(shí)現(xiàn)自動化的數(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)率和自動化程度。采用多工位則更為縮短了裝夾時間等輔助時間，使生產(chǎn)率得到更大的提高等。這就是本設(shè)計課題經(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)計培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識和基礎(chǔ)理論、基本技能的能力，培養(yǎng)我們一種正確的設(shè)計思想。了解工程設(shè)計的一般程序、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，社會對產(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)