機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄第一章數(shù)控機(jī)床概述 …………………………………………………………11數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介 …………………………………………………………………12數(shù)控機(jī)床的工作原理與組成 …………………………………………………33數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) …………………………………………………34我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展 ……………………………………………………55本文所做的工作 ………………………………………………………………6第二章機(jī)械結(jié)構(gòu)選擇 …………………………………………………………7第三章機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì) ……………………………………………………81切削力的計(jì)算 ………………………………………………………………82主軸齒輪傳動(dòng)方案確 …………………………………………………………103主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 …………………………………………………………154縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算 …………………………………………………185橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算 …………………………………………………226Z向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算……………………………………………………257齒輪強(qiáng)度校核 …………………………………………………………………288回轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的分析及計(jì)算 ………………………………………………309齒輪強(qiáng)度校核 …………………………………………………………………3310滑動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………3511導(dǎo)軌及齒輪傳動(dòng)間隙調(diào)整分析 ……………………………………………4112 本章小結(jié)………………………………………………………………………42第四章數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………431確定機(jī)床控制系統(tǒng)方案 ………………………………………………………432單片機(jī)型號(hào)的選用 ……………………………………………………………433存儲(chǔ)器的選用、擴(kuò)展及連接 …………………………………………………454地址鎖存器 ……………………………………………………………………465鍵盤與顯示接口電路 …………………………………………………………466 8255與8031的連接 …………………………………………………………597步進(jìn)電機(jī)接口電路 ……………………………………………………………618總程序流程框圖 ………………………………………………………………649本章小結(jié) ………………………………………………………………………64第五章總結(jié) ………………………………………………………………………65參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………66[摘要] 隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)控加工已成為機(jī)加工過程中的一種主流技術(shù)。

這一技術(shù)的運(yùn)用提高了機(jī)加工過程中工作效率和加工精度數(shù)控多工位鉆床就是提高鉆削加工精度和效率的一種很好的機(jī)加工工具本文對(duì)數(shù)控多工位鉆床進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用了普通車床設(shè)計(jì)的步驟和方法，綜合考慮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)從切削力入手確定主軸及電機(jī)，到整個(gè)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)床的控制最后到對(duì)機(jī)床初始化程序設(shè)計(jì)本文所做的工作:1.完成數(shù)控多工位鉆床的資料收集與國(guó)、內(nèi)外現(xiàn)狀的調(diào)查比較，提出較為可行的方案;2.完成機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，初步完成控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)；提交論文及機(jī)械系統(tǒng)的裝配與關(guān)鍵零部件的相應(yīng)圖紙及數(shù)控系統(tǒng)的硬件圖，同時(shí)提交電子文檔; 3.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書完成了一臺(tái)經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)[關(guān)鍵詞]數(shù)控技術(shù)、鉆床、鉆削、計(jì)算機(jī)控制、單片機(jī)[Abstract] ?With the manufacturing development, numerical control manufacturing has become one of the major advanced technologies. efficiency and accuracy has been improved in application of the technology. Numerical control auto-drilling machine is a kind of the new machine tools that can improve the machining accuracy and efficiency. The paner has designed for Numerical control auto-drilling machine, using design method of the ordinary lathe, and considering the characteristic of the numerical control machine tools synthetically. cutting force has been calculated, the structural and the control system has been designed. Finally, the software routine has been explored.This paner has finished major works:1. Completed a investigation of internal and external of current situation for numerical control multistage-drilling machine, and compared it, put forward a feasible scheme;2. Completed the mechanical structural design an calculated and designed the electric control system, and finished the software and hardware of the control system tentatively; Submit thesis and the assembly of mechanical system and hardware picture of key spare part and drawing of numerical control system, submit the electronic file at the same time;3. Write the specification of designing and calculating, has designed an economy numerical control machine tool. [Keywords] numerical control machining、drilling machine、drilling、computer control、single chip computer前言數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志之一，隨著這種機(jī)床在機(jī)加工中的廣泛應(yīng)用，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工行業(yè)得到了質(zhì)的飛躍。

由于數(shù)控機(jī)床相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床極大地提高了加工精度、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，應(yīng)用變得極為廣泛而數(shù)控多工位機(jī)床則因其一次裝夾卻能進(jìn)行多工位的加工某種意義上講，更大大的提高了機(jī)加工的加工效率，很適合工件的批量生產(chǎn)針對(duì)數(shù)控多工位鉆床的設(shè)計(jì)，我們要完成：首先，對(duì)數(shù)控多工位鉆床進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足：機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度要達(dá)要求，數(shù)控機(jī)床的剛度系數(shù)應(yīng)該比同類普通機(jī)床高50%；應(yīng)盡量提高機(jī)床的抗振性，通常機(jī)床的振動(dòng)包括強(qiáng)迫振動(dòng)和受迫振動(dòng)要提高機(jī)床在低速進(jìn)給時(shí)的平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度第二，對(duì)鉆床的主傳動(dòng)和主軸部件進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)控鉆床主軸傳動(dòng)特點(diǎn)是：要使主軸能在軸向方向上移動(dòng)和使主傳動(dòng)能進(jìn)行多級(jí)調(diào)速第三，多工位的數(shù)控鉆床，必須有主軸箱的進(jìn)給和工作臺(tái)的滑動(dòng)在本次設(shè)計(jì)中，進(jìn)給傳動(dòng)和傳動(dòng)部件也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)多是用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)對(duì)于鉆床來(lái)說(shuō)，工作臺(tái)進(jìn)給機(jī)床不加工故可采用簡(jiǎn)單的滑動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的進(jìn)給和主軸箱的進(jìn)給，多個(gè)滑動(dòng)導(dǎo)軌的疊加組合便可以使鉆床實(shí)現(xiàn)X、Y、Z軸三軸向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)給第四，無(wú)論任何機(jī)床床身和立柱都是不可少的，數(shù)控多工位鉆床也是不例外的床身和立柱的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮：要保證機(jī)床各部分的剛度床身、立柱的結(jié)構(gòu)和材料選擇是必不可少的。

第五，對(duì)于數(shù)控多工位鉆床，多工位是必不可少的一步要實(shí)現(xiàn)多工位就必須設(shè)計(jì)針對(duì)鉆床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)最后，涉及到數(shù)控機(jī)床控制部分的設(shè)計(jì)選擇是重點(diǎn)部分對(duì)于我們的設(shè)計(jì)只要求設(shè)計(jì)出機(jī)床的硬件部分就是控制元件的選擇和對(duì)控制進(jìn)行初始化處理就可以了對(duì)于本次數(shù)控多工位鉆床的設(shè)計(jì)，我們認(rèn)為：使鉆削加工能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)控加工正是運(yùn)用到了數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：提高了加工精度、生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度采用多工位則更為縮短了裝夾時(shí)間等輔助時(shí)間，使生產(chǎn)率得到更大的提高等這就是本設(shè)計(jì)課題經(jīng)濟(jì)意義然而更為重要的是：我們希望通過這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和基礎(chǔ)理論、基本技能的能力，培養(yǎng)我們一種正確的設(shè)計(jì)思想了解工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法我想這才是我們做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的真正目的吧！ 第一章 數(shù)控機(jī)床概述1.1 數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及其重要性隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新越來(lái)越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加同時(shí)，隨著航空工業(yè)、汽車工業(yè)和輕工消費(fèi)品生產(chǎn)的高速增長(zhǎng)，復(fù)雜形狀的零件越來(lái)越多，精度要求也越來(lái)越高此外，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來(lái)越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難于適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件高效和高質(zhì)量的加工要求。

數(shù)字控制機(jī)床，就是為了解決單件、小批量，特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而生產(chǎn)的1947年，美國(guó)Parsons公司為了精確制造直升機(jī)翼、槳葉和直升機(jī)框架，開始探討用三坐標(biāo)曲線數(shù)據(jù)來(lái)控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，加工飛機(jī)零件1949年，為了能在短時(shí)間內(nèi)制造出經(jīng)常變更設(shè)計(jì)的零件，美國(guó)空軍（UAirForce）與Parsons公司簽定了制造第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的合同1951年，美國(guó)麻省理工學(xué)院MIT（Massachusetts Instiute of Technology）承擔(dān)了這一項(xiàng)目1952年，MIT伺服機(jī)構(gòu)研究所用實(shí)驗(yàn)室制造的控制裝置和辛辛那提（Cincinnati Hydrotel）公司的立式銑床成功地實(shí)現(xiàn)了三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控運(yùn)動(dòng)，可控制銑刀進(jìn)行連續(xù)空間曲面的加工，揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕隨著不斷的改進(jìn)與完善，1955年，NC（數(shù)控）機(jī)床開始用于工業(yè)加工數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用了微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)以及精密機(jī)械等技術(shù)的最新成果而發(fā)展起來(lái)的完全新型的機(jī)床，它標(biāo)志著機(jī)床工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的階段從第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世到現(xiàn)在40多年中，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展非常迅速，使制造技術(shù)發(fā)生了根本性的變化，幾乎所有品種的機(jī)床都實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化。

數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用領(lǐng)域也從航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造行業(yè)此外，數(shù)控技術(shù)也會(huì)在繪圖儀、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、激光加工與線切割機(jī)等機(jī)械設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用努力發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)，并向更高層次的自動(dòng)化、柔性化、敏捷化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化制造方向推進(jìn)，是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的方向從20世紀(jì)50年代末期，我國(guó)就開始研究數(shù)控技術(shù)，開發(fā)數(shù)控產(chǎn)品1958年，清華大學(xué)和。