xa6132铣床的数控化改造
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章绪论
1.1数控机床的发展
在社会生产和科学技术迅猛发展的今天，机械产品的性能和质量不断提高，产品更新换代的周期也不断缩短，因此，对机械加工设备的要求也不断地在提高。使它不仅具有较高的生产效率和加工精度，而且能迅速地适应加工零件的变更。数控机庆就是在这种情况下产生和发展。电子技术、特别是计算机技术的发展又促进了数控机床的迅速发展。
随着工厂、企业技术改造的深入发展、各行各业对数控机床的需要量将会有大幅度的增长，这将有力地促进数控机床的发展。毫无疑问，数控机床必然会在我国现代化建设中发挥越来越大的作用。
1.2数控改造给企业带来的好处
数控改造是对普通机床某些部位做一定的改造，配上数控装置，从而使机床具有数控加工的能力。提高了机床的性能价值比用较低的价格，得到较高的机床性能。
（5）数控机床是高技术产品，价格较高，而且要求有较高技术水平的人员操作维修。尽管如此，数控机床的经济效益还是十分可观的。
第二章设计参数的选择
2.1设计内容
将一台XA6132普通降台卧式铣床改造成三坐标数控铣床。结合毕业设计的工作量和时间限制。机械部分主要解剖不轴，完成机械结构设计，零件及参数的选择，部分计算过程；电气和微机部分主要完成数控系统控制部分整体方案的选择，硬件接线图，程序框图。
三、工艺资料
工件加工余量：最大铣削宽度7mm，最大铣削深度40mm。
刀具资料：高速钢圆柱铣刀直径φ32-φ40，刀齿数3-4。
工艺资料：主轴转速150-190rpm，走刀速度40-60 mm/min，每齿切厚为0.05-0.2mm,取0.1计算。
四、主切削力计算
根据机床设计手册3，对高速钢圆柱铣刀以工件为碳钢计算：
=550.9kgf
如以af=0.2 mm代入,则FGM=910kgf。FG=1200kgf。因此，以最大水平拖动力1200kgf计算，可以满足最大切削力的要求。
其它有关主轴功率核算，夹紧工件用夹用具所需夹紧力计算这里不作介绍。
五、机床进给部件重量估计
纵向工作台：长1.335m，加上夹具等约重220kg。
数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，因为它具有以下特点：
（1）能适应不同零件的自动加工：数控机床按照被加工零件的程序自动加工，要改变零件只需改变程序，而不必改变有关工装。
（2）生产效率和加工精度高，质量稳定。
（3）工序集中，一机多用：采用自动换刀装置，可以在一次装夹下几乎完成零件的全部加工。
（4）能完成复杂形面的加工。
步进电机优点是结构简单，电气控制和驱动电路也简单，体积小，重量轻，价格便宜，设计制造较简单，容易调试，使用维修方便。位移精度较好，对各种干扰因素不敏感，结构误差不会累积。另外，机电时间常数小，反应快。但步进电机也有缺点，主要是容易丢步，启动频率也不够高，低频时振动大，冲击大，有时还有自激振荡。步进电机没有过载能力，当工作条件上变动时，可能造成失误，因此步进电机多用于负载较小，负载变化不大或要求不太高经济型简易型数控制设备中。
FG= Cf·ae0.86·af0.72·dt-0.86·ap·z
其中：Cf：系烽，取cf=68；
ae：铣销接弧深（mm），取ae=7mm;
af：每齿进给量（mm/齿），取af=0.1mm;
dt：铣刀直径（mm），取dt-32mm；
ap：铣削深度（mm），取ap=40mm
z：铣刀齿数，z=4
FG=68×70.86×0.10.72×32–0.86×40×4
数控机床代表着现代制造业科技发展的方向和水平，目前已由单台机床数控发展到FMS（柔性制造系统），CAMS（计算机集成制造系统），从而使数控机床成为组成现代生产系统，实现设计（CAD）、制造（CAM）、检验（CAT）与生产管理等全部生产过程自动化的基本设备。我国从1958年开始研制数控机床，在研制与推广数控机床方面取得了一定的成绩。近年来，由于收进了国外的数控系统与伺服系统的制造技术，我国数控机床在品种数量和质量方面得到了迅速发展。目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标数控铣床；加工中心：CNC系统和自动编程系统等，同时也拥有了一定数量的数控机床。但我国目前数控机床的开发、生产、使用及拥有量仍与先进国家有较大差距，要达到世界先进水平，还需迅速发展我国数控机床行业。
横向工作台：约重445kg。
升降台：约重1000kg。
第三章方案比较和选择
3.1伺wenku.baidu.com驱动
一、步进电机
在我国设备数控化改造的一段时间里，较多采用步进电机作为伺服驱动组件。步进电机是一种特殊结构的电机，它利用通电激磁绕组产生反应力矩，将脉冲电信号的能量转换为机械位移的机电执行组件。当激磁按一定规律获得分配脉冲时，步进电机的转子会转动。转子转过的角度与输入的脉冲个数具有较严格的比例关系，而且转动与输入脉冲在时间上同步，因此可以利用这些特点控制运动的速度和位置量。
2.2资料准备
一、工件资料
本铣床改造后主要为加工几个品种的制动凸轮轴，轴最长为650mm；该制动凸轮轴所需加工的轮廊外形含有直线、圆弧和渐开线；要求的轮廊公差0.1 mm，对称度公差为0.1 mm，表面粗糙度Ra1.6；工件材料为40Cr锻件；设计生产节拍为7nin/件。
二、原机床资料
由于轴是细长杆件，决定选择卧式铣削加工。采用XA6132升降台卧式改造，原机床有关资料为：进给电机1.5KW/1400 rpm，最大水平拖动力1500kgf；快进速度横向、纵向为2.3m/min；升降台快进速度为0.77m/min；工作最大重量为500kg；机动范围纵向为680mm、横向为240mm、升降为300mm。
内容提要
按照毕业设计的要求，将一台XA6132普通升降台卧式铣床改造成三坐标数控铣床。由于毕业设计的时间限制，本次设计任务的要求如下：机械部分主要解剖一个坐标轴，完成机械结构设计，零部件及参数的选择，完成部分计算过程：电气和微机部分结合机械结构的设计特点主要完成数控系统控制部分整体方案的论证和选择，使整个系统能够较完美地结合，并完成硬件接线设计以及系统框图。最后，总结本次毕业设计，完成毕业论文撰写。
数控岂庆在当今世界已进入了批量生产，它的机械加工中所占的比重也愈来愈大，在航天、航空和汽车行业已经成为不可缺少的机械加工设备。机床的数控比率不断提高。它集计算机技术、传感技术、自动控制技术、机床的数控化率不断提高。它集计算机技术、传感技术、自动控制技术、自动检测技术为一体，能自动、高效、高精度、高质量地从事单位小批及复杂形面的加工，使机械制造业的发展进入了一个崭新的阶段。
1.1数控机床的发展
在社会生产和科学技术迅猛发展的今天，机械产品的性能和质量不断提高，产品更新换代的周期也不断缩短，因此，对机械加工设备的要求也不断地在提高。使它不仅具有较高的生产效率和加工精度，而且能迅速地适应加工零件的变更。数控机庆就是在这种情况下产生和发展。电子技术、特别是计算机技术的发展又促进了数控机床的迅速发展。
随着工厂、企业技术改造的深入发展、各行各业对数控机床的需要量将会有大幅度的增长，这将有力地促进数控机床的发展。毫无疑问，数控机床必然会在我国现代化建设中发挥越来越大的作用。
1.2数控改造给企业带来的好处
数控改造是对普通机床某些部位做一定的改造，配上数控装置，从而使机床具有数控加工的能力。提高了机床的性能价值比用较低的价格，得到较高的机床性能。
（5）数控机床是高技术产品，价格较高，而且要求有较高技术水平的人员操作维修。尽管如此，数控机床的经济效益还是十分可观的。
第二章设计参数的选择
2.1设计内容
将一台XA6132普通降台卧式铣床改造成三坐标数控铣床。结合毕业设计的工作量和时间限制。机械部分主要解剖不轴，完成机械结构设计，零件及参数的选择，部分计算过程；电气和微机部分主要完成数控系统控制部分整体方案的选择，硬件接线图，程序框图。
三、工艺资料
工件加工余量：最大铣削宽度7mm，最大铣削深度40mm。
刀具资料：高速钢圆柱铣刀直径φ32-φ40，刀齿数3-4。
工艺资料：主轴转速150-190rpm，走刀速度40-60 mm/min，每齿切厚为0.05-0.2mm,取0.1计算。
四、主切削力计算
根据机床设计手册3，对高速钢圆柱铣刀以工件为碳钢计算：
=550.9kgf
如以af=0.2 mm代入,则FGM=910kgf。FG=1200kgf。因此，以最大水平拖动力1200kgf计算，可以满足最大切削力的要求。
其它有关主轴功率核算，夹紧工件用夹用具所需夹紧力计算这里不作介绍。
五、机床进给部件重量估计
纵向工作台：长1.335m，加上夹具等约重220kg。
数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，因为它具有以下特点：
（1）能适应不同零件的自动加工：数控机床按照被加工零件的程序自动加工，要改变零件只需改变程序，而不必改变有关工装。
（2）生产效率和加工精度高，质量稳定。
（3）工序集中，一机多用：采用自动换刀装置，可以在一次装夹下几乎完成零件的全部加工。
（4）能完成复杂形面的加工。
步进电机优点是结构简单，电气控制和驱动电路也简单，体积小，重量轻，价格便宜，设计制造较简单，容易调试，使用维修方便。位移精度较好，对各种干扰因素不敏感，结构误差不会累积。另外，机电时间常数小，反应快。但步进电机也有缺点，主要是容易丢步，启动频率也不够高，低频时振动大，冲击大，有时还有自激振荡。步进电机没有过载能力，当工作条件上变动时，可能造成失误，因此步进电机多用于负载较小，负载变化不大或要求不太高经济型简易型数控制设备中。
FG= Cf·ae0.86·af0.72·dt-0.86·ap·z
其中：Cf：系烽，取cf=68；
ae：铣销接弧深（mm），取ae=7mm;
af：每齿进给量（mm/齿），取af=0.1mm;
dt：铣刀直径（mm），取dt-32mm；
ap：铣削深度（mm），取ap=40mm
z：铣刀齿数，z=4
FG=68×70.86×0.10.72×32–0.86×40×4
数控机床代表着现代制造业科技发展的方向和水平，目前已由单台机床数控发展到FMS（柔性制造系统），CAMS（计算机集成制造系统），从而使数控机床成为组成现代生产系统，实现设计（CAD）、制造（CAM）、检验（CAT）与生产管理等全部生产过程自动化的基本设备。我国从1958年开始研制数控机床，在研制与推广数控机床方面取得了一定的成绩。近年来，由于收进了国外的数控系统与伺服系统的制造技术，我国数控机床在品种数量和质量方面得到了迅速发展。目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标数控铣床；加工中心：CNC系统和自动编程系统等，同时也拥有了一定数量的数控机床。但我国目前数控机床的开发、生产、使用及拥有量仍与先进国家有较大差距，要达到世界先进水平，还需迅速发展我国数控机床行业。
横向工作台：约重445kg。
升降台：约重1000kg。
第三章方案比较和选择
3.1伺wenku.baidu.com驱动
一、步进电机
在我国设备数控化改造的一段时间里，较多采用步进电机作为伺服驱动组件。步进电机是一种特殊结构的电机，它利用通电激磁绕组产生反应力矩，将脉冲电信号的能量转换为机械位移的机电执行组件。当激磁按一定规律获得分配脉冲时，步进电机的转子会转动。转子转过的角度与输入的脉冲个数具有较严格的比例关系，而且转动与输入脉冲在时间上同步，因此可以利用这些特点控制运动的速度和位置量。
2.2资料准备
一、工件资料
本铣床改造后主要为加工几个品种的制动凸轮轴，轴最长为650mm；该制动凸轮轴所需加工的轮廊外形含有直线、圆弧和渐开线；要求的轮廊公差0.1 mm，对称度公差为0.1 mm，表面粗糙度Ra1.6；工件材料为40Cr锻件；设计生产节拍为7nin/件。
二、原机床资料
由于轴是细长杆件，决定选择卧式铣削加工。采用XA6132升降台卧式改造，原机床有关资料为：进给电机1.5KW/1400 rpm，最大水平拖动力1500kgf；快进速度横向、纵向为2.3m/min；升降台快进速度为0.77m/min；工作最大重量为500kg；机动范围纵向为680mm、横向为240mm、升降为300mm。
内容提要
按照毕业设计的要求，将一台XA6132普通升降台卧式铣床改造成三坐标数控铣床。由于毕业设计的时间限制，本次设计任务的要求如下：机械部分主要解剖一个坐标轴，完成机械结构设计，零部件及参数的选择，完成部分计算过程：电气和微机部分结合机械结构的设计特点主要完成数控系统控制部分整体方案的论证和选择，使整个系统能够较完美地结合，并完成硬件接线设计以及系统框图。最后，总结本次毕业设计，完成毕业论文撰写。
数控岂庆在当今世界已进入了批量生产，它的机械加工中所占的比重也愈来愈大，在航天、航空和汽车行业已经成为不可缺少的机械加工设备。机床的数控比率不断提高。它集计算机技术、传感技术、自动控制技术、机床的数控化率不断提高。它集计算机技术、传感技术、自动控制技术、自动检测技术为一体，能自动、高效、高精度、高质量地从事单位小批及复杂形面的加工，使机械制造业的发展进入了一个崭新的阶段。