【導(dǎo)讀】工，但隨著科技的發(fā)展和對(duì)制造精度有了更高的要求，因此數(shù)控技術(shù)成為了主流。提下，更是節(jié)約了人力、時(shí)間的成本。相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)控鉆床，該方案能適合較大直徑的深孔加工，且還滿足加工。速度、高精度、高生產(chǎn)效率的要求;動(dòng)到終點(diǎn)定位位置，保證了良好的定位精度；件補(bǔ)充位置，直到差值交出為止，因此增大了工件的加工精度；下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的。獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人。和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.......

　　

【正文】 166 22 ????? ? ? M P aPM P aPM P aPav 1minmax?????????? 或 M P aP ??? MPaP ???? ? ? M P aPav ??? 由于該鉆床時(shí)以較低進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌，平均壓強(qiáng)為 ,許用最大壓強(qiáng)為。當(dāng)導(dǎo)軌上鑲有以聚四氟乙烯的塑料板時(shí)，若滑動(dòng)速度 V≤ 1m/min 時(shí)， PV≤ ；若滑動(dòng)速度 V1m/min 時(shí)，則許用壓強(qiáng)取 。而所選導(dǎo)軌在不加塑料板時(shí)，平均壓強(qiáng)和最大許用壓強(qiáng)都能滿足要求，在鑲?cè)胨芰习鍟r(shí)許用壓強(qiáng)則 Pav 有，而設(shè)計(jì)滑行速度為 2m/min 時(shí) Pav=，則不能符合要求，則必須對(duì)導(dǎo)軌參數(shù)（數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)式 713） 24 進(jìn)行重新選擇。而對(duì)于數(shù)控鉆床來講，工件進(jìn)給過程中不受切削力的影響，所以在加上鑲?cè)胨芰蠈?dǎo)軌板時(shí)的平均壓力可以適當(dāng)增 加。這種情況下，取許用平均壓強(qiáng)在 ，所以導(dǎo)軌的平均許用壓強(qiáng) Pav=，即所選導(dǎo)軌符合設(shè)計(jì)要求。 由 Pav=(Pmax+Pmin)/2 MF PPP ??max MF PPP ??min 即 Pav=PF=F/al 由此可確定：令 PF==Pav ， F=RAZ不變，則 a=B=,則重取接觸長(zhǎng)度 L，即： LM P aPav ??? 5 0 0 得 L= 或 LM Pa ?? 3.. 得 L= 要使貼塑料板的導(dǎo)軌平均壓力取 ,導(dǎo)軌面的接觸長(zhǎng)度必須取 L==500mm,有 MPaPF ? 或 MPaPF 1003 ??? M P aaLMP yMy 75166 22 ????? 或M P aaLMP yMy 2 1 5 166 22 ????? M PaPPP MyF a x ????? M PaPPP MyF i n ?????? ? ? ? ? M P aPPP av m i nm a x ????? 或 M PaPPP MyF a x ????? M P aPPP MyF i n ?????? ? ? ? ? M P aPPP av minmax ????? 經(jīng)計(jì)算各條件符合許用壓力和平均壓力的要求 Y軸移動(dòng)導(dǎo)軌的選擇： 由于結(jié)構(gòu)與前面的相同 選擇參數(shù)： H=20 B=70 B1=12 A=400 h=12 h1= b=6（平） 25 滑動(dòng)導(dǎo)軌的驗(yàn)算 Z軸導(dǎo)軌受力分析如圖 37 圖 3 Z軸受力分析 （ 1）各外力對(duì)坐標(biāo)軸取矩 X軸： MX=Ff e/2+WXQ XQ= 或 e=AB=330mm W=500Kg 當(dāng) XQ= 時(shí)， MX=+500 10 = 當(dāng) XQ= 時(shí)， MX= My=Mz=0 （ 2）支反力計(jì)算 各導(dǎo)軌面的支反力分別為 RA、 RB、 RC BA RR Z ???? 3 1 4 9105 0 0 NRNeMRZZBXB 6 3 5 1 9 3 3 2????? 則ZAR有： NRZA ? 或 NRZA ? 0?CR （ 3）牽引力： 對(duì)于鉆床進(jìn)給力很小或?yàn)?0，即 Ff=0 導(dǎo)軌壓強(qiáng) 按線形分布的導(dǎo)軌壓強(qiáng)： aLFP ZF ? 26 a=B 值 = L=（接觸強(qiáng)度） 上導(dǎo)軌的寬度基本上等于下導(dǎo)軌的接觸長(zhǎng)度。 ZAZ RF?（根據(jù)工作臺(tái)大小和導(dǎo)軌長(zhǎng)度初步確定） M P aP F 9 2 8 1 6 ??? 或 M P aPF 8 9 1 3 ??? M P aaLMP xM x 22 ????? 或 MPaaLMP XM X 5 1 966 22 ????? ? ? M P aPM P aPM P aPav 1m inm a x????????? 或? ? M P aPM P aPM P aPav 1minmax?????????? 經(jīng)計(jì)算各條件符合許用最大壓強(qiáng)和許用平均壓強(qiáng)的要求 導(dǎo)軌及齒輪傳動(dòng)間隙調(diào)整分析 （ 1） 導(dǎo)軌的分析 對(duì)導(dǎo)軌的基本要求有： a、有良好的導(dǎo)向精度及直線度； b、良好的耐磨性，從而降低對(duì)加工精度的影響； c、要有足夠的剛度，提高各部件之間的相對(duì)位置和導(dǎo)向精度； d、要具有低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。由于加工精度為 7 級(jí)，而鉆床為一般機(jī)床，所以可選擇 貼塑的矩形滑動(dòng)導(dǎo)軌。 因?yàn)闄C(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，對(duì)導(dǎo)軌的磨損較大，所以要采取措施提高導(dǎo)軌的耐磨性。除選取合適的材料、熱處理、潤(rùn)滑外，還應(yīng)采用防護(hù)罩，使機(jī)床導(dǎo)軌不外露，這樣直接能防止切屑及灰塵等落到導(dǎo)軌上，提高導(dǎo)軌的壽命。 （ 2）齒輪傳動(dòng)間隙調(diào)整分析 要達(dá)到一定的加工精度和表面粗糙度，就要齒輪無間隙嚙合，并能靈活旋轉(zhuǎn)，所以要對(duì)齒輪進(jìn)行 間歇調(diào)整。雙片可調(diào)式薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法能夠調(diào)整齒側(cè)隙，使加工精度及表面粗糙度達(dá)一定要求，所以可采用該方法調(diào)整以消除齒輪間隙。 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是整個(gè)數(shù)控多工位鉆床的核心，它根據(jù)外部輸入的數(shù)控加工程序控制 27 機(jī)床工作臺(tái)的移動(dòng)和主軸的旋轉(zhuǎn)，從而加工出合格的零件。 數(shù)控裝置系統(tǒng)硬件組成 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是由輸入 /輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床電器邏輯控制裝置組成，具體情況如圖 38所示： 圖 3計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)組成 輸入 /輸出裝置主要完成人與數(shù)控機(jī)床之間的人機(jī)交互，將數(shù)控程序、機(jī)床參數(shù)等輸入裝置和將輸入內(nèi)容及工作狀態(tài)信息輸出； 數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的只會(huì)中心，主要功能是正確識(shí)別和解釋數(shù)控加工程序，進(jìn)行各種零件輪廓幾何信息和命令邏輯信息處理，并將處理結(jié)果分發(fā)給相應(yīng)單元； 伺服系統(tǒng)位于數(shù)控裝置與基礎(chǔ)本體之間，包括進(jìn)給軸伺服驅(qū)動(dòng)和主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置。其中進(jìn)給軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置按照數(shù)控裝置中插補(bǔ)器發(fā)出的位置控制命令和速度控制命令正確驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)或刀具等受控部件進(jìn)行相應(yīng)的移動(dòng)；主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要為機(jī)床提供切屑動(dòng)力； 機(jī)床電器邏輯控制裝置也位于數(shù)控裝置與機(jī)床本體之間，接受數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令，主要完成機(jī)床主軸選速、啟停、和方向控制功能、換刀功能、工件裝夾功能、冷卻、液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)控制功能及其他機(jī)床輔助功能。 本論文采用 PLC 控制，且采用內(nèi)裝型 PLC，具體情況如圖 39 所示： 輸入 輸出 裝置 數(shù) 控 裝 置 伺服系統(tǒng) 機(jī)床電器邏輯控制裝置 機(jī) 床 本 體 CNC 計(jì) 算 機(jī) PLC DI DO 電路 操作面板 強(qiáng)電電路 主軸單元 進(jìn)給單元 面板 MDI/CRT 主軸電機(jī) 進(jìn)給電機(jī) 輔助動(dòng)作 換刀動(dòng)作 切削液開關(guān) 28 圖 3內(nèi)裝型 PLC的 CNC系統(tǒng)框圖 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置軟件 根據(jù)零件圖紙和機(jī)械加工工藝編寫出數(shù)控加工程序輸入 CNC 裝置，在內(nèi)部進(jìn)行處理，輸出相應(yīng)的位置信號(hào)給伺服系統(tǒng)，經(jīng)電機(jī)和滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)或刀具進(jìn)行移動(dòng)，最后加工出零件。其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程如圖 310所示： 圖 3 CNC裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換過程 當(dāng)有了數(shù)據(jù)、信息轉(zhuǎn)換后，我們就可以啟動(dòng)軟件，輸入程序，該程序功能簡(jiǎn)化如圖 311 N Y N N 數(shù) 控 加 工 程 序 刀 補(bǔ) 計(jì)算 位置控制 插補(bǔ)計(jì)算 速度控制 診 斷 譯 碼 輸 入 伺服系統(tǒng) 滾珠絲杠 工作臺(tái)或刀具 合格零件 初始化 按啟動(dòng)按鍵 譯一段程序，預(yù)處理信息送插補(bǔ)緩沖存儲(chǔ)區(qū)、復(fù)雜信息送系統(tǒng)工作寄存器 置數(shù)據(jù)交換結(jié)束標(biāo)志 開放插補(bǔ)標(biāo)志 預(yù)譯下一段并進(jìn)行預(yù)處理 本段插補(bǔ)結(jié)束？ 零件插補(bǔ)結(jié)束？ 結(jié)束 CRT 顯示、監(jiān)控 29 Y 圖 31程序功能簡(jiǎn)化 步進(jìn)電機(jī)的接口電路 前面完成了數(shù)控系統(tǒng)的軟、硬件的設(shè)計(jì)，所以接下來應(yīng)該設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的接口電路，由于采用的是開環(huán)控制，且采用單片機(jī)控制，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生，硬件連接具體設(shè)計(jì) PLC 實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制主要在于脈沖分配，實(shí)現(xiàn)脈沖分配（也就是通電換相控制）的方法有兩種：一種是軟件法，另一種是硬件法。本論文通過單片機(jī)發(fā)出信號(hào)后，經(jīng)過環(huán)形分配器驅(qū)動(dòng)放大直接控制，所以采用軟件實(shí)現(xiàn)脈沖分配。 系統(tǒng)總程序 該數(shù)控系統(tǒng)軟、硬件、步進(jìn)電機(jī)電路都已設(shè)計(jì)完成，因此，該數(shù)控系統(tǒng)裝置只需按照所設(shè)定的總程序就能正常按用戶所輸入的程序生產(chǎn)加工工件，具體總程序框圖如圖 313 編程 子程序調(diào)試 圖 31 總程序框圖 開始 關(guān)中斷 初始化 清除數(shù)據(jù)區(qū) 開中斷 讀鍵 鍵處理 工作方式判別 編譯子程序 調(diào)試子程序 鍵盤掃描子程序 求鍵值子程序 30 經(jīng)過這章對(duì)數(shù)控多工位鉆床的詳細(xì)設(shè)計(jì)，該論文所設(shè)計(jì)的數(shù)控多工位鉆床設(shè)計(jì)已基本完成。 本章小結(jié) 通過對(duì)傳動(dòng)部分、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌和工作臺(tái)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，特別是對(duì)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，使其實(shí)現(xiàn)了多工位的功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 總結(jié)與展望 大學(xué)期間畢業(yè)設(shè)計(jì)是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它帶給了我一個(gè)非常好的鍛煉機(jī)會(huì)，對(duì)以前學(xué)過的專業(yè)知識(shí)加以復(fù)習(xí)和鞏固，彌補(bǔ)了一些知識(shí)漏洞和一些薄弱環(huán)節(jié)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)按照機(jī)床設(shè)計(jì)的步驟已經(jīng)設(shè)計(jì)完成： 該設(shè)計(jì)為立式數(shù)控多工位鉆床，以三相異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)主軸的軸向進(jìn)給，并由無極變速器提供多種轉(zhuǎn)速，該鉆床主要加工 10 及以下的孔類零件。由電機(jī)提供動(dòng)力，機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)通過渦輪蝸桿的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)及移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的多工位的功能。對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制部分對(duì)控制部分元件的