《X53K普通铣床进行改造毕业设计终稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X53K普通铣床进行改造毕业设计终稿（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）1内 容 摘 要本文主要对 X53K 普通铣床进行改造，首先分析铣床的加工特点和加工要求确定其主参数，运动和动力参数；根据主参数和改造要求进行进给系统，电气部分改造。通过对机床各部分结构、运动及参数的分析，确定了机械部分改造方案。保留原机床主轴箱，取消进给箱的传动装置，改为用步进电机代替；导轨进行打磨、刮研、垫塑；丝杠改为滚珠丝杠；通过对国内外数控系统的比较，遵从性价比高、综合成本低的原则，最后确定采用国产数控系统；电气部分分别对强电进行了改造，将主轴电5.TDTM机更换为交流伺服电机，实现宽的调速范围；进给部分增加步进电机，实现数控化控制。关键词X53K；
2、数控化改造；滚珠丝杠；步进电机郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）2AbstractThis article mainly carries on the transformation to the X53K general milling machine. First analyzes the vertical milling machine the processing characteristic and the processing request determines its host parameter, including movement and electrical appli
3、ances. After the analysis of structure，motion and parameters of the machine in question，the headstock was remained，the transmission elements of feed box was cancelled and replaced with step motorThe ways were grinding and scrapingAnd the lead screw was replaced by the ball screw. Compared with ratio
4、 of performance and cost in this country and abroad，the numerical control system was selected called DTM-5T. The spindle motor Was replaced with step motor dynamo for wider velocity modulationWith step motor ，the electrical control Was carried outKey wordsX53K；modification of machine tool；the ball s
5、crew ; step motor郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）3目 录摘要 1Abstract.2目录.3第一章 X53K 升降台铣床的简介.51.1 X53K 升降台铣床.51.2 X53K 立式升降台铣床的结构特点.61.3 X53K 升降台铣床主要参数.7第二章 X53K 升降台铣床数控改造总体方案.82.1 总体改造要求.82.2 总体改造方案.9第三章 机床机械部分改造.103.1 机床计算数据估计.103.2 Y 轴进给系统数控改造设计.113.3 X 轴进给系统数控改造设计.213.4 Z 轴进给系统数控改造设计.313.5 步进电机型号选择.45第四章数控系统的选择.4
6、54.1 数控系统的选择的原则.45郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）44.2 国内外数控系统比较与选择46第五章 电气部分改造.475.1 电气改造总体方案.475.2 电气系统数控改造的设计.48小结.51参考文献.52郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）5第一章 X53K 升降台铣床的简介1.1 X53K 升降台铣床X53K 机床是一种强力金属切削机床，机床的主轴传动系统由功率为 7.5kw 的电动机驱动，能承受重负荷切屑。主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀、端面铣刀等刀具，适于加工各种零件的平面、斜面、沟槽、孔等，是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等
7、行业的理想加工设备X53K 升降台铣床实物图郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）61.2 X53K 立式升降台铣床的结构特点X53K 为立式升降台铣床，其主轴轴线垂直于工作台面，外形如图所示，主要由床身、立铣头、主轴、工作台、升降台、底座组成。X53K 升降台铣床结构图(1) 床身固定和支承铣床各部件；(2) 立铣头支承主轴，可左右倾斜一定角度；(3)主轴为空心轴,前端为精密锥孔，用于安装铣刀并带动铣刀旋转；(4)工作台承载、装夹工件，可纵向和横向移动，还可水平转动；（5）升降台通过升降丝杠支承工作台，可以使工作台垂直移动；郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）7（6）变速机构主轴变速机构在床身
8、内，使主轴有 18 种转速，进给变速机构在升降台内，可提供 18 种进给速度；（7）底座支承床身和升降台，底部可存储切削液。1.3 X53K 升降台铣床主要参数X53K 立式铣床主要技术参数X53K主轴端面至工作台距离)(mm45415主轴中心线到床身垂直导轨的距离)(mm350主轴孔锥度7：24 ISO50主轴孔径)(mm29主轴转速min)/(r302500/18 极立铣头最大回转角度45主轴轴向移动距离)(mm85工作台工作面(宽度长度) )(mm1325320工作台行程纵向/横向/垂向（手动/机动) )(mm720/700、255/240、370/350工作台进给范围纵向/横向/垂向m
9、in)/(mm23.51180/23.51180/8394工作台快速移动速度纵向/横向/垂向min)/(mm2300/2300/770T 型槽槽数/槽宽/槽距)(mm3/18/70主电机功率)(kw7.5进给电机功率)(kw1.5外形尺寸)(mm253018902380郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）8机床净重)(kg3200第二章 X53K 升降台铣床数控改造 总体方案2.1 总体改造要求主轴转速r/min30-2500X 轴最大行程mm800Y 轴最大行程mm280Z 轴最大行程mm380X 轴脉冲当量mm0.01Y 轴脉冲当量mm0.01Z 轴脉冲当量mm0.01主电机功率kW7.5
10、主电机转速r/min1450重复定位精度mm0.01X 轴定位精度mm0.03/1000Y 轴定位精度mm0.03/1000Z 轴定位精度mm0.03/1000最大移动速度m/min6工作进给速度mm/min10-2000运动控制方式开环郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）9轨迹控制方式轮廓2.2 总体改造方案2.2.1、机床机械部分改造。通过对机床机械部分的分析和计算，在利用原机床的基础上，通过对导轨的维修和滚珠丝杠的更换，来设定机械部件的规格、性能，以便数控系统正确且准确的控制整部机床的机械部件，达到机床NC化。基于以上数控机床的工作原理和结构特点，对于X53K铣床机械部分改造的内容如下：
11、(1)导轨与丝杠。由于长时间的磨损，导轨面产生摩擦致使产生了凹凸不平的现象，从而影响加工精度，因此要对导轨面进行加工，如贴塑等；丝杠方面，为了提高传动精度，把普通丝杠换为滚珠丝杠。滚珠丝杠的最大特点是可以减小正反向的传动间隙和减小传动阻尼，可大大提高传动精度。(2)保留原机床主传动系统的基础上，通过改造实现主轴正反转，启动停车的NC控制；将工作台实现垂直、横向和纵向三个方向拖板的进给传动装置取消，将滑动丝杠副更换为滚动丝杠副，并增加同步带传动、步进电机。垂向工作台传动升降机构在更换滚珠丝杠副后会因失去自锁而自动下滑，增加平衡装置和制动装置；步进电机通过减速同步带轮带动滚珠丝杠，从而带动拖板移动
12、。因此机械结构更为简单，减少了传动误差。2.2.2、数控系统的选择。从性价比高、综合成本低这两个主要的原则出发，在这两个原则的指导下对众多的数控系统进行比较，郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）10选择最合适的数控系统。不选择那些已经或将要被淘汰的产品，这样用不了多长时间又要进行更新，也不要一味追求高性能而增加投入，应该在选择性能优良产品的同时，考虑价格因素，除产品本身的价值外，还要顾及与其配套的配件的采购、维修成本，因故障停机导致的时间成本，以及寿命周期等等。2.2.3、电气部分改造。对机床电气进行数控改造，需拆除原机床工作台进给电机及其相应强电线路，由步进电机输出控制信号，设计由个继电器和
13、接线端子排构成的附件板，通过电缆与1KA4KA系统控制箱相连，接受系统的控制，可实现机床紧急停机、机床原点的设置、各坐标轴限位、主轴的正反转、启动停车、冷却泵控制等功能。第三章 机床机械部分改造3.1 机床计算数据估计3.1.1、机床重要计算参数估计X 轴工作台重量：NkgWx800801Y 轴工作台重量：NkgWy16001601Z 轴工作台重量：NkgWz58005801工件及夹具最大重量：NkgW2002023.1.2、各种切削方式的纵向切削力,速度和时间比例aFVq切削方式纵向切削力(N)xiP垂向切削力(N)ziP进给速度(m/min)iV工作时间百分比%郑州航空工业管理学院毕业设计
14、（论文）11强力切削200012000.610一般切削10005000.830精切削500200150快速进给006103.2 Y 轴进给系统数控改造设计Y 轴进给系统数控改造示意图3.2.1、横向滚珠丝杠的设计与计算1、确定滚珠丝杠副的导程 maxmax niVPh：工作台最高移动速度maxV：步进电机最高转速maxn： 传动比i步进电机与丝杠间为同步带连接式， =1.25i郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）12由上表查得=6m/min， =800r/min Vmaxn代入得 =6mmhP查现代机床设计手册取=6mmhP2、各种切削方式下，丝杠转速ii iPVn 由上表查的=0.6, =0.8, =1, ,1V2V3V64VmmPh6代入得100，133.3，166.7，10001n 2n
