X502数控铣床机械部分的设计
X502型立式铣床数控改装课程设计2018
X502型立式铣床微机数控改装一、设计任务将X502型立式铣床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控铣床。
该铣床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。
改装的目的一方面要提高加工精度，另一方面利用数控方法加工任意圆弧面或凸轮的曲面。
二、已知条件1、机床型号：X502型立式升降台铣床2、主要参数1)工作台面积（长×宽）：750×225(mm×mm)2)工作台最大行程纵向：500mm横向：200mm3)主轴中心（端面）至台面距离：80×300mm4)进给量：纵向：20mm~540mm横向：14mm~380mm5)工作台及夹具总重量：G=800N6)快速进给速度：纵向：2400mm横向：1600mm7)导轨类型：纵向：综合性导轨横向综合性导轨8)立铣头最大回转角：45度9)主轴转数级数：8级10)主轴转数公比：1:4111)主轴转数：n=47.5,67,95,132,190,265,375,530r/min12)驱动电机功率：N=2.2KW13)主轴的传动功率：N=1.45kW14)主轴孔径：24mm15)铣刀最大直径：32mm16)加速时间：30ms3、工件材料1）碳钢，合金钢2）铸铁4、刀具材料1）硬质合金2）高速钢三、设计要求改装后数控车床应具有的性能：改装要方便，原铣床的改动应尽可能少，如果数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，如果不需数控时，能很快改回原状。
控制部分要求运行可靠，维修方便，须防尘及抗干扰，改造成本低。
1、改装后应具有的基本功能及技术指标1）工艺范围：保持原有的铣床的工艺范围外，增加任意弧面和凸轮曲面的数控加工2）控制轴数：二坐标(纵向X、横向Y)3）同时控制纵、横向进给运动进行圆弧面和凸轮面加工4）脉冲当量：0.01mm/step5）重复定位精度：0.01mm6）定位精度：0.01mm7）加工精度：2级2、采用步进电机开环控制3、对微机数控系统的要求：微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，可在线编程、具有很高的性能价格比等特点。
x502型立式铣床数控化改造
x502型立式铣床数控化改造1. 引言立式铣床是一种常见的铣床类型，它具有结构简单、工作台固定、适合加工小型零件等特点。
然而，在传统的立式铣床中，操作人员需要手动操作工作台和刀具的位置，效率低下，且精度受到操作人员经验和技能的限制。
为了提高生产效率和加工精度，可以对x502型立式铣床进行数控化改造。
2. 数控化改造的步骤数控化改造是将传统的机械设备转变为数控设备的过程，它可以通过自动化控制和程序控制来提高加工的精度和效率。
2.1 分析需求在对x502型立式铣床进行数控化改造之前，首先需要分析和确定改造的具体需求。
根据实际生产需求，可以确定改造后的数控立式铣床需要具备的功能和性能。
2.2 设计数控系统在确定数控化改造的需求之后，需要设计数控系统。
数控系统包括硬件和软件两个局部。
硬件方面，需要选择适宜的数控装置和驱动器，并根据机械结构进行适配。
软件方面，需要编写数控程序，并将其与数控装置相连接。
2.3 安装数控设备在设计数控系统之后，需要进行数控设备的安装。
安装数控装置和驱动器，连接机械结构，并进行相关的软硬件调试。
2.4 进行调试和测试安装数控设备之后，需要对其进行调试和测试。
通过测试可以验证数控设备的性能和功能是否到达要求，并进行相应的调整和改良。
2.5 进行培训和使用在数控化改造完成之后，需要对操作人员进行相关的培训，确保他们能够熟练地操作数控立式铣床，并正确使用数控系统进行生产。
3. 数控化改造的优势数控化改造可以带来许多优势，包括但不限于以下几点：•提高加工效率：数控铣床具有自动化控制和程序控制的特点，可以大大提高加工的效率和生产能力。
•提高加工精度：传统的手动操作容易受到操作人员经验和技能的限制，而数控铣床能够精确地执行程序控制，使加工精度大大提高。
•减少人力本钱：数控铣床可以减少人力投入，降低人力本钱，提高生产效率。
•提高工作环境：数控铣床具有低噪音、低振动等优点，改善了工作环境。
4. 结论x502型立式铣床数控化改造可以提高加工效率和加工精度，降低人力本钱并改善工作环境。
X52K铣床的数控化改造设计
X52K铣床的数控化改造设计1. 引言随着科技的发展，数控铣床在工业生产中的应用越来越广泛。
X52K 铣床作为一种传统的铣床设备，其在自动化程度和精度方面存在一些不足。
为了提高生产效率和产品质量，本文将对X52K铣床进行数控化改造设计，以实现更高程度的自动化和更精准的加工。
2. 改造目标•提高生产效率：通过数控化改造，实现自动化操作，减少人力参与，提高生产效率•提高加工精度：引入数控系统，实现精确的切削和定位，提高加工精度•提高产品质量：数字化的加工过程可以减少误差和缺陷，提高产品质量3. 数控化改造的步骤3.1 检查现有设备首先，我们需要对X52K铣床进行全面的检查，了解其结构和工作原理。
确定其是否适合进行数控化改造。
3.2 更换控制系统针对X52K铣床的数控化改造，我们需要选择适合的数控系统。
常见的数控系统有伺服控制系统和步进控制系统。
我们需要根据铣床的具体要求选择合适的控制系统。
3.3 安装电机及传感器在数控化改造中，我们需要安装适当的电机和传感器。
电机用于驱动铣床的工作台和刀架，传感器用于感知和反馈机床的运动状态，以实现精确的控制。
3.4 编写数控程序数控铣床的核心是数控程序，通过编写程序，控制机床按照要求进行加工。
在编写程序时，需要考虑加工路径、切削参数以及安全性等因素。
3.5 进行试运行和调试在数控化改造完成后，需要进行试运行和调试。
通过实际操作和测试，验证改造效果，并进行必要的调整和优化。
4. 数控化改造后的优势4.1 提高生产效率数控化改造后，X52K铣床将实现自动化操作，减少人力参与，大幅提高生产效率。
4.2 提高加工精度数控系统可以精确控制铣床的运动轨迹和切削速度，从而大大提高加工精度。
4.3 提高产品质量数字化的加工过程可以减少人为误差和缺陷，提高产品质量，降低废品率。
5. 总结通过对X52K铣床进行数控化改造设计，可以实现自动化操作和精确控制，从而显著提高生产效率和产品质量。
X502型立式铣床(横向)毕业设计说明书
毕业设计（论文）题目：X502型立式铣床微机数控改装（横向）学院：机械工程学院专业：机电一体化工程班级：机电1202学号：010*********姓名：李开帆指导教师：黄江2014年10月31日摘要数控机床具有高精度、高效、高速、高可靠性等优点，并且机床结构趋于模块化、数控功能专门化。
数控机床是集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体的典型的机电一体化产品。
它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式、使世界制造业的格局发生了巨大的变化。
数控技术水平的高低已经成为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，己成为当今制造业的发展方向。
为了满足用户的需求，减少成本及各种浪费，我们不能一味的大量添置全新的数控机床，而是考虑把普通机床改造为数控机床。
普通机数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置即单片机数控系统，使其伺服电机型机床具有一定的自动化能力，使其传动系统更加符合要求，以实现预定的加工工艺目标。
这种机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床缺点和存在的问题，生产效率高，尤其适合中国机床拥有量大、生产规模小的具体国情。
我国数控系统发展具有以下3个特征：(l)高档数控系统技术已经突破。
如华中I型等数控系统，都具有多轴联动功能，快速进给速度在1.67m/s以上，具有较强的通信、管理功能。
(2)普及型数控系统技术已经成熟。
如北京机床研究所的BS9l系统，这些系统一般配有CRT显示器，可配置直流和交流伺服驱动，2~4轴联动。
(3)经济型数控系统仍有广阔的市场前景。
由于这类系统结构简单，价格便宜，非常适合中小型企业，目前仍是我国应用面最广的数控系统。
比较典型的有南京大方的JWK系列。
我国是机床生产大国，又是使用大国。
数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。
X502铣床机械部分数控改造设计
滚珠丝杠受工作负载 Ｐｍ 引起的导程变化量
ΔＬｉ
＝
Ｐｍｌ０ ＥＦ
＝１．２６×１０－ ５＝０．１２６μｍ
ｌ０ 为滚珠丝杠的基本导程， ｍｍ； Ｅ 为弹性模量， 钢的弹性 模量 Ｅ＝２１０ ＧＰａ； Ｆ 为滚珠丝杠截面积； 滚珠丝杠受扭矩
引起的导程变化量 Δｌ２ 很小，可忽略， 因此 Δｌ＝Δｌ１， 所以 导
ＣＡＤ／ＣＡＭ 等领域的教学与科研工作。
收稿日期： ２００６－ ０３－ ２２
７０ 机械工程师 ２００６ 年第 ９ 期
３结语
２．３ 横向减速齿轮的选用
对机床进行了机械部 分 的 改 造 以 后 ， 再配 以 ＪＷＫ－
根 据 前 面 确 定 的 步 距 角 θｂ＝１．５°／ｓｔｅｐ ， 脉 冲 当 量
δｐ＝０．０１ｍｍ／ｓｔｅｐ， 以 及滚 珠 丝 杠 螺 距 ｔ＝５ｍｍ， 得 到 Ｘ 向 减
速 齿 轮 的 传 动 比 ｉ＝ ３６０δｐ ＝ ３６０×０．０１ ＝０．４８。 选 择 齿 数
２．２ 步进电机选用
２．２．１ 确定脉冲当量 δｐ、步距角 θｂ 脉冲当量 δｐ 可选 ０．０１ ｍｍ／ｓｔｅｐ； 初步定步距角 θｂ 为
１．５°／ｓｔｅｐ。
２．２．２ 步进电机转矩上启动力矩的计算
Ｔｑ
＝
３６δ［ｐ
Ｆｓ＋μ（ Ｇ＋Ｆｚ） ２πθｂη
］
＝１５９Ｎｍｍ
式中， Ｆｓ： 运动方向的切削抗力， Ｆｓ＝１．１×２９８８＝３２８６．８ Ｎ；
最大动载荷 Ｑ＝ !３ Ｌｉ ｆｗ ｆＨＰｍ
式中， 取 ｆｗ＝１．２， ｆＨ＝１；
则， Ｑ＝ !３ Ｌｉ
ｆ
ｗ
ｆ
Ｈ
Ｐｍ＝
３
!
９
X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)资料
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。
[技术参数]主轴端面到工作台最大３３０mm 最小30mm面的距离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 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。
X52立式升降台铣床数控化改造
技术路线技术路线选用国外数控系统。该技术路线的优 点是技术成熟，风险小，可靠性有保证。可选择的国外 数控系统有SIEMENS810C数控
系统和FANUC-OiMC数控系统。据掌握的资料，这两种数 控系统在技术成熟度和可靠性基本相当。该技术路线的 缺点是设备改造总费用较高。
改造后，一旦设备的使用时间超出保修期，其维修、技 术服务的费用相当昂责。技术路线二：选用华中HNC21M 型数控单元+华中伺服单元+登奇
的基础部件和结构件是否仍然完好；考察各坐标轴的机 械传动结构及导轨副的形式等是否适用；测量机床目前 的各项精度并与出厂精度进行对比，看是
否存在差距；综合总结目前机床存在的故障和历史上出 现过的重大故障。根据分析的结果，对照改造目标和典 型工件，编写改造设计说明书，做到改造
后的机床达到一定的先进性和实用性。下面以X52立式升 降台铣床的数控化改造为例，介绍旧机床改造的技术方 案设计。2铣床数控化改造技术方案
机床的状态及工艺要求来选择数控系统。首先是选择数 控制造厂商，目前世界上性能及信誉较好的有：西门子 （德国）、发那科（曰本）、三菱（曰本
）、NUM（法国）、FAGOR（西班牙）等。用户可在洋 细了解上述厂商数控系统的特点及性能价格比等指标的 基础上，选择一个比较适合的数控
系统。其次是根据机床的功能要求选择相应控制系统的 类型，做到既能满足机床全部功能要求又不提高标准。 在选择数控系统方面，要特别注意以下两
使用方便容易。成本低。总费用较技术路线的总费用低， 且当设备的使用时间超出保修期，其维修、购买配件、 得到技术服务的费用同采用国外系统相
比低得多。综合以上考虑，选择技术方案二。4华中数控 系统结构详析华中数控系统硬件结构如所示，系统由数 控单元、控制电柜和机床三部分组成。
X502铣床机械部分数控改造设计
ｎ为滚珠丝杠的转速（ ｒ ， ｉ ｒ ｍ） ／ ａ 取为 １ｒ ｉ； ０／ ｎ ｍ
最大 动载荷
Ｑ ／ ｉ ＝、 Ｌ ｆ Ｆ ｘ ９ ×１ ×１ × ． １ １ ． Ｋ ／ ． ． ４ ３＝ １ ７ Ｎ ２ １ ０ ０
ｈ ｏ ｇ ｏ ａｉ ｆ ｔｒ ｕ ｈ ｔ ｅＮＣ ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ０ ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ ｈ ｎ ｏ Ｘ５ ２ ｍｉ ｉ ｇｍａ ｈ ｎ ． ｌ
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ Ｎ ｎ ｖ ｔ ｎ Ｓｅ ｐｎ ｔ ｒ ｙｗ ｒ ｓ Ｍｉ ｉ ｇｍａ ｈ ｎ ， Ｃ ｉ ｏ ａ ｏ ， ｔｐ ｉ ｇｍｏｏ ｌ ｎ ｉ
２ 机械 部分 改装 设计
ｚ ——铣刀齿数 ，取 ｚ ４ ｃ ＝ ；广
ｃｚ ６８２： ｒ＝ ．
工件为碳钢， 取
计算得 ，Ｆ ２８ Ｎ ｚ ９８ 。 ＝
圆 柱 铣 刀 逆 铣 加 工 取 Ｐ＝ ．Ｆ， ０２ Ｆ，ｏ Ｈ１１ｚ Ｐｖ ． ｚＰ＝ ＝ ５
０３ ５ ｚ 则 Ｐ＝ ．７ ９ ８ １ ２ ． Ｐ ， Ｈ — ２ ．７ Ｆ。 ｏＯ３ ５Ｘ２ ８ ＝ ０５ ＝Ｘ — ２ｐ １ Ｎ； ／ ＋ｖ Ｐ
Ｘ０ ５ ２铣床 机械 部分数控 改造设计
戴 向云
（ 山东科技大学 机械 电子工程学院 ， 岛 ２ ６ １ ） 青 ６ ５０
摘
要： 通过对普通铣床 Ｘ ０ ５ ２机械部分进行数控化改造 ， 简述 了普 通铣床机械部分改造的一般方法
数控改造 步进 电机
和步 骤 。
关键词 ： 铣床
ＮＣ ｎｎｏ ａ ｉ ｎ ｓｇ ｏ ｅ ｈａ ｉ ａ ｓｅ ｉ ０ ｉ ｉ ｇ Ｍ ａ ｈ ｎ Ｉ ｖ ｔｏ Ｄｅ ｉ ｎ ｆＭ ｃ ｎ ｃ ｌ Ｓｙ ｔ ｍ ｎ Ｘ５ ２ Ｍ ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ ｌ
X502铣床机械部分数控改造设计
根 据最 大动 载 荷 的值 ，可查 表 选 取 滚 珠 丝杠 的 型号
动 化水 平 和效 率 。本 文 以 Ｘ ０ 铣 床 的数 控改 造 为 例 ， ５２ 简 要 介绍 了对 普 通铣 床机 械 部分 改造 的一 般思 路 和 ， 动负 载 为 １５ ０ ， Ｄ ２５其 ４ ０ Ｎ 大于 （值， 以强度 足 够 。 ） 所
１ ／ｔ ｐ ． ｓｅ 。 ５￣
则 Ｐｌ０３ ５ ２ ８ ＝ｌ２ ．Ｎ；Ｌ、 ＋ ＝ ３ ６６Ｎ。 【 ．７ ￣ ９ ８ ｌ０５ ， ／ ３ ７ ． ＝
２ ． 步进 电机转 矩上 启 动力 矩 的计 算 ．２ ２
”
：
２１ 强 度计 算 ．２ ． 燕尾 型导 轨 Ｔ作 时 的轴 向力
对普 通 机 床进 行 数控 改 造 可 以使 它具 有 良好 的加 Ｔ 式 中 ， 取 ＝１ ，Ｈ ｌ ． 厂＝ ； ２ 精 度 ． 时还 具 有 数 控 加 Ｔ 的 功 能 ， 投 资 少 ， 于操 作 同 且 便
维修 ， 以采 用 最新 的控 制技 术 ， 时提 高生 产设 备 的 自 可 及
１ 引 言
文献 标识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ：０ ２ ２ ３ （ ０ ６ ０ — ０ ９ ０ １ ０ — ３ ３ ２ ０ ｝９ ０ ６ － ２
最大动载荷 Ｑ ｑ￣ｆｆＰ ＝ Ｔｗ ｌ 则，＝ Ｔ． ＝ Ｑ ｑ￣ｆｆ ｘ． ｌ３ ５＝． ｋ 。 １ ｘｘ． ６ ８ ８ Ｎ ２ ５ ８
维普资讯
ｉ 数控技术
Ｘ０ 铣床 ５２ 机械部分数控改 造设计
戴 向云
（ 东 科 技 大 学 机械 电 子 工 程 学 院 ， 山 山东 青 岛 ２ ６ １ ６ ５０）
摘 要 ： 通铣床 Ｘ ０ 机械部 分进 行了数控 化改造 ， 中简述 了普通铣床横 向进给机构改造的方法和步骤。 对普 ５２ 文 关键词 ： 铣床 ； 数控 改造 ； 步进 电机 ． 中圈分 类 号 ：Ｇ５ １ Ｔ ４
X502型立式铣床数控改装(纵向)
第一章和最后的设计总结自己写吧，还有我总结的这些内容可能不完全正确，大家仔细看下，顺便加上自己的部分文字。
第二章机床进给伺服系统机械部分(纵向)的设计计算第一节工作载荷分析及计算根据指导书的分析，对于数控铣床来说，可采取按切削用量计算切削力法和按主电机功率法计算切削力计算切削力法两种。
一般来说，对于经济型数控铣床，可采用按主电机功率计算切削力法。
一、铣削抗力分析通常都假定铣削时铣刀受到的铣削抗力是作用在刀齿的某一点上。
设刀齿受到的切削抗力的合力为F,将F沿铣刀轴线、径向和切向进行分解，则分别为轴向铣削力Fx，径向铣削力Fy和切向铣削力Fz。
切向铣削力Fz是沿铣刀主运动方向的分力，它消耗铣床主电机功率(即铣削功率)最多，因此，切向铣削力Fz可按铣削功率P(kw) 或主电机功率Pe( kw)算出。
对于现有的机床的改装设计，可以从已知机床的电机的功率和主轴上的功率反推出工作台进给时的铣削力。
若该机床的主传动和进给传动均用一个电机，进给传动的功率较小，可在主传动功率上乘以一个系数。
由机床设计手册查得铣床传动系数k=0.85。
主传动功率N包括切削功率Nc、空载功率Nmo、附加功率Nmc 三部分，即：N=Nc + Nmo + Nmc。
空载功率Nmo是当机床无切削负载时主传动系统空载所消耗的功率，对于一般轻载高速的中、小型机床，可达总功率的50%,现取Nmo = 0.5N，附加功率Nmc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。
可以用下式计算，Nmc = (1 -n )NC，所以总功率为：N=Nc + 0.5N + (1 - n )Nc ( KW)则：Nc二(KW)2 — n在进给传动中切削功率Nct = kNc 二(KW)2 — n上式中k----铣床的传动系数，查《机床设计手册》得 k=0.85 n 为传动效率，可由下式计算主轴上的传动功率 n=主电机的功率由题设给定的已知条件可知，主轴上的传动功率 N=1.45 KW ,主电机的功率 N 电机= 2.2 KW 。
x52k铣床数控改造设计
x52k铣床数控改造设计
首先，数控改造设计应该注重提高x52k铣床的精度和稳定性。
通过
采用更加精密的测量设备和传感器，以及采用更加精确的控制算法和系统，可以提高铣床的定位精度和运动平滑性，减小加工误差和振动，从而提高
加工质量和工件精度。
其次，数控改造设计还要注重提高x52k铣床的加工效率和生产自动
化水平。
可以采用高效的刀具和切削技术，优化切削参数，提高切削速度
和进给速度，减少切削时间。
同时，可以配备自动化装置，如自动换刀系统、自动夹紧系统和自动测量系统，实现铣床的自动化操作，提高生产效
率和生产效益。
此外，数控改造设计还应该注重提高x52k铣床的人机交互界面和操
作便捷性。
可以采用触摸屏、显示屏等现代化的操作界面，提供直观、友
好的人机交互方式，方便操作人员进行程序调整、参数设置和故障诊断。
同时，可以配备报警系统和故障检测系统，实时监测设备的工作状态，提
高设备的可靠性和故障诊断能力。
最后，数控改造设计还应该注重提高x52k铣床的灵活性和多功能性。
可以采用模块化设计，配备多个功能模块，如旋转工作台、五轴加工头等，实现不同类型零件的加工需求。
同时，可以提供灵活的加工工艺和自动化
生产流程，满足客户个性化的加工需求。
综上所述，x52k铣床数控改造设计应注重提高精度和稳定性、加工
效率和自动化水平、人机交互界面和操作便捷性以及灵活性和多功能性等
方面的性能。
通过合理的设计和优化的改造方案，可以使x52k铣床更好
地适应现代制造的需求，提高加工质量和生产效率，实现智能化加工。
X52K型立式铣床立铣头设计
X52K型立式铣床立铣头设计摘要随着制造业的发展,高速度、高效率、高精度和高刚度已经成为当今机床发展的主要方向。
为了满足当前机床市场的需要,铣床已经成为了当今机械行业一个重要的发展趋势,特别是在工业制造,加工过程中有着举足轻重的地位。
在各式各样的机床中,立式铣床有着独特的加工对象。
主要是对大型的平面、沟槽等进行铣削。
在对铣床的研究中达到了一定的水平,从而铣床的主要配件立铣头的研究在一定程度上也达到了空前的规模。
通过以往的加工经验可以对立铣头的研究在一定程度上有所改进,铣床主轴是靠齿轮进行传动的。
铣床铣头的转动方式有多种多样,每种机床铣头的形式都不尽相同。
立铣头的传动方式也是多种多样,立铣头主轴传动系统采用齿轮传动,传动形式采用集中式传动,主轴变速系统采用多联滑移齿轮变速。
齿轮传动具有传动效率高,结构紧凑,工作可靠、寿命长,传动比准确等优点,齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构,用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。
现在的工业发展对铣削有了更加苛刻的要求,高精度、高速度、高效率、复合型、智能型等是今后发展的主要趋势。
关键词:铣床;齿轮传动;传动系统图;立铣头附录:AbstractWith the development of the manufacturing sector, high-speed, high efficiency, high precision and high rigidity of the current machine has become the main direction. In order to meet the needs of the market at present machine, milling machine has become today's machinery industry an important development trend, especially in the industrial manufacturing, processing is a pivotal position. In all kinds of machine tools, vertical milling machine has the unique objects. The main is milling , such as the plane and groove act. Milling spindles is on the gear transmission. Milling head turns way each are not identical , Themain axis milling machine is relying on the power transmission gear. Spindle drive system using gear transmission, transmission using centralized form of transmission, multi-spindle transmission system of sliding gear transmission. Gear transmission with high efficiency, compact, reliable, long life and accurate transmission than the advantages of modern machinery is gearing the application of the most extensive transmission mechanism for the transfer of space or any multi-axis between the two axes of movement and Momentum.Key Words : Milling machine ; gear transmission ; vertical milling head ; Transmission systems目录摘要IAbstract II1 绪论 11.1课题研究的目的及意义11.2国内外机床的发展现状11.3机床的发展趋势 31.4 目前铣床方面存在的一些问题 41.5立式升降台铣床其主要组成部分 51.5.1 铣头 51.5.2 主轴 51.5.3 工作台 51.5.4 床鞍 51.5.5 升降台 61.6 立铣头结构 62 总体设计72.1 立铣头的功能分析72.2 方案的提出72.3详细的设计102.3.1分析拟定传动方案102.3.2选择电动机112.4进给转速图和传动系统图的设计12 2.4.1设计步骤122.4.2确定极限转速132.4.3确定公比132.4.4求出主轴转速级数132.4.5绘制转速图132.4.6应该注意的问题 142.5铣削三要素与计算 142.5.1铣削三要素142.5.2进给量142.5.3 背吃刀量和侧吃刀量142.5.4切削深度142.5.5 切削层宽度 152.5.6切削层面积152.6铣削用量的选择152.6.1铣削用量的选择原则152.6.2 铣削吃刀量的选择162.7 切削液162.7.1 切削液的作用162.7.2切削液的加注方法172.8铣床加工误差、故障分析及排除方法17 2.9铣床及其刀具的介绍182.9.1 铣床的介绍 182.9.2 铣刀的名称与用途213 主轴的设计233.1 主轴的基本要求233.1.1 旋转精度233.1.2 刚度233.1.3 抗振性243.2 主轴组件的布局263.2.1适应刚度和承载能力的要求263.2.2 适应精度的要求273.2.3 适应结构要求273.2.4 适应经济性要求273.3 主轴结构的初步拟定273.4 主轴的材料与热处理283.5 主轴的技术要求293.5.1轴颈293.5.2 内锥孔293.6 主轴结构图293.7 主轴组件的润滑和密封293.7.1主轴组件的润滑 293.7.2 主轴组件的密封304 铣床附件及夹具314.1铣床常用附件314.1.1平口钳314.1.2回转工作台314.1.3立铣头324.1.4万能分度头324.2分度头的结构324.2.1.主轴334.2.2.本体334.2.3支座334.2.4端盖334.2.5分度盘334.2.6蜗轮副间隙调整及蜗杆脱落机构 33 4.2.7主轴锁紧机构344.3分度头的传动系统 344.3.1.分度头的分度方法345.传动件的选型及校核385.1轴 385.1.1轴的拟定385.1.2计算轴的功率、转速及轴颈385.1.3轴的强度校核计算405.2齿轮425.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数42 5.2.2计算齿轮参数425.2.3验算齿轮的弯曲强度435.2.4计算主要几何参数435.2.5润滑435.3滚动轴承445.4键的验算445.5轴的强度校核计算 455.5.1传动轴校核计算 455.5.2主轴校核466 结论47参考文献47致谢48主要符号表铣刀直径铣刀每分钟转数电机功率切削功率空载功率载荷附加功率切削力的切向分力效率传动比弯矩转矩1 绪论1.1课题研究的目的及意义在我国的各个工农业生产部门,科研单位和国防部门中,使用着大量各式各样的机器,仪器和工具。
x502铣床改造设计DOC
前言一、机床数控化改造的意义一般说来，数控机床比传统机床有以下突出的优越性。
1. 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。
2. 可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。
3. 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要工人“修配”。
4. 可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。
5. 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。
6. 降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。
二、机床改造的优缺点减少投资额、交货期短，同购置新机床相比，改造费用低。
特别是大型、特殊机床尤其明显。
一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。
机械性能稳定可靠，结构受限。
所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。
但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。
用户熟悉了解设备、便于操作维修，购买新设备时，不了解新设备是否能满足其工艺要求。
改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。
改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。
可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。
可以采用最新的控制技术。
可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。
第一章数控改造总体方案的设计一、系统总体改造方案的确定目前，在机械加工工业中，绝大多数是旧式机床，如果改用微机控制，实现机电一体化的改造，会使机床适应小批量、多品种、复杂零件的加工，不但提高加工精度和生产率，而且成本低、周期短，适合我国国情。
利用微机实现机床的机电一体化改造的方法有两种：一种是以微机为中心设计控制部件；另一种是采用标准的步进电机数字控制系统作为主要控制装置。
X502型立式铣床数控改装课程设计2018
实用标准文案X502型立式铣床微机数控改装一、设计任务将X502型立式铣床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控铣床。
该铣床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。
改装的目的一方面要提高加工精度，另一方面利用数控方法加工任意圆弧面或凸轮的曲面。
二、已知条件1、机床型号：X502型立式升降台铣床2、主要参数1)工作台面积（长×宽）：750×225(mm×mm)工作台最大行2)程纵向：500mm横向：200mm3)主轴中心（端面）至台面距离：80×300mm进给量：4)纵向：20mm~540mm横向：14mm~380mm5)工作台及夹具总重量：G=800N：度速给6)进速快精彩文档．实用标准文案纵向：2400mm横向：1600mm7)导轨类型：纵向：综合性导轨横向综合性导轨8)立铣头最大回转角：45度主轴转数级数：8级9)10)主轴转数公比：1:4111)主轴转数：n=47.5,67,95,132,190,265,375,530r/min12)驱动电机功率：N=2.2KW13)主轴的传动功率：N=1.45kW14)主轴孔径：24mm15)铣刀最大直径：32mm16)加速时间：30ms3、工件材料1）碳钢，合金钢2）铸铁4、刀具材料1）硬质合金2）高速钢精彩文档．实用标准文案三、设计要求改装后数控车床应具有的性能：改装要方便，原铣床的改动应尽可能少，如果数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，如果不需数控时，能很快改回原状。
控制部分要求运行可靠，维修方便，须防尘及抗干扰，改造成本低。
1、改装后应具有的基本功能及技术指标1）工艺范围：保持原有的铣床的工艺范围外，增加任意弧面和凸轮曲面的数控加工2）控制轴数：二坐标(纵向X、横向Y)3）同时控制纵、横向进给运动进行圆弧面和凸轮面加工4）脉冲当量：0.01mm/step5）重复定位精度：0.01mm6）定位精度：0.01mm7）加工精度：2级2、采用步进电机开环控制3、对微机数控系统的要求：微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，可在线编程、具有很高的性能价格比等特点。
X52K型立式铣床的数控改造设计(控制部分) 毕业设计.doc
Abstract
X52k is vertical lift desktop milling machine,inthis paper,on the basis of thenumericalcontrol transformation(control section).Itstransformation into economical nc milling machine.The main moduletransformation;control part of the numerical control transformation.The main part ofthe reform;NC system selection,servo system selection,hardware systemcomponents selection and wiringand software programming design, and finally theoverall reconstruction results of the assessment.
X52K立式铣床
X52K立式铣床A12机电 19号陈亮池一．X52K立式铣床的简介本机床是一种强力金属切削机床，机床的主轴传动系统由功率为7.5kw的电动机驱动，能承受重负荷切屑。
主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀、端面铣刀等刀具，适于加工各种零件的平面、斜面、沟槽、孔等，是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的理想加工设备。
图1-1 X52K立式铣床实物图二．数控铣床的组成1．数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：(1)主传动系统由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。
主轴的启动、停止等动作和转速均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具进行切削。
(2)进给伺服系统由伺服电动机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。
(3)控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。
(4)辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
(5)机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。
2．主传动系统的结构主传动系统包括主轴电动机、传动系统和主轴部件。
由于主传动系统的变速功能一般采用变频或交流伺服主轴电动机，通过同步齿形带带动主轴旋转，对于功率较大的数控铣床，为了实现低速大转矩，有时加一级或二级或多级齿轮减速。
对于经济型数控铣床的主传动系统，则采用普通电动机通过V带、塔轮、手动齿轮变速箱带动主轴旋转。
通过改变电动机的接线形式和手动换挡方式进行有级变速。
主轴具有刀具自动锁紧和松开机构，用于固定主轴和刀具的连接。
由碟形弹簧、拉杆和气缸或液压缸组成。
主轴具有吹气功能，在刀具松开后，向主轴锥孔吹气，达到清洁锥孔的目的。
3．进给传动系统的结构进给系统即进给驱动装置，驱动装置是指将伺服电动机的旋转运动变为工作台直线运动的整个机械传动链，主要包括减速装置、丝杆螺母副及导向元件等。
X502铣床的数控化改造
目录设计任务书 (2)目录 (3)一前言 (5)二设计方案论证 (6)三横向进给系统的设计 (8)3.1工作台重量的估算与切削力的计算 (8)3.1.1工作台重量的估算 (8)3.1.2切削力的计算 (8)3.2滚珠丝杠的设计 (8)3.2.1工作台横向进给丝杆的轴向力 (8)3.2.2额定动载荷的计算 (9)3.2.3滚珠丝杠规格的初步选择 (9)3.2.4效率计算 (10)3.2.5刚度计算 (11)3.2.6稳定性计算 (11)3.2.7确定滚珠丝杠的规格 (12)3.3滚珠丝杠支承轴承的选择 (12)3.4横向步进电机及齿轮的选用 (13)3.4.1启动力矩的计算 (13)3.4.2最高频率计算及型号选择 (14)3.4.3齿轮设计 (15)四纵向进给系统的设计 (16)4.1工作台重量的估算和切削力的计算 (16)4.2滚珠丝杠的设计 (16)4.2.1计算载荷的计算 (16)4.2.2额定动载荷的计算 (16)4.2.3滚珠丝杠螺母副的初步选择 (17)4.2.4效率计算 (17)4.2.5刚度计算 (17)4.2.6稳定性计算 (18)4.2.7确定滚珠丝杠的规格 (19)4.3滚珠丝杠支承轴承的选择 (19)4.4纵向步进电机及齿轮的选用 (19)4.4.1启动力矩的计算 (19)4.4.2最高频率计算及型号选择 (20)4.4.3齿轮设计 (21)五结束语 (21)六致谢 (22)七参考文献 (22)一、前言数控机床可以较好的解决形状复杂、精密多品种及中小批零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，随着制造技术向自动化、柔性化方向的发展，当前机床的数控化率已经成为衡量一个国家制造工业水平的重要标志。
机床的数控化改造一般是指对现有某台普通车床的某些部位做一定的改装，配上经济型数控装置或标准型数控数控系统，从而使原机床具有数控加工能力。
这种技术工作有其独特的特点。
机床数控化改造的意义：1.节约资金数控机床的价格昂贵，一次性投资大，对中小企业常是心有余而力不足。
X502数控铣床机械部分的设计
X502数控铣床机械部分的设计X502数控铣床是一种用于金属切削加工的机床，它采用数控技术控制切削过程，具有高精度、高效率的特点。
该数控铣床的机械部分设计的关键是保证机械结构的刚性和稳定性，以提高加工精度和工作效率。
下面将介绍X502数控铣床机械部分的设计。
首先，X502数控铣床的床身是整体浇铸结构，采用高强度的铸铁材料制造。
这种结构能够保证机床具有足够的刚性和稳定性，对于高速切削加工有较好的抗震性能。
床身上设有支撑导轨和工作台，通过导轨的导向和工作台的移动，实现工件在加工过程中的定位和切削。
其次，该数控铣床的主轴采用电主轴驱动方式，具有高速和高精度的特点。
电主轴是一种将电动机和主轴结合在一起的装置，通过电机的高速旋转，带动主轴进行切削。
电主轴具有转向灵活、运行平稳、响应速度快等优点，能满足不同加工需求。
另外，该数控铣床的刀库采用自动换刀装置，可实现自动刀具的更换和刀具长度的测量。
自动换刀装置由刀库、刀柄和刀具组成，通过数控系统的命令，刀库能够自动选择所需刀具并将其安装到主轴上，提高了换刀的速度和准确性。
此外，X502数控铣床还配备了润滑系统和冷却系统。
润滑系统用于给机床的运动部件提供充分的润滑和冷却，减少磨损和热变形，保证机床的长期稳定运行。
冷却系统则用于冷却切削过程中产生的热量，防止加工区温度过高，对刀具和工件产生不良影响。
最后，X502数控铣床还采用了数控系统，能够对整个加工过程进行自动控制和监测。
数控系统由计算机、控制器和伺服系统组成，通过输入切削参数和加工程序，控制机床的各个运动轴，并实现加工过程的自动化。
数控系统能够提高加工的精度和效率，减少人为操作的误差。
综上所述，X502数控铣床的机械部分设计充分考虑了机床的刚性和稳定性，通过采用浇铸结构、电主轴驱动、自动换刀装置等技术手段，实现了高精度、高效率的切削加工。
在实际应用中，该数控铣床能够满足金属加工的多种需求，广泛应用于机械制造和模具加工等行业。
X502数控铣床机械部分的设计
X502型铣床机械部分的改装设计在工作台纵向进给手柄轴上安装圆锥销型联轴器，使工作台纵向进给手柄轴与步进电机联在一起。
用微机数控系统控制纵向进给运动。
加工时将离合器脱开使原来的机床进给运动停止工作。
一、步进电机的选择步进电机又称脉冲电机。
它是将脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。
其特点是输入一个电脉冲就转动一步，即每当电动机绕组接受一个电脉冲，转子就转过相应的一个步矩角。
转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步，只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电动机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向，很容易用微机实现数字控制。
1 步进电机的特点：1）步进电动机的工作状态不易受各种干扰因素的影响，只要在它们的大小未引起步进电动机产生“丢步”现象之前，就不影响其正常工作；2）步进电动机的步距角有误差，转子转过一定步数以后也会出现累积误差，但转子转过一转以后，其累积误差为“零”，不会长期累积；3）控制性能好，在起动、停止、反转时不易“丢步”。
因此，步进电动机被广泛应用于开环结构的机电一体化系统，使系统简化，并可靠地获得较高的位置精度。
2 脉冲当量δp，步距角θb和降速比的选择脉冲当量δp，步距角θb，丝杠螺距t和降速比i之间的关系为：δp=θb t /360i9一般数控机床的脉冲当量δp取为0.01mm/step, 步距角θb=1.5/step,t=6mm, 则减速比i为i=θb t/360δp=1.5×6/360×0.01=2.53 铣刀铣削力的估算铣削力是由刀具的材料，铣削工件的材料，切削用量等许多因素决定的。
设计机床是从计算铣削力开始估算电动机的功率的。
对于现有的机床的改装设计，可以从已知机床的电动机的功率和主轴上传动的功率反推出工作台进给时的铣削力。
该机床的主传动和进给传动均采用一个电动机。
进给传动的功率较小，可以在主传动上乘以一个系数k。
X52K铣床的数控化改造设计
X52K铣床的数控化改造摘要本文提供了一种X52k铣床的经济型数控化改造方案，改造的主要模块有：机械部分和数字控制电路部分。
机械部分主要是对丝杠、驱动元件和减速齿轮的改造。
改造后的系统是以步进电机为驱动执行元件的开环控制系统，控制系统使系统能够控制进给轴的转速，并实现其正反转控制工作台，实现其纵、横向进给运动，控制冷却和润滑，以MCS-51型单片机为控制处理芯片，通过键盘输入加工程序控制X52K 铣床数控化改造后是升降台式的。
使得改造后的机床能加工除了铣削键槽、平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件。
改造后的数控机床具有高精、高效及加工产品范围广等特点。
关键词： X52k，数控化，改造，单片机X52kTHE TRANSFORMATION OF MILLING MACHINESABSTRACTIn this paper ,in base of our country’s eco- mimic condition and the expensive CNC, in order to extend machining scope, high accuracy , small batch, and has a good condition in excitedly complicities market .So, the memorization rebuilding of X52K is so necessary and feasible. This paper provides a way of how to implement the synchronized motion of the two axes in the X and Y plane with CNC system and an open-loop control which use stepping motors as actuators on a X52K mill，and the microcomputer is MCS-51.the memorization rebuilding of X52K milling machine not only is used for machining keyway, plane and hole etc,but also, it can ma- unfitting complicated ship and the accuracy is high。
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X502数控铣床机械部分的设计
数控铣床是一种用于金属加工的机床设备，它能够通过控制系统自动
完成复杂的加工操作。
机械部分的设计是数控铣床能够正常运行和高效加
工的基础，下面将详细介绍X502数控铣床机械部分的设计。
一、机床结构设计
二、机械传动系统设计
1.主轴传动系统：X502数控铣床采用直流电主轴驱动，主轴通过电
机驱动实现转速调节。
为了提高主轴传动系统的稳定性和刚性，主要采用
精密滚珠丝杠传动方式，并配备高精度主轴轴承。
2.进给传动系统：数控铣床的进给传动系统由伺服电机、精密滚珠丝
杠和滚动导轨组成。
伺服电机驱动滚珠丝杠实现横向、纵向和纵横交叉滚
动导轨的移动。
为了确保进给传动系统的精度和稳定性，选择高精度、高
刚度的滚珠丝杠和滚动导轨。
3.快速移动系统：为了提高加工效率，数控铣床还配备了快速移动系统，通过额外的伺服电机和滚珠丝杠实现工作台的快速移动，从而缩短刀
具非加工时间，提高工作效率。
三、工作台设计
工作台是数控铣床上进行工件加工的平台，X502数控铣床工作台采
用刮刀型导轨和滑块机构，使得工作台能够顺滑移动，实现横向和纵向的
加工操作。
工作台上还配备有T型槽和固定螺丝孔，方便固定和夹持工件。
四、机械保护与安全设计
为了保护机械系统的完整性和安全性，X502数控铣床在机械部分的设计中还需要考虑以下因素：
1.加工液冷却系统：数控铣床在加工过程中会产生大量的热量，为了保证机械系统的稳定性，需要配备加工液冷却系统，对切削区域进行冷却和润滑。
2.防尘装置：数控铣床的机械部分会产生大量的金属屑和粉尘，为了防止金属屑和粉尘对机械系统的损坏，需要配备有效的防尘装置，如防护罩、集尘器等。
3.安全限位开关：数控铣床还需要配备安全限位开关，以确保机床在工作过程中不会超出规定的工作范围，避免发生意外事故。
X502数控铣床的机械部分设计，需要考虑结构强度、传动精度、稳定性和安全性等因素。
只有在这些方面进行合理的设计和选材，才能够使数控铣床在加工过程中达到较高的加工精度和效率。
以上就是X502数控铣床机械部分设计的主要内容。