数控多工位钻床结构设计说明书毕业设计论文
数控多工位钻床结构设计说明书毕业设计
论文
引言
数控机床是现代科学技术发展的重要标志之一，随着这种机床在机加工中的广泛应用，使传统的机械加工行业得到了质的飞跃。由于数控机床相对于传统机床极大地提高了加工精度、生产率和自动化程度，应用变得极为广泛。而数控多工位机床则因其一次装夹却能进行多工位的加工。某种意义上讲，更大大的提高了机加工的加工效率，很适合工件的批量生产。
针对数控多工位钻床的设计，我们要完成：
首先，对数控多工位钻床进行结构设计。应满足：机床的结构刚度要达要求，数控机床的刚度系数应该比同类普通机床高50%；应尽量提高机床的抗振性，通常机床的振动包括强迫振动和受迫振动。要提高机床在低速进给时的平稳性和运动精度。
第二，对钻床的主传动和主轴部件进行设计。数控钻床主轴传动特点是：要使主轴能在轴向方向上移动和使主传动能进行多级调速。
第三，多工位的数控钻床，必须有主轴箱的进给和工作台的滑动。在本次设计中，进给传动和传动部件也是一个重要的环节。数控机床的传动多是用步进电机经过滚珠丝杠螺母副的结构传动。对于钻床来说，工作台进给机床不加工。故可采用简单的滑动导轨实现工作台的进给和主轴箱的进给，多个滑动导轨的叠加组合便可以使钻床实现X、Y、Z轴三轴向的运动进给。
第四，无论任何机床床身和立柱都是不可少的，数控多工位钻床也是不例外的。床身和立柱的设计应考虑：要保证机床各部分的刚度。床身、立柱的结构和材料选择是必不可少的。
第五，对于数控多工位钻床，多工位是必不可少的一步。要实现多工位就必须设计针对钻床的回转工作台。
最后，涉及到数控机床控制部分的设计选择是重点部分。对于我们的设计只要求设计出机床的硬件部分就是控制元件的选择和对控制进行初始化处理就可以了。
对于本次数控多工位钻床的设计，我们认为：使钻削加工能实现自动化的数控加工正是运用到了数控机床的特点：提高了加工精度、生产率和自动化程度。采用多工位则更为缩短了装夹时间等辅助时间，使生产率得到更大的提高等。这就是本设计课题经济意义。
然而更为重要的是：我们希望通过这样的毕业设计培养我们综合应用所学的专业知
识和基础理论、基本技能的能力，培养我们一种正确的设计思想。了解工程设计的一般程序、规范和方法。我想这才是我们做这次毕业设计要达到的真正目的吧！
1 数控机床概述
1.1 数控机床简介
1.1.1. 数控机床的产生及其重要性
随着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，多品种、中小批量生产的比重明显增加。同时，随着航空工业、汽车工业和轻工消费品生产的高速增长，复杂形状的零件越来越多，精度要求也越来越高。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已难于适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件高效和高质量的加工要求。
数字控制机床，就是为了解决单件、小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而生产的。1947年，美国Parsons公司为了精确制造直升机翼、桨叶和直升机框架，开始探讨用三坐标曲线数据来控制机床的运动，并进行实验，加工飞机零件。1949年，为了能在短时间内制造出经常变更设计的零件，美国空军（U.S.AirForce）与Parsons公司签定了制造第一台数控机床的合同。1951年，美国麻省理工学院MIT （Massachusetts Instiute of Technology）承担了这一项目。1952年，MIT伺服机构研究所用实验室制造的控制装置和辛辛那提（Cincinnati Hydrotel）公司的立式铣床成功地实现了三轴联动数控运动，可控制铣刀进行连续空间曲面的加工，揭开了数控加工技术的序幕。随着不断的改进与完善，1955年，NC（数控）机床开始用于工业加工。
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完全新型的机床，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40多年中，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。此外，数控技术也会在绘图仪、坐标测量仪、激光加工与线切割机等机械设备中得到广泛的应用。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。
从20世纪50年代末期，我国就开始研究数控技术，开发数控产品。1958年，清华大学和北京第一机床厂合作研制了我国第一台数控铣床。经过多年的不断努力，数控产业取得了长足的发展：国产数控系统基本上掌握了关键技术，可靠性已有很大提高；新
开发的国产数控机床产品大部分达到国际20世纪80年代中期水平，部分达到国际20世纪90年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平数控机床；技术上也取得很大突破，如高速主轴制造技术、快速进给、快速换刀、柔性制造等技术，为国产数控机床的下一步发展奠定了基础。虽然在数控技术领域中，我国和先进的工业国家之间还存在着不小的差距，但这种差距正在迅速缩小。
数控技术是机械加工现代化的重要基础与关键技术。应用数控加工可大大提高生产效率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易于在工厂或车间实行计算机管理，还使车间设备总数减少，节省人力、改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的适应能力并提高企业综合经济效益。数控加工技术的应用，使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体，使零件的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）和计算机辅助制造（CAM）的一体化成为现实，使机械加工的柔性化自动化水平不断提高。
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，一直通过巴黎统筹委员会对我国进行封锁限制，应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。如著名的“东芝事件”，即是由于前苏联利用从日本获得的大型五坐标数控铣床，用其制造出具有复杂曲面的潜艇的噪声大为降低，西方的反潜艇设备顿时失效，对西方构成了重大威胁。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，不准用语军事用途的零件加工。特别是1999年美国的考克斯报告，其中一项主要内容就是指责我国将从美国购买的二手数控机床用于军事工业，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。
1.1.
2. 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一方面在于提高机床的柔性自动化程度、高速精加工能力、加工过程的可靠性与设备的操作性能，另一方面在于合理的生产组织、计划调度和工艺过程安排。
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（如多轴联动）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。
数控机床在机械制造领域中得到日益广泛的应用，是因为它具有如下特点：高柔性、生产效率高、加工精度高、加工质量稳定可靠、自动化程度高、能完成复杂型面的加工、有利于生产管理的现代化。
1.2 数控机床的工作原理与组成
数控机床的工作原理
数控机床是数字信息进行控制的机床。即凡是用代码化和数字信息将刀具移动轨迹信息记录在程序介质上，然后送入数控系统，经过译码和运算，控制机床刀具与工件的相对运动，加工出所需工件的一类机床即为数控机床。数控加工基本过程见图1所示：
计算机数 字控制 装置
（CNC装置）
通信线路
编程器
CAD/CAM系统上位机
输出装置
输入装置
程序清单
信息载体机床
速度控制 单元
位置检测器
进给电动机可编程控制器 （PLC）
主轴控制 单元
主轴电动机
图1.1 计算机数字控制（CNC ）系统框图
数控机床加工零件时，首先编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。将数控程序输入到数控装置，再由数控装置机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换，工件夹紧、松开和冷却、润滑的启、停等动作，使刀具与其他辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度等符合要求的零件。 数控机床的组成
数控机床的种类繁多，但从组成一台完整的数控机床来讲，它由信息输入装置、数控装置、伺服系统、机床本体以及复杂装置组成。
1.3 数控技术的发展现状与趋势
近十几年来，数控机床借助于微电子、计算机技术的飞速进步着高精度、多功能、高速化、高效率、，正向复合加工功能、智能化等方向迈进，明显地反映出时代的特征，其主要表现为以下几方面。
1. 精度化
当代工业产品对精度提出了越来越高的要求，像仪表、钟表、家用电器等都有相当高精度的零件，典型的高精度零件如陀螺框架、伺服阀体、涡轮叶片、非球面透镜、光盘、磁头、反射鼓等，这些零件的尺寸精度要求均在微米、亚微米级。因此，加工这些零件的机床也必须受到需求的牵引而向高精度发展。
2. 高速度化
提高生产率是机床技术发展追求的基本目标之一，而实现这个目标的最主要、最直接的方法就是提高切学速度和减少辅助时间。随着刀具、电机、轴承、数控系统等相关技术的突破及机床本身基础技术的进步，使各种运动速度大为提高。
3. 高柔性化
柔性是指机床适应加工对象变化的能力，当代产品的多样化和个性化，对机床提供了更高的柔性加工要求。数控机床在提高单机柔性化的同时，朝着单元柔性化和系统柔性化方向发展。不仅中、小批量的生产方式在努力提高柔性化能力，就是在大批量生产方式中，也积极向柔性化方向转向。如出现了可编程控制器（PLC）控制的可调组合机床、数控多轴加工中心、换刀换箱式加工中心、数控三坐标动力单元等具有柔性的高效率加工设备，柔性加工单元（FMC），柔性制造系统（FMS）以及介于传统自动线与FMS 之间的柔性制造线（FTL）。
4. 高自动化
高自动化是指在全部加工过程中尽量减少“人”的介入而自动完成规定的任务，它包括物料流和信息流的自动化。自20世纪80年代中期以来，以数控机床为主体的加工自动化已从“点”的自动化（单台数控机床）发展到“线”的自动化（柔性制造车间），结合信息管理系统的自动化，逐步形成整个工厂“体”的自动化，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。尽管由于这种高自动化的技术还不够完备。投资过大，回收期较长，而提出“有人介入”的自动化观点，但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。数控机床的自动化除进一步提高其自动编程、上下料、加工等自动化程度外，还在自动检索、监控、诊断、自动对刀、自动传输等方向进一步发展。
5. 复合化
复合化包含了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。此外，还出现了与车削或磨削复合的加工中心。
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。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，使得底蹭生产控制系统的集成更加简便有效。在生产企业之间，数控系统的网络化功能可以更好地适应敏捷制造（AM）等先进制造模式。同时，系统制造商也可以通过系统的网络功能进行远程诊断服务。
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。衡量可靠性的重要的量化指标是平均无故障工作时间（MTBF），数控系统的MTBF已由20世纪80年代的10000h以上，提高到90年代的30000h以上，而数控整机的MTBF也从20世纪80年代的100~200h，提高到现在的500~800h。
除上述发展趋势外，近年来还出现了全新结构的数控机床，最早在美国IMTSˊ94机床博览会上，出现了被称为“六条腿”的机床。这种新型结构机床的六条腿能自由伸缩，没有导轨和拖板，也称为虚轴机床（Virtual Axis Machine）。其精度相当于测量机，比传统机械加工中心高2~10倍；刚度为传统机械加工的5倍；对零件轮廓的加工效率是传统加工中心的5~10倍。这种机床结构设想是德国STEWART1962年提出的，称之为数学造型机床，今天借助计算机技术的进步得以实现。
1.4 我国数控产业现状及发展
20世纪80年代以来，国家对数控机床的发展十分重视，经历了“六五”、“七五”期间的消化吸收引进技术，“八五”期间科技攻关开发自主版权数控机床的产业化奠定了良好基础，并取得了长足的进步。“九五”期间数控机床发展已进入实现产业化阶段，产业化规模有了较大幅度的提高，形成了十几个普及型数控机床的产业化基地和开发中心，数控机床的年销量从“八五”末期底000多台发展到2000年的14万多台，机床的产值数控化率从“八五”的12%增长到2000年的近30%，一些重点企业已达到70%以上，使高档数控机床的进口幅度减少，突破了西方在关键设备方面对我国的进口限制，国产数控机床“八五”期间的市场占有率只有23%，到2000年已达到50%。数控机床新开发品种300个，已有一定的覆盖面。新开发的国产数控机床产品大部分达到国际20
世纪80年代中期水平，部分达到90年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平数控机床。在技术上也取得了突破，如高速主轴制造技术（12000r/min~1800r/min）、快速进给（60m/min）、快速换刀（1.5s）、柔性制造、快速成形制造技术等为下一步国产数控机床的发展奠定了基础。当前，我国数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过度的关键时期，也是由封闭型数控系统向开放型系统过渡的时期。从生产规模上看，已有像航天数控集团、华中数控系统有限公司、北京机床研究所等可实现批量生产的产业化基地。我国数控系统在技术上已趋于成熟，在重大关键技术上（包括核心技术），已达到国外先进水平，以开发出具有自主知识产权的基于PC机的开放式智能化数控系统。
数控机床的可靠性指标有大幅度提高。我国数控机床的可靠性指标（MTBF）一直是其市场信誉及市场竞争力的主要问题。“九五”时期，我国加工中心的MTBF已达到400h，数控车床从平均200h提高到平均450h；数控系统从5000h提高到10000h以上，最高达到20000h。
曾长期捆扰我国，并受到西方国家封锁的多坐标联动数控系统和数控技术已渐成熟，并进入生产应用阶段。“九五”期间，我国生产的五轴联动及五面加工机床已有多个品种，并在军工、航天、船舶等领域里应用，有效地打破了国外对我国进口此类设备的限制。
1.5 本文所做的工作
1. 完成数控多工位钻床的资料收集与国、内外现状的调查比较，提出较为可行的方案;
2. 完成机床的机械结构设计计算与电气控制系统设计，初步完成控制系统的软硬件设计；提交论文及机械系统的装配与关键零部件的相应图纸及数控系统的硬件图，同时提交电子文档;
3. 编写设计计算说明书。
2 机械结构选择
经过毕业设计给出的题目要求和数据:要设计加工工件的最大直径为Φ10mm，且其工作行程为300×300×70的数孔多工位钻床。根据这一特点表明要设计的机床是一台中小型的数控钻床，而且是用于一般的机加工中。所以设计这样的机床考虑其经济性、合理性应该是最为重要的和成为设计的主导思想！
查相关数控机床资料和数控机床的市场调查，选择确定合理的机床结构很重要。传统的数控机床结构包括立式、卧式两大类。立式机床的主轴定位多数是相同的，它的优点在于：机床小巧、占地空间小、经济实惠。适合于工作单一加工工件较小及加工尺寸小的场合。而卧式数控机床的主轴结构及主轴箱布局可为单面悬挂主轴箱和主轴箱位于立柱对面内。后者的优点在于：主轴箱的自重不会使立柱产生弯曲变形，相同的切削力所引起的立柱的弯曲和扭转变形均大为减小。这样就相当于提高了机床的刚度。故要是采用对数控机床结构设计成为卧式结构的话就应该选用主轴箱位于立柱内的布局形式。然而一般的卧式数控机床的加工尺寸都很大，对于我们要设计的机床加工零件的尺寸是很小的：仅为最大加工为Φ10mm的孔。从经济的角度上来说：我们设计的机床采用立式的结构更为节省空间，节省材料。同时机床看上去更为小巧，然而完全可以达到要求加工范围的要求。包括此类机床的其它特点都很满足我们要设计机床的要求。
所以，我们通过对数控机床结构的了解和认识我们认为：对于我们即将设计的机床，采用立式的结构是完全可行的。方案的确定结果是：数控多工位立式钻床。
3 机械传动部件设计
由于电机工作时，其负载阻力有切削力、摩察阻力、惯性力，只有克服这些阻力，才能正常启动及运行。因此要对进给系统进行必要的设计及计算。
3.1 切削力的计算
1、 要求加工的最大孔为d 0=10mm,刀具为高速钢麻花钻（以磨损）。工件材料为45
井
钢（бb =0.638GPa ）；灰铸铁190HBS 。加工精度为：IT8∽IT10级以下孔初加工。
2、 确定切削力和扭矩： 计算：
（1）当工件材料为 45
井
钢时，根据以知条件查《机械加工工艺手册》表 2.4-38
高速钢钻头钻孔时的进给量知：10mm 钻头初加工的进给量为0.22∽0.28。由表2.4-41高速钢钻头切削时切削速度、扭矩及轴向力可选取进给量的两极限值f=0.08mm/r ∽0.30mm/r,对应的它们的切削速度为V=0.99m/s ∽0.43m/s,则由1000
0n
d v π=得 0
1000d v
n π=
钻头或工件的转速
s r d n /53.3199
.0100001=?=
π
s r d n /69.1343
.010000
2=?=
π
由《金属切削刀具》计算钻头轴向力F 和扭矩T 的经验公式及表3-1麻花钻轴向力和扭矩表达式中的系数、指数及修正系数可知： F y XF F K f d C F F
081.9= (3.1)
M y XM M K f
d C T M
081.9= (3.2)
3102-=n m T P π (3.3)
其中对于钢бb=0.638GPa CF=61.2 XF=1.0 YF=0.7 CM=0.0311 XM=2.0 YM=0.8 KF=KFmKFw KM=KMmKMw
对于已磨损钻头KMw=1 KFw=1
工件材料K Mm =K Fm = 75
.0637.0?
?
?
??b σ=0.98938
则最小进给量f=0.08mm/r
F 1=9.81×61.2×10×0.080.7×0.98938×1=1013.79N T 1=9.81×0.0311×102×0.080.8×0.98938×1=4.0Nm
P M1=2×3.14×4.0×31.53×10-3=0.79Kw
最大进给量f=0.30mm/r
F 2=9.81×61.2×10×0.300.7×0.98938×1=2557.22N
T 2=9.81×0.0311×102×0.300.8×0.98938×1 =11.52Nm
P M2=2×3.14×11.52×13.69×10-3=0.99Kw
（2） 当工件材料为 灰铸铁HB190时，根据以知条件查《机械加工工艺手册》表2.4-41高速钢钻头钻孔时的进给量知：10mm 钻头初加工的进给量为0.22∽0.28。由表2.4-41高速钢钻头切削时切削速度、扭矩及轴向力可迭取进给量的两极限值f=0.12mm/r ∽0.70mm/r ，对应的它们的切削速度为V=0.79m/s ∽0.33m/s,则由1000
0n
d v π=得 0
1000d v
n π=
钻头或工件的转速
s r d V n /16.251079
.010*********=??==
ππ s r d V n /51.1010
33
.010*********=??==
ππ 由《金属切削刀具》计算钻头轴向力F 和扭矩T 的经验公式及表3-1麻花钻轴向力和扭矩表达式中的系数、指数及修正系数可知： F y XF F K f
d C F F
081.9=
（3.4）
M y XM M K f
d C T M
081.9=
（3.5） 3102-=n m T P π （3.6）
其中对于灰铸铁 C F =42.7 X F =1.0 Y F =0.8 C M =0.021 X M =2.0 Y M =0.8 K F =K Fm K Fw K M =K Mm K Mw 对于已磨损钻头K Mw =1 K Fw =1 工件材料K Mm =K Fm =（H B /190）0.6=1 则最小进给量f=0.12mm/r
F 3=9.81×42.7×10×0.120.8×1×1=768.14N T 3=9.81×0.021×102×0.120.8×1×1=3.78Nm
P M3=2×3.14×3.78×25.16×10-3=0.597Kw
最大进给量f=0.70mm/r
F 4=9.81×42.7×10×0.700.8×1×1=3149.02N T 4=9.81×0.021×102×0.700.8×1×1=15.49Nm
P M4=2×3.14×10.51×15.49×10-3=1.02Kw
由此可得钻头的最大转矩T max =15.49Nm 最大转矩F max =3149.02N 最大切削功率P Mmax =1.02Kw 则钻头主轴所需要的功率为：P 1= P Mmax /η总
其中η
总
=η
花键轴
η
轴承
深沟球轴承η=0.99 （取3个） 角接触推力轴承η=0.98 （取2个） 花键轴η=0.97∽0.98 由《金属切削机床》查得：
η
总
=η
花键轴
η
轴承
=0.97×0.993×0.982=0.904
则P 1=1.02/0.904=1.03Kw
对于主轴电机的选择，查《机械产品目录》，对于中小功率的电机，一般额定转矩只有2.1-4，而主轴所需要的最大扭矩为15.49Nm ，故必须采用齿轮组进行减速以提供大的转矩达到符合相应电机的额定转矩。
在数控机床多工位钻床的设计过程中，要求数控机床能够进行多级变速。在这种情况下，我们正好可以采用一个变速器来解决。无级变速器就是能使主轴达到相应转矩和使主轴传递的转矩符合要求。
同时，根据主轴特点设计钻床主轴的特点是主轴在轴向方向上有移动，就是说上端的花键轴外面必须套有内花键的齿轮或其它才能将电动机的运动传递给主轴，使主轴转动。在本次设计中我们就选用花键的齿轮作为传动件，把电机的转动传给主轴，则从主轴来的传动方式为：
主轴（花键轴）——内花键齿轮——啮合齿轮（一组或多组）——联轴器——无级变速器——主轴电动机
3.2 主轴齿轮传动方案确定：
3.2.1 设定齿轮传动方案
如图2所示：
轴Ⅰ为机床主轴，设计为齿轮花键轴。由前面知齿轮花键轴的功率为P1
I
主轴电机
机床主轴
图3.1 主轴传动示意图
即轴Ⅰ P Ⅰ= P1=1.13Kw 轴Ⅱ Kw P P I
II 16.197
.013
.1==
=
ηP Ⅱ= P Ⅰ/η齿轮=1.13/0.97=1.16Kw （取η齿轮
=0.97，精度等级为8级）
则主轴电机输出功率P 2
P 2= P
Ⅰ
/η
联轴器
=1.16/0.99=1.18Kw
根据《机械产品目录》选择电机可用YCP802-2，1.1Kw额定功率和YCP90S-2，1.5Kw 额定功率最为接近功率要求。而前者略小于最大输出功率，而加一个无级变速器相对于电机来说其传递功率也不会消耗太多，粗略估算则选用后者YCP90S-2，额定功率为1.5Kw，额定电压为380V，额定电流为3.4A，转速为2840r/min，最大额定转矩为2.3Nm。
选择了电动机就可根据所选择电动机确定相应的无级变速器。根据电动机功率和转矩及主轴所必须达到的最小转矩，可确定变速器，查《机械设计手册》第四卷可选择的无级变速器为：HZXD1500L。
根据无级变速器的相关数据和主轴所需要的相关数据，无级变速器提供的转矩已经可以达到主轴要求的转矩，同时转速也能达到要求。故在接下来设计的齿轮组中，主要达到的目的为将电动机的转动传递给主轴使主轴完成转动，并不影响轴向的进给运动。
对于齿轮组的设计就是要完成传动。为了设计需要，可以仅设计一组齿轮即可。又因为转矩完全达到要求，转矩要求的差又不是太大，从对主轴箱结构设计入手（对主轴箱的总体布局和结构合理、比例合适），可将这对齿轮设计成一组惰轮，即不改变变速器传递出来的转矩和转速，仅将转动传给主轴，达到了设计要求和目的。
3.2.2 设计齿轮
在齿轮设计中，取转矩最大时设计用到最大转矩15.49,切削速度n
I
=631r/min。
首先小齿轮（主动齿轮）用40Cr，调质处理，硬度241HB∽286HB，平均取为260HB，大齿轮（从动齿轮）用45钢，调质处理，硬度229HB∽286HB，平均取为240HB。计算如下：
关于主轴传动中的第一组齿轮齿面接触疲劳强度计算
（1）初步计算：
转矩:T
II = 5.49Nm=5490Nmm,齿宽系数:θ
d
取θ
d
＝1.0
接触疲劳极限:ζ
Hlim 由图12.17c可取ζ
Hlim1
=710MPa,ζ
Hlim2
=580MPa
初步计算的许用接触硬力:
[ζ
H1]=0.9ζ
Hlim1
=0.9×710=639MPa
Ad＝85
初步计算的小齿轮直径：
d 1≥[]
3
1
1
U
U
T
Ad
H
d
+
σ
?
=3
21
1
1
522
1
5490
85
+
?
?
?=29.14
(其中u=I=1, T=5490Nmm) 取d 1＝90mm 初取齿宽：b=θb d 1=1×90=90mm (2)校核计算： 圆周速度: s m n d V /8.21000
60631
8514.31000
601
1=???=
?=
π
齿数Z 和模数m:取齿数Z 1=60,Z2=iZ 1=1×60=60 模数5.160
9011===
Z d m 取m=1.5 则601
1==
m
d Z Z 2= iZ 1=60 使用系数K A :K A ＝1.5 动载系数K V :K V ＝1.1
齿间载荷分配系数K H α:先求：
mm N mm N b F K d T F T A III t /100/033.290
1225.112290
5490
221<=?==?==
端面重合度： βεαcos 112.388.121???
??
????? ??+?-=Z Z 77.1601601
2.388.1=?????
???? ??+?-=
重合度系数:Z ε=3/)77.14(-=0.74
由此得：81.174
.01
12
2
==
=
ε
αZ K H
齿间载荷分布系数K H β: 28.1109030.0116.009.1103
232
1=??+?+=?+???
? ??+=--Cb d b B A K H β
载荷系数：K=KAKVKH αKH β=1.5×1.1×1.81×1.28=3.82 弹性系数ZE ＝189.8MPa 节点区域系数ZH:ZH ＝2.5
接触最小安全系数SHmin:SHmin ＝1.05 总工作时间：th=10×300×8×20%=4800h 应力循环次数NL:估计：107 ∑=n i n 1 ithi(Ti/Tmax) =60×1×631×4800×(18.78×0.2+0.58.78×0.5+0.28.78×0.3) =3.65×107 原估计应力循环次数正确。 7712 1065.31 1065.3?=?==i N N L L 接触寿命系数Z N :可取Z N1=1.13,Z N2=1.18 许用接触应力[бH ]： []MPa S Z H N H H 76405 .113.1710min 1lim 1=?==σσ []MPa S Z H N H H 65205 .118.1710min 2lim 2=?==σσ 验算：бH =Z E Z H Z ε u bd u KT 12/)1(12+ ＝11 130 30549068.2274.05.29.1892 +??????? ＝503.4MPa 计算结果表明,接触疲劳强度较为适合，齿轮齿寸无需调整。 （3）确定传动主要尺寸： 实际分度圆直径d,因模数取标准值时，齿数并未调整，故分度圆直径不会改变，即：d 1=mZ 1=90mm,d 2=mZ 2=90mm 中心距mm Z Z m a 60260601221=??? ??+?=??? ??+= 齿宽b=θb d 1=90mm （4）齿根弯曲疲劳强度验算： 重合度系数Y ε：67.077 .175 .025.075 .025.0=+ =+ =α εεY 齿间载荷分配系数K F ɑ: 49.167 .011=== εY K F 齿向载荷分布系数K F β: 33.133 25.290=?=h b K F ɑ=1.25 载荷系数K:K=K A K V K F αK F β=1.5×1.1×1.49×1.25=3.07 齿形系数Y F ɑ: Y F1=2.8 Y F2=2.29 应力修正系数Y Sa : Y sa1=1.54 Y sa2=1.74 弯曲疲劳极限ζFlim : ζ Flim1 =60MPa ζFlim2 =450Mpa 弯曲最小安全系数S Fmin : S Fmin ＝1.25 应力循环次数N L :估计3×106 N L1= N V =∑=? ?? ? ??n i h hi i h t t T T t rn 191 .49max 160 =60×1×631×4800×(149.91×0.2+0.549.91×0.5+0.249.91 ×0.3) =3.63×107 原估计应力循环次数正确。 77112 1063.31 1063.3?=?==I N N L L 弯曲寿命系数Y N : Y N1＝0.93 Y N2＝0.95 尺寸系数Y X : Y X ＝1.0 许用弯曲应力[ζF ]: []MPa SF Y Y F X N F 44.44625.11 93.0600min 11lim 1=??= = σσ []MPa SF Y Y F X N F 34225 .11 95.0450min 22lim 2=??= =σσ 验算： m bd Y Y Y K Sa Fa T F 111112ε σ= [] 12.75 .11009067 .054.18.2549007.32F MPa σ≤=???????= MPa Y Y Y Y Fa Fa Sa Fa F F 65.654 .18.274 .129.22.71 12 212=???= = σσ 传动无过载，故不作静强度校核。 3.3 主轴结构设计及计算 3.3.1 轴的确定 主轴材料45钢，调质到HB220～250左右 轴的最小直径[]362.01055.9n P d T τ?≥ 45钢[ηT ]=35Mpa mm d 47.1351 .10352.013.11055.936 =????≥ 取轴最小直径20mm 。 根据最小轴径确定各阶轴径。 主轴如图3所示： 3.3.2 轴上轴承和花键的确定 (1)在所在主轴上使用的轴承选择如下： 图3.2 主轴结构图 选用深沟球轴承和推力球轴承： a 处有：6206 d=30 D=62 B=16 51206 d=30 D=52 B=16 b 处有：6206 d=30 D=62 B=16 (两个) 51206 d=30 D=52 B=16 则a 段取长设计为35，b 段取长设计为50。 ()2花键轴上花键的选择定型为：根据轴的最小径可取花键为： Z —D ×d ×B=4—22×19×8， dmin=18.3, C=0.3,r=0.2 对花键轴联接传递的转矩计算： 动联接过程T=KZhl ′r m [P] 花键选用矩形花键，外径定心，其定心精度高，表面硬度高于40HRc m d D r C d D h m 331075.12419224109.03.022 19 2222--?=+=+=?=?--=--= 工作条件中等，齿面经过热处理。 [P]=5～15Mpa 取[P]= 15Mpa 选择齿的接触长度l ′即为Z4齿的齿宽l ′=b4=30mm 取载荷不均匀系数K=0.8 则T （动联接）=0.8×4×0.9×10-3×12.75×10-3×0.030×15×106 =16.53Nm>Tmax=15.49Nm 则花键轴能够达到所需传递的转矩。 对于花键轴传递转矩转动中产生的摩擦力为F 花：取μ=0.1 F 花=μf=5338×0.1=533.8N N T T F 1545107.103.02 19222193 =?=--+= - 则轴所受轴向力： F 合= F 花+ F max =154.5+3149.02=3304N 则轴向方向齿条受力F 合K=1.1×F 合=3635N （K=1.1） (3)轴向进给设计： 在主轴外设计一套筒：设长为80mm 的齿条由齿轮带动。先设计用一级减速接步进电机使主轴进给。如图4所示： 图3.3 主轴进给图示 由《机电一体化课程设计指导书》： I=α×t 0/3600×δ (3.7) 其中α—步距角（deg ） δ—脉冲当量（钻床取0.02mm ） t 0—齿距（t 0=Лm ） 根据《机电一体化课程设计指导书》选步进电机 取α=0.1,m=1.252.302 .036025 .11.0=???= πI 取α=0.75时44.2302 .036025 .175.0=???= πI 取I=3.2（α=0.1时）可取： Z 1=20,Z 2=64,m=1.25,b=20mm,α=200 d f1=mZ 1=25mm,d f2=mZ 2=80mm,d e1=28,d e2=83 齿轮设计成直齿圆柱齿轮，齿轮材料为45钢，则大小齿轮转动惯量分别为： 244108.7Kgm b d J -???= (3.8) 2544110959.01028.28.7Kgm J Z --?=???= 254421090.6310288.7Kgm J Z --?=???= 预选步进电机为200BF001，得电机转子轴的转动惯量为： 摘要 制造业是一个同家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国 家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。而制造业的生产能 力主要取决于制造装备——机床的先进程度。 木文对减速器箱盖连接孔的加工工艺进行了详细的分析，就其孔的加工 提出了“一次装夹，多工位加工，达到产品图样的精度要求”的思路。根据 这一思路设计了组合钻床。 该组合钻床由立柱、立柱底座、中问底座、Y、Z轴液K滑台、液压站、 动力头、刀具、控制部分等组成。本文对各部分的设计进行了详细的计算和 论证，并提出了优化工艺结构的方法。采用的PLC控制稳定可靠。它的研 制成功对提高箱盖孔加工的工作效率和质量具有重要的意义。机床设计分析后，提高工效3～5倍，达到了国内同行业的领先水平。 关键词：制造业；减速器；网轴头多工位同步钻床；组合机床；PLC控制 目录 摘要……………………………………………………………………………… I 第1章绪论………………………………………………………………………l I.I 机床在国民经济的地位及其发展……………………………………………l 1.2机床设计的日的、内容、要求 (2) 1.2.1 设计的目的…………………………………………………………… 2 I .2.2设计内容 (2) 1.2.3设汁要求 (2) 1.3机床的设计步骤 (2) 第2章四轴头多工位同步钻床总体设计 (4) 2.1 组合机床方案的制定 (4) 2.1.1制定工艺办案 (4) 2.1.2确定组合机床的配置形式和结构方案一…． 4 2.2确定切削用量及选择刀具...． (6) 2.2.1 确定工序间余量…一…． 6 2.2.2选择切削用量……一…． 6 2.2.3确定切削刀、切削扭矩、切削功率…一…． 6 2.2.4 选择刀具结构......． (7) 2.3 四轴头多工位同步钻床总设计“三图一卡”的编制…．．…．7 2.3.1 被加工零件工序图………一…． 7 2.3.2 加工示意图……一…． 9 2.3.3机床联系尺寸图...． (13) 2.3.4生产率计算卡……．… l 5 1 绪论图 2 /3///9/4/4//14/8/8/5// 1.1前言 电火花线切割机床是一类在模具制造等行业中广泛应用的典型数控机床。电火花割加工技术WEDM(Wire Electrieal Diseharse Machining)自问世以来，得到了迅速的发逐步成为机械制造领域中的一个重要组成部分。高速走丝电火花线切割机床是通过线具电极，对工件进行脉冲性放电加工的。工作时脉冲电源的正极接工件，负极接电极电极丝由储丝筒带动往复移动，通过控制工件的运动轨迹和速度，从而切割出符合技求的工件。由于其加工性能与被加工材料无关，而且在加工过程中无切削力，从而容工复杂、精密和高硬度的零件，特别是对薄壁、窄缝零件的加工更具有优势。工材精密复杂零件、微细零件的加工中占有极其重要的地位。近年来，在电机模具行业，模具工业的增长，高速冲硬质合金模具的不断推出，模具的大型化和精密化，采用电线切割来加工模具逐渐被广泛认可。目前国内外的线切割机床约占电加工机床的60％，在低速走丝线切割机床诞生后不久，我国也自行研制出具有首创性的高速走丝线机床。数十年来，这种机床对我国的制造业发展做出了很大贡献。由于其价格低廉、比高，因而受到国内许多中小型企业和工厂的青睐，广泛应用于仪器仪表、家用电器车和电机等行业，尤其在加工制造方面发挥了巨大作用。据统计，目前我国数控高速线切割机床约有10余万台，居世界第一位，2002年国内线切割机床产量1。5万台，其大部分是高速走丝的线切割机床。 近年来，随着电子技术、计算机技术和控制技术的高速发展，电加工机床的数控也不断地取得了长足的进步。传统的CNC技术由于通用性差、通讯能力弱以及不便于功能等缺点，已逐渐不适应现代制造业发展的要求。因此，目前数控技术正在向通用放式实时动态全闭环控制的模式发展，开放式的数控系统已逐渐成为新一代数控系统流。尽管我国的高速走丝电火花线切割机床与慢速走丝机床相比，在结构、工艺和数术等方面仍有一定差距，但是仍非常适合于加工中等精度和表面粗糙度的零件或模具此提高线切割加工设备的性能(如：实现高速走丝电火花多次切割技术、角度旋转、尖理等功能)对加快我国制造业的发展有着重 数控多工位钻床的设计 【摘要】 数控机床因其卓越的优点而广受广大厂家的欢迎，近年来，国内数控钻床发展速度进一步加快，但与此同时，也要看到国内数控钻床产业发展基础薄弱，监管起步晚，尤其是在多工位钻床这一块。所以加快提高国内数控钻床的技术创新能力、加强数控钻床的生产质量是当务之急。我们立足于数控技术与普通机床设计的方法，并对比国内与国外数控机床现况的情况的基本思路，设计出一个完成经济型数控多工位钻床的方案。 【 abstract 】 Because of its outstanding numerical control machine is very popular in the advantage and the mass of customers, in recent years, welcome domestic CNC drilling machine development speed accelerated, but at the same time, also want to see the domestic CNC drilling industry development foundation is weak, the regulatory late start, especially in multistage drilling this piece. So increase domestic CNC drilling machine technology innovation ability, strengthen CNC drilling machine production quality is a priority. We based on numerical control technology and the design methods of conventional machine tools, compared with domestic and foreign current situation of CNC machine the basic ideas, design a complete economical nc multistage drilling plan. 数控专业毕业设计论文 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 四川托普信息技术职业学院铣床加工零件与编程 学生姓名曹骏 学生学号 专业方向数控技术 年级班级 10级数控1 班 指导教师向杰 指导单位四川托普学院 2012年 10月 31 日 摘要 数控技术和数控机床在当今机械制造业中的重要地位，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志，数控加工技术的整个过程也是目前许多制造人员的要掌握较为重要的知识。数控技术是用数字信心对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，更使制造业成为工业化的象征。数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点，在各个行业受到广泛欢迎，在使用方面，也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体，数字技术控制机械制造的一体化设备，一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停 机，影响生产，所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。本论文通过数控工艺分析、数控手动编程基础介绍、CAD/CAM软件自动编程、软件后处理文件制作、数控软件仿真、数控机床加工等一般步骤与方法。运用机械制造的相关知识进行严格的工艺分析与加工方式的制定，经过成本核算，该方案具有可行性。有效的利用CAD/CAM软件通过最合适的造型方式设计出零件模型，根据我们之前的工艺分析使用软件做出最佳的加工方式，采用铣削手工编程基础于FANUD oim 数控系统进行了程序后处理文件的编写，并在数控仿真软件和数控机床上进行了具体验证，最终加工出符合图纸要求的零件实体。经具体检验符合图纸标准。 关键词：工艺分析、CAD/CAM编程、后处理文件、软件仿真、机床加工 Abstract Numerical control technology and CNC machine tool in the mechanical manufacturing industry in the important position, shows its in the national basic industry in the modern strategic role, and has become a traditional mechanical manufacturing industry promotion transformation and the realization of automation, flexibility, integration production of an important means and sign, nc machining technology of the whole process is at present a lot of manufacturing staff to grasp more important knowledge. At present, the advanced 目录 0摘要 (3) 1引言 (6) 第一章设计方案的确定 ............................................. - 5 - 一总体设计方案的确定........................................... - 5 - 二机械部分的设计与计算......................................... - 5 - （一）纵向进给系统的设计选型 .................................. - 5 - (二) 横向进给系统的设计与计算 ................... 错误！未定义书签。第二章步进电动机的选择 ................................ 错误！未定义书签。 一步进电动机选用原则................................. 错误！未定义书签。 二步进电机的选型..................................... 错误！未定义书签。 （一）纵向进给系流步进电机的确定 ................. 错误！未定义书签。 （二）横向进给系流步进电机的确定 ................. 错误！未定义书签。 （三）110BF003型直流步进电机主要技术参数......... 错误！未定义书签。 （四）110BF004型直流步进电机主要技术参数......... 错误！未定义书签。第三章经济型数控系统选型 ................................ 错误！未定义书签。第四章电动刀架的选型 ................................. 错误！未定义书签。第五章编制零件工序及数控程序实例 ...................... 错误！未定义书签。 一机床设计参数的选择................................. 错误！未定义书签。 （一）车床纵向运动由Z向步进电动机控制 ........... 错误！未定义书签。 （二）车床横向运动由X向步时电动机控制 ........... 错误！未定义书签。 二程序设计........................................... 错误！未定义书签。 （一）数控机床参数及约定 ......................... 错误！未定义书签。 (二) 编程参数说明 ................................ 错误！未定义书签。参考文献 ............................................................. - 8 - 体会 .................................................... 错误！未定义书签。 第1章绪论 1.1 机床在国民经济的地位及其发展简史 现代社会中，人们为了高效、经济地生产各种高质量产品，日益广泛的使用各种机器、仪器和工具等技术设备与装备。为制造这些技术设备与装备，又必须具备各种加工金属零件的设备，诸如铸造、锻造、焊接、冲压和切削加工设备等。由于机械零件的形状精度、尺寸精度和表面粗糙度，目前主要靠切削加工的方法来达到，特别是形状复杂、精度要求高和表面粗糙度要求小的零件，往往需要在机床上经过几道甚至几十道切削加工工艺才能完成。因此，机床是现代机械制造业中最重要的加工设备。在一般机械制造厂中，机床所担负的加工工作量，约占机械制造总工作量的40%～60%，机床的技术性能直接影响机械产品的质量及其制造的经济性，进而决定着国民经济的发展水平。可以这样说，如果没有机床的发展，如果不具备今天这样品种繁多、结构完善和性能精良的各种机床，现代社会目前所达到的高度物质文明将是不可想象的。 一个国家要繁荣富强，必须实现工业、农业、国防和科学技术的现代化，这就需要一个强大的机械制造业为国民经济各部门提供现代化的先进技术设备与装备，即各种机器、仪器和工具等。然而，一个现代化的机械制造业必须要有一个现代化的机床制造业做后盾。机床工业是机械制造业的“装备部”、“总工艺师”，对国民经济发展起着重大作用。因此，许多国家都十分重视本国机床工业的发展和机床技术水平的提高，使本国国民经济的发展建立在坚实可靠的基础上。 机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产的发展和科学技术的进步而渐趋完善。最原始的机床是木制的，所有运动都是由人力或畜力驱动，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它们实际上并不是一种完整的机器。现代意义上的用于加工金属机械零件的机床，是在18世纪中叶才开始发展起来的。当时，欧美一些工业最发达的国家，开始了从工场手工业向资本主义机器大工业生产方式的过度，需要越来越多的各种机器，这就推动了机床的迅速发展。为使蒸汽机的发明付诸实用，1770年前后创制了镗削蒸汽机汽缸内孔用的镗床。1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手控制刀具运动的先声，不仅解放了人的双手，并使机床的加工精度和工效起了一个飞跃，初步形成了现代机床的雏型。续车床之后，随着机械制造业的发展，其他各种机床也陆续被创制出来。至19世纪末，车床、钻床、镗床、刨床、拉床、铣床、磨床、齿轮加工机床等基本类型的机床已先后形成。 上世纪初以来，由于高速钢和硬质合金等新型刀具材料相继出现，刀具切削性能不断提高，促使机床沿着提高主轴转速、加大驱动功率和增强结构刚度的方 数控论文 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。 1 总体战略 制定符合中国国情的总体发展战略，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。通过对数控技术和产业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，我们认为以科技创新为先导，以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路将是一种符合我国国情的发展数控技术和产业的总体战略。 1.1 以科技创新为先导 中国数控技术和产业经过40多年的发展，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我们又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。这种老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产厂，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。 为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、 毕业论文（设计） 题目：典型零件的数控加工 姓名： 学号： 入学时间： 指导教师及职称： 年月日 目录 摘要及关键词 (2) 一、数控机床的简介： (3) 1数控系统的发展趋势 (3) 1.2 数控系统的组成 (3) 二、数控机床的应用 (4) 2.1 数控加工的概念 (4) 2.2 数控机床的特点 (4) 2.3 数控车床编程中的坐标系 (5) 2.3.1 机床坐标系 (5) 2.3.2 参考点 (5) 2.3.3 工件坐标系 (5) 2.4 切削用量三要素 (5) 2.5.1 精度要求高的零件 (6) 2.5.2 表面粗糙度好的回转体 (7) 三、设计图及数控程序 (7) 3．1分析零件图样 (7) 3.2加工工艺 (7) 3.3数值计算 (8) 3.4零件加工刀具卡 (9) 3.5零件加工工序卡 (10) 3.6零件加工程序单 (11) 3.7仿真加工出的零件截图 (15) 结语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17) 摘要及关键词 【内容摘要】近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。 机床数控系统，即计算机数字控制(cnc)系统是在传统的硬件数控(nc)的基础上发展起来的。它主要由硬件和软件两大部分组成。通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。cnc系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。 【关键词】 机械加工制造自动化计算机数字控制 欧亚技工学校毕业论文 毕业设计 题目汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 姓名徐海翔 专业数控技术 班级 12高级数控 2014年6月9日 毕业设计任务书 2012 — 2015学年 数控专业 学生：徐海翔系主任：曾雄 1.设计题目：汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 2.原始资料：零件图 毕业设计说明书 论文题目：汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工 学生姓名：徐海翔 系专业：数控专业 指导教师：曾雄 2014 年 6 月 9 号 摘要 关键词：汽车，数控机床，模具设计，NC加工，精密数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CADCAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。 因此我们要掌握好数控加工工艺与设计。数控加工工艺与设计的内容包括选择适合的机床、刀具、夹具、走刀路线及切削用量等，还要有合理的加工方法、工艺参数等。 随着时代的发展、社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周期越来越短，因而要求设计者不但能根据市场的要求很快的设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制作出产品的样品。产品的材料也是很重要的部分；随着现代科技的进步和生产的快速发展，机械工业对材料性能的要求越来越高，单一的金属材料已不能满足生产发展的需要，因而各种非金属材料应运而生，特别是工程塑料，其发展特别迅猛。 对此我设计了汽车塑料内饰件的模具设计与NC加工。介绍了数控加工工艺和数控加工的特点，加工工艺过程的概念，数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容，数控加工工艺与数控编程的关系，设计方法，对此零件如何工艺分析，程序如何编辑等。利用CADCAM软件及G代码指令进行自动编程。 目录 第一章绪论 1.1 数控加工的特点 1.2 数控加工工艺的概念 天津轻工职业技术学院 关于爱尔建材标准作业分析 系别经济管理学院 专业班级1０级工商企业管理二班 成员鲍伟鹏(05) 朱建军（11) 白文帅(12) 张凯(４3） 赵万（０4) 杨国强(42) 李飞(０7）王聪（03) 日期2０11.10.20 年月日 摘要 随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形状的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、小批量生产的比重明显增加,激烈的市场竞争使产品研制生产周期越来越短,传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化与复杂形状零件的高速高质量加工要求。 本课题来源于生产,是对所学知识的应用,它包括了三年所学的全部知识,在数控专业上具有代表性,而且提高了综合运用各方面知识的能力。程序的编制到程序的调试,零件的加工运用到了所学的AuｔoCAＤ、CAXA制造工程师软件、数控机床操作、子程序、刀具的选择、零件的工艺分析、数学处理、工艺路线等一系列的内容。这将所学到的理论知识充分运用到了实际加工中,切实做到了理论与实践的有机结合。 关键词：数控;加工;工艺；编程 目录 １引言?错误!未定义书签。 １．１数控技术的发展及趋势?错误!未定义书签。 1.２数控车削加工工艺分析的主要内容?错误!未定义书签。 2轴类零件的加工工艺设计?错误!未定义书签。 ２.1轴类加工的内容及工艺分析?错误!未定义书签。 ２.1．1轴类零件加工的内容.......................... 错误!未定义书签。 2.1.2轴类零件加工的工艺分析........................ 错误!未定义书签。 2.２轴类零件工艺路线的拟定..................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1工艺路线的确定................................ 错误!未定义书签。 2.2.2辅助工序的安排?错误!未定义书签。 2．3数控机床及其工艺设备的选择?错误!未定义书签。 2.3．１数控机床的选择?错误!未定义书签。 2．3.2检测量具的选择?错误!未定义书签。 2.4轴类零件切削用量参数的确定?错误!未定义书签。 2.4.1确定主轴转速?错误!未定义书签。 ２.4.2确定进给速度................................. 错误!未定义书签。 2.４．3确定背吃刀量?错误!未定义书签。 2.5拟定数控加工工艺卡................................................................................ 错误!未定义书签。２.5.1 数控加工工序................................. 错误!未定义书签。 2.5.2 数控加工工序表?错误!未定义书签。 2.６刀具的选择 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 机械专业多工位数控钻床设计毕业论文 -----------------------作者： -----------------------日期： 机械设备数控多工位钻床设计毕业论文 【摘要】本文主要针对形状相对复杂的工件的孔加工工件，现在一般都采用钻床加工，但随着科技的发展和对制造精度有了更高的要求，因此数控技术成为了主流。而数控多工位钻床就是提高钻削加工精度和效率的一种很好的机加工工具，在满足制造精度的前提下，更是节约了人力、时间的成本。 在一般情况下，数控钻床就满足需求，而基于采用西门子数控系统，能完成连续精确的高速钻孔。相对于传统的数控钻床，该方案能适合较大直径的深孔加工，且还满足加工速度、高精度、高生产效率的要求; 运动方式而采用点位控制系统，先以较快速度移动到终点附近位置，再以低速正确移动到终点定位位置，保证了良好的定位精度； 而控制方式则采用半闭环控制系统，该系统通过检测移动部件的位置，然后反馈到数控装置的比较器中，与输入的原指令位置进行比较，用比较后的差值进行控制，是移动部件补充位置，直到差值交出为止，因此增大了工件的加工精度； 【关键词】精度、数控技术、多工位、钻削 Design of CNC drilling machine with multi-position progressive die 【Abstract】This article which mainly aimed at the shape of the hole of the work pieces those relatively complicated process work pieces. At present，the drilling machine processing have been typically used, but with the development of science and technology and manufacturing precision need the higher request. The numerical control technology became the mainstream. And the numerical control of progressive drilling machine is a kind of very good machining tool to enhance drilling processing precision and efficiency. It not only meets manufacturing precision, but also low the manpower and the time. 皖西学院成教院毕业设计【论文】 任 务 书 二O 一一年六月二日 一、目的与要求 1．培养学生综合运用所学知识和技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识。2．培养学生建立正确的科学研究思想，树立实事求是、严肃认真的科学工作态度。 3．培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，运用国家标准、手册、资料等工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等独立工作能力。 二、选题 1．课题 1)简析数控机床及未来的发展 2)数控技术的应用 3)圆弧轴数控车削加工工艺的编制 4)普通机床的数字化改造 5)数控轴类零件加工工艺设计 6)数控技术和装备发展趋势及对策 7)数控机床编程 8)数控铣削盖板类零件的加工 9)数控车床的基本应用 10)调头加工轴数控加工工艺设计 11)轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程 12)浅谈数控机床零件加工前的准备 13)齿轮轴数控加工毕业设计 14)结合轴类零件的加工工艺及编程 15)数控零件加工工艺分析及精度检测 2．选题要求 （1）已经按照学号规定了各自的论文课题； （2）课题内容来自生产第一线包括对原理性或工艺性理解，熟悉，掌握或设计； （3）课题内容应参考相关实际对象，非实际对象可搞理论设计，但严格杜绝抄袭的文件； （4）课题原则上一人一题，多人合写一份论文应为不合格； （5）毕业设计课题一经确认，不得更改。 三、学生须上交的资料项目 说明：按统一的格式写毕业设计(论文)； 四、毕业设计(论文)成绩评定标准 1．设计总体方案的独创性，正确性，经济性和论证深度； 2．设计图纸及编写说明书的质量，原理是否合理，图例是否符合国家标准，文字表达水平，逻辑性及计算的正确性等； 3．独立工作的能力,在设计中自学能力如何，分析问题和解决问题的能力以及实验调试中动手能力如何； 4．设计过程的工作态度以及答辩中的表现； 5．毕业论文和答辩各部分的分数比例； A．指导教师评价30%； B．完成文件完整性,按时性10%； C．课题独立完成情况15%； D．自述设计思路,工作原理及过程15%； E．提问答辩30%。 五、其它注意事项 1．凡是弄虚作假、严重抄袭者，毕业设计、毕业论文一律不计成绩，作不及格处理。 2. 凡毕业论文不及格者，不发毕业证书，只发结业证书。 3．请在规定的时间内答辩，逾期不答辩者，与下届毕业生一起答辩。 日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸 第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页 西安铁路职业技术学院毕业设计 数控机床加工与操作方法 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 数控机床加工与操作方法 摘要 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 本论文主要介绍数控机定义，数控机床初学者要求，机床加工前准备工作， 数控机床程序指令，数控机床对刀操作方法，数控机床的工作原理和结构，加工特点，机床加工几何精度要求， 数控机床的优点和缺点，数控机床与计算机实现自动技术，机床维修和生产安全要求。关键词：数控技术概念；加工方法；分类；刀具补偿； 西安铁路职业技术学院毕业设计 目录 摘要.................................................................. I 目录................................................................. II 一、数控技术的概念与特点 (1) 二、数控机床加工前的准备要求 (3) 2.1数控机床的初学者要求 (5) 2.2数控技术常用术语大全 (6) 2.3数控机床工作原理和结构简介 (9) 2.4 数控机床加工特点 (10) 2.5 数控机床的操作方法 (13) 2.6 数控车床是怎样操作的 (18) 三、数控机床产生几何误差的因素 (22) 3.1 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起 (22) 3.2几何误差补偿技术 (23) 四、计算机数控系统 (24) 五、数控机床的分类与发展 (26) 5.1数控机床分类 (26) 5.2数控机床发展 (27) 六、数控机床维修中应注意的事项 (28) 七、数控加工安全规则 (29) 结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32) 1 零件分析 1.1 零件作用 壳体零件是某产品的关键件，该产品四个螺纹4-M2-6G及φ16.5H8与仪器舱连接，而内孔φ55H8是万向支架的支撑，在工作时，壳体零件随某产品一起旋转，但万向支架由于转子的高速旋转，使转子轴在空间的方向保持稳定不动，为某产品提供一个姿态测量基准，测量弹体滚动姿态角，把大地坐标建立在该产品上。 1.2 零件的工艺分析 壳体零件有两组主要加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下： 以φ16.5H8孔为中心的加工表面。 这一组加工表面包括φ16.5H8及其倒角、φ16.5H8对φ57.8±0.25的同轴度φ0.2；尺寸φ31H14及其对φ16.5H8的同轴度φ0.2、垂直度0.01；四个螺纹孔4-M2-6G 及其对φ16.5H8位置度φ0.2。其中，主要加工表面为φ16.5H8孔及倒角和其对φ57.8±0.25同轴度φ0.2，表面粗糙度1.6。 以φ55H8孔为中心的加工表面。 这一组加工表面包括φ55H8孔及其倒角、φ55H8对φ16.5H8的同轴度φ0.02、尺寸2.2H12；长度尺寸52.6h11及其对φ16.5H8垂直度0.02；φ53.6H11孔及其对φ16.5H8同轴度φ0.1。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： （1）尺寸φ16.5H8与φ57.8±0.25之间的同轴度公差为φ0.2。 （2）尺寸φ31H14与φ16.5H8之间的同轴度公差为φ0.2，以及其端面与φ16.5H8之间的垂直度公差为0.01。 （3）尺寸φ55H8与φ16.5H8之间的同轴度公差为φ0.02，以及其端面与φ16.5H8之间的垂直度公差0.02。 摘要 随着先进制造技术的发展和进步，数控加工已成为机加工过程中的一种主流技术。这一技术的运用提高了机加工过程中工作效率和加工精度。数控多工位钻床就是提高钻削加工精度和效率的一种很好的机加工工具。本文对数控多工位钻床进行了设计，采用了普通车床设计的步骤和方法，综合考虑数控机床的特点。从切削力入手确定主轴及电机，到整个机床的结构设计和机床的控制。最后到对机床初始化程序设计。本文完成数控多工位钻床的资料收集与国、内外现状的调查比较，提出较为可行的方案;完成机床的机械结构设计计算与电气控制系统设计，初步完成控制系统的软硬件设计。本设计是关于将普通钻床改造为多工位加工钻床的结构设计。普通钻床为单轴机床，且工件安装后需要进行反复调整，工件上有相互位置要求的各表面间的位置精度就会受到很多因素的影响，通过设计改造成快速主轴、移动工作台和具有一定回转精度的能实现多工位加工的钻床后，能大大地缩短加工时间，提高生产效率。因此本设计主要从钻床的主轴箱设计、移动工作台设计及工作台的回转设计几个方面，对普通钻床进行一定的结构改进，实现多工位加工，以符合现代机械加工的要求。 关键词：多工位钻床；生产效率；主轴箱 Abstract With the manufacturing development, numerical control manufacturing has become one of the major advanced technologies. efficiency and accuracy has been improved in application of the technology. Numerical control auto-drilling machine is a kind of the new machine tools that can improve the machining accuracy and efficiency. The paner has designed for Numerical control auto-drilling machine, using design method of the ordinary lathe, and considering the characteristic of the numerical control machine tools synthetically. cutting force has been calculated, the structural and the control system has been designed. Finally, the software routine has been explored.This paner has finished completed a investigation of internal and external of current situation for numerical control multistage-drilling machine, and compared it, put forward a feasible scheme; completed the mechanical structural design an calculated and designed the electric control system, and finished the software and hardware of the control system tentatively.The design is about reconstructing the ordinary drill to carry out multiple position drill. The ordinary drill is a single drill. The machining accuracy of the work-piece will be affected by the mount. Because the exact position of work-piece will be affected by the adjustment. It will promote its productive efficiency, shorten its processing time through the design of the rapid spindle, moving and evolution worktable. Hereby, the keystone of this design paper is how to design the rapid spindle, moving and evolution worktable. Key words:multiple drill; productive efficiency; multiple spindle heads毕业设计---plc控制组合钻床设计.
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