机床数控系统及总体结构设计 毕业论文

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1、毕业论文：机床数控系统及总体结构设计摘要本次设计的题目是“CXF450复合加工机床总体结构及数控系统设计”，包括总体方案的比较与制定、主轴/副主轴单元、工作台与两坐标回转工作台、铣削电主轴、床身、控制系统电控柜、机床外型结构及总体布局；数控系统设计；数控系统关键部件设计；控制电路设计；相关机械部件的校核设计。关键词：卧式复合加工机床总体结构数控系统变频调速AbstractTheprojecttopicis“CXF450compoundprocessingmachinetooloverallstru

2、ctureanddesignofNCsystem”includingthecomparisonwiththeoverallprogramdevelopment,spindle/sub-spindleunit,tablewithtwocoordinatesrotarytable,millingmotorizedspindle,lathebed,controlsystemcontrolcabinet,machineoutlinestructureandoverallarrangement,numeri

3、calcontrolsystemdesign,numericalcontrolsystemdesignofthekeyparts,thecontrolcircuitdesign,mechanicalpartsofthecheckdesign.KeyWords：HorizontalComplicatingMachine-toolOverallStructureNumericalControlSystemBearingScrew一、引言.本文简要的叙述了“CXF450复合加工机床总体结构及数控系统设计

4、”设计全过程。随着时代的发展，自动化变得越来越重要，而且效率也是也是现在影响一个企业利益的一个重要因素，可以说它直接影响到企业的发展，而数控机床就可以利用全自动化来提高效率，因此，数控系统是数控机床很重要的一部分。二、总体方案的制定.一、机床总体的设计参数1、CXF450复合加工机床一次装夹，实现车、铣、钻复合加工和雕刻图案。适用于具有回转特征和小结构特征的零件如整体叶盘、盘轴等的加工。2、最大回转直径Φ450mm，最大加工长度1200mm。3、主轴/副主轴驱动采用交流变频调速电机——皮带轮/齿轮

5、——主轴的传动方式，主轴/副主轴转速6000rpm，铣削电主轴转速8000rpm。4、双轴数控回转工作台可以绕Z轴做360°回转、绕X轴座30°～120°回转，回转最小分度值一般为0.001°，回转速度≤10rpm。5、机床X、Z直线位移坐标进给移动导轨采用滚动导轨（帖塑）或燕尾导轨进给驱动采用伺服电机——联轴器——滚珠丝杠副——工作台/主轴单元的传动方式进给定位精度≤0.005mm切削进给速度10m/min快速进给速度10m/min6、切削进给速度10m/min二、设计内容1﹑总体方案设计包括主

6、轴/副主轴单元、工作台与两坐标回转工作台、铣削电主轴、床身、控制系统电控柜的机床外型结构及总体布局；2﹑数控系统设计；3﹑数控系统关键部件设计；4﹑控制电路设计；5﹑相关机械部件的校核设计。三此机床的组成有1、机床基础件，床身，底座，立柱，滑座，工作台等，起支撑作用；2、主传动系统，实现主运动；3、进给系统，实现进给运动；4、实现某些部件动作和某些辅助功能的装置，液压，气动，润滑，冷却，防护，排屑；5、实现工件回转，分度定位的装置和附件，回转工作台；6、特殊功能装置，如刀具破损监测、精度检测和监控

7、装置等。本次设计中，设计平台选用了Pro/E，其好处是一方面可以比较直观的看见各种部件的实际结构，另外一方面也可以很容易的由三维实体图生成工程图。以下两图分别是两个方案的总体尺寸联系图。2.4整体方案的比较该机床的铣削动力头置于圆工作台上，再配以圆工作台在工作平面内的转位和垂直于工作面的上下摆动即可完成该机床对工件的铣削要求。以下图是满足该机床功能的两种方案：方案一1.主轴组件2.床身3.铣削动力头4.圆工作台组件5.尾座组件6.Z轴电机7.Z轴进给机构方案二由两方案的总体图可以看出：方案一：没有

8、Y轴方向的进给，在Y方向的位移是靠圆工作台的上下摆动来完成，这样就少了一个联动轴数，简化了数控系统的复杂性。方案二;该方案采用两个主轴，增强了机床的性能，铣削动力头和圆工作台安装在立柱的斜托板上，很好的解决了铣削时铣刀的方向问题，同时该方案增加了Y方向的进给，所以在控制上较方案一复杂；该方案把车削和铣削部分分开，并把车刀架做成八方刀架，除了安装车刀外，还配以转头、镗刀和车削动力头，就可以完成钻孔和镗削功能，这样使得控制等就变得复杂了。所以首选方案一三、系统设计及各部件说明本次设计的