数控凸轮轴磨床进给系统设计开题报告+文献综述+毕业设计文档格式.docx
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数控磨床的交易更有较大幅度的増加,逐渐成为受市场客户青睐的主流产品,平均年递増36.8%,远远高於磨床交易量年递増率18.5%。
2001年数控磨床交易量达到2,200台以上,数控磨床交易量占磨床交易量的10.5%。
2005年,国内使用的数控磨床将在15000台以上。
磨床行业的发展,生产磨床配套产品的磨料磨具企业,显然不能漠然视之。
要认识磨床与磨具的相互依存和相辅相成的关系,先进技术的磨床的最终性能只有采用高质量的磨具才能体现。
如果说,早些年国内数控磨床应用量不大,对磨具的需求相对压力较小,但随着数控磨床在国内的普及和发展,这方面的压力将随之増加,对磨具生产企业来说,是一次挑战,当然也是一次发展自己的机遇。
数控磨床的分类和精度等级不相同的。
有平面数控磨床、外圆数控磨床、无心磨床,多面磨床等等。
按照精度等级不同又可以分为高档型,普及型和经济型。
数控磨床集中有精密、高效、柔性、集成”的特点。
为实现高效常采用高速、强力、深切缓进给及其他深切磨削技术。
达到的水平要求:
砂轮速度220米/秒(陶瓷结合剂CBN砂轮采用高速尤受青睐),生产率(金属切除率):
外圆磨床525cm3/min;
平面磨床5!
00cm3/min;
多片砂轮磨削(片数,5〜7片)。
如湖南大学海捷制造技术有限公司生产的CNC8312数控高速凸轮轴磨床,所用CBN砂轮速度已达120m/s。
杭州机床厂生产的HZr060数控强力成形磨床,采用强力缓进给技术。
咸阳机床厂生产的数控螺旋槽工具磨床采用深切缓进给高速磨削技术。
此外还有一些高精密度的数控磨床,加工精度高如磨外圆的圆度为0.001mm,圆柱0.002mm,粗糙度Ra0.1pm左右,也愿意选择进口砂轮,使用放心。
高精度数控磨床的特点:
〗、高精度;
2、高刚度;
3、高效率;
4、适用范围广;
5、使用方便;
6、环保。
磨床是机床中的精密产品,要生产出精密产品,加大技改力度、攻克关键技术项目是非常必要的。
从所收集到的资料来看,大部分企业都有技改的预算,有的已开始实施,但由于各企业的基础、实际情况不同,所以在这方面各企业进展的不平衡。
不管如何,磨床的数控自动化的趋势是一个必然的结果。
二、研究目标与主要内容(含论文提纲)研究目标:
尽可能减少机床机械化改动,在电气方面用步进电机和单片机实现自动控制。
主要内容(含论文提纲)
第一章绪论1设计背景及其意义2国内情况第二章总体方案设定1方案的对比2设计原理
第三章机械部分的计算第四章数控系统硬件设计第五章数控系统软件设计结论
参考文献感谢
三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等研究方法、研究手段:
数控凸轮轴磨床的数控改造是拆除原砂轮架进给系统,采用滚珠丝杆传动,由合适型号的步进电动机作为驱动源,通过齿轮降低转数而带动丝杆,再通过丝杆螺母副带动砂轮架作横向移动。
为提高机械传动精度,必须严格控制机械传动系统中的各种间隙,为此,选择单螺母变导程预紧结构方式的滚珠丝杆,双片薄齿轮错齿方式调整间隙与侧隙。
数控部分主控机选用MCS-51系列单片机中的8031,选用2764程序存储器,选用6264数据存储器,键盘显示器接口采用8155扩展来完成。
四、参考文献
[1]杨黎明.机电一体化系统设计手册.国防工业出版社,1996.
[2]杨俊.机床数控系统课程设计指导书.中国科学技术出版社,1997.
[3]濮良贵.机械设计.机械工业出版社,1998.
[4]机床数控系统.中国科学技术出版社,1996.
[5]苗忠,刘贵富.机械设计课程设计.蓝天出版社,1998.
[7]张新义.经济型数控机床系统设计.机械工业出版社,1996.
[8]张俊生.金属切削机床与数控机床.机械工业出版社,1998.
[9]王爱玲等.现代数控编程技术及应用.国防工业出版社,2002.
[10]Gavankarp.ObstaclesinthetrueintegrationofCADAndCAMIEL,computerintegratedmanufacturing,1992.
[11]Barber,KS.Afeature-basedCADrepresentationenablingcase-basedplanningacrossmultiplemanufacturingapplications.IEl,IntelligentControl,1995.
五、研究的整体方案与工作进度安排(内容、步骤、时间)实验方案:
机械方案:
从目前国内外数控凸轮磨床结构上来看,可以分为两方面:
一类是摇架式结构;
另一类是砂轮架摆动结构。
摇架结构机床效率高,但是由于控制复杂,对精度有一定影响。
砂轮架摆动结构控制算法简单,有利于提高加工精度,效率低。
同时,摆动式结构要求砂轮架惯量小。
普通砂轮惯量大,所以不能用普通砂轮架摆动结构,所以得采用摇架式结构。
并且,为了减少对机床的改动,减少对机床改进的资费消耗,需要保持原机床的半自动化功能,即一部分系统出现了问题机床还可能使用,以免影响生产。
经过仔细思考,确定以下方案:
(1)保留原机床的主轴传动系统,摇架等原有结构,只改装横向进给系统。
(2)保留原有的X,Y方向的手动进给部分。
(3)在横向进给系统中,采用滚珠丝杠传动在头端安装旋转编码器,在尾端安装降速齿轮步进电机,实现自动进给运动。
(4)为使机床减少震动,拥有良好的动态响应特性和良好的刚性,采用低摩擦阻力的滚珠丝杠副,并采用摩擦阻力小的滚动导轨副。
电气方案:
数控部分采用MS-51系列的单片机控制。
MS-51系列单片机是美国Intel公司的产品,它的集成度很高,是集片内存储器、片内输入/输出部件和CPU于一体的优良的单片机系统,在我国已广泛地被应用于普通机床的数控改造。
单片机主要有三种型号的产品:
8031、8051和8751。
经过比较,采用价格低,功能强,使用灵活等优点的8031而且带有有扩展系统的单片机,即采用8031外接2764(RCM),6264(RAM)及8155(扩展I/O
口)等芯片扩展成一个比较简单的微机控制系统。
编制的程序可由键盘输入,存入外部RAM中,然后可以通过键盘修改程序。
计算机数控系统装置的硬件组成一般有:
CPU及总线、存储器、输入设备接口、I/O电路接口、位置控制器、显示设备接口,以及通信网络接口等。
系统中有时钟电路模块,复位电路,数码显示接口电路,光电藕合器等。
六、研究的预期目标及主要特点及创新点
由于技术,经济,市场,生产上的原因,早在60年代已经开始迅速发展,并且有专门从事这种业务的企业。
然而我国国产机床数控化程度普遍较低,所以急需要改进。
首先,在技术上,由于传统的普通机床精度低,自动化程度不高,而社会劳动力的不足和生产力的巨大发展,这些都要求制造技术向自动化与精密化前进。
采用电子计算机技术,既能帮助机床实现自动化又可以提高其加工精度。
然后,在经济上,如果去采购新设备而仍掉旧设备,浪费很大很不经济。
而采用改造技术加以现代化,不仅为资金不充沛的小型企业技术改造开创了新路,而且对实力雄厚的大型企业也有了极大的吸引力。
再次,在市场上,随着产品质量的提高和产品的速度提升,许多国家在设备更新方面需要大量的数控机床,而现有机床工业现状是无法及时提供的。
因此,机床改造就成为满足需要的主要补足手段。
最后,在生产上,数控机床一般都是中、小批量生产,而且对于工人技术等级要求低,操作简单,方便,生产效率高,加工零件质量好。
经数控化改造的磨床,自动化程度高,工人只需手工装卸工件,输入数据后机床即可自动完成全部加工过程,而且精度也提高很多。
磨床是机床中的精密产品,要生产出精密产品,加大技改力度、攻克关键技术项目是非常必要的。
从所收集到的资料看,大部分企业都有数控化改造的预算,但由于各企业的基础、实际情况不同,这方面各企业进展的不平衡。
不管如何,磨床的数控自动化的趋势是一个必
然的结果。
毕业论文文献综述
机械设计制造及其自动化数控凸轮轴磨床进给系统设计
一、研究现状和发展趋势
我国从80年代开始生产数控平面磨床,各开发厂家分别走过了自行研制,与大学及科研单位合作开发到直接引进成熟数控系统的发展道路。
例如:
杭州机床厂是一家具有五十年历史,专业生产平面磨床的制造厂,它从80年代中期开始生产数控平磨。
然而我国国产机床数控化程度普遍较低,国内一些著名的机床生产企业年产4万多台,然而其中3万多台是低档普通市场。
如果想要全部把这些普通机床更新为新的自动化的高精度的数控设备,这对于我国制造工业是一个极大的挑战。
这主要考虑到现有制造机械厂的一些经济和浪费等方面的原因。
因此,如果各厂家都能用数控技术改造机床,尽快将我国的现有一部分普通机床实现自动化和精密化改装,那么就能满足我国现有设备技术改造的迫切需要。
机床改造上应用微机不但技术上有先进性,而且有较大的通用性和可调性。
在“以中国的装备装备中国”政策的激励下,磨床生产与市场的需求情况发生很大的变化。
近几年来,市场对磨床的需求量不断増长,磨床的产量与销售量也在逐年増长。
在国家拉动内需方针指导下,固定资产投资加大,老设备改造和更新加速,给磨床企业的发展带来了极好的机遇。
随着数控系统性能与可靠性的提高,价格更趋合理,使数控磨床与普通磨床的比价为广大用户所接受,同时随着先进制造与自动化技术在生产中的要求提高,数控磨床的使用也将越来越广泛。
数控平磨及其它磨床将向加工柔性更好的高档磨加工中心和更加高效的专用数控磨床方向发展。
我们相信伴随着计算机、信息技术革命的深入,数控磨床在其智能化、系统信息控制等方面,将会有很大的进步。
如何紧跟历史前进的步伐,找到适合于我们自己特点的发展道路,寻找技术进步的突破点,是我们工作的重点,因为这是关系到中国企业未来发展及生存的关键问题。
二、存在问题
通过本次设计,留给我印象最深的是要设计一个成功的电路,必须要有耐心,要有坚持的毅力。
存在的问题。
这个的设计,使我了解了许多数控机床的相关知识,明白了一台数控机床的组合与制造,这让我激动万分。
在过程中,我花费时间最多的就是单片机连接和程序的编写上。
在设计中,我们分析机床的每一个人部件,了解它每一个人运动,以便我能更加熟悉数控磨床,在老师的指导下很快就对数控磨床了解的非常清楚了。
实习过程中,我深刻的体会到在设计过程中,需要反复实践,其过程很可能相当烦琐,有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做,那时心中未免有点灰心,有时还特别想放弃,此时更加需要静下心,查找原因。
在这个磨床数控化的设计中,关键是对单片机的使用。
在设计中,可能是对单片机并不是相当熟悉,所以在这个方面还是欠缺的。
如果对单片机更熟悉的话,可能盖起来会方便很多。
三、参考文献
[6]东北工学院编写组.机械零件设计手册.冶金工业出版社,1995.
[11]Barber,K.S.Afeature-basedCADrepresentationenablingcase-basedplanningacrossmultiplemanufacturingapplications.IE!
,IntelligentControl,1995.
本科毕业论文
(20届)
数控凸轮轴磨床进给系统设计
专业:
机械设计制造及其自动化
摘要S数控凸轮轴磨床的数控改造是拆除原砂轮架进给系统,采用滚珠丝杆传动,由合适型号的步进电动机作为驱动源,通过齿轮降低转数而带动丝杆,再通过丝杆螺母副带动砂轮架作横向移动。
为提高机械传动精度,必须严格控制机械传动系统中的各种间隙,为此,选择单螺母变导程预紧结构方式的滚珠丝杆,双片薄齿轮错齿方式调整间隙与侧隙。
数控部分主控机选用M5-51系列单片机中的8031,选用2764程序存储器,选用6264数据存储器,键盘显示器接口采用8155扩展来完成。
关键词:
凸轮轴磨床;
进给系统;
步进电动机;
砂轮架;
滚珠丝杆
TheDesignforEnteringSystemofNumericalControlCamshaftGrindingMachine
Abstract:
Transformationofnumericalcontrolcamshaftgrindingmachineistoremoveoriginalemerywheelshelfenteringtothesystem,andtoadopttheballbearingsilkpoledrive,Takingsuitabletypeofwalkintothemotorasurgingthedrivingsource,Reduceingtherevolutionthroughthegearwheeltodrivethesilkpole,thendrivinggrindingwheelshelfthtoughsilkpolenuttomovetransversely.emerywheel.Inordertoimprovetheprecisionofmechanicaldrive,variouskindsofintervalinthemechanicaltransmissionmustbecontrolledstrictly,Forthisreason,weshouldchoosetheballbearingsilkpoleinthestructureofsinglenutisitleadurgentofwayinadvanceChengtobecome,anddoubleslicesofthingearwheeltoothwaytochangetheintervalandsidecrackselecting8031intheMCS-51seriesofone-chipcomputerassometopmanagementmachineofnumericalcontrol,choosing2764procedurememories,and6264datamemories,andadopt8155expandthekeyboarddisplayinterface.
Keywords:
Camshaftgrindingmachine;
Entertothesystem;
Walkintothe
motorEmerywheelshelf;
Ballsilkpole
1绪论3
1.1设计背景和设计意义3
1.2本课题的国内概况3
2总体方案的设计及方案论证4
2.1方案的对比和论证4
2.2凸轮数控磨床的系统设计的原理4
2.2.1机械部分原理5
2.2.2电气部分原理5
2.3.1滚珠丝杆6
2.3.2消除间隙的措施6
3机械部分的设计计算7
3.1切削力的计算7
3.2滚珠丝杆的设计计算8
3.2.1强度计算8
3.2.2滚珠丝杠副的型号选择10
3.2.3丝杠螺纹部分长度L的初步估算10
3.2.4刚度验算10
3.2.5稳定性验算11
3.3齿轮及转矩的计算11
3.3.1传动比的计算11
3.3.2确定变速齿轮齿数,模数及有关尺寸12
3.3.3确定步进电机惯性负载Jd13
3.4步进电机的选择14
3.4.1步进电机的选择原则14
3.4.2确定步进电机的最高工作频率14
3.4.3启动频率14
3.4.4电机启动转矩的计算14
4数控系统硬件电路设计15
4.1微机控制系统硬件组成15
4.2确定硬件电路方案16
4.38031储存器扩展电路设计19
4.3.1程序存储器扩展19
4.3.2数据存储器扩展19
4.3.3联线方式19
4.3.4地址锁存器74LS37320
4.3.5I/◦口扩展电路设计20
4.3.6键盘和显示器等21
4.4步进电机驱动电路设计21
4.4.1计算机接口21
4.4.2脉冲分配器22
4.4.3隔离电路的设计23
4.5其它辅助电路设计26
4.5.18031时钟电路26
4.5.2复位电路26
4.5.3撕呈报警电路27
5数控系统软件设计28
5.1N-MK8320控制功能28
5.2各种呈序的设计28
结论33
参考文献33
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1绪论
1.1设计背景和设计意义
数控机床是机械制造的基本装备,机床的数控化率,已成为衡量一个国家工业发展水平的重要标志。
机械制造业作为一个传统的领域已经发展了好多年,虽然积累了不少的理论和实践经验,但是随着社会的发展和人们生活水平的不断提高,大家对自动化的要求也逐渐提高。
机床的数控化率,已成为衡量一个国家工业发展水平的重要标志。
中国在“十一五”、“十二五”中也明确提出,机床的发展目标都是高精度和数控化。
磨床作为精磨机械中不可缺少的机床品种,更是认为磨床的发展方向是数控化。
由于技术、经济、市场、生产上的原因,早在60年代已经开始迅速发展,并且有专门从事这种业务的企业。
不管如何,磨床的数控自动化的趋势是一个必然的结果。
1.2本课题的国内概况
我国从80年代开始生产数控平面磨床,各开发厂家分别走过了自行研制,与大学及科研单位合作开发到直接引进成熟数控系统的发展道路。
杭州机床厂是一家具有五十年历史,专业生产平面磨床的制造厂,它从80年代中期开始生产数控平磨。
然而我国国产机床数控化程度普遍较低,国内一些著名的机床生产企业年产4万多台,然而其中3万多台是低档普通市场。
如果想要全部把这些普通机床更新为新的自动化的高精度的数控设备,这对于我国制造工业是一个极大的挑战。
这主要考虑到现有制造机械厂的一些经济和浪费等方面的原因。
因此,如果各厂家都能用数控技术改造机床,尽快将我国的现有一部分普通机床实现自动化和精密化改装,那么就能满足我国现有设备技术改造的迫切需要。
机床改造上应用微机不但技术上有先进性,而且有较大的通用性和可调性。
随市场经济体制的建立和不断完善,以及企业制度改革的深化,磨床制造企业和其它企业一样,不断加强适应市场的能力。
在“以中国的装备装备中国”政策的激励下,磨床生产与市场的需求情况发生很大的变化。
近几年来,市场对磨床的需求量不断增长,磨床的产量与销售量也在逐年增长。
在国家拉动内需方针指导下,固定资产投资加大,老设备改造和更新加速,给磨床企业的发展带来了极好的机遇。
2总体方案的设计及方案论证
2.1方案的对比和论证
为实现零件的外圆磨削加工及提高机床的工作效率,加工精度提出了以下方案:
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- 数控 凸轮轴 磨床 进给 系统 设计 开题 报告 文献 综述 毕业设计