下载文档原格式
摘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。
关键字:电气，微机ABSTRACTAccording to the requirements of the graduation design, will be a XA6132 ordinary lift platform horizontal milling machine transformed into three coordinates CNC milling machine. Due to the time limit for the graduation design, the design of the task requirement as follows: the mechanical parts of the main anatomy a coordinate transformation, complete mechanical structure design, spare parts and the selection of parameters, finish part calculation process: electrical and mechanical structure of microcomputer with the design characteristics of main complete numerical control system of the whole scheme of argumentation and choose, make the whole system can be a perfect combination of, and complete the wiring diagram of the system hardware design and. Finally, summarizes the graduation design, complete the graduation thesis.Keywords :Electrical，Microcomputer目录摘要 (2)第一章绪论 (4)1.1 数控机床的发展 (4)1.2 数控改造给企业带来的好处 (4)第二章设计参数的选择 (6)2.1 设计内容 (6)2.2 资料准备 (6)第三章方案比较和选择 (8)3.1 伺服驱动 (8)3.2 CNC数控系统 (9)3.3 机械部分 (11)第四章机械部分的设计与计算 (12)4.1 滚珠丝杠螺母副的选用设计 (12)4.2 选择螺纹轴直径\导程及螺母 (12)4.3 精度的选择 (15)4.4 热变形的对策 (15)4.5 支承轴承的选择 (16)4.6 驱动电机的选择 (16)4.7 锥形夹紧环结构的设计计算 (17)4.8 齿轮和同步齿型带的工况比较 (19)第五章 CNC系统硬件电路的设计 (20)第六章设计体会 (37)总结 (39)致谢 (40)参考文献 (40)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。
普通铣床数控化改造设计随着现代制造技术的发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
普通机床通过进行数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量，同时也可以节约生产成本，提高企业的竞争力。
本文将介绍普通铣床数控化改造的设计方案。
一、数控化改造的必要性普通铣床具有结构简单、成本低的特点，但是由于其操作人员需要进行繁琐的手动调节和操作，使得生产效率低下，并且生产过程容易出现误差，影响了产品的质量。
而通过进行数控化改造，可以将机床操作变为全自动化、智能化的过程，提高生产效率、减少生产成本、提高生产质量。
二、数控化改造方案1. 基础设施改造为了使普通铣床能够进行数控化改造，需要进行一些基础设施的改造。
首先需要对机床进行检查和维护，保证机床的各项性能稳定而可靠。
还需要更换一些传统机械设备，例如步进电机控制器、主轴马达等，以便与数控系统兼容。
2. 数控系统升级普通铣床数控化改造的核心是将其搭载上数控系统，此时该机床将变身为数控铣床。
数控系统包括软件和硬件两个部分。
在硬件方面，需要更换一些关键配件，例如控制器、转换器、数据采集卡等。
而在软件方面，需要安装数控程序，司机、可编程逻辑控制器（PLC）等。
3. 人机界面改造人机界面是指人员与机床进行交互操作的一种方式。
在数控化改造的过程中，必须更新和升级人机界面，设计一种更加符合人工智能化特点的操作系统。
这种新的人机界面一方面需要方便操作，另外一方面也要考虑到用户体验的舒适性。
三、数控化改造后的效果通过对普通铣床的数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量。
一方面，由于取消了传统的人工调整和操作环节，使得生产效率得到了极大的提高。
另一方面，由于数控系统具有高度准确度和稳定性，生产过程中误差较少，从而提高了产品的质量。
同时，通过数控化改造，企业还可以获得以下优势：降低人员培训成本，减少错误发生的几率，提高内部交流和生产计划的灵活性。
这些优势都可以为企业的生产和发展带来实质性的帮助。
摘要本设计说明书包括：概论、总体设计和结论三大部分。
通过对我校教学实习基地的一台X6132铣床结构和性能的研究，针对盘式凸轮加工的特点，并结合现有条件，确定了铣床的数控化改造方案，介绍了滚珠丝杠、步进电动机的计算和选型设计及铣床数控改造的方法、改造部位、数控系统设计及机床改造时应注意的问题。
改造后的铣床，进给传动实现自动变速，纵向、横向、垂直进给系统进行数控控制，并要求达到纵向最小运动单位为0.01 /脉冲，横向最小运动单位0.005 /脉冲，垂直方向最小运动单位0.005 /脉冲并且可以提高生产效率，保证产品质量和减轻工人的劳动强度。
关键词：铣床；数控改造；滚珠丝杠；步进电动机ABSTRACTThis introduction of the design included three main parts: The draw-up of the general outline, the decision and the conclusion. After studying the construction and capability of X6132 milling machine in our college’S teaching practice basement，the rebuilding method of X6132 milling machine was introduced，including the selection and design of ball screw and step electromotor. It also introduces the method and changing parts of milling machine’S numerization rebuilding，the design of numerical system are also discussed and it inquires into the relevant questions of the numerization rebuilding. After the transformation of the milling, feed speed automatic transmission, vertical, horizontal, vertical feed CNC control systems and requirements to achieve the minimum vertical movement of 0.01 units / pulse, the minimum lateral movement 0.005 units / pulse, vertical movement smallest unit 0.005 / pulse and can increase productivity and ensure product quality and reduce labor intensity of workers.Keywords：Milling machine ；Numerization rebuilding; Ball screw; Step electromotor目录序言 (4)第1章绪论 (6)1、1数控系统发展史 (6)1、2国内数控机床的状况分析 (7)1、3数控机床的改造的必要性 (11)1、4数控机床改造的经济性技术分析 (12)1、5数控机床改造的可行性分析 (15)第2章、数控铣床总体方案的拟定 (16)2、1设计目的和意义 (16)2、2设计任务与要求 (17)2、3设计应注意的问题 (19)2、4总体设计方案的拟订 (19)第3章、伺服进给系统机械部分的设计计算和选型 (20)3、1工作台总质量的估算 (20)3、2确定系统的脉冲当量 (20)3、3切削力的计算 (21)3、4机床导轨的选择 (23)3、5滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (23)3、6齿轮传动比计算 (33)3、7步进电动机的计算和选型 (34)3、8控铣床加工程序的编制 (49)第4章、滚珠丝杠副间隙的调整 (52)4、1滚珠丝杠副的调整方法 (52)4、2滚珠丝杠螺母副在数控机床上的使用 (55)第5章数控操作系统 (55)5、1“世纪星”HNC-21/22数控系统简介 (56)5、2“世纪星”HNC-21/22数控系统使用技巧 (58)5、3“世纪星”HNC-21/22数控系统编程指令特点 (59)第6章设计总结 (61)第7章参考文献 (62)第8章致谢辞 (63)第9章附录 (64)序言经济型数控是我国80年代科技发展的产物。
普通车床数控化改造总体方案设计1.机械部分的改造设计ca6140车床的主轴以及进给系统都是由法兰式电动机拖动。
普通车床主轴传动系统部分改造难度大、成本高，且精度提高有限，所以在改造此类机床时，摇臂钻床要选那些主轴各方面性能能满足使用要求的。
改造时，保留原主轴系统，对进给传动系统及电气控制系统进行改造。
进给传动系统的传动精度及效率也是数控机床性能的重要组成部分。
原机床进给箱为交换齿轮箱，结构复杂、反向间隙大、传动精度差。
在改造过程中，采用步进电动机与滚珠丝杠，并装有减速机构的传动方式，通过减速机构可得到所需的减速比并增大驱动力矩。
普通车床原机床是用滑动丝杠，传动误差大，因此在数控化改造中将其更换为滚珠丝杠。
滚珠丝杠的传动效率高、无爬行、预紧后可消除反向间隙、精度高。
改造后ca6140车床的横向、纵向传动方式为：步进电动机一消隙齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台的传动方式。
ca6140车床垂直方向的传动方式为：步进电动机一圆锥齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台。
同时，垂直方向还应考虑滚珠丝杠的自锁，采用超越离合器的自动平衡装置实现自锁。
ca6140车床的导轨是采用铸铁-铸铁或铸铁—淬火钢滑动导轨，其静摩擦因数大，摇臂钻床动、静摩擦因数相差较大，低速时易出现爬行，力矩损失大，影响运动的平稳性和定位精度。
若是将导轨改造成滚动导轨或静压导轨，工艺复杂、费用大、周期长；所以在对ca 6140车床改造时采用在普通车床原导轨上粘接聚四氟乙烯软带的方法。
聚四氟乙烯软带是以聚四氟乙烯树脂为基材与耐磨填充料复合后，在常温下用模压法成型烧结、车削和活化处理制得。
其特点是摩擦因数低，抗磨损，静、动摩擦因数差值小，定位准确，防振消声运行平稳，低能耗，具有耐老化和足够的力学性能，对提高机械加工精度、延长导轨副使用寿命也有一定的作用。
这种方法比较方便，费用低，动、静摩擦因数相差小，耐磨性和抗咬伤力强，具有良好的自润滑和抗振性，进给运动无爬行，运动平稳。
X6132型万能升降台铣床升降台设计ee（ee）指导老师：ee[摘要]：本次设计是针对X6132型万能升降台铣床升降台进行三维参数化设计，通过对升降台的结构设计、总体方案设计、传动系统计算，对轴承的选择、轴上零件的定位、传动系统的润滑选择，最终建立了Pro-E三维参数化模型并生成二维工程图。
希望本次设计时所遇到的及所解决的问题对自己以后的工作有所帮助。
[关键字]：升降台三维参数化二维工程图The X6132 universal milling machine liftsee(ee)Tutor:ee[Abstract]:This design is for X6132 Universal lifts milling machine lifts three-dimensional parametric ,design by the structural design of the lifting platform ,the overall design ,the transmission calculation ,the choice of the bearing ,shaft positioning of parts ,transmission lubrication choice ,and establish the proe three-dimensional parametric model and generate 2D drawings ultimately .This design and the problems we have faced will helped on our own future work and studying.[Keywords]:the efficiency and accuracy of the lifts three-dimensional parametrictwo-dimensional drawings.目录1.绪论 (1)1.1现在制造业发展状况 (1)1.1.1发展现状 (1)1.1.2发展趋势 (3)1.2研究方法 (4)1.2.1成组技术 (4)1.2.2虚拟制造技术 (5)1.2.3建模技术 (7)1.2.4虚拟制造技术 (7)1.3问题的提出 (8)2.X6132铣床升降台结构特点 (9)2.1X6132万能升降台铣床的工艺范围及应用领域 (9)2.1.1工艺范围 (9)2.1.2应用领域.............................. 错误!未定义书签。
X6130卧式万能升降台铣床总体布局及主轴箱设计任务书任务书学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业机械工程是否外聘□是■否题目名称X6130卧式万能升降台铣床总体布局及主轴箱设计一、设计（论文）目的、意义铣床（milling machine）系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。
通常铣刀旋转运动为主运动，工件(和)铣刀的移动为进给运动。
它可以加工平面、垂直面、斜面、各种沟槽或成型面，如果配一些附件（如分度头）也可以加工螺旋槽，凸轮、成型面等。
卧式万能升降台有纵、横、垂三个进给方向，机床操纵方便，灵活可靠，机床精度保持性好，符合国际标准。
铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用，适用于各类机械加工部门。
通过铣床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力二、设计（论文）内容、技术要求（一）设计内容1、X6130主轴变速及传动机构设计；2、X6130外观总体布局设计；3、主轴、齿轮及零件部件设计和验算。
（二）技术要求X6130主要规格及技术参数：工作台台面面积（宽×长）：300mm×1150mm 主轴转速35-1600r/min工作台最大行程（机动）：纵向680mm横向235mm垂向400mm三、设计（论文）完成后应提交的成果（一）计算说明部分设计说明书2份。
（二）图纸部分1.A0图纸2张；2.A1图纸1张；3．A3图纸5张四、设计（论文）进度安排3月01日~3月07日查阅资料；3月08日~3月14日消化资料；3月15日~3月21日撰写开题报告；3月22日~4月11日方案设计、写说明书草稿；4月12日~4月25日画草图、写说明书草稿；4月26日~5月23日画CAD图、整理说明书；5月24日~5月30日打印说明书5月31日~6月20日准备答辩。
封面作者：Pan Hongliang仅供个人学习毕业设计任务书学生姓名学号继续教育学院2012年4月须知1. 毕业论文题目原则上要求一人一题，最多三人一题。
2. 题目类型包括：工程设计（G）、科学研究（K）、软件工程（R）、技术开发（J）四类。
3. 题目来源包括：科研（K）、传统（C）、委托（W）、自拟（Z）。
毕业设计任务书题目：Ｘ6132万能升降台铣床数控化改造总体及纵向进给伺服系统设计学生姓名：学号：需要CAD图纸加QQ 414951605题目类型： G 指导教师：胡世军一．设计参数1、工作台尺寸(长×宽)： 1250mm×320mm2、工作台最大行程：纵向 800mm 横向 300mm 垂直 400mm3、快速移动速度： 10m/min4、工作台定位精度 x、y、z ±0.03mm；5、工作台重复定位精度 x、y、z ±0.02mm；6、纵向、横向及垂直进给为微机控制，采用步进电机或直流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，脉冲当量0.010mm/脉冲。
7、实现功能：铣削平面、斜面、沟槽、齿轮等。
8、操作要求：起动、点动、单步运行、自动循环、暂停、停止二．设计内容及及要求(一)设计说明书1、数控机床发展概述（1）数控机床及其特点。
（2）数控机床的工艺范围及加工精度。
（3）数控机床的经济分析。
（4）数控机床的发展趋向。
2、数控机床总体方案的制订及比较3、确定切削用量及选择刀具4、传动系统图的设计计算5、纵向进给伺服系统装配图的设计计算（二）、图纸部分1、机床尺寸联系图 A0一张2、机床传动系统图 A0一张3、纵向进给伺服系统装配图 A0一张（三）基本要求：能按时独立完成毕业设计规定的全部内容，方案选择正确，论据充分，对设计中的主要问题分析深入，解决合理，有独立见解，能很好运用所学理论和提供的资料解决设计中的问题，能独立查阅和正确引用中外文参考资料，说明书文字通顺、清楚、选用数据论证合理、计算准确，图面整洁。
X6132铣床的数控改装与设计 许吉庆(济南机械职工大学 250100) 谭 颖(济南第一机床厂)X6132(X62W)是万能卧式升降台铣床。
它主要由底座、床身、主轴、工作台、回转盘、床鞍、升降台组成。
工作台可以单独左右移动,称为纵向进给运动,另外工作台和回转盘又随从滑鞍前后移动,称为横向进给运动,工作台还同升降台一起上下运动,称为垂直进给运动。
工作台台面宽度为320mm,长度为1250mm,主电机功率为7 5kW,进给电机功率为1 5kW,主轴转速级数为18级,转速范围为30r/min~1500r/min。
把X6132铣床改造成数控铣铣床,主要改造的部位是:在主电机端面加一电磁式离合器,以便用M05指令控制主轴停转;把工作台的纵横向进给运动改造成分别用步进电机来控制;垂直进给运动仍采用机动和手动方式。
下面主要介绍横向进给系统的改造和数控系统的硬件设计。
1 横向进给系统设计横向进给系统的改造:拆掉原机床的丝杠螺母机构,更换上用步进电机和一对齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。
1 1 工作台质量的估算纵向工作台约为100kg,床鞍和回转盘约为206.12kg,总质量m=100+206.12=306.12kg。
1 2 切削力计算切削功率:Pc=P K(1)式中:P 主电机功率(7.5kW);主传动系统总效率,取0.6;K 进给系统功率系数,取0.96。
根据公式(1)可得:Pc=7.5 0.6 0.96=4.32kW=4320W又因为P c=F z vFz=P c/v式中:v 切削线速度,取1.667m/s。
所以主切削力:Fz=4320/1.667=2591N=2.59kN通常: F H=(0.6~0.9)F zFV=(0.45~0.7)F zFO=(0.5~0.55)F z则取纵向切削分力:F纵=F H=0.6F z=0.6 2.59=1.55kN垂直切削分力:F垂=F V=0.45F z=0.45 2.59=1.165kN横向切削分力:F横=F O=0.5F z=0.5 2.59=1.295kN1 3 滚珠丝杠设计工作台横向进给丝杠的轴向力F轴:F轴=K F横+f (F垂+G)(2)式中:K 考虑颠复力矩影响的实验系数,K=1.1;F横 横向切削分力;f 导轨上的摩擦系数,f =0.15;G 工作台作用在导轨上的重力。
