序号（学号）：
课程设计说明书
课程名称组合钻床电气控制系统设计
教学院机电工程学院
专业
班级
姓名\
指导教师
2014 年12 月11 日
目录
一、设计任务书 (3)
二、正文 (6)
1. 概述 (6)
1.1机电传动控制概述 (6)
1.2课程设计 (7)
2. 总体设计 (7)
2.1控制要求的分析 (7)
2.2液压控制回路中电磁阀被控逻辑表达式 (8)
3. 局部设计 (8)
3.1原理图 (8)
3.2接线图 (12)
3.3 元件选型 (12)
4. PLC控制电路设计 (14)
4.1 PLC的I/O接线 (14)
4.2 PLC的I/O口分配 (16)
4.3 PLC型号的确定 (17)
5.程序设计 (18)
5.1主回路控制程序设计 (18)
5.2回转工作台回转控制程序设计 (18)
5.3动力头液压系统控制程序 (18)
三、小结 (19)
四、参考文献 (19)
五、附录 (20)
一、设计任务书
2014～2015学年第1学期
课程设计任务书
一、课程设计目的
本课程是机械设计制造及与自动化专业的专业必修课。课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。
二、课程设计内容（含技术指标）
1．机床概况：
本机为专用千斤顶油缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头（电机均为1.5KW）同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用死挡铁方法实现位置控制。
液压系统的油泵电机370W，由电磁阀（YV1-YV5）控制，其动作表如下：
2．动作程序如下：
（1）零件定位。人工将零件装入夹具后，定位油缸动力定位以保证零件的加工尺寸。
（2）零件夹紧。零件定位后，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内，同时定位油缸退出以保证滑台入位。
（3）滑台入位。滑台带动夹具一起快速进入加工位置。
（4）加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，快速退回原位，动力头停转并能耗制动。
（5）滑台复位。左右动力头退回原位后滑台复位。
（6）夹具松开。当滑台复位后夹具松开，取出零件。
3．设计要求：
（1）动力头为单向运转，停车采用能耗制动。
（2）只有在油泵工作，油压达到一定的压力后（由油压继电器控制）才能进行其它控制。
（3）专用机床能进行半自动循环，又能对各个动作单独进行调整。
（4）应用照明及工作状态显示。
（5）有必要的电报保护和联锁。
（6）有电气原理图（3号图纸）。
（7）元件明细表。
3．工作原理图
图1 组合钻床工作原理
图2 组合钻床液压系统图
三、进度安排
第1周
周一熟悉课程设计任务、计划、构思设计方案
周二逻辑设计法原理介绍，中间继电器、执行电器逻辑表达式，电气原理图，电气工作过程表
周三主电路原理图设计。
周四电机控制原理及线路图设计。
周五电机控制原理及线路图设计。
第2周
周一元件选用说明及元件明细表说明
周二元件选用说明及元件明细表说明
周三电气接线图设计
周四电气接线图设计
周五完成继电器接触器控制设计小结
第3周
周一熟悉PLC设计任务、计划、构思设计方案
周二 PLC选型，PLC硬件线图设计。
周三 PLC软件梯形图设计
周四 PLC软件调试，完成课程设计说明书
周五课程设计答辩，完成课程设计小结
四、基本要求
通过本课程设计的实验教学有计划的培养和训练，应达到以下诸方面的要求。
1.培养学生具有一定的实践技能，树立实事求是的思想和严谨的科学作风；
2.能正确设计电气控制线路原理图；
3.能正确选择常用低压电气元件；
4.能独立的完成课程设计，提高分析问题和解决问题的能力。
机械电子系
2014年10月20日
二、正文
1.概述
1.1机电传动控制概述
机电传动（又称电力传动或电力拖动）是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常运行。
在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且包括控制电动机的一整套控制系统。也就是说，现代机电传动是和由各种控制元件组成的自动控制系统紧密地联系在一起的，所以，本课程被命名为《机电传动控制》（也称为《机械电气控制》）。
从现代化生产的要求出发，机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则专指控制电机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。例如，一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；重型镗床为保证加工精度和控制表面粗糙度，要求能在极慢的稳速下进给，即要求能在很宽的范围内调速；轧钢车间的可逆式轧机及其辅助操作频繁，要求在不到一秒的时间内疚能完成从正转到反转的过程，即要求能迅速地启动、制动和反转；对于电梯和提升机，要求启动和制动平稳，能并能准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或各部分，要求它们的转速保持一定的比例关系，以便进行协调运转；为了提高效率，要求对由数台或数十台设别组成的生产自动线实行统一控制和管理。诸如此类要求，都是靠电动机及其控制系统和机械传动装置来实现的。
在近代机械工业的发展过程中，机电传动的发展，经历了一个复杂的过程：
（1）电机的拖动的发展过程如下：
（2）控制系统的发展过程如下：
由整个发展过程，不难看出，随着机械加工要求不断提高，机电传动控制系统的复杂度也在不断增加。本课程的重点在与控制部分，如何利用电气元件或计算机控制电气来拖动机械实现所要求的功能。在设计控制系统时，就要求设计人员对执行元件（电动机）、控制元件的熟练掌握与运用，同时也要求对控要求进行了解。
1.2课程设计
在本次课程设计中，我们完成的是“全自动双面钻床控制系统”的设计任务。此次课程设计的目的旨在学会利用电气元件（继电器——接触器）的控制方法，故在整个设计过程中，要求使用的元件为传统控制系统中的继电器、接触器来实现钻床的全自动工作过程。
另外，在本次课程设计中，我们还应学会如何设计主回路、控制回路以及辅助回路（照明与显示）。同时，在回路的总体连接上，要熟悉设计的技巧；在液压控制回路的设计中，要学会利用“起保停”电路来实现液压系统的控制。
通过本次课程设计，除了复习掌握已学过的电气知识外，还应熟悉控制系统的设计流程与设计方法，从而增加自己的阅历，提高自己的工作能力。
2.总体设计
2.1 控制要求的分析
任务书中的控制要求有以下几点：
（1）动力头位单向运转，停车采用能耗制动；
（2）只有在油泵工作，油压达到一定压力后（由油压继电器控制）才能进行其他的控制；
（3）专业机床能进行半自动循环，又能各个动作单独进行调整；
（4）需要一套局部照明装置以及工作状态指示灯；
（5）有必要地过电流保护和连锁；
（6）钻孔过程中需用冷却泵进行冷却，冷却泵电动机功率为0.125kW。
由上述控制要求，可分析出以下几点：
（1）在主回路中仅需对电机的启停进行控制和对动力头电机进行能耗制动的设计，不需控制正反转；
（2）在液压回路的液压泵附近处应添加压力继电器，并在液压控制回路的首端加入该压力继电器的常开触点，以实现满足油压后才能进行其他控制的要求；
（3）对于机床的半自动循环，可以采用起保停电路来实现，而对于各个动作的单独调整则可在控制首端加入万能转换开关，并对各个动作设置手动按钮来实现该
控制要求；
（4）控制回路中可添加辅助回路，以控制照明和显示功能；
（5）在每个电动机的连接处，均接入一个适合的热继电器，以实现过热保护，在主回路中各个支路与主电源相连接处均接入一个适合的熔断器，以实现过流保护
（短路保护），而在控制回路与变压器相连处也应接入适合的熔断器，同样实现
过流保护；
（6）增选一个冷却泵，并接入主回路，在控制回路中加设一支路，通过按钮控制冷却泵的启停。
2.2 液压控制回路中电磁阀被控逻辑表达式 据分析，电磁阀被控逻辑表达式如下：
YV1=(KA1+SB1)YJ1YV2=(KA2+YJ1)(SQ3+AQ6)YV3=(KA3+YJ2)SQ2SQ4YV4=(KA4+SQ1+SQ5)SQ2SQ4YV5=(KA5+SQ2+SQ4)SQ3SQ6??
??
??
???
g
g
g
3. 局部设计
在局部设计中，我们主要完成三部分内容：原理图、设计元器件选型、接线图的设计。
这三部分内容是整个设计的核心部分，通过这部分，我们得出了整个设计的结果：两张A3图纸，一张元器件明细表。（见附录）
3.1 原理图
在原理图的设计部分，我们将其分为3大模块进行分工设计。其中包括有主电路模块的设计、控制电路模块的设计与辅助电路模块的设计三部分。
而在控制电路模块中，我们将其又分为电机控制电路与液压控制回路两部分。辅助回路中主要包括有照明与显示电路部分。
3.1.1 主电路
主电路的设计中主要应满足一下几点要求： （1） 动力头电机应实现能耗制动；
（2） 动力头电机、液泵电机、冷却泵电机三者应分开接向主电源，并由不同的接触
器控制；
（3） 三种电机君应实现短路保护（过流保护）与 过热保护； （4） 电源处应有一个总闸控制电源的关断。
对于要求（1）我们将左右动力头的两电机接在同一个接触器上进行控制，然后在接触器的首位接上一个可控的直流电源（由变压器和整流桥组成）来实现。对于要求（2）我们选用三个接触器来控制三种不同功率的电动机，并分开三个回路来控制即可。对于要求（3）我们选用合适的熔断器，在三个回路接向电源出接上相应的熔断器来实现短路保护；再选用合适的热继电器，在接向电动机处接如相应热继电器来实现过热保护。对于要求（4）我们在电源处，添加一个刀开关QS 即可。
具体电路图如下：
图1 主回路电路设计图
3.1.2 控制电路
在控制回路中，主要有两部分：电机控制回路与液压控制回路。这两部分均应接向110V 交流电压，故该回路与主回路相连接时，应将主电源的L1、L2相接如变压器来降压，以提供110V的两相交流电。
（1）电机控制回路
在控制电机时，为满足动力头电机的能耗制动，我们利用时间继电器来控制直流电源的延时断开。在三种电机的启停控制上，我们利用接触器的“起保停”电路来控制，我们分别加入启停按钮。而在动力头电机的停止上，我们利用联动开关来控制，以其常闭触点为停止，常开触点为直流电源的接入。这样，保证了动力头电机的停止，同时也接入了能耗制动。
另外，我们在主电路的最后加上了一个急停回路，利用接触器KM0与刀开QS0关来控
制。同时，在控制回路的起始端接入接触器KM0的常闭触点，来实现急停功能。
具体电路图如下：
图2 电机控制回路设计图
（2）液压控制回路
在液压控制回路中，应分为自动控制和手动控制两部分。
在自动控制中，主要由行程开关（SQ1到SQ6）、压力继电器（YJ1与YJ2）和按钮SB1来共同控制电磁阀（YV1到YV5）来实现整个动作。其动作表如下：
YV1 YV2 YV3 YV4 YV5
定位（SB1）+ - - - -
夹紧（YJ1）+ + - - -
入位（YJ2）- + + - -
工进（SQ1\SQ5）- + + + -
退位（SQ2\SQ4）- + - - +
复位（SQ3\SQ6）- - - - -
表1 液压回路电磁阀被控一览表
由上表可知，在设计液压控制回路时，可以直接利用起保停电路直接控制电磁阀的动作。在表中，每一列以第一个“+”为该电磁阀的得电信号，而以连续“+”后的第一个“-”
为失电信号。但应该注意的是行程开关的串并联关系：在夹紧动作时（YV2），若要使其失电，则应两动力头均达复位位置才可松开，故此时SQ3与SQ6应为并联关系；在工进或退位时（YV4、YV5），若要使其得电，则只要有一个行程开关的信号，则应该立即动作，故SQ1与SQ5或SQ2与SQ4应为并联关系；在要求入位、工进或退位（YV3、YV4、YV5）的停止信号时，必须两个行程开关均有信号才可失电，故此时SQ2与SQ4或SQ3与SQ6应为串联关系。
在手动控制中，我们利用万能选择开关来控制自动与手动的转换。另外，在控制电磁阀（YV1到 YV5）的电路上，我们直接设计5个按钮（SB2到SB6）来实现手动调节。
在万能转换开关与110V交流电源连接的部分，我们增加一盒压力继电器YJ0，以实现在液压回路中达到一定压力才进行控制动作的要求。
具体电路图如下：
图3 液压控制回路设计图
3.1.3 辅助电路（照明显示）
在辅助回路中，主要包含有照明灯的控制与显示灯的控制。照明灯所需电源为24V交流电，而显示灯所需电源为6V交流电。故将它们分别有变压器TC的不同变压接口引出即可。
照明灯应与总电源开关相同时亮灭，故在电源刀开关QS选型的时候应选择有三个主触点并带有一对常开常闭辅助触点的刀开关，并将照明灯的控制接入刀开关QS的辅助常开触点。
在本设计中，我们共设置了3个指示灯（HL1、HL2、HL3），分别为启动、工进与急停。故它们分别由交流接触器KM1、KM3、KM0的辅助常开触点来控制。
另外，在控制回路的起始端（即由变压器TC引出的3端110V、24V、6V）应设置短路保护。故在该处分别接上相合适的熔断器。
具体电路图如下：
图4. 辅助回路（照明与显示）设计图
3.2接线图
在接线图的设计上，我们首先对箱体内元器件进行排版：第一排为总闸、变压器与熔断器；第二排为时间继电器、交流接触器；第三排为急停闸、整流桥与热继电器；第四排为中间继电器。总共4排，并在每排间安排走线槽，便于安装与维修。
然后，我们在箱盖上按功能将按钮与指示灯排列出来。另外对于放置在其他设备上的器件，我们也一同画在了接线图的左端。
在以上两部分的中间，我们选用一个接线端子来将其进行连接。该接线端子的作用主要是将电柜箱体内的线走出来，防止因导线杂乱而造成的事故发生。
在接线图的下部分，放置了万能转换开关与接地铜板，它同样是放在箱体内部的。这样排版是为了方便接线工人识图。
最后我们将原理图中各线编号，以该编号对应在接线图上进行连线。另外，在万能转换开关的编号中，由于该开关有外线与内线之分，故我们以4位数将其编号，前两位为外线号，后两位为内线号。
3.3元件选型
（1）电动机的选型
根据任务书中要求得知液泵电动机M1的功率为370W，冷却泵电动机M2的功率为0.125kW，动力头电动机M3、M4的功率均为1.5kW。而工业用电一般都为380V三相交流电，故查[3]，选择功率相近的电动机得一下结果：
M1：Y2-90L-8
M2：Y2-801-8
M3、M4：Y2-100L1-4
其中，M1功率0.55kW，转速660r/min；M2功率0.18kW，转速630r/min；M3、M4功率2.2kW，转速1430r/min。
（注：在实际设计当中，应同时考虑工况、班制等选择因素）
（2） 熔断器的选型
根据选择出的电机型号，可大致计算该电机工作时的最大电流：
1122
33P 550I = 1.45A U 380P 180I =0.47A U 380P 2200I = 5.8A U 380?=≈??
?=≈??
?=≈??
再根据以下经验公式，计算出所需熔断器的最大允许电流值：
R N
R max N
I =(1.5 2.5)I I =(1.5 2.5)I I ???
+??∑::单支路：多支路： 故计算得：
N1N2N3\4I 3A
I 1A I
23.2A
=??
=??=? 另外，根据经验，控制回路中的电流最大不会超法国5A ，照明显示回路电流最大不会超过2A ，故查[2]，并选择熔断器结果如下
FU1：RL-15/4,最大熔断电流4A ； FU2：RL-15/2,最大熔断电流2A ； FU3：RL-60/25,最大熔断电流25A ； FU4：RL-15/6,最大熔断电流6A ； FU5：RL-15/2最大熔断电流2A 。
（3） 热继电器的选型
根据前面算出的电动机工作电流，查[2]可直接选出热继电器，得如下结果：
FR1：LR1-D09307，整定电流范围1.6~2.5； FR2：LR1-D09306，整定电流范围1~1.6； FR3：LR1-D09310，整定电流范围4~6； FR4：LR1-D09310，整定电流范围4~6。
（4） 交流接触器、中间继电器与时间继电器的选型
根据前面计算出的电动机工作电流值，可知交流接触器的工作电流应在10A 以内，而由设计的原理图知交流接触器所需要的主触点为3对辅助触点不超过2常开2常闭，再根据380V 三相交流电的要求，查[2]，可选出交流接触器如下：
KM0~4：CJ20-10，允许功率4kW ，辅助触点2常开2常闭。
由于控制回路中，电压为110V 交流电，且根据控制回路设计图得知中间继电器所需触点不超过4常开4常闭，故查[2]，可选择中间继电器如下：
KA1~5：JZ14-44J/Z ，110V 吸引线圈电压，触点数4常开4常闭。
由于动力头电动机的能耗制动时间较短，故可确定在0.4~60s 的范围内。根据110V 交流电，同样查[2]，选择时间继电器如下：
KT ：JS7-1A ，110V 吸引线圈电压，定时时间调节范围0.4~60s 。 （5） 照明与显示灯的选型
根据经验，一般照明灯使用的是24V交流电，故查[2]得，照明灯选择型号为：AD1-22/11。
在我们设计的系统中，有三种指示灯：启动、工进以及急停。根据经验，启动指示灯一般用绿色，工进用黄色，急停用红色。而工厂中，一般指示灯使用电压为6V。故查[2]，选择指示灯型号如下：
启动：AD1-22/11，电压6V，绿色；
工进：AD1-22/11，电压6V，黄色；
急停：AD1-22/11，电压6V，红色。
（6）变压器的选型
由于我们设计的系统中，需要将380V三相交流电转换成110V、24V、6V等三种不同压值的交流电，故选择变压器时应同时考虑考虑变压器的容量与接处的点数。查[3]，选择变压器结果如下：
TC：BK-100，4变压接出头。
（7）按钮及刀开关的选型
在液压控制回路中，共有6个常开按钮。其中SB2~SB6为手动控制按钮，故可选择黄色；SB1为定位启动按钮，故选择绿色。
在电机控制回路中，共有3个常开按钮、2个常闭按钮与1个联动开关。其中SB11、SB21、SB31为电机启动按钮，故可选择绿色；SB10、SB20为电机停止按钮，故选择红色；SB30为联动开关，控制动力头电机的停止，同时也开始能耗制动，故也选择红色。
查[2]，选择按钮型号如下：
SB1：LA19-11，绿色；
SB2~SB6：LA19-11，黄色；
SB11、SB21、SB31：LA19-11，绿色；
SB10、SB20：LA19-11，红色；
SB30：LAZ-11A/XR，红色。
而在整个设计中，我们用到了两个刀开关，总闸一个（即控制电源，又控制照明灯），急停一个。故总闸刀开关QS选用蓝色；急停刀开关QS0选用红色色。查[2]选择刀开关如下：QS：DZ20-100/3，蓝色；
QS0：DZ20-100/3，红色。
4.PLC控制电路设计
4.1 PLC的I/O接线
由电气控制原理图，可以知道PLC控制系统主要由以下几部分组成，其接线原理图如图7所示。
4.1.1主回路控制
原电路要求M1、M2电动机同时起动工作。由复合开关SA3、SA4控制M1与M2各自单独起动、停止;M3电动机在动力头工进时自动起动,也可以由按钮SB3单独控制。按动电动机起动按钮SB2,交流接触器KM1、KM2得电动作,M1、M2电动机起动。停止时,按动按钮SB1, KM1、KM2同时断电，M1、M2电机停止。其中控制按钮SB1、SB2、SB3，复合开关SA3、SA4如图7 PLC外部接线图中所示；电动机M1、M2、M3控制交流接触器接线如图7 PLC外部接线图中的KM1、KM2、KM3所示。
4.1.2 回转工作台回转控制系统
回转工作台转位过程:自锁销脱开及回转台抬起→回转台回转及缓冲→回转台反靠→回转台夹紧。原电气图要求M1、M2电动机起动后,动力头在原位,限位开关ST1被压合,按下回转台起动按钮SB4,电磁铁YA5得电动作(电磁铁控制相应的电磁阀动作,控制相应油路的通、断)，自锁销脱开,回转台抬起。回转台抬起后,压动行程开关ST5,电磁铁YA7通电，从而使回转台回转。回转台转到接近定位点时,压合行程开关ST6,电磁铁YA9通电动作，工作台低速回转(缓冲动作),回转台继续低速回转, ST6复位,电磁铁YA7断电,电磁铁YA8通电动作,回转台反靠。回转台反向靠紧后压合行程开关ST7,电磁阀YA6得电动作,将工作台夹紧,同时顶起自
图5 PLC外部接线图
锁销。回转台夹紧压力达到一定值后,电磁阀YA8、YA9断电,电磁铁YA10通电,使离合器
脱开。离合器脱开时压合行程开关ST8,电磁铁YA8得电,使活塞复位。活塞复位后,压动行程开关ST9,电磁铁YA10断电,离合器重新结合以备下次循环。其行程开关ST1、ST5、ST6、ST7、ST8、ST9，控制按钮SB4电磁铁YA5、YA6、YA7、YA8、YA9、YA10如图7 PLC外部接线图中所示。
4.1.3.动力头液压系统
原电气图要求当回转工作台夹紧,液压回转台的回转油缸活塞返回原位后,行程开关ST9被压合,当按下按钮SB5时，电磁铁YA1、YA3同时得电,动力头快速前进。当动力头快进压动行程开关ST3,电磁铁YA3断电,动力头转为工作进给。当动力头工进到达终点时,压动行程开关ST4,电磁铁YA1失电,动力头停止前进,同时时间继电器得电,并延时停留。经一定时间后,输出继电器Y2得电,电磁铁YA2得电动作,控制油缸,使动力头快速退回。当动力头退回原位后,压动行程开关ST1,电磁铁YA2断电,动力头停止。动力头退回原位后,压动行程开关ST1,也为回转工作台的回转,进入下一道工序做好准备。
其行程开关ST1、ST3、ST4、ST9，控制按钮SB5，YA1、YA2、YA3如图7 PLC外部接线图YA1、YA2、YA3。
4.2 PLC的I/O口分配
组合机床的电气控制属单机控制 ,输入、输出均为开关量。前面我们通过对继电器接触器的详细分析设计出了PLC外部接线图，从所设计出的PLC外部接线图我们可以看出本设计需要PLC检测的输人信号包括6个控制按钮、8个行程开关、3个选择开关、3个复合开关和1个继电器开关，共计21个点输入，其具体的输入口分配如表2所示。
表2 PLC输入出口分配
输出信号包括9个电磁离合器、3个继电器、1个指示灯，共计13个点输出其具体输出
口分配如表3所示。
表3 PLC输出口分配
4.3.PLC型号的确定
随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。近年来，从美国、日本等国引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多，其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用起着重要作用。
三菱公司FX2N系列PLC吸收了整体式和模块式PLC的优点，其基本单元、扩展单元和扩展的高度和宽度相等，相互之间的连接无需使用基板，仅通过扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个长方形的整体。FX2N系列PLC具有强大的功能和很高的运行速度，可用于要求很高的机电一体化系统。而其具有的各种扩展单元和扩展模块可以根据现场系统功能的需要组成不同的控制系统，FX2N系列PLC的用户程序存储器可扩展到16步，I/O点最多可扩展到256点，有27条基本指令，其基本指令的执行速度超过了很多大型PLC。该系列还具有多种特殊功能模块，如模拟量输入/输出模块、高速计数模块、脉冲输出模块、位置控制模块。使用特殊功能模块和功能扩展板可以实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能。其内部结构图如下图8所示。
本设计根据实际的控制要求 ,并考虑系统改造成本 ,在准确计算 I/O点数（输入点为21个，输出点为13个）的基础上 , 选用三菱公司FX2N—48MR型(继电器输出,整体式)PLC 为基本单元(输入24点,输出24点); FX2N—32ER (输入16点,输出16点)为扩展单元。既可满足本次改造需要,又为今后生产工艺的调整提供了很大的方便。原系统中,除外部输入设备、输出设备及必要的配电设备外,中间继电器、时间继电器全部都舍弃掉,代之以PLC内部的“软继电器”。
图6 PLC 内部结构图
5. 程序设计
5.1 主回路控制系统程序设计
根据原电气电路中主回路的工作过程与I/O 口的分配可设计出其。用PLC 进行设计改造后的控制程序如下图9所示。
图7 主回路控制程序
5.2 回转工作台回转控制程序设计
回转工作台多用于多工位组合机床上，它可以有多个有多个加工工位，被加工工件在回转台回转一周完成在该机床上的全部加工工序。用PLC 进行设计改造后的控制程序如下图10所示。
5.3 动力头液压系统控制程序
根据动力头系统的控制原理以及I/O 口分配可设计出其控制程序如图11所示。
图8 回转工作台控制程序
输 输 入 出
单 单 元 元
电源部分
CPU 存储器 编程器或其他编程单元
电磁阀
接触
行程开关
继电器触
按钮
指示灯
图9 动力头控制程序
三、小结
在全自动双面钻控制系统的改造中,由于触摸屏的使用省去了传统控制方法中的开关、按钮、指示灯和仪表等,这样也相应的减少了PLC 的I/ O 点数,使得控制柜的体积变小,配线减少,方便了安装和调试。良好的人机界面,完善的监视功能和保护措施,不但方便操作,而且系统性能更加安全可靠,受到用户的好评。
四、参考文献
[1]邓星中等，机电传动控制（第四版），华中科技大学出版社，2007.7
[2]李正吾、赵文瑜等，新电工手册（上册），安徽科学技术出版社，2003.4
[3]周小群等，简明电工使用手册，安徽科学技术出版社，2006.6
五、附录
附表1：元器件选型明细表
设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统 1.液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数： 1）工作循环：“快进—工进—死挡铁停留—快退—原位停止”。 组合机床动力滑台工作循环 2）工作参数轴向切削力12000N，移动部件总重10000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——决退——原位停止”。行程长度为，工进行程为，快进和快退速度为s,工过速度范围为~，采用平导轨，启动时间为。要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。 2.执行元件类型：液压油缸 设计内容 1. 拟订液压系统原理图； 2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 验算液压系统性能； 4. 编写计算说明书。 目录 序言：5 1 设计的技术要求和设计参数6
2 工况分析6 确定执行元件6 分析系统工况6 负载循环图和速度循环图的绘制8确定系统主要参数 初选液压缸工作压力9 确定液压缸主要尺寸9 计算最大流量需求11 拟定液压系统原理图 速度控制回路的选择12 换向和速度换接回路的选择12 油源的选择和能耗控制13 压力控制回路的选择14 液压元件的选择 确定液压泵和电机规格16 阀类元件和辅助元件的选择17 油管的选择19 油箱的设计20 液压系统性能的验算 回路压力损失验算22 油液温升验算22
序言 作为一种高效率的专用机床，组合机床在大批、大量机械加工生产中应用广泛。本次课程设计将以组合机床动力滑台液压系统设计为例，介绍该组合机床液压系统的设计方法和设计步骤，其中包括组合机床动力滑台液压系统的工况分析、主要参数确定、液压系统原理图的拟定、液压元件的选择以及系统性能验算等。 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具而组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床通常采用多轴、多刀、多面、多工位同时加工的方式，能完成钻、扩、铰、镗孔、攻丝、车、铣、磨削及其他精加工工序，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。液压系统由于具有结构简单、动作灵活、操作方便、调速范围大、可无级连读调节等优点，在组合机床中得到了广泛应用。 液压系统在组合机床上主要是用于实现工作台的直线运动和回转运动，如图1所示，如果动力滑台要实现二次进给，则动力滑台要完成的动作循环通常包括：原位停止快进I工进II工进死挡铁停留快退原位停止。 设计的技术要求和设计参数 工作循环：快进工进快退停止；
《夹具课程设计》 学生姓名邓俊宏 学号 20121495 班级模具12-1班 指导老师张俊纪 2014/12/15
目录 一．课程设计任务 二．定位基准的选择 三．确定夹具的结构方案 1、根据工序加工要求，确定工件在夹具中的定位方案 2 夹紧方案 3、确定夹紧机构 4、尺寸的确定 5.夹具精度分析 6，制定工艺路线 7．夹具体设计 四．夹具装配图 五．夹具使用注意事项、保养及维护 六．课程设计总结 七．参考资料
一夹具设计任务： 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强 度，需要设计专用夹具。 二．定位基准选择： 底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求。因此以底面为定位基准，由于铸件的公差要求较大,利用两个大端面表面作为辅助定位基准时,只有采用自动对中夹具才能同时保证对铣削50h11槽精度的公差要求.为了提高加工效率,现决定采用套装式直齿三面刃铣刀来完成铣削。 1，零件的工艺分析 按照零件的工艺要求以及工作要求，选取零件的材料为KTH350－10，可锻铸铁有较高的韧性和强度，能用于承受较高的冲击，振动及扭转负荷下的进行工作。为此一下是壳体需要加工的表面及加工表面之间的要求。 1.上下两端面粗糙度为1 2.5。 2.侧面槽44×28mm的粗糙度为12.5。 3.内孔Φ48mm的内壁粗糙度为6.3。 4.内孔Φ30mm的内壁粗糙度为6.3。
2，确定毛坯种类 零件材料为KTH350-10,考虑零件在运行中受到的冲击力小，零件结构复杂生产类型为大批量生产，故宜选用金属型铸造，查《机械加工工艺设计简明手册》P516 ,选用可锻铸铁尺寸公差等级为C7～8，本设计中选用8级。 3，确定铸件加工余量及形状 查《机械加工工艺设计简明手册》P509，可知孔径小于Φ10mm的铸件将不予铸出。 孔径大于Φ10mm时，查《机械加工工艺设计简明手册》P517，可知：铸件加工余量与工艺余量是为了机械加工时能满足最后精度要求而具有足够被切削的材料量，一 A15.0公式计算 般按照 e=CA2.0 max 式中e————余量值 A ————铸件的最大尺寸（mm） max A————加工表面最大尺寸（mm） C————系数；由于本设计中零件为组建且为大批量生产，则加工顶面时C=0.65，加工侧表面及地面时C=0.45. 铸件中孔φ30mm的加工余量e=0.45×892.0×6615.0＝2.13mm 上表面的加工余量e＝0.65×892.0×8915.0＝3.13mm
摘要 组合机床是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的工序集中的一种高效专用机床。而且其生产效率高，加工精度稳定，自动化程度高，使工人劳动强度降低。 本次设计的是一台加工“汽车制动室支架”的组合钻床，主要用来一次性加工完成汽车制动室支架的二个零件,共计10个孔，一次安装两个工件，左主轴箱钻4孔，右主轴箱钻6孔，我负责设计的是右主轴箱和中间底座的设计。 根据所加工孔的位置及速度要求，算出切削速度和主轴转速，确定右主轴箱轮廓尺寸、主轴的型式和直径。再根据驱动轴位置和转速、各主轴位置及其转速要求，合理布置传动轴的位置，把驱动轴和各主轴连接起来，使各主轴获得所需转速和转向，完成钻孔。 中间底座的结构、尺寸则需要根据工件的大小、形状以及组合钻床的配置形式等来确定。 由于组合钻床能够进行多工位加工，提高自动化程度，缩短加工时间和辅助时间。而且组合钻床大部分都是由通用部件组成，研制周期较短，便于设计、制造和使用维护，成本低。而且机床易于改造，产品和工艺变化时，通用部件还能重复利用，经济性较好。所以组合机床在大批量生产中的应用十分广泛。 关键词：组合钻床；主轴箱；中间底座
Abstract Combination machine is based on the workpiece processing needs,take a large number of general part as the foundation,with a few of dedicated part which composes the focus on process of a efficient special machine.Moreover its production efficiency is high,machining accuracy is stable, degree of automation is high,cause the workers labor intensity to reduce. This design is a combination drilling machine of processing "automobile brake room stent" , mainly uses for complete two parts of automobile brake room stent which processing a one-time, the total 10 holes,one-time installs two workpieces, the left spindle box drills 4 ,the right spindle box drills 6 , what I am responsible to the design of the right spindle box and the middle base . According to processes the hole the position and the speed request,calculated to cutting speed and the spindle speed ,determines the right spindle box outline of size,the spindle type and the diameter.Then according to drive shaft position and speed,various spindle position and rotational speed request,reasonable arrangement transmission shaft location,connects the drive shaft and various spindle ,causes various spindle to obtains needs the rotational speed and change direction , completes the drill hole. The middle base’s structure , size has to be based on the workpiece size, the shape as well as the combination drilling machine configuration form and so on to determined. Due to the combination drilling machine carries on the multi-location processing,improves the degree of automation, reduces processing time and auxiliary time.Moreover the combination drilling machine majority is composed of general part,the development cycle is short,and is advantageous for the design, the manufacture and use maintenance, the cost is low. Moreover the machine easy to transform, when product and process changes, the general part can also the reuse,the efficiency be good.So combination of machine tools is very widespread in production in enormous quantities application. Keywords: combination drilling machine spindle box middle base
哈尔滨理工大学 机械制造技术基础 课程设计说明书 设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计钻φ5锥孔及2-M8孔的钻床夹具 设计者：李志荣 指导教师：敖晓春 2006年9月28日 .
目录 机械自造工艺及夹具课程设计任务书 (3) 序言 (4) 零件的分析 (4) 零件的作用 (4) 零件的工艺分析 (4) 工艺规程设计 (5) 确定毛坯的制造形式 (5) 基准面的选择 (5) 制定工艺路线 (5) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6) 确定切削用量及基本工时 (7) 夹具设计 (12) 问题提出 (12) 夹具设计 (12) 参考文献 (13)
哈尔滨理工大学 机械自造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计钻φ5孔及2-M8孔的钻床夹具 设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备 设计时间：2006.9.11~2006.9.29 设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书 班级：机械03-1 班 学生：李志荣 指导教师：敖晓春 系主任： 2006年09月29日
序 言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 一、 零件的分析 （一） 零件的作用： 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有8mm 的筋板 支撑，零件中部有0220025。+φ的花键孔，上平面分别有M8的螺纹孔和5mm 的锥孔.,所有技术要求都是为了机床总体装配.。 (二)零件的工艺分析： 本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。 1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为 3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。 2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以
123456控制变压器保护QF2 1照明和指示灯 电源主轴箱立柱 SB1主电机控制 起动停止横臂升降控制 上升下降液压泵电机 松开夹紧延时分配阀主轴箱立柱SA闭合表35 XT1 XT2给电延时,延时开启 DXT2 SB4 13 XT2 15 XT2 SQ2SB5 KT3E 25 XT2 15
SQ2 KT2G 31 XT2 KT2H37DXT1 XT2 SB6SQ3 41 XT1 XT2 43 断电延时,延时闭合SASB643XT2SB7 KT2D49XT1XT253XT2断电延时,延时开启SB2 TC 1.8U V~110V 241 ~24VXT1 XT2 QF3 243
KM1C 11 XT2 SQ4 CSQ17XT2SQ1SB7-60°0°60°39 XT1 XT2 KT3GABBA17XT2 SB5 21 XT2SB4 27 XT2 KM2D 29KM5D SQ5 33KT1C 45 KM4DKT1HSA245 XT1
XT1 XT2KM3D 55XT2XT357XT2XT3C2 FR1B XT1 PEXB NXT1 XT2 ELXT5 HL1HL2HL3KM1B 1. 32."4KT1BKM2B 2. 51."4 2."5KM3B 1. 52."5KM4B 1. 52."6 FR2B4
1. 62."5KT2B 2.5KT3AYA1 2.5YA2B A使用说明书第30页 1."3 2."6 1."4 1."5 1."5 1."6 2."6 2."5 1. 31."4 1."5 1."5 1."6 2."7 (3)摇臂升降
目录 前言 (3) 设计任务书 (4) 设计思想与不同方案对比 (5) 定位分析与定位误差计算 (10) 对刀及导引装置设计 (13) 夹紧机构设计与夹紧力计算 (14) 夹具操作动作说明 (15) 设计心得体会 (15) 参考文献书目 (17) 前言 机械制造装备课程设计就是机械设计中得一个重要得实践性教学环节,也就是机械类专业学生较为全面得机械设计训练。 其目得在于: 培养学生综合运用机械设计基础及其她课程得理论知识与生产实际知识去分析、解决工程实际问题得能力,通过课程设计训练可以巩固与加深有关机械课程设计方面得理论知识; 学习与掌握一般机械设计得基本方法与步骤,培养独立设计得能力,为后续得专业课程设计及毕业设计打好基础、做好准备; 3．使学生具有查询规范手册、图册与有关设计资料得能力。 在工艺规程中,零件就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中,除
了需要机床、刀具、量具之外,还要用机床夹具。机床夹具就是机床与工件之间得连接装置,使工件相对于机床获得正确得位置。机床夹具得好坏将直接影响工件加工表面得位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置得过程,称为定位。当工件定位后,为了避免在加工中受到切削力、重力等得作用而破坏定位,还应该用一定得机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变得操作,称为夹紧。将工件定位、夹紧得过程称为装夹。工件装夹就是否正确、迅速、方便与可靠,将直接影响工件得加工质量、生产效率、制造成本与操作安全等。机床夹具在生产中应用十分广泛。
机床夹具课程设计任务书 设计思想与不同方案对比 1、钻床夹具设计: (1)设计前得准备工作 ①明确工件得年生产纲领:就是夹具总体方案确定得依据之一,决定了夹具得复杂程度与自动化程度。如在小批量生产中, 常采用固定式 质量 材料 毛坯种类 0、45㎏ 45 模锻件 设计要求 1、用计算机绘制总装图一张(A2图)、指定零件图一张(A3图); 2、设计说明书一份(包括零件图分析、定位方案确定、定位误差确定、定位误差 计算等内容); 3、设计时间:7天。 审 核 批 准 年 月 日 评 语
卧式钻孔组合机床液压系统设计 摘要用液体作为工作介质来实现能量传递的传动方式称为液压传动。液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。 关键词：液压传动、稳定性、液压系统
Horizontal drilling combination machine tools hydraulic system desig Abstract Hydraulic system is powered motor basis, the use of hydraulic pump will translate into pressure on the mechanical energy, promote the hydraulic oil. Through various control valves to change the flow of hydraulic oil, thus promoting the hydraulic cylinders made of different itinerary, the movements in different directions. All kinds of different equipment to complete the actions required. Hydraulic system has been in various industrial sectors and agriculture, forestry, animal husbandry and fisheries, and many other departments are more widely used, and more advanced equipment, its application on the part of the hydraulic system more. So students like us to study and personally designed a simple hydraulic system is very meaningful. Key words hydraulic transmission, control system, hydraulic system
机床夹具设计说明书 设计课程：钻床夹具设计 专业：机械工程及其自动化 学号： 姓名：
2、定位方案的确定与定位元件的选择 定位基准为下表面和左端面，考虑到工件加工尺寸较大，结合工艺性，工件以平面为定位基准，常用定位元件采用支撑板和2个支撑钉 3、夹具结构设计 3.1 定位装置（含定位误差分析与计算）
采用一面两孔定位时，支撑钉位如下。两定位孔中心距为150 ±0.06mm 1）确定圆柱销直径 圆柱销直径公差取g6，即 mm。 （2）确定圆柱销与削边销之间的中心距 根据公式（5-3），取 mm ，所以圆柱销与削边销之间的中心距为150±0.02mm。 3.2 夹紧装置（含夹紧机构设计与夹紧力计算） 根据设计思想，则此钻床夹具采用固定式钻床夹具，草图如下所示：
夹紧力计算 09.81Zf Yf F F F C d f K = 查表可得F C =42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、.Z F K =. 0.9 因此Fz=.595N 09.81ZM YM M M M C d f K = 查表可得M C =0.021、 xM=2.0、 yM=0.8、.M K =.0.87 因此 扭矩 M=1.6Nm 由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式 P=K ×'F 其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4 K1——基本安全系数 1.3 K2——加工性质系数1.1 K3——刀具钝化系数1.15 K4——断续刀削系数1.2
所以K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98 考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用螺旋夹紧机构，而且不需要进行强度校核 3.3辅助装置（如钻模板、钻套等） 钻模板 1）钻模板类型的选择 引导刀具在工件上钻孔用的机床夹具。钻模的结构特点是除有工件的定位，夹紧装置外还有根据被加工的孔的位置的分布而设置的钻套和钻模板，确定刀具的位置，并防止刀具在加工过程中倾斜，从而保证被加工的位置精度。由于加工的两个孔均匀分布在180度的轴线两侧，则选择固定式钻模。 2）钻模板的主要尺寸的确定 钻模板的厚度，夹具板的外尺寸确定，可根据加工工序的要求及尺寸确定。 厚度为25，长为262.5mm,宽为50mm
摇臂钻床安全管理制度 一、摇臂钻床故障分析 摇臂钻床故障实验故障的设置，都是用开关操作。并都集中组装在实验台的柜内，设置比较稳秘，操作简单方便。设置故障时只需打开柜门，便可操作故障开关。在实验中可以由指导老师设置故障，由学生来检测、测试。在实验台前面的面板上的原理图中，开关的连接处都有测试点，同学们可以通过这些测试点，以及接触器的常开、常闭触点来检测。 故障分析： 1、控制冷却泵电机不转 2、控制主轴电机不运转 3、控制摇臂电机（正反）不运转 4、控制液压泵电机不转 5、控制变压器失电,按任意开关无反应 6、故障点控制主控电路失电,任何动作不能起动 7、KM1 不能启动 8、KM1 能启动,其它都不能启动 9、缓吸时间继电器线圈失电缓吸断开,缓吸闭合不能启动 10、"KM 2、"KM 3、"KM4 都不能启动 11、"KM5 不能启动11 2、"YA不能启动
二、新型万向摇臂钻床的几个优点： 1、钻孔位置调整方便：钻孔位置调整时不需要摇手把使主轴箱沿摇臂导轨移动，而只需要轻松推拉摇臂上一特定部位,即可使主轴方便、快捷地到达新的加工位置。 2、一机多用：一台电机即可驱动主轴旋转，又可控制摇臂升降，而且这两种运动分别进行，主轴旋转时摇臂不升降，摇臂升降时主轴不旋转，这样设计结构简单，操作方便，省时省力。 3、加工范围大：传统的万向摇臂钻床加工范围实际上受到很大局限，例如：当主轴转到水平位置时，除非主轴箱处于摇臂最外端，否则由于摇臂与主轴平行且离的过近，而使工件无法置于钻头轴向移动范围之内（即无法加工工件）。而这种新型钻床则完全克服了上述缺点，因为其特殊结构，使得主轴无论转到何种角度，主轴始终处于最外端，这就不会因摇臂的干涉而使加工受到丝毫影响。 4、外形美观大方：传统的万向摇臂钻床由于有不可缺少、却又无法隐蔽而不得不裸露的花键轴，裸露花键轴的存在既不安全，又显得布局零乱。而新型钻床取消了花键轴，除主轴"部分在箱外、部分在箱内"外，其余运动部件都装在简单整齐的齿轮箱（摇臂）内，这样设计，使得整体造型线条明快、新颖独特、美观大方。 5、成本低： 由于彻底摒弃了传统的万向摇臂钻床的设计格局，在 2 完全保留原有功能的前提下进行功能重组，结构优化，使得零部件大大减少，因而降低了成本。 三、ZQ3035摇臂钻床摇臂与立柱的拼装及调整应注意以下问题： （1）将外立柱带键槽的一面回转到底座工作面的一边，清除键槽中的毛刺并保持立柱外圆表面的清洁。 （2）将摇臂套在外立柱上，安装立柱和摇臂夹紧机构、升降机构以及其它零件。摇臂夹紧后，其孔与外立柱表面配合应均匀紧密，用
目录 1绪论 (3) 2.支撑块的分析 (4) 2.1支撑块的工艺分析 (4) 2.2支撑块的工艺要求 (4) 3.机械加工工艺规程设计 (6) 3.1加工工艺过程 (6) 3.2确定各表面加工方案 (6) 3.2.1影响加工方法的因素 (7) 3.2.2加工方案的选择 (7) 3.3 确定定位基准 (8) 3.3.1粗基准的选择 (8) 3.3.2精基准的选择 (9) 3.4工艺路线的拟订 (10) 3.4.1工序的合理组合 (10) 3.4.2加工工艺路线方案的比较 (11) 3.4.3工艺方案比较与分析。 (13) 3.5 支撑块的毛坯尺寸的确定 (13) 4.夹具设计 (15) 4．1研究原始质料 (15) 4．2定位基准的选择 (16) 4．3切削力及夹紧力的计算 (16) 4．4误差分析与计算 (26) 4．5夹具设计及操作的简要说明 (29) 5.钻孔时间 (30) 5.1确定第一次切削用量 (30) 5.1.1 确定背吃刀量 (30) 5.1.2确定进给量 (30) 5.1.4确定麻花钻的磨钝标准及耐用度 (30) 5.1.5确定机床主轴转速n (30) 5.1.6确定时间定额 (30)
5.2 确定第二次切削用量 (31) 5.2.1 确定背吃刀量 (31) 5.2.2 确定进给量 (31) 5.2.3 确定切削速度 (31) 5.2.4确定麻花钻的磨钝标准及耐用度 (31) 5.2.5确定机床主轴转速n (31) 5.2.6确定时间定额 (31) 6.心得体会 (32) 参考文献34
郑州科技学院 机械制造工艺学课程设计任务书 题目：设计支承块零件的机械加工工艺规程及夹具设计 内容： 1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程卡 1份 4.机械加工工序卡 1份 5.夹具设计装配图 1张 6.夹具体零件图 1张 7.课程设计说明书 1份 班级：机制本16班 姓名：张鹏飞 学号：201233477 指导教师：杨晨 教研室主任： 2015 年 10 月 20 日
毕业实习报告 在大三这一年,学院为了使我们更多了解机械产品、设备，提高对机械制造技术的认识，加深机械制造在工业各领域应用的感性认识，开阔视野，了解相关设备及技术资料，熟悉典型零件的加工工艺，特意安排了我们到几个拥有较多类型的机械设备，生产技术较先进的工厂进行生产操作实习. 为期23天的生产实习，我们先后去过了衡阳拖拉机厂,衡阳电缆厂, 衡阳仪表厂以及衡阳纺织机械厂等大型工厂，了解这些工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，各厂工人的工作情况等等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，传感器在空调设备的应用，电子技术在机械制造工业的应用，精密机械制造在机器制造的应用，等等理论与实际的相结合，让我们大开眼界,也是对以前所学知识的一个初审.通过这次生产实习，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论教学的不足,为后续专业课学习和毕业设计打好基础. 衡阳拖拉机厂 12月3日,我们来到实习的第一站, 衡阳拖拉机厂.该厂是国家定点生产拖拉机、低速载货汽车（变型拖拉机、农用运输车）、收割机的基地之一。在实习中我们首先听取了一系列关于实习过程中的安全事项和需注意的项目,在机械工程类实习中,安全问题始终是摆在第一位的.然后通过该厂总设计师的总体介绍.粗略了解了该厂的产品类型和工厂概况.也使我们明白了在该厂的实习目的和实习重点. 在接下来的一段时间,我们分三组陆续在拖拉机车间, 低速载货汽车车间和收割机车间进行生产实习.在拖拉机车间,该车间负责人带我们参观了他们的生产装配流水线,并为我们详细讲解了平面磨床几个主要零部件的加工装配工艺和整机的动力驱动问题以及内部液压系统的一系列构造.我最感兴趣的应该是该平面磨床的液压系统,共分为供油机构,执行机构,辅助机构和控制机构.从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同的形式.按油液的循环方式，液压系统可分为开式系统和闭式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。这种系统结构较为简单，可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用，但
前言 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术的不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算机技术的迅速发展，极大的推动了机械加工工艺的进步使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 工具是人类文明进步的标志。自20世纪末以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化得到了很好的发展。但工具（含刀具、夹具、量具与辅具等）在不断的革新中，起功能仍然十分显著。机床夹具是一种装夹工件的工艺设备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在各种金属切削机床上用于装夹工件的工艺设备成为机床夹具，如车床上使用的三爪自定心卡盘、四爪卡盘，铣床上使用的平口虎钳等。现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件的加工精度、劳动生产率和产品的制造成本等。因此，无论是在传统制造还是现代制造工艺系统中，夹具都是重要的工艺装备。 一、夹具的功能 1.保证加工质量使用机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件加工面与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用机床夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖工人的技术水平。 2.提高生产效率，降低生产成本使用夹具后可减少划线、找正的辅助时间，且易实现多件、多工位加工。在现代机床加工中，广泛采用气动、液动等机动加紧装置，可是辅助时间进一步减少。 3.扩大机床工艺范围在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床的工艺范围。例如，在机床或钻床上使用镗模，可以代替镗床镗孔。又如，使用靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿形加工。 4.减轻工人劳动强度，保证安全生产。
夹具设计说明书 1 夹具方案的论证 本专用钻模用于钻杠杆臂的钻削以及另一垂直方向13孔的钻加工。由于加工精度不高，属于单工步工序应采用固定钻套。由于与分布在小同表而且相互垂直，加工时由手工操作连同工件起翻， 所以以应采用翻转式钻模。此种钻模在设计制造时应注意安装位置的平稳性及切屑的排出等问题。 本工序(孔的钻、扩、铰)之前已加工完各平面且内孔，提供了本工序的加工定位基准。为此根 据加工要求确定定位方案为完伞定位。 夹紧机构采用螺旋夹紧机构，简甲可靠。 本工序采用立钻Z5025机床，刀具为标准麻花钻。机床与刀具均为通用型号，故夹具设计应使其适应机床与刀具，由于是中小批量生产，夹具的结构力求简单，易于制造，操作方便。 2夹具的结构及特点 2.1夹具的结构 本钻模属翻转钻模(适合重不大于10kg小件)加工时翻转使用，在工作台上不安装，本夹具主要由钻模体、上模板、定位轴、辅助支撑等组成。 2.2夹具的特点 铸造钻模体 钻模板还可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板和悬挂式钻模板。 本夹具根据结构特点，以及13加工皆采用固定模板。这样可以保证较高的中 心距精度，用两对角线布置的定位锥销来定位，再由两对角线布置的螺钉紧。 本夹具有辅助支撑: 3．定位： 3.1定位与定位原理 本夹具在钻模中采用完全定位，即六点定位，用适当分布的六个约束点限制工件的六个自由度。 3.2定位方式 本钻模定位属于组合定位：22圆柱孔用于短销定位，限制两个自由度，端平面(42-22环形面)定位，限制三个自由度，形成了短销加宽环形平血组合，共限制五个自由度。另用一个防转定位销定位，限制一个定位度。防转定位销定在工件的另一端厚10mm，lO的侧面(见左视图)位置，可防止 工件转动。 对于一孔一端面的定位基准我们设计了定位柱。 定位柱的结构分三段： 安装部分：42下端面往下16安装柱，安装螺纹M12。(加垫圈、锁紧螺母)是用来定位柱安装在钻模体上的。 定位部分：42上端面加上往上22定位颈。(长度较短，与22长25 通孔是间隙配合，作定位时属短销
目录 一、前言 (1) 二、设计任务及组合机床介绍 1、加工内容及要求 (2) 2、工作循环 (2) 3、夹具设计方案 (2) 4、确定切削用量及刀具 (2) 5、确定切削力扭矩、功率及刀具耐用度 (3) 6、初定主轴直径 (4) 7、主轴箱所需动力 (5) 三、组合机床总体设计 (6) Ⅰ、三图一卡设计 (6) Ⅱ、主轴箱轮廓尺寸 (9) Ⅲ、传动装置润滑 (10) Ⅳ、机床技术特性 (10) Ⅴ、计算生产率 (10) 四、组合机床主轴箱设计 (12) 1、原始依据图 (12) 2、主轴结构形式及动力计算 (13) 3、传动方案。 (14)
4、主轴箱的坐标计算 (19) 5、主轴箱的润滑及手柄轴位置 (20) 6、绘制装配图主轴箱 (21) 五、总结 (30) 六、参考资料 (31)
前言 毕业设计是完成工程技术人员基本训练的最后一个重要环节，目的是培养学生综合运用所学专业和基础知识、独立解决本专业一般工程技术问题的能力。在设计方案的选定、设计资料的收集、手册和国家标准、规范的运用，设计方案的应用、零件图及总装图的绘制等方面有一定较全面的锻炼，并使每个学生树立起正确的设计思路和良好的工作风。 一个零件的同一面上，往往有多个孔，如果在普通机床上加工。通常要一个一个孔的钻，生产率低下，同时，各加工孔的形状和它的位置公差以及尺寸精度都难以保证，工人劳动强度大。特别是大批大量生产的工艺，更是大大地增加了生产周期，而且成本也很高。 为了克服多孔零件普通机床加工不利的一面，行之有效的方案就是在普通机床的主轴上装上多头轴，但是对于大型箱体零件，采用变种方案也不行，而采用组合钻床才是最佳方案。 组合机床是按系列化、标准化设计的通用部件与按被加工零件的形状及加工工艺要设计的专用部件所组成的专用机床。
第一章：零件的分析 1.1、零件的作用 题目给定的零件是CA1340自动车床杠杆，它位于自动车床的自动机构中，与灵活器配合使用，起制动的作用。经查资料得知，此零件用于机床当中，并且还承受着冲击载荷，因此就要求该零件的材料具有足够的刚度和强度同时还要有足够的塑性和韧性。 1.2、零件的工艺分析 分析零件图可知，该杠杆的左，右端面及上下端面精度要求并不太高，其粗糙度在Ra3.2以上，故可用铣削加工。Φ20H7mm的孔的粗糙度为Ra1.6，所以采用钻-扩-粗铰-精铰的工艺过程在钻床上加工。由于端面为平面，可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件除了内孔之外，其他加工表面精度要求均不高，因此以车床和铣床的粗加工就可达到要求。 1.3、尺寸和粗糙度的要求 杠杆共有四组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下：
1、以Φ8H7mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：两个Φ8H7mm的孔，粗糙度为Ra1.6；尺寸为26mm且与两个孔Φ8H7mm相垂直的两个平面，尺寸为30mm且与两个孔Φ8H7mm相垂直的两个平面，粗糙度为Ra6.3；还有有一M4的螺纹孔，其孔轴线与Φ8H7mm的孔轴线垂直。其中，主要加工表面为两个Φ8H7mm的孔和尺寸为26mm且与两个孔Φ8H7mm相垂直的两个平面。 2、以Φ20H7mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个Φ20H7mm的孔及其倒角，粗糙度为Ra1.6；两个与Φ20H7mm 孔垂直的两个平面，粗糙度为Ra3.2；一个中心轴线与Φ20H7mm孔中心轴线平行且相距11.5mm 的圆弧油槽；还有一个与Φ20H7mm的孔轴线成45°的油孔Φ3mm，并锪沉头孔。其中，Φ20H7mm 孔及两端面为主要加工面，并且Φ20H7mm的孔粗糙度为Ra1.6、两平面的粗糙度为Ra3.2。 3、以Φ8H8mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：一个Φ8H8mm的孔；以Φ8H8mm的孔轴线为轴线的Φ20mm的圆；M5的螺纹孔的轴线与Φ8H8mm的孔轴线相互垂直；还有一个是与Φ8H8mm的孔轴线相互垂直的下端面，其粗糙度为Ra6.3。其中，下端面为主要加工表面。 4、以M10mm螺纹孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：M10的螺纹孔及与其轴线相互垂直的左右端面，其中左端面的粗糙度为Ra6.3。其中左端面为主要加工表面。 第2章毛坯的设计 2.1、选择毛坯 该零件材料为球墨铸铁QT50-1.5、考虑到零件结构简单，工艺性好，在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷，因此，应该选用铸件。由于零件的轮廓尺寸不大，重量在12kg 以下，从提高生产率，保证加工精度上考虑，也应选用铸件，从而使零件有较好的力学性能，保证零件的工作可靠。经查《机械制造技术基础课程设计指导书》表2-1和表2-3确定毛坯的公差等级CT7级，尺寸公差为1.2mm。由表2-4可查得加工余量为2.0mm。这从提高生产效 率保证加工精度上考虑也是应该的。 2.2、确定毛坯尺寸 毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可
组合夹具设计说明书 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
学校代码： 10128 学号： 课程论文 题目：铣床组合夹具设计 学生姓名： 学院： 班级： 指导教师： 2013年 7 月 12 日
摘要 本论文是结合目前实际生产中，常常发现仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计两种夹具：铣床夹具和钻床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。 本次设计为铣槽用的夹具，它针对零件的结构特点，采用了组合式的定位方案，以支承板、圆柱销等作为定位元件。使工件安装方便，且能保证加工精度。压紧装置以杠杆原理为核心，采用压板压紧工件，左侧压板压紧之后右侧自动压紧。其具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。铣床夹具具有提高生产率、扩大机床工艺范围、减轻工人劳动强度以及保证生产安全等特点。因此，对夹具知识的认识和学习以及设计新式的适合实际生产的夹具在今天显得尤为重要起来。 关键词：铣床夹具，定位，夹紧
Abstract The present paper is combing the actual production at present, which is that either using universal fixture cannot meet only production requirements or using universal fixture clamping work-piece to product is poor efficiency and powerful labor and not high processing quality or often it need to increase crossed process, to specially design two fixture: milling fixture and drilling fixture, mainly including schemes of fixture positioning, clamping and cutter, the design of the concrete and the TAB folder and the analysis of machining precision et al. The milling fixture, mainly is used to process dial the fork parts milling is aimed at connecting rod of the structural features and adopted the "one-two" targeted programmes to ensure that the workpiece be processed on the location accuracy, more convenient installation of the workpiece, assisted by a short working hours. The fixture with clamping force device has
科学技术学院毕业设计（论文）开题报告 题目：缸盖卧式双面14轴钻孔组合机床的总体设计及10轴右主轴箱设计 学科部：理工学科部 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机制102班 学号：7011210097 姓名：吴毓涛 指导教师：魏斯亮 填表日期：2014 年 3 月12 日
一、选题的依据及意义： 在整个国民经济中机械制造业占有很重要的地位，其重要组成部分是机床制造，它担负着制造总行业工作量的40%--60%。因机械加工的加工精度高，效率高，加工质量好且稳定等，所以在制造业中得到广泛的应用。组合机床被大量应用于机械制造业，尤其是汽油发动机，柴油机，电机，仪表，军工等行业，具有至关重要的意义。当前组合机床在生产中应用越来越广，具有很大的实用性。 组合机床是按照一系列标准化设计的通用部件与按被加工零件的形状及加工要求而设计的专用部件组成的机床。传统的机床只能对一种零件进行单刀，单工位，单轴，单面加工，生产效率低而且加工精度低，加工质量不稳定。为了攻克传统机床的弊端，技术人员相应地设计出了专用机床，专用机床是专门用于加工一种或一种工件的一定工序的机床，具有加工精度高，加工质量稳定，生产效率高等显著优点。但专用机床也有很多缺点；如专用性强，设计周期长，部件采用专门设计，价格昂贵，工艺范围小等。 组合机床在生产中应用非常广泛，是因为其具有如下优点： （1）加工出来的成品精度高，加工质量稳定，在一个面上用多轴组合机床加工多个孔时，其加工好的孔的位置精度高，大大提高了产品质量； （2）多轴，多刀，多面，多工位可同时加工，生产效率明显提高：用组合机床加工零件明显减少搬运工件的次数，一次性可同时加工多孔，多面大大提高了加工效率；