Z3040摇臂钻床主轴Z向进给系统改造设计

第 1 页共 50 页大学课程设计（论文）题目：Z3040 摇臂钻床主轴 Z 向进给系统改造设计院（系）：专业：班级：学生姓名：导师姓名：职称：起止时间：Z3040摇臂钻床主轴 Z向进给系统改造设计中文摘要随着科学与技术的发展，计算机数字控制技术的日趋成熟。加工技术在世界的工业范围内都有了显著的提高。我国由于存在大量的金属切削机床，把它们全部淘汰不符合我国国情，所以对金属切削机床进行适当的数控化改造，提高生产效率是最明智的选择。本次设计是对台式钻床的工作台进行数控化改造。首先，了解台式钻床的结构，确定改造方案。其次，选择滚珠丝杠、步进电机和消隙齿轮等零件，来达到提高传动精度，减小加工误差的目的。第三，采用芯片控制代替原有的电气控制形式，达到提高控制精度、减小响应时间和减小占地空间等目的，并且可视化的数控代码编程和模拟加工过程，可以提前发现程序的纰漏。最后，利用PLC可编程控制器对液压回路等进行控制，方便工程技术人员编写和使用。本次设计的结果可以顺利达到设计任务的要求，完成X、Y两方向单独运行和同时运行，提高了加工效率。普通机床数控化改造的技术可以广泛的应用在机械加工行业中。工程技术人员也应掌握并创新该项技术为振兴我国机械制造业而努力。关键词：创新;改造;数控技术Abstract Along with the development of science and technology, the computer numeral control to technically is gradually maturing. The processing technology shows a remarkable progress in the industrial in the world. because of existence a great deal of metal machines in our country , eliminating all of them to not match our country, to carry on an appropriate number control to turn a reformation , and raise working is the most wise choice. This design is numeral control transformation for in table model drills .Firstly, understand the structure that the set table model drills, and make sure a reformation project. Secondly, the choice in Ball bearing guide screw and step­by­step electrical engineering and gear of control gap to attain an accuracy rising, and the purpose of reducing process error. The third, it adopts a chip control to replace original electricity control form,  raising control accuracy and reduce the reaction to time and reduce covering space etc. And visual number control procedure code and emulation to process which can discover the error of procedure in advance. In the end, making use of the PLC programmable controller to hydro form etc. and it makes convenient for the engineering technical personnel to write with usage. The result of this design cansmoothly attain a request of design and complete X, Y two directions circulate alone and circulate in the meantime and raise working efficiency. The common tool machine number controls technique can extensively be the applied in the manufacturing industry. Engineering technical personnel should also master and enterprise techniques and make great effort for developing for our country in manufacturing industry. Key word: Innovation; Transformation; NC Technology目录第一章绪论...............................................................51.1先进制造技术的提出与发展............................................51.2我国数控机床发展现状................................................51.3数控机床的优缺点....................................................61.4本论文研究的内容及目的..............................................6第二章机械部分设计与计算.................................................72.1确定尺寸及估计重量..................................................72.2纵向（Z向）设计计算................................................72.2.1滚珠丝杠设计计算................................................72.2.2传动齿轮的相关计算.............................................102.2.3转动惯量计算及其步进电机的选择.................................122.2.4齿轮的验算.....................................................14第三章轴的设计与校核....................................................223.1轴的材料选择.......................................................223.2初选滚动轴承.......................................................223.3初步确定传动轴的轴向、径向尺寸.....................................233.4按弯扭合成强度校核轴的强度.........................................23第四章零件校核计算......................................................274.1滚动轴承的支反力计算...............................................274.2滚动轴承的寿命校核.................................................274.3键的强度校核.......................................................28第五章数控系统的硬件电路设计............................................295.1单片机简介.........................................................295.2单片机在设计中的应用...............................................31结论.....................................................................35致谢语...................................................................36参考文献.................................................................37Z3040摇臂钻床主轴Z向进给系统改造设计摘要随着科学技术的发展，计算机数字控制技术的日趋成熟，加工技术在世界的工业范围内都有了显著的提高。我国由于存在大量的金属切削机床，把它们全部淘汰不符合我国国情，所以对金属切削机床进行适当的数控化改造是最明智的选择。本次设计是对台式钻床的工作台进行数控化改造。首先，了解台式钻床的结构，确定改造方案。其次，选择滚珠丝杠、步进电机和消隙齿轮等零件，达到提高传动精度，减小加工误差的目的。第三，采用芯片控制代替原有的电气控制形式，从而达到提高控制精度、减少响应时间和减小占地空间等目的，并且可视化的数控代码编程和模拟加工过程可以提前发现程序的纰漏。最后，利用单片机对液压回路等进行控制，方便工程技术人员编写和使用。本次设计的结果可以顺利达到设计任务的要求，提高加工效率。普通机床数控化改造的技术可以广泛的应用在机械加工行业中，工程技术人员也应掌握并创新该项技术为振兴我国机械制造业而努力。关键字：经济性数控钻床滚珠丝杠滚动轴承第一章绪论1.1先进制造技术的提出与发展1949年，在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产。从1952年至今，数控机床按数控系统的发展经历了五代：第一代1955年，数控系统以电子管组成，体积大，功耗大；第二代1959年，数控系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板；第三代1965年，数控系统采用小规模集成电路，其特点是体积小，功耗低，可靠性有了提高；第四代1970年，数控系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，首次出现在1970年美国芝加哥国际机床展览会上，具有价格低，可靠性高和功能多等特点；第五代1974年，数控系统以微处理器为核心，不仅价格进一步降低，体积进一步缩小，使实现真正意义上机电一体化成为可能。现在市场上数控系统都是以微处理器为核心系统，但数控系统的性能随着CPU的不断升级而不断提高，这一代又可细分为六个发展阶段。1974年系统以位片微处理器为核心，有字符显示、自诊断功能，1979年系统采用CRT显示、VLIC、大容量磁泡存储器、可编程接口和遥控接口等，1981年具有人机对话功能、动态图形显示、实时精度补偿，1986年数字伺服控制诞生，大惯量的交直流电机进入实用