最新三轴进给叶片电解加工机床系统设计
三坐标工作台控制系统设计
1总体方案的确定1.1引言现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
1.2、设计任务主要是设计一个具有X、Y、Z三个坐标轴的工作台，能够沿着X、Y、Z轴运动，用于加工机床时不仅可以对空间任意平面加工,而且能对空间曲面加工；还能用于测量装置，可以对工件的三维坐标进行测量。
设计包括其机械结构部分，控制系统部分的软、硬件系统，能够实现基本的运动功能和联动功能。
1.3机械传动部件的选择1.3.1导轨副的选用要设计的工作台，需要承受20kN的载荷，载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度高，因此选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小，不易爬行，传动效率高，结构紧，安装预紧方便等优点。
1.3.2丝杠螺母副的选用步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足0.005mm冲当量和01mm的定位精度，滑动丝杠副为能为力，只有选用滚珠丝杆.0副才能达到要求。
1.3.3减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构，选用无间隙齿轮传动减速箱。
1.3.4步进电动机的选用选定的脉冲当量尚未达到0.001mm，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有因此3000mm/min，故设计不必采用高档次的伺服电动机，因此可以选用混合式步进电动机。
以降低成本，提高性价比。
1.3.5检测装置的选用为了确保电动机在运动过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。
论文 基于异型薄壁零件的三轴联动数控电火花成型加工机设计研究
第四章机床控制系统设计……………………………………………………………………37
4.1总体方案设计…………………………………………………………………………………37
4.2下位机系统的设计……………………………………………………………………………38
1.2.2电火花加工分类、特点和适用范围………………………………………………………2
1.3电火花加工技术发展现状…………………………………………………………………3
1.4本课题的研究意义及主要任务…………………………………………………………………5
1.5本章小结…………………………………………………………………………………………5
EDM should be in the processing accuracy, processing efficiency, processing and other aspects of the scope of a major breakthrough, an important direction of development is the right tool forming movement pattern of innovation and diversification. The study of this topic is a direction of development of EDM machining a useful attempt, by improving EDM servo systems, control systems, machine tool structure, guarantee the processing precision under the premise of improving the processing efficiency; through open the control system to improve the EDM process automation.
机床进给系统设计
机床进给系统设计Revised on November 25, 2020华北科技学院CJK6140数控车床进给系统设计摘要鉴于我国目前资金短缺，工业生产规模小的特点，用较小的资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能地提高自动化程度，保证生产质量，减轻劳动强度，提高经济效益，而实现这一任务有效的、基本的途径就是普及以及应用经济型数控机床。
经济型数控车床是特定时期需求的产物，对于发展中国家工业重工化阶段的初期，经济型数控车床具有较优越的性价比，价格低廉，设备费用投入较少，可以广泛的满足企业发展初期的需要，受到企业，特别是受到民营企业的欢迎。
对一个经济还不太发达的国家来说，经济型数控车床既经济又合理，符合我国国情。
经济型数控车床CJK6140采用由8031芯片为主构成开环控制系统,其进给系统是步进电机通过消隙齿轮箱，带动滚珠丝杠转动，从而实现工作台沿机床导轨的水平移动。
经济型数控车床CJK6140具有加工精度高，稳定性好，生产效率高，工作可靠，价格低等优点。
机床数控化改造可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。
数控机床比传统机床有以下突出的优越性，由于计算机可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面；可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍；由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行；加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要"修配"；可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运；拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。
数控机床，在设计上要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。
机床数控改造时应尽量达到上述要求。
不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的。
数控车床进给系统设计
数控车床进给系统设计数控车床进给系统是数控车床的核心部件之一，它负责控制工件在加工过程中的进给运动。
一个好的进给系统设计需要考虑到多个方面，如高速性能、精度、稳定性和可靠性。
本文就针对数控车床进给系统的设计进行探讨，涵盖了硬件和软件方面的内容。
首先，我们来谈谈进给系统的硬件设计。
进给系统的硬件主要包括进给电机、轴承和滚珠丝杠等部件。
进给电机要求具备高速性能和精准的位置控制能力。
一般情况下，使用步进电机或伺服电机作为进给电机。
步进电机结构简单、成本低，但精度有限，适用于一些简单的工件加工。
伺服电机结构复杂、成本高，但可以实现高速精密的进给运动，适用于高要求的工件加工。
此外，进给电机的控制器也需要具备良好的稳定性和精度。
轴承和滚珠丝杠则负责将电机的旋转运动转化为工件的直线运动，需要具备高精度和高刚度。
其次，进给系统的软件设计也是非常重要的。
数控车床的进给系统需要通过编程来实现工件的运动轨迹和进给速度的控制。
因此，进给系统的软件需要具备良好的编程界面和功能，并且要支持多种编程方式，如手动编程、自动编程和图形化编程等。
此外，软件还需要实现工件加工参数的调整和保存，以及实时监控工件加工状态和报警功能等。
另外，为了提高进给系统的稳定性和精度，还需要进行实时的误差补偿和运动平滑控制等算法的设计和实现。
最后，进给系统还需要考虑到与数控系统的接口问题。
数控车床通常配备有数控系统，用于控制整个加工过程。
进给系统需要与数控系统进行信息交换和数据传输，包括加工参数的读取和设置、加工状态的监控和报警等。
因此，进给系统的硬件设计中需要考虑到与数控系统的连接接口和通信协议等问题。
综上所述，一个好的数控车床进给系统设计需要综合考虑硬件和软件等多个因素。
在硬件设计方面，需要选择适合的进给电机、轴承和滚珠丝杠等部件，并确保它们具备高速性能、精度和稳定性。
在软件设计方面，需要具备良好的编程界面和功能，并实现误差补偿和运动平滑控制等算法。
整体叶盘叶栅通道电解加工工具电极进给方向优化设计
Ｏｐ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｏ ｅ Ｆ ｅ ｒ ｃ ｉ ｎ ｉ ｄ ａ ｅ ｄ Ｅｌｃ ｒ ｃ ｍ ｉ ａ ａ ｈ ｎ ｎ ｔｍ ｚ ｔｏ ｆＣａ ｈ ｄ ｅ ｄ Ｄｉｅ ｔｏ ｎ Ｒａ ｉ ｌＦ ｅ ｅ ｔ ｏ ｈｅ ｃ ｌＭ ｃ ｉ ｉ ｇ
Ｗ ｅ ｕ ｉ Ｘｕ Ｚｈ ｎｇ ａ ｉＳｈ ｈｕ ， ｅ ｙ ｎｇ， ｎ Ｌｕ ｙ Ｌｉｏ Ｄｅ ｉ ｇ， ｕ Ｄｉ Ｓｕ ｎ ｅ， ａ ｐ ｎ Ｚｈ
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２ １
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《 电加工与模具》２１ 年第 ４ ０２ 期
的研 究 。德 国某 公 司采用拷 贝式 电解 加工 的方式 加
设 计 ・ 究 研
则无法 满足 电解 加 工整 平 比的要 求 ， 而 使 型 面精 从 加工 难 以达到加 工精度 要求 。本 文讨论在 已知整体 叶盘 几何 造型 的条件下 ， 电极 进给 方 向的优化 方法 。
设 计 ・ 究 研
《 电加工与模具》 ０２ ２ １ 年第 ４ 期
整 体 叶 盘 叶 栅 通 道 电解 加 工 工 具 电极 进 给 方 向优 化 设 计
韦树 辉 ， 正扬 ， 伦 业 ， 德 平 ， 徐 孙 廖 朱 获
（南京航 空航 天大 学机 电学 院 ， 江苏 南京 ２ ０ １ １ ０ ６）
果表 明 ， 用优化 后 的进 给 方向进行 加 工 ， 获得余 量更 均 匀、 采 可 两侧 型 面余量 差较 均衡 的叶栅通 道 。 关键 词 ： 整体 叶盘 ； 电解加 工 ； 叶栅通 道 ； 向进 给 ； 向优 化 径 方
中图分类号 ： Ｇ ６ Ｔ ６２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９—２ ９ ２ １ ）４—０ ２ —０ １０ ７ Ｘ（０ ２ ｏ ０１ ５
摘要 ： 整体 叶盘 叶栅 通道 的加 工是在 叶 片型 面精加 工至 满足 设计 要 求之 前 不 可缺 少的 工 艺步
三轴数控铣床设计报告
控制系统课程项目设计说明书项目名称：数控铣床控制系统设计系别：机械电子工程系专业：机械设计制造及其自动化姓名：citycars学号：指导教师：陈少波完成时间：2012 年 6 月8 日至2012 年 6 月22 日目录1 概述 (3)1.1 设计目的 (3)1.2使用设备 (3)1.3设计内容及要求 (3)2 NUM1020控制系统设计 (4)2.1 功能概述 (4)2.2 主要元器件选型 (5)2.2.1电机选型 (5)2.2.2 伺服驱动器与变频器选型 (7)2.3 电路原理设计 (7)2.3.1 电源供电设计 (7)2.3.2 驱动电路设计 (9)2.3.3 电机编码器与伺服驱动器连接设计 (9)2.3.4 手轮与轴卡连接设计 (9)2.3.5铣床控制电路设计 (10)2.4 控制系统设计 (11)2.4.1控制系统功能设计 (12)2.4.2 参数设置 (12)2.4.3 程序设计 (14)3 总结 (17)1 概述1.1 设计目的1）、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程2）、掌握常用数控系统（NUM1020）的操作过程3）、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程4）、了解数控系统内置式 PLC 的实现原理及编程方式5)、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程1.2使用设备1)、NUM1020数控系统一套2)、安川交流伺服电机3套3)、计算机及梯形图编辑软件一套1.3设计内容及要求1）、以实验室现有的设备（NUM1020数控系统）作为控制器，参照实验室现有的数控铣床的功能，完成一台具有3轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。
2）、移动轴（3轴）采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动，采用半闭环位置控制模式。
3）、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动，系统不要求具备自动换刀功能。
4）、完成PLC输入输出点的分配。
5）、具有行程及其他基本的保护功能。
6）、设计相关功能的梯形图控制程序（要求具有：手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能）7）、完成设计报告。
电解加工
前言随着高精度复杂零件的不断出现，传统的加工方法越来越难满足工程上的需要。
从而特种加工方法产生了。
电解加工作为先进制造技术中的一支重要方面军，在制造业中发挥着重要的作用。
它对难加工的材料可以以柔克刚，对形状复杂的零件可以一次成型，并以表面质量好、生产率高、无工具损耗、无切削应力等优点。
我国最早研究并成功应用电解加工技术是原兵器工业部西安昆仑机械厂的深孔和膛线加工。
从1958年建立第一个研究基地至1965年全国首届电解加工学术会议召开，电解加工在航空、航海、航天及部分民用工业迅速推广。
20世纪70年代进入“爬坡”阶段，为了解决加工精度的问题，国内外先后提出混气电解加工、钝性电解液、工频脉冲电流、振动进给等工艺措施。
90年代后，华南理工大学在近代功率电子技术发展基础上研究的高频窄脉冲电流电解加工电源，进一步强化了电解加工系统的“非线形”。
西安昆仑机械厂和西安工业学院联合研制的CNC同步控制电解加工参数和阴极运动轨迹解决了大缠角混合膛线的加工难问题。
但是由于加工间隙的电场、流场、磁场及阴极溶解动力学因素的交互影响，电解加工过程十分复杂，阻碍着该项技术想纵深发展，比如对其过程的监测和控制非常困难，迄今为止，除了在个别应用对象上有所突破外，还没有通过的在线直接测量加工间隙的有效手段。
不均匀的间隙分布使工具阴极设计成为一项难度很大的工作，在对新的加工对象进行阴极研制的过程中往往要对阴极进行多次修正。
此外，从绿色制造的角度，电解加工产生的大量产物和废液需要处理。
随着21世纪信息、生物、微纳技术的发展及其对制造技术不断增长的需求，微细加工将成为制造相应装备的重要手段，电解加工进行材料去除是以离子溶解的形式进行的，这种去除方式使得电解加工具有微细加工的可能。
目前国内外制造业均十分关注微细电化学加工的发展，将电解加工高速去除金属的理念用到传统电化学过程中，是促进该项技术进步的有效途径，微细电化学加工就不仅仅指静态条件下的掩膜电化学刻蚀了。
毕业设计,改进机床。机床进给系统机械部分设计计算
机床进给系统机械部分设计计算伺服系统机械部分设计计算内容包括：确定系统的负载，确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力矩机计算，确定伺服电机，绘制机械部分装配图及零件工作图等。
现分述如下：3.1 系统脉冲当量及切削力的确定脉冲当量是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。
经济型数控车床、铣床常采用的脉冲当量是0.01~0.005mm/脉冲,根据机床精度要求确定脉冲当量：纵向：0.01mm/step ；横向：0.005mm/step3.2 切削力的计算1.纵车外圆：主切削力Fz （N ）由经验公式（1）估算：Fz= 0.67D 5.1max=0.67×3201.5N=3835.3N 按切削力各分力比例：Fz ：Fx:Fy=1:0.25:0.4 Fx=3835.3× 0.25N=958.8N Fy=3835.3 × 0.4N=1534.1N 2.横切端面：主切削力|Z F 可取纵切的一半，即|Z F =21Fz=1917.65N 此时走刀抗力|Y F （N ），吃刀抗力|X F （N ）依然按上述经验公式粗略计算： |Z F ：F |y :F |x =1:0.25:0.4 F |y =1917.65× 0.25N=479.4N F |x =1917.65 × 0.4N=767.06N3.3 滚珠丝杠螺母副的设计、计算、和选型 （一）纵向进给丝杠：1.计算进给牵引力Fm(N)作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切屑时的走刀抗力以及移动件的重量和切屑分力作用在导轨上的摩擦力，因而其数值大小和导轨的形式有关。
本次设计纵向进给为综合型导轨，则按以下公式确定：|()X Z Fm KF f F G =++式中：K —考虑颠覆力矩影响的实验系数，综合型导轨取K=1.15 |f —滑动导轨摩擦系数：0.15~0.18，取|f =0.16 G —溜板及刀架重力，由已知G=800N代入得：Fm=1.15×958.8＋0.16×(3835.3+800)N=1844.7N 2.计算最大动负载Q选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万（610）转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。
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论文结构
三轴进给 叶片电解加工 机床系统设计
电解加工概述
三轴进给 叶片电解加工
概述
课题研究意义
机床各个零件 的设计
零件的三维 建模及装配
背压 A轴
叶片夹具
叶片
C轴
缘板
v
阴极
v1
阴极
v2
B轴
电解液
和双面进给电解加工叶片相比，三轴进给 方式电解加工叶片的优势在于：
机床安装平台Biblioteka 希望老师批评指正 谢谢！！
结束语
谢谢大家聆听！！！
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① 能够在一次电解加工过程中同时加工出叶片 的所有型面(叶盆、叶背以及缘板)
② 消除了多工序加工时因变形、过切和杂散腐 蚀引起的多工序间的相互影响，以及多次定 位造成的积累误差 ．
机床的总体布局
机床系统的进给机构
步进电机
谐波减速器
联轴器
滚珠丝杠
圆锥滚子轴承
导轨及导轨副
主轴
滑枕
电解槽