摘 要

钻铣床是一种使用较为广泛的小型设备，能够承担钻孔、铣削等加工，但对于大部分的钻铣床自动化程度较低，都是靠人工进行操作。本次设计主要对湖北航特装备制造股份有限公司车间中几台普通的西湖ZX7032钻铣床进行自动化改造，使之成为加工制动钳壳体的专用机床。

本文主要从三部分对机床进行改造：对钻铣床工作台的自动化改造设计、进行主轴进给的液压系统设计，PLC控制系统的设计。本论文在前人研究的基础上进行了外置液压缸液压传动系统的实践，对其他类机床的自动化改造具有一定的借鉴意义。

关键词：自动化改造；机床工作台；主轴进给；液压系统；PLC

Abstract

The Drilling and milling machine is a kind of small equipment which is used widely and can undertake drilling, milling and other processing,.But for most of the drilling and milling machine have low automation and are carried out by manual operation. This design mainly on Hubei Aerospace Equipment Manufacturing Co., Ltd. workshop in several ordinary West Lake ZX7032 drilling and milling machine for automation, making it a brake caliper shell for the machine.

This article mainly from the three parts of the machine tool transformation: the drilling and milling machine table automation design, the spindle feed hydraulic system design, PLC control system design. Based on the previous research, this paper has carried out the practice of external hydraulic cylinder hydraulic transmission system, which has certain reference significance for the automation of other types of machine tools.

Key Words: automation; machine table; spindle feed; hydraulic system;PLC

目录

第1章 绪论 1

1.1 普通机床自动化研究的目的及意义 1

1.2国内外研究概况 2

1.2.1国外发展现状 2

1.2.2 国内发展现状 2

1.3 主要研究内容及论文结构 3

1.3.1 课题来源 3

1.3.2 研究内容 3

1.4 论文结构 3

1.5 本章小结 3

第2章 机床自动化研制总体方案设计 4

2.1 西湖ZX7032钻铣床概述 4

2.1.1 钻铣床机械部分 4

2.1.2 钻铣床技术参数 5

2.2 主轴进给系统的改造设计方案 5

2.2.1 主轴传动方案设计 5

2.2.2 主轴进给方案设计 5

2.2.3 控制系统的方案选择 6

2.3 本章小结 7

第3章 主要工艺参数计算 8

3.1 钻削加工工艺参数计算 8

3.1.1 切削用量的选择 8

3.1.2 钻削切削力的计算 9

3.1.3 钻削切削力矩的计算 9

3.1.4 钻削功率的计算 9

3.2 铣削加工工艺参数计算 10

3.2.1 铣削用量的确定 10

3.2.2 铣削圆周力的计算 10

3.2.3 铣削扭矩的计算 10

3.2.4 铣削功率的计算 11

第4章 机床工作台的设计改造 12

4.1 普通钻铣床工作台概述 12

4.2 工作台改造的传动方案设计 12

4.3 滚珠丝杠副的安装方式 13

4.4 纵向丝杠传动设计 13

4.4.1 丝杠预期寿命计算 13

4.4.2 进给牵引力的计算 14

4.4.3 最大动载荷计算 14

4.4.4 滚珠丝杠副选型 15

4.4.5 滚珠丝杠副校核 15

4.4.6 伺服电机的选择 18

4.5 横向丝杠传动设计 19

4.6 工作台的模型 19

4.7 本章小结 19

第5章 主轴进给系统的设计 20

5.1 主轴进给方案确定 20

5.2 加工零件的工艺分析 20

5.3液压系统负载分析 20

5.4 液压缸的设计选型 21

5.4.1液压缸尺寸计算 21

5.4.2液压缸的行程 21

5.4.3液压缸最低速度验算 22

5.4.4液压缸的最大流量 22

5.4.5缸壁厚度计算 22

5.4.6液压缸壁厚的校核 23

5.4.7最小导向长度计算 24

5.4.8液压缸各阶段参数计算 24

5.5液压系统原理 24

5.6液压泵的选择 26

5.6.1液压泵的最大工作压力 26

5.6.2 液压泵的最大流量 26

5.7 液压泵驱动电机选择 27

5.8 液压控制阀的选择 27

第6章 PLC程序控制设计 28

6.1 自动钻铣床的控制要求 28

6.2 钻铣床主轴进给的电气图设计 28

6.3 PLC类型的选择 28

6.4 I/O点数的确定 28

6.5 PLC程序设计 29

6.6 本章小结 29

第7章 改造成果展示 30

第8章 设计总结 31

参考文献 32

附录A 继电器电路图 33

附录B PLC梯形图 34

致 谢 38

第1章 绪论

1.1 普通机床自动化研究的目的及意义

随着时代的发展，机械制造行业向着自动化和智能化的方向不断迈进。在激烈的市场竞争下，高质量、高精度的产品越来越受到消费者的青睐，但传统的机床设备无法满足高品质的要求。虽然我国在近几年来工业水平得到了快速的发展，但对于大多数企业来说，传统机床仍是企业的主要加工设备。据不完全统计，我国的普通机床总量达到了400万台，在生产加工中无论是加工效率还是加工精度都无法与数控机床相比，使得国内制造与国外制造水平相差甚远。解决这一问题有两个途径：

（1）更换新的数控机床；