X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制）

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1、X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制）一．总体方案的确定首先先查出X502的参数如下表：X520立式铣床主要参数［机床用途］：Ｘ５０２型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面，其使用范围如下：（１）加工与主轴中心线平行的平面（２）加工与主轴中心线垂直的平面（３）利用主轴头的回转，加工具有一定斜度的平面（在±４５度范围内）（４）加工成形表面（５）铣切沟槽［机床特点］：结构简单，有足够的强度和刚性，保险装置较完善，并有较多的主体运动速度和进刀速度，主要适合中、小型零件的加工，如采用某些附件或夹具，使用范围广泛

2、。　[技术参数]　主轴端面到工作台面的距离最大３３０mm最小30mm主轴中心线到床身垂直导轨的距离　工作台的侧边到床身垂直导轨的距离最大１９５mm最小45mm工作台台面尺寸（长×宽）750×225工作台最大移动距离纵向（手动或机动）　４５０mm横向（手动）　150mm升降（手动）300mm刻度盘一格的移动量纵向0.05mm横向及垂直0.05mm刻度盘每转移动量纵向6mm横向4mm垂直3mm工作台上的T型槽数目3个T型槽宽度14mm主轴锥孔锥度7:24主轴孔直径24mm主轴头最大回转角度±45度主轴头回转盘上的刻度值1度机床外形

3、尺寸(长×宽×高)1200×1135×1630mm机床重量约1010kg主轴变速数8主轴转速47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分主轴驱动功率1.45kw工作台纵向进刀数目8工作台纵向进刀量26/38/54/77/117/169/240/347mm/分进刀机构容许最大抗力1010kg主电机型号JO2-31-4型功率2.2kw转数1430r/min电压220/380v冷却泵电机功率0.125kw转数2800r/min电压220/380v工作台将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽

4、量少，以降低成本，提高性价比，根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。改造后的数控铣床要求结构简单、经济实用、易于推广普及，因此采用步进电机作为伺服元件，用来驱动纵横向工作台的进给运动。拆除机床上原有的纵横向丝杠螺母机构，改用步进电机和一对减速齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。下面为横向进给机构的机械部分改装设计。减速装置步进电机数控装置控制介质X502铣床传动系统图二．机械部分设计计算2.1.工作台横向进给部分改造设计2.1.1.脉冲当量、步距角和降速比的选择脉冲当量δ，步距角α，丝杠螺距t和降速比i之间的关系为

5、δ=αt／i360°一般数控铣床δ取为0.01mm，α=1.5°，t=4mm，则减速比i为i=αt／δ360°=1.5°×4／﹙360°×0.01﹚=1.672.1.2.切削力的估算切削力由刀具的材料、铣削工具的材料、切削用量等许多因素决定。设计机床时从计算铣削力开始估算电动机的功率。对于现有机床的改造设计可以从已知机床的电动机功率和主轴上传递的功率反推出工作台进给时的铣削力。该机床的主运动和进给运动均用一个电动机。进给传动的功率较小，可以在主传动功率上乘以一个系数k，由机床设计手册查的铣床的k为0.85.主传动功率包括切削功

6、率Pc，空载功率Pm0，附加功率Pmc三部分，即总功率P=Pc+Pm0+Pmc空载功率是机床无切削负载时主传动系统空载所消耗的功率，对于一般的轻载、高速的中小机床，可达总功率的50%，现取Pm0=0.5P。附加功率Pmc是指有了切削载荷后所增加的传动件的摩擦功率，它直接与载荷大小有关。可用下式计算，即Pmc=（1－η）Pc，所以总功率为P=Pc+0.5P+（1－η）Pc则Pc=0.5P/(2－η)在进给传动中的切削功率Pct=k0.5P/(2－η)主轴上的传动功率为1.45kW，电动机功率为2.2kw，则η=1.45/2.2=

7、0.66Pct=0.85×0.5×2.2/(2－0.66)=0.698（kw）切削时主轴上的转矩为Tn=955000Pct/n(N·cm)主轴上的转速有8种，现有最低转速n=47.5r/min代入，则主轴上最大转矩为Tn=955000×0.698/47.5=14033(N·cm)铣刀的最大直径为32mm，主切削力Fz=14033/3.2=4385﹙N﹚2.1.3.计算各切削分力依据《数控技术课程设计》中表2-1工作台工作载荷与切向铣削力的经验比值知：铣削条件为立铣时，逆铣状态下F1/FZ=（1.00~1.20）、Fv/FZ=（

8、0.20~0.30）、Fc/Fz=(0.35~0.40)故可得工作台横向切削力Fc、纵向切削力F1和垂向切削力Fv分别为Fc=0.35Fz=0.35×4385=1535NF1=1.00Fz=1.00×4385=4385NFv=0.20Fz=0.20×4385=877N2.2.