钻床的自动化改造及进给系统设计

钻床的自动化改造及进给系统设计

文档编号:JX2201 字数:20777，附CAD图纸，中期报告，任务书，开题报告

钻床的自动化改造及进给系统设计

摘要

本文主要介绍了台式钻床的改造和设计，通过导入液压进给系统和PLC控制系统将台式钻床改造为自动钻床，并可通过PLC实现自动控制。

设计过程按照机床的一般设计步骤先进行总体方案的确定，然后再分别对进给系统、传动系统和控制系统进行具体设计。

设计的目标在于通过导入液压进给系统和PLC控制系统，改造后的钻床能实现自动化连续生产、改善产品的加工质量、提高劳动生产效率；降低工作人员劳动强度和工作量；钻床系统能够工作平稳，满足工作要求；经济因素合理。

本文设计的重点在于进给系统液压缸的设计和PLC控制系统的设计。进给液压缸系统的设计主要包括液压缸结构设计和控制油路的设计；PLC控制系统设计主要是根据工作要求和控制需要，选择电气元件和编写控制程序来实现对自动钻床的控制。

改造后的钻床，能实现自动化控制，是典型的机电一体化产品。

关键词自动钻床；液压进给系统；PLC

ABSTRACT

...

Key works automatic drilling machine； hydraulic feeds system； PLC

ABSTRACT 4

第一章绪论 5

1.1 问题分析及其对策 5

1.1.1 现代制造业的发展状况 5

1.1.2 问题的提出 5

1.1.3 问题的分析以及解决方案 6

1.2 本文研究的内容及目标 7

1.3 本章小结 7

第二章自动钻床的总体方案设计 7

2.1 自动专用钻床已知条件和设计要求的概述 8

2.2 自动钻床的工艺路线分析与确定 8

2.3 执行系统的方案设计 9

2.3.1 执行系统的功能原理设计 9

2.3.2 执行系统的运动规律 9

2.3.3 执行机构的形式设计 10

2.3.4 执行系统的协调设计 10

2.4 传动系统方案设计和原动机选择 10

2.4.1 原动机选择 10

2.4.2 传动系统方案设计 10

2.5 控制方案设计 11

2.6 总体布局设计 11

2.7 本章小结 12

第三章专用钻床进给系统的设计 12

3.1 进给系统概述与分析 12

3.2 进给系统方案图的确定 13

3.3 工况分析 14

3.4 切削力的计算 14

3.4.1 切削刀具及相关参数的选择 14

3.4.2 主轴转速及钻孔时间的计算 14

3.4.3 切削力的计算 15

3.5 钻床主轴设计 16

3.5.1 主轴材料的选择 16

3.5.2 轴径的计算 16

3.5.3 轴的结构设计 17

3.5.4 轴强度的校核 17

3.6 进给液压系统设计 18

3.6.1 负载分析 18

3.6.2 液压缸执行元件主要参数的确定 20

3.6.3 活塞杆及活塞材料的选择 28

3.6.4 活塞杆与活塞的连接方式及活塞密封装置的选择 28

3.7 本章小结 28

第四章专用钻床主轴传动系统的设计 29

4.1 主轴传动系统的分析 29

4.2 主轴花键的设计 29

4.3 主轴电机选择 29

4.4 V带传动设计 30

4.4.1 设计功率的计算 30

4.4.2 选择带型 30

4.4.3 选取带轮基准直径和 30

4.4.4 验算带速 30

4.4.5 确定中心距和带的基准长度 31

4.4.6 验算小带轮包角 31

4.5 本章小结 31

第五章自动钻床控制系统设计 31

5.1 自动钻床的自动化控制要求 32

5.2 可编程控制器PLC的简述 32

5.3 自动钻床进给系统控制流程 33

5.4 自动钻床进给系统电气原理图 34

5.5 自动钻床进给系统控制元件的选择 35

5.5.1 可编程控制器PLC的选择 36

5.5.2 刀开关的选择 36

5.5.3 熔断器的选择 36

5.5.4 交流接触器的选择 36

5.5.5 行程开关与接近开关的选择 37

5.5.6 继电器的选择 37

5.6 控制系统程序的编写 38

5.6.1 输入与输出的分配 38

5.6.2 PLC程序清单 38

5.7 本章小结 38

第六章设计总结 39

致谢 40

考文献 40

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