X52K进给系统经济型数控改造设计

本科毕业设计（论文）通过答辩

X52K进给系统经济型数控改造设计

目 录

1 引言 ................................................ 3 1.1 机床数控化改造的现状及发展趋势 .................... 3 1.1.1 机床数控化改造的现状 ............................ 4 1.1.2 机床数控化改造的发展趋势 ........................ 5 1.1.3 机床数控化改造的优越性 .......................... 5 1．2 本课题的设计内容 ................................. 6 2 系统的总体方案设计 .................................. 7 2.1 具体改造方面 ...................................... 7 2.2 机械传动系统改造方案的确定 ........................ 7 2.2.1 传动机构

摘 要

随着计算机技术的飞速发展，发展现代计算机化数字控制（CNC）机床，是当前机械制造业进行技术改造，技术革新的必由之路，是未来工厂自动化的基础。因此,这次对普通机床进给系统的数控化改造设计更显得重要。

第一部分是数控机床的概述，第二部分是进给系统的总体设计方案，第三部分是伺服进给机械部分设计计算，第四部分是控制部分的单片机原理及控制程序设计。

基于步进电机的机械改装减少了人的工作量，把手动转变成为电动。本次改造用了2个步进电机，分别控制机床2个方向（横向和垂向）的进给，通过齿轮或带轮带动滚珠丝杠轴向运动。

基于单片机控制的电子部分设计提高了工作效率和测量的准确度、可信度。该仪器采用了8031单片机。文中着重论述了原理的设计思想并给出了具体电路，然后阐明了系统软件的设计思想并给出了部分程序的流程图。

关键词：铣床，丝杠，步进电机，单片机，数控

I

目录

摘 要 ............................................................................................................................ I 第一章 绪论 ...

AD-25经济型数控机床Z向进给系统设计

目录

中文摘要、关键词 (1)

英文摘要、关键词 (2)

引言 (2)

第1章绪论 (4)

1.1数控机车研究的意义 (4)

1.2 国内外的发展方向 (4)

1.2.1我国数控机床技术的发展历程、现状与趋势 (5)

1.2.2当前世界数控技术现状和发展趋势 (6)

第2章 AD-25数控车床介绍 (8)

2.1机床概述 (8)

2.1.1机床结构 (8)

2.1.2刀架 (8)

2.1.3主轴 (8)

2.1.4 X、Z轴传动 (9)

2.1.5 尾座 (9)

2.1.6液压系统 (10)

2.1.7润滑系统 (10)

2.1.8安全保护 (10)

2.1.9其它 (10)

2.2机床结构图 (11)

2.3主要用途和使用范围 (12)

2.4机床规格和技术参数 (12)

2.4．1规格参数 (12)

2.4.2有效动作范围 (14)

2.5传动系统 (14)

2.6润滑系统 (16)

2.7冷却系统 (17)

第3章 AD-25的Z轴进给的设计和校核 (18)

3.1丝杠的设计与校核 (18)

3.1.1选择丝杠的规格 (18)

3.1.2丝杠的校核 (19)

3.2确定滚珠丝杠支承用的轴承代号、规格 (24)

3.3电机的选择 (25)

3.4联轴器的选择 (26

AD-25经济型数控机床Z向进给系统设计

目录

中文摘要、关键词 (1)

英文摘要、关键词 (2)

引言 (2)

第1章绪论 (4)

1.1数控机车研究的意义 (4)

1.2 国内外的发展方向 (4)

1.2.1我国数控机床技术的发展历程、现状与趋势 (5)

1.2.2当前世界数控技术现状和发展趋势 (6)

第2章 AD-25数控车床介绍 (8)

2.1机床概述 (8)

2.1.1机床结构 (8)

2.1.2刀架 (8)

2.1.3主轴 (8)

2.1.4 X、Z轴传动 (9)

2.1.5 尾座 (9)

2.1.6液压系统 (10)

2.1.7润滑系统 (10)

2.1.8安全保护 (10)

2.1.9其它 (10)

2.2机床结构图 (11)

2.3主要用途和使用范围 (12)

2.4机床规格和技术参数 (12)

2.4．1规格参数 (12)

2.4.2有效动作范围 (14)

2.5传动系统 (14)

2.6润滑系统 (16)

2.7冷却系统 (17)

第3章 AD-25的Z轴进给的设计和校核 (18)

3.1丝杠的设计与校核 (18)

3.1.1选择丝杠的规格 (18)

3.1.2丝杠的校核 (19)

3.2确定滚珠丝杠支承用的轴承代号、规格 (24)

3.3电机的选择 (25)

3.4联轴器的选择 (26

目录

目录 .................................................................................................................................................. 1 一、设计任务书 ............................................................................................................................... 2 二、设计要求 ................................................................................................................................... 3

2.1总体方案设计要求 ...............................................................

优秀设计

毕 业 设 计(论文)

题 目 名 称 X53K立式数控铣床纵向进给改造设计

题 目 类 别 学 院（系） 专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师

开题报告日期

目 录

0摘要----------------------------------------------------------------------3

第一章 概述 ------------------------------------------------------------------------5

1.1 课题概述与设计目的------------------------------------------------5 1.2 设计课题--------------------------------------------------------------9

第二章 设计说明------------------------------------------------------------

毕 业 设 计(论文)

题 目 名 称 X53K立式数控铣床纵向进给改造设计

题 目 类 别 学 院（系） 专 业 班 级 学 生 姓 名 指 导 教 师

开题报告日期

1

目 录

摘要----------------------------------------------------------------------3

第一章 概述 ------------------------------------------------------------------------5

1.1 课题概述与设计目的------------------------------------------------5 1.2 设计课题--------------------------------------------------------------9

第二章 设计说明------------------------------

1 绪论

1.1课题背景

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。

我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。

在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄

摘 要

数控机床是当今机械制造业中实现机电一体化的代表性先进设备。随着先进制造业的发展，对旧机床的数控化改造，特别是普通股机床数控化改造已经成为摆在我们面前迫切而艰巨的任务。本课题选择了对X5032铣床进给系统的数控改造方案，在叙述数控技术的历史、现状和发展的基础上，通过对X5032旧机床的分析，结构机床改造的思想，提出了数控化改造的技术方案。改造的主要是机械部分，即对丝杠、驱动元件步进电机和减速齿轮的改造。改造后的铣床除了能加工铣削键槽、平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件，具有高精、高效及加工产品范围广等特点。控制方式可以是开环、闭环及半闭环。

机床改造后，显示了机床强大的工作能力和高度的可靠性，加工精度和生产率有较大的提高，是提高企业数控化率的一条切实可行的途径。

[关键词] 数控改造 进给 X5032铣床

X5032 MILLING MACHINE FEED SYSTEM OF THE NUMERICAL CONTROL

ABSTRACT

NC(numerical control)machine is the representative of advanced equipment i

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引言

数控机床对进给传动系统的要求：数控机床进给传动系统承担了数控机床各直线坐标轴、回转坐标轴的定位和切削进给。无论是点位控制、直线控制还是轮廓控制，进给系统的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响被加工件的最后轮廓精度和加工精度。为此，对进给系统中的传动装置和元件要求具有长寿命、高刚度、无传动间隙、高灵敏度和低摩擦阻力的特点，如导轨必须摩擦力比较小、耐磨性要高，通常采用滚动导轨、静压导轨等。为了提高转换效率，保证运动精度，当旋转运动被转化为直线运动时，广泛应用滚珠丝杠螺母副。为了提高位移精度，减少传动误差，对采用的各种机械部件首先保证它们的加工精度，其次采用合理的预紧来消除轴向传动间隙。虽在进给传动系统中采用各种措施消除间隙，但仍然可能留有微量间隙。此外由于受力而产生弹性变形，也会有间隙，所以在进给系统反方向运动时仍由数控装置发出脉冲指令进行自动补偿。

数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床；其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要