旋風(fēng)銑床進(jìn)給系統(tǒng)電氣部分設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 頁 共 45 頁 摘 要 隨著微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化廣泛的綜合了機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制、信息、傳感測試、電力電子、接口、信號(hào)變換和軟件編程等技術(shù)，并將這些技術(shù)有機(jī)的結(jié)合成一體，它是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢。本設(shè)計(jì)的主要目的是為了實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電一體化設(shè)計(jì) (電氣部分的設(shè)計(jì) )，對(duì)于銑削大型工件螺紋有較大的發(fā)展前景。 本文簡要介紹了旋風(fēng)銑床的工作原理和旋風(fēng)銑床進(jìn)給系統(tǒng)；詳細(xì)的分析了旋風(fēng)銑床的電氣原理設(shè)計(jì)，以及根據(jù)旋風(fēng)銑床電氣配置的選擇進(jìn)行電氣柜的柜體布置；最后闡釋了電氣外部安裝技 術(shù)要求。 主要設(shè)計(jì)方法包括：利用數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理，數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，伺服電機(jī)的工作原理，伺服驅(qū)動(dòng)器的接線和使用方法，佳靈變頻器的工作原理和接線使用方法，參考 控系統(tǒng)手冊(cè)和說明書， 助電氣部分設(shè)計(jì) 。然后根據(jù)機(jī)床各部分運(yùn)動(dòng)要求進(jìn)行 專用數(shù)控旋風(fēng)銑床的電氣部分設(shè)計(jì)，最后根據(jù)機(jī)床參數(shù)選擇電氣元器件并完成數(shù)控系統(tǒng)的電氣柜的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 : 旋風(fēng)銑床進(jìn)給系統(tǒng) ; 數(shù)控系統(tǒng) ; 機(jī)電一體化 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 頁 共 45 頁 of a of to t is in s of of he of is of ， of s of of to of of NC he of NC AD to of NC of of to C 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 頁 共 45 頁 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 4 頁 共 45 頁 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 5 頁 共 45 頁 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 6 頁 共 45 頁 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 7 頁 共 45 頁 目 錄 摘要 . 第 1章 緒論 .課題的背景 . 國內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研 .風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)概述 . 旋風(fēng)銑床的工作原理 . 旋風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)主要組成部分 . 數(shù)控旋風(fēng)銑床的特點(diǎn) .計(jì)方案的初步確定 .計(jì)的主要內(nèi)容 .章小結(jié) . 2章 旋風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)總體分析 . 5 風(fēng)銑床的總體結(jié)構(gòu)及機(jī)床參數(shù)的確定 . 機(jī)床總體方案 . 機(jī)床主要用途及基本組成 . 機(jī)床主要規(guī)格及參數(shù) .要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析及各軸電機(jī)參數(shù)的確定 . 床身部分 . 自轉(zhuǎn)旋風(fēng)刀盤 . 偏心進(jìn)給部分 . 公轉(zhuǎn)部分 .章小結(jié) . 3章 旋風(fēng)銑床的電氣原理設(shè)計(jì) . 11 定電柜電氣原理的設(shè)計(jì) . 電力拖動(dòng)及控制要求 . 機(jī)床電氣主電路設(shè)計(jì) . 機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì) . 機(jī)床電氣輸入輸出電路設(shè)計(jì) .轉(zhuǎn)電柜電氣原理的設(shè)計(jì) . 機(jī)床電氣主電路設(shè)計(jì) .文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 8 頁 共 45 頁 床電氣控制電路設(shè)計(jì) . 機(jī)床電氣輸入輸出電路設(shè)計(jì) .章小結(jié) . 4 章 數(shù)控旋風(fēng)銑床的電氣柜設(shè)計(jì) .控旋風(fēng)銑床電氣配置 . 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 . 自轉(zhuǎn)電機(jī)所用變頻器的選擇 . 公轉(zhuǎn)電機(jī)所用變頻器的選擇 . 軸伺服電機(jī)所用伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇 . 17 軸伺服電機(jī)所用伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇 . 軸伺服電機(jī)所用伺服驅(qū)動(dòng)器的選擇 . 斷路器的選擇 . 接觸器的選擇 . 繼電器及其他電氣元件的選擇 .定電氣柜布局設(shè)計(jì) . 電氣柜布局原則 . 電氣柜內(nèi)部結(jié)線要求 . 電氣柜的接地與絕緣 . 電氣柜的檢查 .轉(zhuǎn)電氣柜布局設(shè)計(jì) . 電氣柜布局原則 . 電氣柜內(nèi)部結(jié)線要求 .章小結(jié) . 5 章 數(shù)控旋風(fēng)銑床電氣安裝及技術(shù)要求 .氣外部安裝及調(diào)試要求 . 電氣外部接線要求 . 功能調(diào)試要求 .操作工人的技術(shù)要求 .維修工人的技術(shù)要求 .章小結(jié) .計(jì)總結(jié) .謝 .考文獻(xiàn) .錄：電氣元件清單 .文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 9 頁 共 45 頁 第 1 章 緒 論 課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，產(chǎn)品更新速度越來越快，復(fù)雜形狀的零件越來越多，精度要求越來越高，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加。本課題結(jié)合旋風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分以及數(shù)控系統(tǒng)的基本要求進(jìn)行電氣部分設(shè)計(jì)。旋風(fēng)銑 床作為近年來大工件的銑削機(jī)床，在航天、軍工、造船、機(jī)械產(chǎn)品等制造行業(yè)應(yīng)用廣泛，對(duì)于提高制造效率，降低制造成本有相當(dāng)大的意義，而全數(shù)控的旋風(fēng)銑床在最近幾年興起，作為一臺(tái)數(shù)控改造機(jī)器，我們需要其具有更強(qiáng)的宜人性以及自動(dòng)化，大大減少加工過程中人員的勞動(dòng)強(qiáng)度以及生命財(cái)產(chǎn)安全，這樣比較適合我國的國情。 眾所周知，國內(nèi)對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的電氣部分不是很重視，相關(guān)的技術(shù)人員也是相當(dāng)少的，可供參考的文獻(xiàn)更是少之甚少，而隨著國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展，除了對(duì)機(jī)械本體的設(shè)計(jì)外，電氣部分也將變得日益重要；而電氣柜作為數(shù)控機(jī)床的電氣控制部分，設(shè)計(jì) 的好壞對(duì)于數(shù)控機(jī)床的性能影響非常大，所以對(duì)于數(shù)控控制柜的研究與設(shè)計(jì)對(duì)于從事數(shù)控電氣設(shè)計(jì)的人員來說意義重大。通過對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣原理的精心設(shè)計(jì)，不光可以充分了解數(shù)控機(jī)床的工作原理，還可以對(duì)整個(gè)數(shù)控機(jī)床的電氣部分爛熟于心，這將對(duì)以后從事維修數(shù)控系統(tǒng)的工作大有裨益?，F(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)維修工人最怕見到的是一臺(tái)沒有任何規(guī)則就接好的數(shù)控電氣柜，為了彌補(bǔ)這一實(shí)質(zhì)性的缺陷，研究本課題的意義也將凸顯出來。首先，提前設(shè)計(jì)好電氣原理圖可以為后期選購電氣元器件做好鋪墊。再者，通過電氣原理圖可以讓設(shè)計(jì)完成的檢查環(huán)節(jié)有據(jù)可依。其次，電氣柜 的提前布局，可以讓裝配效率得到很大的提高。最后整個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的后期維修或更新元器件也將是重要的依托。 內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研 數(shù)控控制電柜已成為工業(yè)控制系統(tǒng)中最重要的部件之一。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，當(dāng)設(shè)計(jì)人員嘔心瀝血以自己的理論知識(shí)在圖紙上設(shè)計(jì)出具有先進(jìn)水平的控制系統(tǒng)時(shí)，是否曾想到過一個(gè)系統(tǒng)整體水平的體現(xiàn)，除了最上層的設(shè)計(jì)之外，還有最直接的看似低技術(shù)含量的電柜制造工藝和規(guī)程呢。在管理上形象的描述為 “ 一個(gè)木桶的最高水位取決于最低的那塊木板 ” 。 面對(duì)一只電柜，不論內(nèi)行外行最直接可以感官接 觸到的就是電柜實(shí)體。當(dāng)設(shè)計(jì)人員把自己的設(shè)計(jì)圖紙交給設(shè)備制造商時(shí)，何曾不愿把凝聚自己心血的藍(lán)圖轉(zhuǎn)換成最完美的實(shí)物呢！可是我們的設(shè)計(jì)人員往往不能如愿。 雖然他們對(duì)制造工藝的要求和制造過程中對(duì)國家標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行并非完全不能控制，但是，他們所能提出的具體要求只能在某些必須的圖紙中簡單寫出，而詳盡的制造工藝就由制造者掌握。這樣就等于給廠商一個(gè)自由發(fā)揮的天地 成了脫韁之馬。 每一個(gè)控制系統(tǒng)的控制電柜買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 10 頁 共 45 頁 多數(shù)情況下是非標(biāo)產(chǎn)品，每次的原理圖和設(shè)計(jì)都因系統(tǒng)和設(shè)計(jì)者的不同而不同，但這并不妨礙電柜工藝的統(tǒng)一。就好像最復(fù)雜的線路都是由一 些最基本的控制線路組合演變而來一樣，只要最基本的控制線路熟悉和運(yùn)用自如了，再復(fù)雜的線路只是重復(fù)的疊加。同樣，如果電柜的一些基本制作工藝和驗(yàn)收規(guī)范能確定下來，當(dāng)設(shè)計(jì)人員為了趕工期把整個(gè)系統(tǒng)的所有電柜分包給不同的制造商（無形當(dāng)中就組織起一個(gè)龐大的供貨商），最后收到的電柜質(zhì)量就會(huì)像遍布世界的麥當(dāng)勞和 無處不在又無處不同。這充分體現(xiàn)了一個(gè)公司管理理念的統(tǒng)一。 當(dāng)前，市場需要上與系統(tǒng)配套的控制電柜制作尚無權(quán)威統(tǒng)一的工藝規(guī)范。有時(shí)把一個(gè)系統(tǒng)的電柜分包給不同制造商后，由于一開始設(shè)計(jì)人員就提不出能體現(xiàn)其特點(diǎn)的工 藝制作要求，即使有這種愿望，也只能是口頭上的關(guān)于導(dǎo)線截面、基本的保護(hù)和防護(hù)要求，最后形成了一個(gè)系統(tǒng)的不同電柜的制作工藝是隨著供貨商的制作水平不同而明顯的不同，沒有整一性。木桶的最高水位 電柜質(zhì)量 取決于制造者的即興發(fā)揮 這就是當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)。 如果能實(shí)行電柜基本工藝規(guī)范的統(tǒng)一，也將給調(diào)試、安裝、現(xiàn)場維護(hù)和維修帶來極大方便。因?yàn)殡姽褡詈蟮木S護(hù)和維修都是由一線的電工人員直接操作。一個(gè)電工維修人員對(duì)設(shè)備的維修效率除了對(duì)線路的熟悉程度和個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)外，就是電柜本身的制作是否遵照工藝規(guī)程。如果統(tǒng)一了制作規(guī)程，不僅能提 高現(xiàn)場柜內(nèi)維修的效率，并能降低新電柜對(duì)新手帶來的門檻，還能縮短基層維修電工班組熟悉系統(tǒng)的時(shí)間。這些也可以歸結(jié)為管理上的一句話 “ 一切為用戶著想 ” 。 本課題主要通過對(duì)旋風(fēng)銑床進(jìn)給系統(tǒng)的整體電氣柜工藝規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)后，充分利用現(xiàn)有的資源進(jìn)行電氣柜合理布局，使得該電氣柜盡可能規(guī)范化。 當(dāng)我們現(xiàn)在打開日本人 10 年前制造的電柜，對(duì)比我們現(xiàn)在生產(chǎn)的柜內(nèi)工藝，我就會(huì)有一個(gè)疑問：真的是技不如人嗎？ 不可能。如果說 10 年前日本的技術(shù)、工具、材料等諸因素還能成為巨大差距理由的話，那么，當(dāng)我們現(xiàn)在都已經(jīng)能夠自己研制出不少在國際具有 先進(jìn)水平的設(shè)備和產(chǎn)品的時(shí)候，當(dāng)我們能在國際上各個(gè)大公司網(wǎng)站任意瀏覽的時(shí)候，這個(gè)本已不是技術(shù)問題的問題應(yīng)該可以非常順利的解決了?，F(xiàn)在，只差一點(diǎn)點(diǎn)和國際電柜工藝接軌的意識(shí)和一點(diǎn)點(diǎn)敢闖敢創(chuàng)的精神。 風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)的概述 風(fēng)銑床的工作原理 旋風(fēng)銑削加工原理是由安裝在刀盤上的多把成型刀，借助于刀盤旋轉(zhuǎn)中心與工件中心的偏心量來完成漸進(jìn)式的高速銑削，刀盤的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于工件軸線傾斜一個(gè)角度，這個(gè)角即加工螺紋的螺紋升角。加工時(shí)，工件不轉(zhuǎn)動(dòng)，刀盤高速旋轉(zhuǎn)，刀盤縱向進(jìn)給一個(gè)導(dǎo)程，從而銑出螺紋。 風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)主要組成部分 旋風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)是依據(jù)數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)的概念延伸的，它主要由伺服驅(qū)動(dòng)電路、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行部件組成。它的作用是接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給速買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 11 頁 共 45 頁 度和位移指令信號(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)過伺服驅(qū)動(dòng)裝置（直流、交流伺服電動(dòng)機(jī)，功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，電液脈沖馬達(dá)等）和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、主軸頭架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)與一般的進(jìn)給系統(tǒng)有本質(zhì)上的差別，它能根據(jù)指令信號(hào)精確的控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度與位置，以及幾個(gè)執(zhí)行部件按一 定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)所合成的運(yùn)動(dòng)軌跡。 風(fēng)銑床的特點(diǎn) 專用數(shù)控旋風(fēng)銑床作為一種新型加工機(jī)床，它是繼普通旋風(fēng)銑床又一經(jīng)典之作，旋風(fēng)銑削技術(shù)是一種螺紋加工技術(shù)，因其具有高效、環(huán)保的特點(diǎn)，同時(shí)由于新控制器件的大量采用提高了工作效率，成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域中一種先進(jìn)的螺紋加工手段。旋風(fēng)銑加工能使產(chǎn)品一次成型、加工效率高，適用于批量生產(chǎn)。數(shù)控旋風(fēng)銑床不但具有普通旋風(fēng)銑床的功能，更提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量及產(chǎn)品的一致性。本設(shè)計(jì)所涉及的旋風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1） 加工零件尺寸的適應(yīng)性強(qiáng) 利用數(shù)控旋風(fēng)銑床切削螺紋不同 于傳統(tǒng)的車床，它不需要制造、更換許多工具、夾具和檢具，更不需要重新調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床可以快速地從加工一種尺寸的零件變?yōu)榧庸ち硪环N尺寸的零件，這就為單件、小批量以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。它不僅縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，而且節(jié)省了大量的工藝裝備費(fèi)用。 （ 2） 加工精度高 旋風(fēng)銑床的數(shù)控化是以數(shù)字形式給出指令進(jìn)行加工的，由于目前數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量一般達(dá)到了 且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，該數(shù)控機(jī)床能達(dá)到比較高的加工精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。這是由數(shù)控旋風(fēng)銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 采用了必要的措施以及具有機(jī)電結(jié)合的特點(diǎn)決定的。首先是在結(jié)構(gòu)上引入了滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)和各種消隙結(jié)構(gòu)，使機(jī)械傳動(dòng)的誤差盡可能??；其次是采用了軟件精度補(bǔ)償技術(shù)，使機(jī)械誤差進(jìn)一步減??；第三是程序控制加工，減少了人為因素對(duì)加工精度的影響。這些措施不僅保證了較高的加工精度，同時(shí)還保持了較高的質(zhì)量穩(wěn)定性。 （ 3） 自動(dòng)化程度高 通過對(duì)旋風(fēng)銑床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研制出數(shù)控旋風(fēng)銑床對(duì)零件的加工是按事先編號(hào)的程序自動(dòng)完成的，操作者除了操作面板、裝卸零件、關(guān)鍵工序的中間測量以及觀察機(jī)床的運(yùn)行之外，其他的機(jī)床動(dòng)作直至加工完畢，都自動(dòng)連續(xù)完成 ，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度與緊張程度均可大為減輕，勞動(dòng)條件也得到相應(yīng)的改善。 （ 4） 良好的經(jīng)濟(jì)效益 使用數(shù)控旋風(fēng)銑床加工螺紋時(shí)，分?jǐn)傇诿總€(gè)零件上的設(shè)備費(fèi)用是較昂貴的，但在單件、小批量生產(chǎn)情況下，可以節(jié)省工藝裝配費(fèi)用、輔助生產(chǎn)工時(shí)、生產(chǎn)管理費(fèi)用及降低廢品率等，因此能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 12 頁 共 45 頁 計(jì)方案的初步確定 通過對(duì)機(jī)床的數(shù)控改造引入數(shù)控電氣部分的設(shè)計(jì)，在國內(nèi)外對(duì)其電氣部分進(jìn)行規(guī)范化的設(shè)計(jì)還是相當(dāng)少的，不過對(duì)比其他數(shù)控產(chǎn)品，我們可以借鑒這些數(shù)控柜的設(shè)計(jì)流程和 學(xué)習(xí)其他數(shù)控產(chǎn)品的電氣部分設(shè)計(jì) ，我們可以大體知道按如下步驟設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)控機(jī)床的電氣部分： （ 1） 了解該數(shù)控機(jī)床的工作原理； （ 2） 收集機(jī)床參數(shù)； （ 3） 根據(jù)機(jī)床工作原理作電氣原理圖； （ 4） 根據(jù)電氣原理圖制作電氣元器件明細(xì)表； （ 5） 根據(jù)元件明細(xì)表選擇電氣元器件； （ 6） 由元器件的安裝尺寸進(jìn)行電氣柜布局； （ 7） 最后完成電氣柜并對(duì)照電氣原理圖進(jìn)行檢查。 根據(jù)常規(guī)的電氣設(shè)計(jì)思路，對(duì)本課題的設(shè)計(jì)也可以按圖索驥，并將電氣柜的工藝設(shè)計(jì)作為本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。設(shè)計(jì)初期，主要了解一下資料：數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)原理，數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，伺服電機(jī)的工作原理，伺服驅(qū)動(dòng)器的接線和使用方法，佳靈變頻器的工作原理 和接線和使用方法，參考 控系統(tǒng)手冊(cè)和說明書， 助電氣部分設(shè)計(jì) 。了解完這些資料后，整合該數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的工作特點(diǎn)以及工作要求，利用 接著按照原理圖進(jìn)行電氣互連圖的設(shè)計(jì)并將電纜明細(xì)表制作出來，最后列出元器件清單進(jìn)行選型排版設(shè)計(jì)出電氣布局圖。 計(jì)的主要內(nèi)容 通過對(duì)專用數(shù)控旋風(fēng)銑床的工作原理了解后，本課題主要針對(duì)該數(shù)控旋風(fēng)銑床的進(jìn)給系統(tǒng)的電氣部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括： （ 1） 機(jī)床電氣原理圖設(shè)計(jì)； （ 2） 機(jī)床外部接線圖設(shè)計(jì)； （ 3） 電氣柜布局圖設(shè)計(jì)； （ 4） 說明書的撰寫。 章小結(jié) 本章主要通過對(duì)國內(nèi)外文獻(xiàn)的調(diào)研以及旋風(fēng)銑床的加工原理的了解將主要思路和主要設(shè)計(jì)內(nèi)容確定下來，為后期設(shè)計(jì)機(jī)床電氣原理圖，機(jī)床外部接線圖和電氣柜的布置圖做好前期工作。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 13 頁 共 45 頁 第 2 章 旋風(fēng)銑床進(jìn)給系統(tǒng)總體分析 旋風(fēng)銑床數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及機(jī)床參數(shù)確定 機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案 機(jī)床的主傳動(dòng)與進(jìn)給傳動(dòng)采用分離傳動(dòng)方式，主傳動(dòng)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可根據(jù)工件直徑選取合理的切削速度和進(jìn)給量。進(jìn)給采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩軸聯(lián)動(dòng)控制。 機(jī)床主要用途和基本組成 圖 2如圖 2機(jī)床專門用于加工擠壓吊桿錨錠套端部 床可通過多刀旋風(fēng)車削方式，利用硬質(zhì)合金刀具對(duì)工件外表面進(jìn)行銑削，可 23 次進(jìn)刀完成工件外圓加工和外螺紋加工。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 14 頁 共 45 頁 機(jī)床主要規(guī)格和參數(shù) 表 2床主要規(guī)格參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 參數(shù) 1 最大工件直徑 300 最小工件直徑 50 主軸通孔直徑 330 中心架支承直徑 50 主軸轉(zhuǎn)速范圍 0 15 r/ 刀具數(shù)量 10把 7 單刀最大切深 10 刀架進(jìn)給量范圍 100 mm/ 刀盤總切削力 40 0 縱向行程 1100 1 工件支承架直徑范圍 502 主電機(jī)功率 11 3 總裝機(jī)容量 30 4 機(jī)床總重量 (約 ) 28 000 5 機(jī)床外形尺寸 4500主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各電機(jī)功率確認(rèn) 旋風(fēng)銑加工三個(gè)主要參數(shù)：偏心量、螺旋升角、螺距。針對(duì)這三個(gè)參數(shù)，機(jī)床的結(jié)構(gòu)采用臥式布局，主要由床身、自轉(zhuǎn)旋風(fēng)刀盤、偏心進(jìn)給部 件、公轉(zhuǎn)部件、工件夾緊裝置、隨動(dòng)三爪卡盤、數(shù)控操作系統(tǒng)等部分組成。 身部分 圖 2如圖 2用整體式縱向水平布置，通過多組高度可調(diào)整墊鐵與地基固定，使床身具有很高的聯(lián)接強(qiáng)度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 15 頁 共 45 頁 床身為焊接結(jié)構(gòu)件，焊接后進(jìn)行消除應(yīng)力處理，具有很高的剛性和抗振性。消除應(yīng)力采用熱處理和振動(dòng)時(shí)效相結(jié)合的方式，振動(dòng)時(shí)效消除焊接件應(yīng)力已經(jīng)在設(shè)備制造廠家廣泛應(yīng)用，其技術(shù)及工藝是很成熟的。床身的導(dǎo)軌采用直線導(dǎo)軌形式，每根導(dǎo)軌上布置3至 6組滑塊，可提高導(dǎo)軌的精度保持性和耐磨性。 轉(zhuǎn)旋風(fēng)刀盤 圖 2轉(zhuǎn)旋刀刀盤部件示意圖 自轉(zhuǎn)旋刀刀盤，由伺服電機(jī)通過同步帶的帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行斷續(xù)銑削。 自轉(zhuǎn)旋風(fēng)刀盤采用的是兩端軸承固定的結(jié)構(gòu)。其旋風(fēng)銑刀盤安裝在自轉(zhuǎn)主軸上，主軸兩端采用 2對(duì)角接觸軸承固定 (軸承型號(hào)： 00（ d=800D=980B=82)。主軸為穿軸式結(jié)構(gòu)，角接觸軸承對(duì)中心精度高，主軸回轉(zhuǎn)進(jìn)精度高，提高主軸剛性和強(qiáng)度。 帶動(dòng)自轉(zhuǎn)旋風(fēng)刀盤電機(jī)采用伺服電機(jī)，電機(jī)穩(wěn)定性高，輸出力矩平穩(wěn)，通過控制系統(tǒng)控制旋風(fēng)刀盤轉(zhuǎn)速可靠， 提高自轉(zhuǎn)旋風(fēng)刀盤柔性。 驅(qū)動(dòng)自轉(zhuǎn)電機(jī)功率計(jì)算如下表： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 16 頁 共 45 頁 表 2轉(zhuǎn)電機(jī)功率計(jì)算表 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 參數(shù) 備注 1 槽寬 b(距 22最寬位置計(jì)算(p 2 切深 d(11 3 切削面積 s=b d(4 每茲 fz(mm/z) 5 單邊齒數(shù) z(z/r) 10 6 刀具 轉(zhuǎn)速 n(r/具線速度V=V=000=s 7 刀筒直徑 d( 450 8 刀筒周長 c( 9 刀具線速度 Vc(m/ 10 進(jìn)給率 fm=z n(mm/11 金屬切除率 Q=s 000(12 單位功率 P(KW/13 電機(jī)功率 p(擇電機(jī) 速：無級(jí)調(diào)速 （額定轉(zhuǎn)速：1500r/ 扭矩： 偏心進(jìn)給部分 圖 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 17 頁 共 45 頁 如圖 2過伺服電機(jī)帶動(dòng)自轉(zhuǎn)部件在導(dǎo)軌上徑向進(jìn)給。安裝在公轉(zhuǎn)部件上，通過連接軸，在水平方向擺出螺旋升角。 偏心進(jìn)給部分包括鑄造燕尾導(dǎo)軌，滾珠絲桿，伺服電機(jī)等部件。采用鑄造燕尾導(dǎo)軌傳動(dòng)剛度高、抗振性好，維護(hù)方便，其結(jié)構(gòu)和工藝成熟，為整機(jī)的穩(wěn)定和可靠性提供保證。使用伺服電機(jī)，通過控制系統(tǒng)控制進(jìn)給保證產(chǎn)品加工精度。主要部件列表如表 2 2床主要部件列表 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 結(jié)構(gòu) /參數(shù) 備注 1 燕尾導(dǎo)軌 材料： 體鑄造，規(guī)格與床中拖板規(guī)格相當(dāng) 2 滾珠絲桿 3206 3 選擇直徑 32 絲桿，保證設(shè)備的剛性、強(qiáng)度 3 伺服電機(jī) 功率 速：無級(jí)變速 額定轉(zhuǎn)速：2500r/矩： 6 軸承 型號(hào)： 7005C/轉(zhuǎn)部分 圖 2買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 18 頁 共 45 頁 公轉(zhuǎn)部分如圖 2整機(jī)結(jié)構(gòu)的重要部件，通過公轉(zhuǎn)部分，可以實(shí)現(xiàn)工件不轉(zhuǎn)動(dòng)加工螺紋。公轉(zhuǎn)部分帶動(dòng)自轉(zhuǎn)旋風(fēng)刀盤和偏心進(jìn)給部分繞工件中心相對(duì)工件轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過機(jī)床上的導(dǎo)軌滑塊相對(duì)工件軸向進(jìn)給，完成在工件軸 向上進(jìn)給和工件圓周面上的加工。 公轉(zhuǎn)部分整體機(jī)架采用焊接件，焊接完成后進(jìn)行退應(yīng)力處理，具有很高的剛性和抗振性。公轉(zhuǎn)部分整體尺寸較大，而且該機(jī)床為單機(jī)加工制造，如采用整體鑄造，造價(jià)高。在滿足性能的情況下，采用整體焊接件可以降低機(jī)床的成本。 公轉(zhuǎn)部分采用穿軸式，兩端以 2對(duì)角接觸軸承支撐 (軸承型號(hào)： 7692d=460=600B=50)，角接觸軸承對(duì)中心精度高，主軸回轉(zhuǎn)進(jìn)精度高，滿足專機(jī)加工產(chǎn)品精度。 公轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)范圍在 0 15r/一臺(tái)伺服電機(jī)拖動(dòng)，主電機(jī)功率為 11過控制系統(tǒng)控制進(jìn)給速度。 公轉(zhuǎn)部分軸向進(jìn)給，安裝在床身上，兩端軸承支撐 (軸承型號(hào)： 7210d=50=90B=20)，由伺服電機(jī)、絲桿、絲桿螺母、等帶動(dòng)，其進(jìn)給的速度由控制系統(tǒng)根據(jù)加工工件螺紋螺距及公轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)速度相配合。從而達(dá)到可以任意變換加工工件的螺距。 電機(jī)功率計(jì)算： 已知：重量 G=15000速 5r/D=460=（ F V） /1000 F= G g=15000 41 N 摩擦系數(shù) = 000=460 15 1000=m/s P= （ F V） /1000 =441 1000=取電機(jī)功率： 11 速：無級(jí)變速（額定轉(zhuǎn)速 1500r/矩 70 章小結(jié) 本章主要簡要分析專用旋風(fēng)銑床的主要結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)，通過對(duì)其機(jī)械部分的分析知其需要公轉(zhuǎn)電機(jī)一個(gè)，軸向進(jìn)給電機(jī)一個(gè)，螺旋升角調(diào)節(jié)電機(jī)一個(gè)，徑向進(jìn)給調(diào)節(jié)電機(jī)一個(gè)，自轉(zhuǎn)電機(jī)一個(gè)。且各電機(jī)功率均由機(jī)械部分的分析計(jì)算確定出來，為后續(xù)電 氣選型做鋪墊。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 19 頁 共 45 頁 第 3 章 數(shù)控旋風(fēng)銑床的電氣原理設(shè)計(jì) 表 3氣件符號(hào)與功能說明表 符號(hào) 名稱及用途 符號(hào) 名稱及用途 按鈕 涌抑制器 按鈕 涌抑制器 給保持按鈕 極管 環(huán)保持按鈕 極管 停按鈕 極管 明燈按鈕 制變壓器 路器 離變壓器 軸電機(jī)啟動(dòng)接觸器 服變壓器 卻泵電機(jī)啟動(dòng)接觸器 關(guān)電源盒 軸正限位開關(guān) 轉(zhuǎn)電箱內(nèi)部進(jìn)電接觸器 軸負(fù)限位開關(guān) 關(guān)繼電器 軸減速開關(guān) 卻通斷繼電器 制變壓器 軸正轉(zhuǎn)繼電器 服變壓器 軸反轉(zhuǎn)繼電器 明燈 軸停止繼電器 柜風(fēng)扇 軸電機(jī) (公轉(zhuǎn) ) 卻泵電機(jī) 軸伺服電機(jī)（軸向進(jìn)給） 軸伺服電機(jī)（螺旋升角） 軸伺服 電機(jī)（偏心進(jìn)給） 轉(zhuǎn)電機(jī) 定電柜的電氣原理設(shè)計(jì) 固定電氣柜的控制對(duì)象主要包括公轉(zhuǎn)部分、軸向進(jìn)給部分、螺旋升角部分、冷卻部分。 力拖動(dòng)及控制要求 1)主電動(dòng)機(jī) 率 11完成主軸的主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)采用三相交流伺服電機(jī)，并自帶主軸編碼器，方便實(shí)現(xiàn)螺紋切削，該電機(jī)由變頻器變頻調(diào)速，可正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，并可進(jìn)行正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的電氣停車制動(dòng)。 2)電動(dòng)機(jī) 加工時(shí)提供切削液，采用直接啟動(dòng)停止方式，并且為連續(xù)工作狀態(tài)。 3)電動(dòng)機(jī) 電機(jī)選用三相 交流伺服電動(dòng)機(jī)，由伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 20 頁 共 45 頁 動(dòng)，可精確定位，快速啟動(dòng)或急停，從而提高加工精度。 4)電動(dòng)機(jī) 電機(jī)選用三相交流伺服電動(dòng)機(jī)，由伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，可快速急停，并精確的調(diào)節(jié)螺旋升角。 5)電動(dòng)機(jī) 電機(jī)采用三相交流伺服電動(dòng)機(jī)，由伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，可快速定位、急停，節(jié)省人工調(diào)節(jié)時(shí)間。 6)電動(dòng)機(jī) 供大的切削力，滿足加工要求，該電機(jī)由變頻器帶動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。 機(jī)床電氣主電路設(shè)計(jì) 專用數(shù)控旋風(fēng)銑床主電路設(shè)計(jì)見電氣原理圖設(shè)計(jì)圖紙，其使用電氣元器 件與功能說明如表 3所示。 主電路中，為了保證主電路正常運(yùn)行，主電路中設(shè)置熔斷器的短路保護(hù)環(huán)節(jié)及斷路器 主斷路器將三相電源引入，采用三個(gè)變壓器給各部分供電，這 3個(gè)變壓器分別是控制變壓器 380V/220V,110V， 36V），隔離變壓 380V/3380V)，伺服變壓 3380V/3200V）?？刂谱儔浩?交流接觸器、接觸器、機(jī)床照明燈、電柜風(fēng)扇、數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)電。隔離變壓轉(zhuǎn)部分的變頻器、旋轉(zhuǎn)部分 的伺服驅(qū)動(dòng)器、旋轉(zhuǎn)部分的變頻器。伺服變壓 X/ 主軸電機(jī) 通過變頻器接受數(shù)控系統(tǒng)的模擬量進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。 冷卻泵電機(jī) X、 3、 通過接收數(shù)控系統(tǒng)信號(hào)對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行速度跟方向的調(diào)節(jié)。 數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)電通過 觸點(diǎn)接通引入到電源盒轉(zhuǎn)換成直流送入數(shù)控系統(tǒng)。 5和自轉(zhuǎn)電機(jī) ，其進(jìn)電通過 機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì) 專用數(shù)控旋風(fēng)銑床控制電路設(shè)計(jì)見電氣原理圖設(shè)計(jì)圖紙，其使用電氣元器件與功能說明如表 3所示。 控制電路部分可劃分為：主電動(dòng)機(jī)（公轉(zhuǎn)電機(jī)） 反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速控制，冷卻泵電機(jī)起停， 軸伺服電機(jī)的起停、控制及數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)電， 轉(zhuǎn)電機(jī)起停與轉(zhuǎn)速控制。 （ 1） 主電動(dòng)機(jī)（公轉(zhuǎn)電機(jī)） 反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速控制 由電氣原理圖可知，當(dāng)面板按鈕 流繼電器 兩個(gè)常開觸點(diǎn) 作閉合，一個(gè)常開觸電接通使得 一個(gè)常開觸點(diǎn)接通，此時(shí)電機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)數(shù)控買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 21 頁 共 45 頁 系統(tǒng)給直流繼電器 數(shù)控系統(tǒng)給直流繼電器 出通電信號(hào)時(shí)， 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合， 數(shù)控系統(tǒng)給直流繼電器 出通電信號(hào)時(shí)， 頻器發(fā)出減速信號(hào)使得電動(dòng)機(jī) （ 2） 冷卻泵電機(jī)起停 由數(shù)控系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)冷卻泵的通斷，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出 時(shí) 得冷卻泵的啟動(dòng)。 （ 3） 軸伺服電機(jī)的起停、控制及數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)電 當(dāng) 流繼電器 后驅(qū)動(dòng)器通過與 此同時(shí)， 機(jī)床電氣輸入輸出電路設(shè)計(jì) 已知專用數(shù)控銑床工作原理：主軸箱通過公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的合成即可完成螺紋切削運(yùn)動(dòng)。則只需在 中設(shè)置正負(fù)限位開關(guān)是為了防止機(jī)床超程；設(shè)置 回零開關(guān)的主要目的是獲取機(jī)械原點(diǎn)，由于機(jī)床斷電后系統(tǒng)已經(jīng)失去機(jī)械原點(diǎn) ,回零是通過傳感器幫助機(jī)床找到機(jī)械原點(diǎn) ,然后加工的時(shí)候機(jī)床就以找到的機(jī)械原點(diǎn)作為基準(zhǔn) 由機(jī)床原理設(shè)置輸入信號(hào)分別為： 軸回零減速開關(guān) 停信號(hào)，它們分別接入數(shù)控系統(tǒng)的信號(hào)為： +X）、 另外兩個(gè)輸入模式設(shè)置：進(jìn)給保持信號(hào) 環(huán)啟動(dòng)信號(hào) 擇該模式可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模式的相互轉(zhuǎn)換，其工作原理是：加工開始，按下循環(huán)啟動(dòng) 按鈕，數(shù)控系統(tǒng)記錄該模式，當(dāng)按下進(jìn)給保持按鈕時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)接收信號(hào)使得停止在加工程序斷點(diǎn)處，當(dāng)再按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕時(shí)又可以從該斷點(diǎn)進(jìn)行加工動(dòng)作。通過設(shè)置該輸入模式可隨時(shí)起停數(shù)控加工過程。 急停輸入設(shè)置：急停輸入信號(hào)由面板的急停按鈕，變頻器報(bào)警故障組成輸入信號(hào)。 轉(zhuǎn)電箱的電氣原理設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)電氣柜主要控制對(duì)象包括自轉(zhuǎn)部分和偏心進(jìn)給部分。 床電氣 主電路設(shè)計(jì) 5和自轉(zhuǎn)電機(jī) 進(jìn)電通過 床電 氣控制電路設(shè)計(jì) （ 1） 當(dāng)面板開關(guān)按鈕 流接觸器 部分電源通過電刷環(huán)引入到伺服驅(qū)動(dòng)器，然后給伺服電機(jī)供電。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 22 頁 共 45 頁 其控制由 過單片機(jī) 通過 ，單片機(jī) 而控制伺服電機(jī)。 （ 2）自轉(zhuǎn)電機(jī)起停與轉(zhuǎn)速控制 由于自轉(zhuǎn)電機(jī)與 者的關(guān)系為并聯(lián)關(guān)系，只需 者均可獲得供電。自轉(zhuǎn)電機(jī)的控制信 號(hào)由外部電位器提供，通過調(diào)節(jié)電位器即可調(diào)節(jié)自轉(zhuǎn)速度，其原理是單片