X6130万能升降台铣床数控化改造总体及横向进给伺服系统设计
XA 6132铣床的数控化改造
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。
X6130卧式万能升降台铣床总体布局及主轴箱设计任务书
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
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日~3月21日撰写开题报告；
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。
[3]周湛学.铣工[M].北京：化学工业出版社，2005.09
[4]李沪曾，G．Spur徐柄楠．升降台铣床动态实验分析[D].同济大学学报，2006.05
普通铣床数控化改造设计
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。
X6132铣床数控化改造
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。
机械毕业设计-X6130万能升降台铣床数控化改造总体及横向进给伺服传动系统设计
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普通车床数控化改造总体方案设计方案
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
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
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。
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Ｘ6130万能升降台铣床数控化改造总体及横向进给伺服系统设计
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摘
本论文是对X6130进行横向进给系统的数控化改造，其内容包括：进给伺服系统机械部分设计与计算、步进电动机的计算与选型、铣床改造的结构特点、安装调整中应注意的问题等。对普通铣床进行数控改造符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教育水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内容，还有数控技术方面的内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。
（2）数控装备
数控装置是数控机床的控制中心。它由输入装置、控制装置和输出装置等组成。如图（2）所示，划线框内位数控装置。
关键词：横向进给系统，数控化改造，机床改造，铣床
Abstract
The present paper is to X6130 for feed system of NC transformation, its contents include: feed servo system of mechanical part design and calculation, and the calculation of the stepper motor selection, Miller structure characteristics, installation and adjustment should pay attention to the problem. On the common milling machine numerical control transformation in line with China's national conditions, that is suitable for China's current economic level, educational level and the level of production, but also many domestic enterprises to improve the level of automated production equipment and precision degree of the main way, has the broad market in our country. From another perspective, the design is a machine tool structure in terms of content, but also organic processing aspects, CNC technical content, the university knowledge to make comprehensive use of. Although the designers have not studied the machine design course, but through the design to broaden the knowledge, enhances the ability of practice, the general machine tools and CNC machine tools have a further understanding.
1.2
1.2.1
数控机床的种类繁多，但从组成一台完整的数控机床上讲，它由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体丝大部分以及辅助设备组成。
（1）控制介质
控制介质是指零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。控制介质有多种形式，它随着数控装置的类型不同而不同，常用的有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、磁盘等。另外，随着CAD/CAM技术的发展，有些数控设备利用CAD/CAM软件在其他计算机上编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置。
KeyWords:horizontal feed system, NC transformation, transformation of machine tools, milling machine
第
1.1
随着社会生产和科学技术的发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型。特别是在宇航、造船、军事等领域所需的零件，精度要求高，形状复杂，批量小。普通机床已不能适应这些需求。为了满足上述要求，一种新型的机床——数字程序控制Байду номын сангаас床（简称数控机床）应运而生。
最早进行数控机床研制的是美国人。1952年，美国麻省理工学院成功地研制出一套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的数控机床。但这台数控机床仅是一台试验性的机床，当时用的电子元件是电子管。直到1954年11月，第一台工业用的数控机床才生产出来。
从此以后，世界上其他一些工业国家也多开始开发、生产及应用数控机床。我国数控机床的研制是从1958年起步的。1965年国内开始研制晶体管数控系统。从70年代开始，数控技术广泛应用于车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工、点加工等领域，数控加工中心在上海、北京研制成功。在这一时期，数控线切割机床由于结构简单，使用方便、价格低廉，在模具加工中得到了推广。80年代，我国从日本及美国、德国引进一些新技术。这使我国的数控机床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。1985年，我国数控机床品种有了新的发展。
早期的数控机床控制系统采用电子管，体积大、功耗高，只在军事部门应用。只有在微处理机用于数控机床后，才真正使数控机床得到了普及。目前数控技术的主要发展趋势是：实现高速度，搞可靠性，高精度，大功率，多功能；采用微处理机和微型计算机，向着增强功能、降低造价、方便使用的目标进展；积极应用计算技术、系统工程理论和控制技术的最新成果，像这综合自动化方向变革。