基于数控铣床的四轴加工中心改造

摘要

数控机床以其高效率和稳定的质量品质日益成为现代制造领域的基础装备,以数控技术为核心的数控系统装配和制造水平已经成为衡量一个国家制造水平的标志。我国已经把加快产品设备的更新、改造作为提升我国制造水平的手段。而机床的数控改造以其成本低、周期短,已经成为现阶段众多公司的首选方式。因此,对原有的设备进行升级改造,使之变成新型数控机床,已成为当前的趋势,具有非常重要的现实意义。本课题来源于江苏省海安双楼职业高级中学使用的VM600型数控铣床,该机床除了满足正常的教学之外,为了发挥其功效,承接了一些外加工业务。在外加工过程中由于产品频繁变换,需要经常更换刀具,一方面影响了加工精度,另一方面影响了生产效益。鉴于这种情况,学校决定将数控铣床改造成加工中心,在此基础上再安装数控分度头,以便进行四轴加工,使得对复杂关键的零部件实现一次装夹完成全部加工工序,这样可大幅度提高了生产效益,使产品的位置精度和尺寸精度提高一个等级。 该课题首先制定了改造的总体方案,根据机床的实际设计了自动换刀装置,选择了数控分度头的型号,安装了数控分度头。针对改造的机床对自动换刀程序的PMC进行了编制,对机床参数进行了设定,最后进行了机床各部分的调试。经过这次改造,该加工中心完全能满足生产提出的各项技术要求及新产品开发的需要,大大缩短了产品研发周期,为产品的市场竞争赢得了时间。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1数控技术及其发展状况

1.1.1数控技术概述

1.1.2国外数控技术发展状况

1.1.3我国数控技术现状

1.2数控铣床和加工中心概述

1.2.1数控铣床概述

1.2.2加工中心概述

1.2.3数控铣床和加工中心的区别

1.3机床数控化改造的研究

1.3.1机床的数控化改造

1.3.2数控化改造的研究现状

1.3.3数控化改造的可行性

1.3.4数控化改造的内容和意义

1.4数控化改造的关键技术

1.5本课题的背景和研究特色

1.6课题的主要工作

第二章数控化改造的总体方案设计

2.1现有数控机床的功能分析及其存在的问题

2.1.1现有设备的功能

2.1.2机床存在的问题

2.1.3需要改造部分

2.2自动换刀装置的改造设计方案

2.3第四轴的改造设计方案

2.4 PMC的改造设计方案

第三章 自动换刀装置(ATC)的改造设计

3.1自动换刀装置概述

3.2自动换刀装置的改造设计

3.2.1刀库的类型

3.2.2选刀方式

3.2.3刀库

3.2.4刀盘部分的设计

3.2.5刀库转动定位机构的设计

3.2.6机床的主轴定位机构设计

3.3自动换刀装置的气动系统设计

3.4自动换刀装置的电气控制实现方案

3.5刀库动作过程

3.6自动换刀程序设计

3.7本章小结

第四章数控分度头的设计

4.1数控分度头概述

4.2数控分度头的功能分析和选型

4.2.1数控分度头的功能分析

4.2. 2数控分度头的选型

4.3数控分度头的结构设计和实现

4.3.1数控分度头的安装尺寸图(见图4-1所示)

4.3.2主要规格及参数(见表4-1)

4.3.3数控分度头的结构(见图4-2)

4.3.4数控分度头的工作原理

4.3.5伺服系统的选型

4.3.6数控分度头回零(A轴回零)

4.4本章小结

第五章可编程序控制器的设计

5.1 PMC简介

5.2适应机床数控化改造的PMC程序编制

5.2.1 I/O地址分配

5.2.2 PMC程序的设计

5.2.3编制PMC程序应注意的几个问题

5.3本章小结

第六章机床的调试

6.1机床参数设定

6.1.1关于轴设定的参数

6.1.2有关换刀的参数设定

6.1.3有关伺服参数的设定

6.2伺服系统调试

6.3机床PMC控制程序联机调试

6.4机床总体调试

6.5机床总体性能优化

6.5.1系统参数的优化

6.5.2机床机械部分调整

6.5.3机床机械精度补偿

6.6机床试运行

6.7本章小结

第七章总结和展望

7.1研究工作总结

7.2展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢