摘要
组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。
本文对可编程序控制器（PLC）应用于双面钻孔组合机床电气控制系统的设计思想作了介绍。对系统的硬件组成和软件设计作了较为详细的阐述。
关键词：可编程控制器（PLC）,组合机床,步进梯形指令(STL)，动力滑台。
Abstract
Combination machine tools and automatic line is a comprehensive collection and integration of high degree of automation in the manufacturing technology and process equipment packages. It is characterized by highly efficient, high quality, economical and practical, they have been widely used for mechanical engineering, communications, energy, industry, light industry, and home electrical appliances industry. Our traditional combination machine tools and machine tool portfolio automatically routes primarily use machines, electricity, gas, hydraulic control, and its processing is targeted at the production lot larger-and medium-bold type and Zhou Lei parts and complete drilling, reaming, cut Kong, the processing of thread, boring, cars carry noodles and protrude Taiwan in Conedera smooth-bore various shapes shafts and horizontal Xianxiao and shape face. As technology advances, a new portfolio of machine tools -- soft combination machine tools increasingly been favored, it applied a line box, convertible main boxes, coding and cutlery accompanying jig automatic replacement, coupled with programmable controller (PLC), numerical control (NC), to
arbitrarily change the work cycle control and drive systems, and the flexibility to adapt to the multi-species processing scale variable portfolio tools.
This article mainly introduces the design thought of PLC applying for Modular Machine Tool electronic control system. It gives a detailed statement on the components of the system hardware and design of software.
Key words: PLC； Modular Machine Tool；STL。
第一章引言
1.1 课题背景
我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存。组合机床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2002年9月份，组合机床行业企业仅组合机床产品一项，据不完全统计产量已达800余台，产值达3个亿以上，较2001年同比增长了10%以上, 另外组合机床行业工业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交货值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较上年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。组合机床及其PLC电气控制系统是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床电气控制系统主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件（近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多，有大型组合机床和小型组合机床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台式组合机床等；随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青
睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外，近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机（清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线）等在组合机床行业中所占份额也越来越大。
1.1.1 组合机床的国内外现状
从2002年年底第21届日本国际机床博览会上获悉，在来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中，超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析，机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会上展出的加工中心，主轴转速10000～20000r/min，最高进给速度可达20～60m/min；复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时，加工的形状却日益复杂。多轴化控制的机床装备适合加工形状复杂的工件。另外，产品周期的缩短也要求加工机床能够随时调整和适应新的变化，满足各种各样产品的加工需求。然而更关键的是现代通信技术在机床装备中的应用，信息通信技术的引进使得现代机床的自动化程度进一步提高，操作者可以通过网络或手机对机床的程序进行远程修改，对运转状况进行监控并积累有关数据；通过网络对远程的设备进行维修和检查、提供售
后服务等。在这些方面我国组合机床装备还有相当大的差距，因此我国组合机床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。
1.1.2 PLC控制技术的国内外现状
可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF 系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
1.2 组合机床的概述
1.2.1 组合机床的概念
组合机床是由一些通用部件及少量的专用部件组成的高效自动化或半自动化的专用机床，可完成钻孔，扩孔，铰孔，镗孔，攻丝，车削，铣削，磨削等工艺，一般采用多轴、多刀、多工序、多面同时加工。
1.2.2双面钻孔组合机床的介绍
组合机床的控制系统大多采用机械、液压、气动和电气控制相结合的控制方式。组合机床的控制线路的总体设计是由通用部件的典型控制线路和一些基本的环节组成。
组合机床构成：通用部件、动力部件（动力头和滑台），支撑部件、（滑坐、床身、立柱），输送部件（回转台、机械手等零件和产品的输送装置）。
动力头：能同时完成切削和进给运动的动力装置（部件）。
动力滑台：只完成进给运动的动力装置（部件），有液压和机械两种结构形式。
1.3 可编程序控制器及应用
1.3.1 可编程序控制器概述
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，
并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
1.3.2 可编程控制器的结构和工作方式
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC源于用计算机控制来取代继电接触器，所以PLC具有同通用计算机的相同之处，如具有相同基本结构和相同的指令执行原理。但是，两者的工作方式上确有着重要的区别，不同之处体现在PLC的CPU上采用循环扫描工作方式，集中进行输入采样，集中进行输出刷新，I/O 映像区分别存放执行程序之前的各输入状态和执行过程中个结果的状态。
1.3.3S7-200系列PLC指令系统
S7-200PLC的指令由助记符和操作符两部分组成。常用指令：1.LD/LDN指令2.A/AN指令3.O/ON指令4.输出指令5.NOT指令6.置位/复位指令7.NOP指令8.END指令。比较指令：1.字节比较指令2.整数比较指令3.双字整数比较指令4.实数比较指令5.比较指令应用实例。程序控制指令：1.JMP/LBL跳转指令2.FOR/NEXT循环指令
3.CALL/CRET子程序指令。定时器指令，计数器指令。数据处理指令：1.传送指令和块传送指令2.算术运算指令。
第二章系统设计的总体方案
2.1机械动力滑台
2.1.1机械动力滑台原理分析
图2-1
A I1.3 A I1.4 = Q1.0
3.3.3 PLC的I/O地址分配
总结
通过几个月的时间完成了双面钻孔组合机床电气控制系统设计的设计任务，设计中包含的部分参数和图片来自实际的生产过程中，将在以后的工作和学习中起到良好的作用。
设计虽然已经完成，由于本人能力有限，难免有不足之出，请老师多多指导。但是，本系统中还是存在一些问题：首先，由于设计者没有相关行业的操作经验，对其中的实际需求不能很好的把握，这就造成了一些功能在设置上就可能不符合实际操作人员的要求。
另外，机械设计经验的不足，使得我们在考虑很多问题时，并没有考虑去全局出发，形成周密的计划，而只是从一个方面去考虑。对软件，也没有时间和能力进行正式的测试，所以难免有逻辑上的错误出现。
最重要的是，由于对机械本身的熟练程度不高，在实现一些比较复杂的功能时，有很大的难度。这就使得一些很好的设想不能实现，同时，人性化方面的考虑也不能得到解决。经过此次设计，能够更好的把学校学到的知识在生产中得到应用，同时对机械设备也有了更加深入的了解，高效，快捷，精确在此得到体现。在以后的工作和
学习中，应更加努力做好本职工作并不断自我提高。虽然有的诸多的问题和困难，但通过这一次的开发任务，仍使我在机械的合作设计、前期的设计计划方面获益匪浅。
致谢
在整个毕业设计中，我得到了指导老师的热心指导和帮助，在此表示感谢！感谢指导老师在这次设计中给于我的指导和建议，这些帮助为我设计的顺利完成起到很好的作用，丰富的实践经验，良好的知识储备更为设计带来技术和理论知识.
感谢西安航空职业技术学院提供了教研室和良好的上网环境。感谢我的合作伙伴兰晶同学在做毕业设计期间对我的帮助，她与我的良好合作，保证了毕业设计的按时完成。
再一次感谢指导老师和各位在毕业设计期间帮助过我的人！
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目录 引言 1、明确液压系统的设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (3) 2.1负载分析 (4) 2.2速度分析 (5) 3、选定液压系统主要参数 (6) 3.1初选液压缸工作力 (6) 3.2计算液压缸结构数 (7) 4、拟定液压系统图 (8) 4.1选择基本回路 (8) 4.2回路的合成 (9) 5、液压元件的选择 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (12) 6、系统油液升温验算 (13) 设计小结 (14) 参考文献 (15)
引 言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 1.明确液压系统的设计要求 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N 。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。机床快进快退速度约为6 m ／min ，工进速度可在30～120mm ／min 范围内无级调速, 快进行程为200mm ，工进行程为50mm ，最大切削力为25kN ，运动部件总重量为15 kN ，加速（减速）时间为0.1s ，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 2.负载分析与速度分析 2.1负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。 在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。 （1）工作负载F W 工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即 N F t K 25
钻孔组合机床设计文献综述 附:文献综述或报告 钻孔组合机床设计 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效专用机床。它能够对一种(或多种)零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点: (1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70~80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 (2)由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。
(3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 (4)在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。 (5)当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床虽然有很多优点，但也还有缺点: (1)组合机床的可变性较万能机床低，重新改装时有10%~20%的零件不能重复利用，而且改装时劳动量较大。 (2)组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，它是具有较广的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍为复杂些。 近几年组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、缝纫机、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用，一些中小批量生产部门也开始推广使用。我国在组合机床及其自动线上将获得较快的发展，其发展方向为: 1、提高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要标准是:品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。 目前应注意开发适应强力铣削的大功率动力滑台，高精度镗削头和高精度滑台，以及适应中、 小批生产的快调、速换动力部件和支承部件。 机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争能力。
设计一卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。 1）工作循环：快进—工进—快退—停止。 2）工作参数轴向切削力21000N ，移动部件总重10000N ，快进行程 100mm ，快进与快退速度 4.2m ／min ，工进行程 20mm ，工进速度 0.05m ／min ，加、减速时间为0.2s ，静摩擦系数0.2，动摩擦系数0.1，动力滑台可在中途停止。 一、负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为fs F ，动摩擦力为fd F ，则 N N F f F N s fs 2000100002.0=?== N N F f F N d fd 1000100001.0=?== 而惯性力 N N t v g G t v m F m 3572 .08.960 /2.410000 =??=??=??= 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率95.0=m η，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表1。 表1 液压缸各运动阶段负载表
快进 m fd F F η/= 1053 工进 m fd t F F F η/)(+= 23158 快退 m fd F F η/= 1053 根据负载计算结果和已知的各阶段的速度，可绘制出负载图（l F -）和速度图（l v -），见图1a 、b 。横坐标以上为液压缸活塞前进时的曲线，以下为液压活塞退回时的曲线。 a) b) 图1 负载速度图 a ）负载图 b ）速度图 二、液压系统方案设计 1. 确定液压泵类型及调速方式 参考同类组合机床,同时根据本题要求。选用双作用叶片泵双泵供油，同时
《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计 院系： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2013年7月18日
目录 一、设计要求及工况分析 (3) 二、确定液压系统主要参数 (5) 三、拟定液压系统原理图 (7) 四、计算和选择液压件 (8) 五、液压缸设计基础 (11) 5.1液压缸的轴向尺寸 (11) 5.2主要零件强度校核 (11) 六、验算液压系统性能 (14) 七、设计小结 (17)
一、设计要求及工况分析 1.设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和F e =30500N ，移动部件总重量G ＝19800N ；快进行程为100mm ，快进与快退速度0.1m/s ，工进行程为50mm ，工进速度为0.88mm/s ，加速、减速时间均为0.2s ，利用平导轨，静摩擦系数0.2；动摩擦系数为0.1。液压系统的执行元件使用液压缸。 2.负载与运动分析 （1）工作负载 工作负载即为切削阻力N F e 30500= （2）摩擦负载f F 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力 N F fs 3960198002.0=?= 动摩擦阻力 N F fd 1980198001.0=?= （3）惯性负载 （4） 运动时间 快进 s v L t 11 .01 .0111=== 工进 s v L t 8.561000 88.005.0222=÷== 快退 s s v L L t 5.11.010)50100(33211=?? ? ????+=+=- 设液压缸的机械效率 cm η =0.9，得出液压缸在各阶段的负载和推力，如表1所列。 表1 液压缸在各运动阶段的负载和推力（cm η=0.9） 1010N N 2 . 0 1 . 0 8 . 9 19800 i = ? = ? ? = t g G F υ
前言 本设计需要综合运用大学四年所学的知识，同时还需进一步学习各方面相关的知识，发挥创新能力。本设计作为一名机械工程学院机电专业学生的毕业设计，满足毕业设计的要求，难度及工作量适中，在内容上力求简明扼要、严格精选。 本设计论文包括以下几大部分内容：中英文摘要、绪论、第一章机床总体设计、第二章多轴箱部件设计、第三章多轴箱零件校核及总结和参考文献。 本设计全部采用最新的国家标准和技术规范，以及标准术语和常用术语。 本设计全部由机械工程学院XXX教授指导，在设计中承蒙张教授和本设计组中同学的支持和帮助，为本人提供了许多宝贵的意见和建议、资料，在此表示衷心的感谢！ 由于本人水平有限，在设计中难免有错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正！
目录 前言 (1) 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅲ) 绪论 (1) 第一章、组合机床总体设计 (5) 1-1、组合机床工艺方案的制定 (5) 1-2、组合机床切削用量的选择 (6) 1-3、组合机床配置型式的选择 (6) 1-4、组合机床的总体方案设计 (7) 第二章、多轴箱部件设计 (13) 2-1、多轴箱设计 (13) 2-2、主轴设计 (13) 2-3、齿轮布置 (13) 2-4、多轴箱的润滑，手柄轴的设置 (17)
第三章、多轴箱零件校核 (19) 3-1、轴的校核 (19) 3-2、齿轮的校核 (22) 3-3、轴承的选择与校核 (24) 总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 本论文主要说明组合机床设计的基本过程及要求。组合机床是按高度集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工。组合机床发展于工业生产末期，与传统的机床相比：组合机床具有许多优点：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作台、及电源一些基本部件及一些特殊部件，根据不同的工件加工所需而设计的。 在组合机床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多数组合机床来说，则主要用于平面加工和孔加工两大类工序。论文主要内容包括四大部分：（1）、制定工艺方案通过了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，并绘制被加工零件工序图。 （2）、组合机床的总体设计确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。 （3）、组合机床部件设计包括专用多轴箱的设计，传动布局合理，轴与齿轮之间不发生干涉，保证传动的平稳性和精确性。专用主轴设计、轴承的选用及电机的选择等。 （4）、液压装置的设计液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了许多液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。 另外，本文还涉及到大量的设计和计算，包括： （1）、主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度； （2）、传动轴的设计和校核，以保证轴的刚度； （3）、齿轮的设计、计算，对齿轮的强度和刚度进行校核； 多轴箱部分是本次设计的重要环节，本次设计中它的设计既要保证工作台的运动的合理、平衡和准确，又要满足工作要求。在本文中的大量设计、计算使它在理论上满足了设计和工作的要求。
毕业设计指导书 设计课题：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统设计适用：机械设计制造及其自动化专业
前言 液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算机技术结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中已经广泛引用液压技术。作为数控技术应用专业的学生初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。 液压传动在国民经济的各个部门都得到了广泛的应用，但是各部门采用液压传动的处发点不尽相同：例如，工程机械、压力机械采用液压传动的主要原因是取其结构简单、输出力大；航空工业采用液压传动的主要原因是取其重量轻、体积小；机床上采用液压传动的主要原因则是取其在工作过程中能无级变速，易于实现自动化，能实现换向频繁的往复运动等优点。为此，液压传动常在机床的如下一些装置中使用： 1．进给运动传动装置 这项应用在机床上最为广泛，磨床的砂轮架，车床、自动车床的刀架或转塔刀架，磨床、钻床、铣床、刨床的工作台或主轴箱，组合机床的动力头或滑台等，都可采用液压传动。 2．往复主体运动传动装置 龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，都可以采用液压传动来实现其所需的高速往复运动，前者的速度可达60～90m/min，后者的速度可达30～50m/min。这些情况下采用液压传动，在减少换向冲击、降低能量消耗，缩短换向时间等方面都很有利。 3．回转主体运动传动装置 车床主轴可以采用液压传动来实现无级变速的回转主体运动，但是这一应用目前还不普遍。 4．仿形装置 车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来实现，其精度最高可达0.01～0.02mm。此外，磨床上的成型砂轮修正装置和标准四缸校正装置亦
摘要 组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件，完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步，一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。 本文对可编程序控制器（PLC）应用于双面钻孔组合机床电气控制系统的设计思想作了介绍。对系统的硬件组成和软件设计作了较为详细的阐述。 关键词：可编程控制器（PLC）,组合机床,步进梯形指令(STL)，动力滑台。
Abstract Combination machine tools and automatic line is a comprehensive collection and integration of high degree of automation in the manufacturing technology and process equipment packages. It is characterized by highly efficient, high quality, economical and practical, they have been widely used for mechanical engineering, communications, energy, industry, light industry, and home electrical appliances industry. Our traditional combination machine tools and machine tool portfolio automatically routes primarily use machines, electricity, gas, hydraulic control, and its processing is targeted at the production lot larger-and medium-bold type and Zhou Lei parts and complete drilling, reaming, cut Kong, the processing of thread, boring, cars carry noodles and protrude Taiwan in Conedera smooth-bore various shapes shafts and horizontal Xianxiao and shape face. As technology advances, a new portfolio of machine tools -- soft combination machine tools increasingly been favored, it applied a line box, convertible main boxes, coding and cutlery accompanying jig automatic replacement, coupled with programmable controller (PLC), numerical control (NC), to
湖南农业大学东方科技学院 课程设计说明书课程名称： _____________________________ 题目名称： _____________________________ 班级：20_级_________________ 专业_班 姓名： ________________________________ 学号： ________________________________ 指导教师： _____________________________ 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20
目录 液压传动课程设计指导书 (2) 一、设计要求及工况分析 4 1. 1设计要求 (4) 1.2负载与运动分析 (4) 二、液压系统主要参数确定 6 2.1初选液压缸工作压力 (6) 2.2计算液压缸主要尺寸 (6) 三、拟定液压系统原理图 8 3.1主体方案的确定 (8) 3.2基本回路确定 (8) 3.3液压系统原理图综合 (11) 四、计算和选择液压元件及辅件 11 4.1确定液压泵的规格和电动机功率 (11) 4.2确定其它元件及辅件 (12) 五、验算系统发热与温升 15
六、设计小结 15 主要参考文献 (16) 液压传动课程设计指导书 一、设计的目的和要求： ㈠设计的目的 液压传动课程设计是本课程的一个综合实践性教学环节，通过该教学环节，要求达到以 下目的： 1?巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计 能力和综合分析问题、解决问题能力； 2?正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路，组合成满足基本性能要求的液压系统； 3?熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生 在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD技术等方面的基本技能 进行一次训练，以提高这些技能的水平。 ㈡设计的要求 1?设计时必须从实际出发，综合考虑实用性、经济性、先进性及操作维修方便。如果可 以用简单的回路实现系统的要求，就不必过分强调先进性。并非是越先进越好。同样，在安 全性、方便性要求较高的地方，应不惜多用一些元件或采用性能较好的元件，不能单独考虑简单、经济； 2?独立完成设计。设计时可以收集、参考同类机械的资料，但必须深入理解，消化后再 借鉴。不能简单地抄袭； 3?在课程设计的过程中，要随时复习液压元件的工作原理、基本回路及典型系统的组成， 积极思考； 4?液压传动课程设计的题目均为中等复杂程度液压设备的液压传动装置设计。具体题目 由指导老师分配，题目附后； 5?液压传动课程设计要求学生完成以下工作： ⑴设计计算说明书一份； ⑵液压传动系统原理图一张（3号图纸，包括工作循环图和电磁铁动作顺序表）。 二、设计的内容及步骤 ㈠设计内容 1. 液压系统的工况分析，绘制负载和速度循环图；
摘要 本次设计是结合近年来国内外机床行业发展的新趋势,针对柴油机汽缸盖两侧的小孔钻削的组合机床设计.组合机床是由大量的通用部件和少量的专用部件组成的工序集中的高效率机床,它能够对一种(多种)零件进行多刀,多轴,多面,多工位加工,制造的周期短,投资少,经济效益高. 关键词:汽缸盖;毛坯;定位;机床夹具;金属切削;钻头
ABSTRACT This design was unified the new tendency of domestic and foreign machine tool’s industry development in the recent years, aimed at the design of assembled machine tool of the two sides’ pore drilling of diesel engine cylinder’s cover. The assembled machine tool is the centralized working procedure and high efficiency machine tool, which is composed by the massive general parts and the few special parts, it can process one kind (or many kinds)of part on the multi-knives, multiple-spindle, multi- surface, multi-locations. Its manufacture cycle is short, the investment is little ,but the economic benefit is high. Keywords:Cylinder Head；roughCutters；allocation; jig; metal cutting; drills
液压传动课程设计 说明书 题目：卧式双面多轴钻孔组合机床液压系统的设计 姓名： 学号： 班级： 联系方式： 指导教师：
2012年12月31日
目录 一、设计任务书 (1) 二、液压系统性能和参数的初步确定 (1) 1. 运动分析 (1) 2. 液压缸的负载分析 (3) 3. 初步确定液压缸的参数 (4) 1) 滑台液压缸 (4) 2) 工况图 (7) 三、液压系统方案的选择和拟定 (8) 1. 选择液压基本回路 (8) 1) 调速回路 (8) 2) 快速运动回路与速度换接回路 (8) 3) 压力控制回路 (10) 4) 行程终点的控制方式 (11) 2. 拟定液压系统图 (12) 四、各液压元件的计算和选择 (13) 1. 确定液压泵规格和电动机的功率 (13) 1) 液压泵工作压力的计算 (13) 2) 液压泵流量的计算 (13) 3) 液压泵规格的确定 (14) 4) 液压泵电动机功率的确定 (14) 2. 控制阀的选择 (15) 3. 管道尺寸 (16) 4. 油箱容量 (16) 五、液压系统性能的验算 (16) 1. 静态特性的验算 (16) 1) 回路中的压力损失 (16) 2) 液压泵的工作压力 (25) 3) 液压回路和液压系统的效率 (25) 2. 液压系统发热验算 (27) 六、液压集成块装置设计 (27) 七、参考文献 (27)
一、设计任务书 设计一台卧式双面多轴钻孔组合机床的液压系统。要求两面钻削头同时工作，能实现快进、工进、死挡块停留、快退、停止的自动工作循环，其快进和快退速度v1 = 3.5 m/min，工进速度v2 = 40 mm/min，工作部件重量估计为9800 N，轴向切削力F = 30000 N，快进行程长度为200 mm，工进行程长度为100 mm，动力滑合采用平导轨，其摩擦系数f s = 0.2，f d = 0.1，往复运动的加速和减速时间要求不大于0.2 s。 二、液压系统性能和参数的初步确定 首先，我们对液压系统进行工况分析。工况分析是分析一部机器工作过程中的具体情况，其内容包括对负载、速度和功率的变化规律的分析或确定这些参数的最大值，即分析负载的性质和编制负载图。在液压系统的工作循环中，各个阶段的负载是由各种不同负载组成的。而各个阶段都具有不同的速度，已知各阶段的负载和速度，即可求出各阶段功率的变化规律。本次课程设计以采用液压缸型式为主，因此以下进行液压缸式的设计计算。 1.运动分析 根据设计任务的要求，确定本液压系统的工作循环为： 快进→工进→死挡块停留→快退→原位停止卸荷，工作循环图如下图所示：
1 绪论 1.1 课题的来源 在国内外组合机床已发展成为一个新兴的工业部门。由于技术、经济、生产上的原因，早在50年代已经迅速发展并具有专门经营这项业务的企业。 在技术上，由于传统的普通机床精度低、并且不能同时加工同一零件，导致生产效率低。而社会生产力的巨大发展要求制造技术向高精度与高效率方向前进。而组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位、同时加工。采用组合机床即能提高生产率又能提高加工精度。 在经济上，如果就设备以淘汰的形式更换为新设备则耗资巨大，很不经济，而采用组合机床加以现代化，为中小型企业和大企业创造了可观的经济效益。 在生产上，组合机床最适合多品种，中小批量生产，很符合现代化机械制造业的生产需要。 就本课题的国内外概况而言，我国是拥有上百万台机床的国家，要在短时间内实现机床多方位加工和高效率、高精密、设备的更新，国情上讲全面更新是不大可能的，组合机床的设计就以成为一个重要的研究方向。因此组合机床的设计加以自动化将会使得我们的国家的制造业迅速发展。在组合机床设计中引入了微机，不但技术上具有先进性，同时应用上也比传统的机床有了较大的通用性和可用性。 1.2 指导思想 组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位、同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，随着组合机床技术的发展，它能完成的工艺范围日益扩大。组合机床所使用的通用部件是具有特定功能、按标准化、系列化原则设计、制造的组合机床基础部件。每种通用部件有合理的规格尺寸系列，有适用的技术参数和完善的配套关系。组合机床设计应根据机床的性能要求配套液压、气压和电控等系统。
目录..................................................................................................................... - 0 -引言....................................................................................................................... - 1 -第一章明确液压系统的设计要求..................................................................... - 2 -第二章负载与运动分析....................................................................................... - 2 -第三章负载图和速度图的绘制......................................................................... - 3 -第四章确定液压系统主要参数........................................................................... - 4 - 4.1确定液压缸工作压力................................................................................ - 4 - 4.2计算液压缸主要结构参数........................................................................ - 4 -第五章液压系统方案设计................................................................................. - 7 - 5.1选用执行元件............................................................................................ - 7 - 5.2速度控制回路的选择................................................................................ - 7 - 5.3选择快速运动和换向回路........................................................................ - 8 - 5.4速度换接回路的选择................................................................................ - 8 - 5.5组成液压系统原理图................................................................................ - 9 - 5.5系统图的原理.......................................................................................... - 10 -第六章液压元件的选择................................................................................... - 11 - 6.1确定液压泵.............................................................................................. - 11 - 6.2确定其它元件及辅件.............................................................................. - 12 - 6.3主要零件强度校核.................................................................................. - 13 -第七章液压系统性能验算............................................................................... - 15 - 7.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值.......................................... - 15 - 7.2油液温升验算.......................................................................................... - 16 -设计小结 ................................................................................................................ - 18 -参考文献................................................................................................................. - 19 -
毕业设计(论文)开题报告 题目：汽车变速箱钻孔组合机床后多轴箱设计
注：1. 正文：宋体小四号字，行距20磅。 2. 开题报告由各系集中归档保存。 参考文献 [1] 徐旭东，周菊琪.现代组合机床技术及其发展[J] .中国机械工程,1995,(6):12-13. [2] 谢家瀛.组合机床设计简明手册[M].北京：机械工业出版社，1996.1-89. [3] 孙恒，陈作模、葛文杰.机械原理[M].北京：机械工业出版社，2006.1-88. [4] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.22-63 [5] 钱云峰，殷锐.互换性与技术测量[M].北京：电子工业出版社，2011.35-49 [6] 卢秉恒.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2008.100-120. [7] 彭得利.变速器箱体专用钻床主轴箱的设计[J].装备制造技术，2011,（3）：23-26. [8] 云继夏，陆文欣，韩遂太.曲拐传动多轴箱的设计[J].组合机床通讯，1978,（4）:27-47. [9] 刘文信.组合机床多轴箱齿轮强度的验算[J].组合机床，1983,（10）:1-3. [10] 许玉改.钻、扩、铰孔共用一个主轴箱的组合机床设计[J].科技信息，2012,（27）:111-112. [11] 张亚慧.钻攻复合主轴箱的设计[J]. 组合机床与自动化加工技术,2001,(10):49-51. [12] 李运保,郭动针,冯云峰.钻孔、攻螺纹主轴的共箱设计[J]. 组合机床与自动化加工 技,2000,(1):15-16.
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液压与气压传动课程 设计说明书 课程设计题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压 系统设计 作者所在系部：机电工程学院 作者所在专业：机械设计制造及其自动化 作者所在班级： 作者姓名： 作者学号： 指导教师姓名： 完成时间：
北华航天工业学院
摘要 液压系统具有广泛的工艺适应性、优良的控制性能、反应快、输出力（或力矩）大等优点。在机床中被广泛的采用。液压传动技术是机械设备中发展最快的技术之一，特别是近年来与微电子、计算机技术的结合，使液压技术进入了一个新的发展阶段，机、电、液、气一体是当今机械设备的发展方向。在数控加工的机械设备中广泛引用液压技术。作为学习该专业的学生应初步学会液压系统的设计，熟悉分析液压系统的工作原理的方法，掌握液压元件的作用与选型及液压系统的维护与修理将是十分必要的。本文主要阐述了液压系统的设计包括系统工况分析，拟定液压系统原理图，液压元件的计算和选择以及液压系统的性能验算等。 关键字：液压系统液压传动液压元件
目录 第一章绪论 (1) 1、液压与气压传动系统综述 (1) 2、液压系统的组成 (1) 第二章液压系统的设计 (2) 1、明确液压系统的设计要求 (2) 2、负载与运动分析 (2) 负载分析 (2) 速度分析 (3) 3、选定液压系统主要参数. (4) 初选液压缸工作力 (4) 计算液压缸结构数 (5) 4、拟定液压系统图 (7) 选择基本回路................................. (7) 回路的合成 .................................. (7) 5、液压元件的选择 (10) 液压泵及驱动电动机功率的确定............. (10) 元件、辅件选择 (11) 6、系统油液升温验算................................ . (11) 致谢 (13) 参考文献 (14)
农业大学工学院 课程设计说明书 课程名称：液压传动课程设计 题目名称：卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统 班级：20 13级农机专业一班 姓名：亚军 学号： 指导教师：文凯 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20 年月日
引言 (1) 一、液压系统的设计要求 (2) 二、负载与运动分析 (2) 2.1、负载分析 (2) 2.2、运动分析 (3) 三、确定执行元件主要参数 (4) 3.1、确定液压缸工作压力 (4) 3.2、计算液压缸的结构尺寸 (4) 3.3、绘制液压缸工况图 (6) 四、设计液压系统方案和拟定系统原理图 (6) 4.1、液压系统方案 (6) 4.1.1、调速回路及油源形式 (6) 4.1.2、选择基本回路 (7) 4.1.3、速度换接回路的选择 (8) 4.2、系统图的原理 (10) 五、液压元件的选择 (12) 5.1、确定液压泵的规格和电动机功率 (12) 5.1.1、液压泵的规格 (12) 5.1.2、电动机功率 (13) 5.2、确定其他元件及辅件 (13) 5.2.1、阀类元件及辅件 (13) 5.2.2、油管 (14) 5.2.3、油箱 (15) 六、液压系统性能验算 (15) 6.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (15) 6.2油液温升验算 (16) 七、设计小结 (18) 八、参考文献 (18)
引言 液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。 一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。系统结构由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。 而且液压系统易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化等优点，使得在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。
毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 机座钻孔组合机床设计 一、研究现状和发展趋势： 世界上第一台组合机床1908年诞生于美国，20世纪30年代后组合机床在世界各国得到迅速发展。到今，组合机床已经成为了现代制造工程的关键设备之一。 二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达0.05毫米／1000毫米，表面粗糙度可低达2.5～0.63微米；镗孔精度可达IT7～6级，孔距精度可达O.03～O.02微米。 专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 组合机床 最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 为了使组合机床能在中小批量生产中得到应用，往往需要应用成组技术，把结构和工艺相似的零件集中在一台组合机床上加工，以提高机床的利用率。这类机床常见的有两种，可换主轴箱式组合机床和转塔式组合机床。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系统等。 机床是人类在长期生产实践中，不断改进生产工具的基础上生产的，并随着社会生产力的发展和科学技术的进步逐渐完善的。 最原始的机床是木头制作的，所以动了都是人力或畜力带动的。 现代意义上的用于金属价格的基础是在18世界中期才出现的。当时，欧美一些工业发达的国家，开始从手工业过度到资本主义机器大生产，需要大量的机器从而推动了机床的发展。 为了使蒸汽机的发明运用到机床中1770年前后出现了蒸汽机内孔用的镗床。 1797年发明了带有机动刀架的车床，开创了用机械代替人手的控制刀具的运动先身并使机床的加工精度和功效有了质的飞跃。