【正文】 言 .................................................................................................................................. 1 問題分析及其對策 ....................................................................................................... 1 本文研究的內(nèi)容及目標 ............................................................................................... 3 本章小結 ....................................................................................................................... 3 2 自動鉆床的總體方案設計 .............................................................................................. 4 自動專 用鉆床已知條件和設計要求的概述 ............................................................... 4 自動鉆床的工藝路線分析與確定 ............................................................................... 4 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設計 ................................................................................................... 5 傳動系統(tǒng)方案設計和原動機選擇 ............................................................................... 7 控制方案設計 ............................................................................................................... 8 總體布局設計 ............................................................................................................... 9 輔助系統(tǒng)的設計 ........................................................................................................... 9 本章小結 ....................................................................................................................... 9 3 專用鉆床進給系統(tǒng)的設計 ............................................................................................10 進給系統(tǒng)概述與分析 .................................................................................................10 進給系統(tǒng)方案圖的確定 .............................................................................................10 工況分析 ..................................................................................................................... 11 切削力的計算 .............................................................................................................12 鉆床主軸設計 .............................................................................................................13 進給液壓系統(tǒng)設計 .....................................................................................................16 本章小結 .....................................................................................................................28 4 專用鉆床主軸傳動系統(tǒng)的設計 ....................................................................................29 主軸傳動系統(tǒng)的分析 .................................................................................................29 主軸花鍵的設計 .........................................................................................................29 主軸電機選擇 .............................................................................................................29 V 帶傳動設計 .............................................................................................................30 本章小結 .....................................................................................................................31 5 自動 鉆床控制系統(tǒng)設計 ................................................................................................32 自動鉆床的自動化控制要求 .....................................................................................32 可編程控制器 PLC 的簡述 .......................................................................................32 自動鉆床進給系統(tǒng)控制流程 .....................................................................................33 自動鉆床進給系統(tǒng)電氣原理圖 .................................................................................35 本科畢業(yè)設計說明書（論 文） 第 II 頁 共 Ⅱ 頁 自動鉆床 進給系統(tǒng)控制元件的選擇 .........................................................................35 控制系統(tǒng)程序的編寫 .................................................................................................38 本章小結 .....................................................................................................................38 結束語 ..................................................................................................................................39 致謝 ......................................................................................................................................40 參考文獻 ..............................................................................................................................41 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 共 41 頁 1 引言 問題分析及其對策 現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展狀況 金屬切削加工 是 指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是機械制造行業(yè)中最基本的加工方法，金屬切削加工過程是由金屬切削機床來實現(xiàn)的 [1]。 隨著機械工業(yè)的擴大和科學技術的進步，尤其是計算機的出現(xiàn)和數(shù)控技術的發(fā)展，我國的機械制造行業(yè)正朝著自動化、精密化、高效率和多樣化的方向發(fā)展。所以我們要不斷學習和引進國外先進科學技術，大力發(fā)展研究，推動我國機床工業(yè)的發(fā)展 [4]。長期以來我國的機械制造工業(yè)中孔類加工多數(shù)由傳統(tǒng)鉆床來完成，但是傳統(tǒng)的鉆床在大批量生產(chǎn)時存在許多的不足之處： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 共 41 頁 (1)自動化程度不高，難以進行大批量的生產(chǎn)； (2)工作效率低，且工人的工作環(huán)境惡劣； (3)占用人力較多，操作固定不 易出錯； (4)精度不高，工件裝夾 費時； (5)加工產(chǎn)品質(zhì)量不高； 針對以上傳統(tǒng)鉆床的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，我們有必要對傳統(tǒng)鉆床進行結構改進。 經(jīng)過分析，我們可以從機構設計和控制系統(tǒng)兩方面去考慮。主軸在加工時即要作旋轉運動，也要作軸向的進給運動。 (3)夾緊系統(tǒng) 傳統(tǒng)鉆床的 夾緊主要是手工操作，由夾具夾緊工件。 (5)控制系統(tǒng) 當前機床控制系統(tǒng)主要由計算機數(shù)控、繼電器電氣控制和 PLC 控制等 ，由于 繼電器電氣控制系統(tǒng)，其聯(lián)動關系復雜，維修困難，故障率高， 經(jīng) 常影響正常生產(chǎn) ，計算機數(shù)控造價高、系統(tǒng)復雜，而 PLC 控制系統(tǒng)可靠性好、造價低、抗干擾能力強、柔性好、編程簡單、使用方便、擴充靈活、 功能完善 ，所以 我們利用 PLC 控制技術 來實現(xiàn)對進給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)和送料系統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)的控制 [3]。進給系統(tǒng)設計主要是解決主軸高速旋轉與軸向進給兩個自由度的實現(xiàn)；進給系統(tǒng)液壓缸設計包括液壓缸的設計、液壓缸與主軸的配合和液壓缸油路控制； PLC 控制系統(tǒng)的設計主要是通過應用 PLC 控制程序來實現(xiàn)對液壓油路的動作控制及鉆床加工過程的動 作控制 [3]。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 共 41 頁 2 自動鉆床的總體方案設計 總 體方案設計的構思和方案擬定關系到產(chǎn)品的功能是否齊全、性能是否優(yōu)良、經(jīng)濟效益是否顯著，因此，我們要確定良好的總體方案設計 思想，保證產(chǎn)品的功能、經(jīng)濟效益和實用性能。 改造后的全自動鉆床應滿足以下設計要求： (1)滿足自動連續(xù)生產(chǎn)，且生產(chǎn)率為 3把 /分鐘； (2)自動化改造應是機械、電氣和液壓的有機結合； (3)傳動系統(tǒng)設計應包含切削力計算、電動機選擇、傳動裝置設計、床身結構設計等； (4)設計重點為鉆床液壓進給系統(tǒng)之進給油缸設計； (5)自動控制系統(tǒng)應以 PLC 與手動相結合的方式實現(xiàn)； 自動鉆床的工藝路線分析與確定 與傳統(tǒng)臺式鉆床的加工工藝路線相比較，改造后的全自動鉆床基本動作有很 大的調(diào)