数控化镗床设计

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1、山东大学课程设计（论文）设计(论文)题目：数控化镗床设计姓名学号___系部机电系专业机电一体化年级06级指导教师2009年11月30日29目录第一章绪论31.1数控系统及数控机床发展趋势3第二章工艺方案42.1工艺方案的拟定52.1.1零件图分析52.1.2毛坯选择52.1.3定位基准的选择52.1.4加工方案的选择52.2工序间余量及工序尺寸的确定62.3刀具结构的选择6第三章组合镗床的总体设计73.1确定机床配置型式及结构方案应考虑的问题73.2组合机床总体方案的制定73.2.1机床的总体布局73.2.2机床的运动联系83.2.3机床的配置形式83.3切削用量的确定83.

2、3.1切削用量确定考虑的问题93.3.2确定切削力，切削转矩，切削功率93.4组合机床总体设计——“三图一卡”10293.4.1被加工零件工序图103.4.2加工示意图113.4.3机床联系尺寸总图123.4.4机床生产率计算卡14第四章夹具设计164.1定位原理及定位元件设计164.2夹紧机构设计164.3导向装置设计164.4夹具底座设计164.5夹具误差计算16第五章PLC控制设计175.1PLC概述175.2PLC控制系统设计195.2.1PLC控制系统设计的基本原则195.2.2PLC机型选择195.3PLC在镗床改造中的应用225.3.1继电器控制系统225.3.

3、2具体控制要求225.3.3PLC控制系统的I/O分配235.3.4梯形图的设计235.3.5程序24参考文献2729致谢28第一章绪论1.1数控系统及数控机床发展趋势1.数控系统从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了46年历程。数控系统由当初的电子管式起步，经历了以下几个发展阶段：分立式晶体管式-小规模集成电路式-大规模集成电路式-小型计算机式-超大规模集成电路-微机式的数控系统。到80年代，总体发展趋势是：数控装置由NC向CNC发展；广泛采用32位CPU组成多微处理器系统；提高系统的集成度，缩小体积，采用模块化结构，便于裁剪、扩展和功能升级

4、，满足不同类型数控机床的需要；驱动装置向交流、数字化方向发展；CNC装置向人工智能化方向发展；采用新型的自动编程系统；增强通信功能；数控系统可靠性不断提高。总之，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。新一代数控系统技术发展的总体发展趋势是：采用开放式体系结构和数控控制性能方面提高。2.数控机床发展趋势为了满足市场和科学技术发展的需要，达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前，世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下几个方面：（1）高速、高效、高精度、高可靠性机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但

5、可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（<10nm），其应用范围日趋广泛。随着现代科学技术的发展，当前机械加工高精度的要求如下：普通的加工精度提高了一倍，达到5微米；精密加工精度提高了两个数量级，超精密加工精度进入纳米级（0.001微米），主轴回转精度要求达到0.01～0.05微米，加工圆度为0.1微米，加工表面粗糙度Ra=0.003微米等。近10多年来，普通级数控机

6、床的加工精度已由±10μm提高到±5μm，精密级加工中心的加工精度则从±3～5μm，提高到±1～1.5μm。高可靠性29是指数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是适度可靠，因为是商品，受性能价格比的约束。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率P（t）＝99%以上的话，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。MTBF大于3000小时，对于由不同数量的数控机床构成的无人化工厂差别就大多了，我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10：1的话（数控的可靠比主机高

7、一个数量级）。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上。（2）模块化、智能化、柔性化和集成化智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便方面的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自