微型三坐标数控铣床的设计

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1、万方数据第22卷第6期2008年11月山东理工大学学报(自然科学版)JournalofShandongUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)V01．22No．6Nov．2008文章编号：1672—6197(2008)06一0072一03微型三坐标数控铣床的设计高玉龙，赵玉刚，滕一宁(山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049)摘要：为了提高高校及职业技术学校中相关专业的数控教学和工人的数控培训水平，解决使用大型数控机床价格昂贵问题，设计了教学实验型微型数控铣床．借助于Solid

2、works和Protel等软件对数控铣床的整体结构和控制系统进行了设计，此设计满足了普通数控教学和培训的需求．关键词：开放式数控系统；数控铣床；微型；三坐标中图分类号：TG659文献标识码：ADesi龋ofthethreec00rdinatetypeminiaturen唧1eI’icalcontrol“llingmachineGAOYu—long，ZHAOYu—gang，TENGYi—ning(Sch001ofMechanicalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo25504

3、9，China)Abstract：Inordertoimprovetheefficiencyofnumericalcontrolteachingandtraininginuniversi—tiesandvocationaltechnicalschoolsandlowerthepriceofthemachinetypeminiaturenumericalcontrolmillingmachinewasdesigned．Thewh01estructureandthecontrolsystemofnumericalcontrolmilli

4、ngweredesignedbyusingsoftwaressuchasSolidworksandProtel．Thisdesignmeetsthedemandofordinarynumericalcontroltrainingandteaching．Keywords：open—architectureCNC；numericalcontrolmillingmachine；miniature；threecoordi—natP随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用地培训操作人员成为亟

5、待解决的问题之一．由于数控机床的教学比较抽象，需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学．因此，设计一种功能齐全、结构简单、软件结构开放、成本低且具有代表性的实验型微型数控机床可以满足教学实验和数控培训的要求．1总体方案的确定实验型微型数控铣床以开放式cNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件．本收稿日期：2008一07—08作者简介：高玉龙(1983一)，男，硕士研究生研究将用Delphi语言、solidworks及Protel软件完

6、成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO／TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计．绘制出实验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作．2机械部分设计微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等．万方数据第6期高玉龙，等：微型三坐标数控铣床的设计732．1机床总体传动方案的确定本机床可以实现X轴、y轴和z轴三坐标联动．X轴、y轴的进给是通过电动机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现

7、．电动机与丝杠的连接可以通过销钉来实现．在传动过程中，电动机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动．Z轴的进给也是通过电动机带动丝杠，丝杠又与Z轴螺母传动来实现．主轴套与Z轴螺母相连，在传动过程中，电动机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做上下移动，从而带动主轴做上下运动．2．2设计计算部分2．2．1主轴的选取和校核1)主轴选取立式铣削切削力的计算：对高速钢圆柱铣刀口]Fz一9．81(麓×以。o·88×nr“72×日D×Z×比～“86(1)其中：F：为主切削刀；C船为由加工金属和切削条件决定的系数；cz。为铣削宽度

8、；n，为每齿进给量；n。为切削深度；z为铣刀齿数；d。为刀具直径．上述参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取．工件为碳钢时，取(k68．2，Ⅱ，一5HlHl，嘶一o．1mm，口。一4mm，Z一3，凶一10mm．所以F，一9．81×6