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1、广东交通职业技术学院海事与港航学院机电系电气控制与PLC技术 设计大作业课程名称： 专用镗孔机床的设计指导老师：宋春华 老师专业：机电一体化（自动化）班级：一体化092成 员学号曾健文14曾富强45陈泳麟08邓展峰17目 录设计背景概述1产品概述2第一章 传动的设计81.1传动方式的选择81.2传动比的选择91.3皮带带型、及皮带轮的设计91.4平键选择111.5轴上力计算11第二章 主轴的设计112.1轴的强度计算122.2弯距计算132.3轴承的选择142.4平键选择15第三章 加工刀具的确定15 3.1镗头设计153.2铰孔加工16第四章 液压系统设计214.1液压系统优缺点214.2工
2、作原理224.3设计步骤224.4系统压力确定234.5液压缸选择234.6液压油泵选择244.7液压阀选择254.8调速阀选择254.9溢流阀选择264.10运动方式:26第五章 电气控制及保护265.1设计控制线路的原则275.2主电路275.3控制电路285.4主轴的停车和制动29 5.5辅助电路分析305.6联锁保护环节分析315.7专用镗孔机床控制方式选择325.8专用镗孔机床工作方式选择325.9控制系统的选择32第六章 机床的硬件设计356.1 PLC的I/O点数统计356.2 PLC的选择366.3专用镗孔机床PLC控制I/O分配表376.4 PLC控制系统硬件接线图386.5
3、 PLC控制系统安装注意事项396.6专业镗孔机床软件设计40说明书47参考文献50设计背景概述由于制造武器的需要，在15世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。1769年J.瓦特取得实用蒸汽机专利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。1774年英国人J.威尔金森发明炮筒镗床，次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。1880年前后，在德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。为适应特大、特重工件的加工，20世纪30年代发展了落地镗床。随着铣削工作量的增加，50年代出现了落地镗铣床。20世纪初，由于钟表仪器制造业的发展，需要加工孔距误差较小的设备，在瑞士出现了
4、坐标镗床。为了提高镗床的定位精度，已广泛采用光学读数头或数字显示装置。有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。镗床分为卧式镗床、落地镗铣床、金刚镗床和坐标镗床等类型(见彩图)。卧式镗床：应用最多、性能最广的一种镗床，适用于单件小批生产和修理车间。落地镗床和落地镗铣床：特点是工件固定在落地平台上，适宜于加工尺寸和重量较大的工件,用于重型机械制造厂。金刚镗床:使用金刚石或硬质合金刀具，以很小的进给量和很高的切削速度镗削精度较高、表面粗糙度较小的孔，主要用于大批量生产中。坐标镗床：具有精密的坐标定位装置，适于加工形状、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，还可用以进行划线、坐标测量和刻度等工
5、作，用于工具车间和中小批量生产中。其他类型的镗床还有立式转塔镗铣床、深孔镗床和汽车、拖拉机修理用镗床等。产品概述：主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切它的加工精度和表面质量要高于钻床。镗床是大型箱体零件加工的主要设备。螺纹及加工外圆和端面等。该设计备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工中。其中加工精度与加工效率的要求均较高，宜采用专用设备。机床主运动采用动力头，由Y100L-6型（1.5kw4A
6、）三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工（有镗孔与铰孔加工选择），加工动作流程如图10-16所示。图10-16 加工动作流程图 进给系统采用液压控制，为提高工效进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动为Y801-2型（750W、1.9A），由电磁阀（YV1-YV4）控制进给速度，其动作要求如下表10-3。 表10-3 液压控制动作要求YV1YV2YV3YV4快进+-+工进1(镗孔)+-工进2(铰孔)+-停-快退+-+-为提高加工精度主轴，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动液压泵产生静压油膜。本产品为专用镗床，
7、并对镗床的关键电气、机械部件和液压系统进行了设计和校核。镗床设计主要包括确定加工参数；选择电机，确定传动系统，并对主轴、轴承、键等关键零件校核；电气系统设计，主线路和控制线路设计；液压系统设计，油缸、油泵和液压的设计等。整个机床系统实施后保证了生产要求。主轴介绍主轴采用静压轴承。静压轴承，滑动轴承的一种，是利用压力泵将压力润滑剂强行泵入轴承和轴之间的微小间隙的滑动轴承。属于按润滑性质分非完全流体润滑滑动轴承、完全流体润滑滑动轴承、无润滑滑动轴承中的完全流体润滑轴承的一种，另一种完全流体润滑轴承为动压轴承，特点是在任何轴的转速下具有极高的旋转精度和高的承载能力，但和动压轴承相比缺点是需要一套完善
8、的外部油泵系统。按润滑剂的种类可以分为两类，一类的液体静压轴承，主要是使用油为润滑剂，另一类是气体静压轴承，使用的是气体作润滑剂，主要是使用空气作为润滑剂，使用多的为液体静压轴承，空气静压轴承使用范围较小。主要使用在极高转速的机构上，如陀螺仪。结构上的润滑系统由油箱，润滑泵，过滤器，溢流阀，安全阀，蓄能器，节流器，油腔，封油面等。使用范围为经常需要在低速运行而又要求承载能力高，旋转要求精度高，高转速的领域。如各种重型机床，以及高精度的机床。静压轴承工作原理采用静力润滑的滑动轴承称为静压轴承。静力润滑与动力润滑原理不同，静压轴承由外部的润滑油泵提供压力油来形成压力油膜，以承受载荷。虽然许多动压轴
9、承亦用润滑油泵供给压力油，但其性质是不同的，最明显的是供油压力不同，静压轴承的供油压力比动压轴承高的多。 静压轴承的主要特点之一，是在完全静止的状态下，也能建立起承载油膜，能保证在启动阶段摩擦副两表面也没有直接接触，这在动压轴承是绝对不可能的因此，启动采用静压轴承的转子时，必须先启动静压润滑系统。静压轴承在运转中，由于摩擦副有相对运动，故亦可能产生动压效应，当动压效应达到一定份额时，轴承成为动静压混合轴承。静压轴承的优点1.启动和运转期间摩擦副均被压力油膜隔开，滑动阻力仅来自流体粘性，摩擦因数小、工作寿命长。 2.静压轴承有“均化”误差的作用，能减小制造中不精确性产生的影响，故对制造精度的要求
10、比动压轴承低。 3.摩擦副表面上的压力比较均匀，轴承的可靠性和寿命较高。 4.可精确地获得预期的轴承性能。 5.轴承的温度分布较均匀，热膨胀问题不如动压轴承严重。 静压轴承适应的工况范围极广，从载荷以克计的精密仪器到载荷达数千吨的重型设备都有采用静压轴承的。电机简介Y100L-6型（1.5kw4A）三相异步电动机简介:Y系列三相异步电动机是一般用途低压三相鼠笼型异步电动机基本系列。该系列可以满足国内外一般用途的需要，机座范围80-315，是全国统一设计的系列产品。Y系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、起动转矩大等优点。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准。采用B级绝缘、外壳防护等级为IP44，冷却方式IC423。绝缘等级采用B级绝缘、外壳防护等级为IP44，冷却防方式为ICO141。该电动机在环境温度不超过+40 ，海拔不超过1000m时，定子绕组用电阻法测量温升不超过85。电动机以连续工作制（S1）为基准的连续定额，额定电压为380V，额定频率为50Hz，3K
