毕业论文--钻床的自动化改造及进给系统设计

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1、 毕业设计说明书 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

2、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。 关键词关键词 自动钻床；液压进给系统；PLC I 绪论绪论 1.1 问题分析及其对策 1.1.1 现代制造业的发展状况 金属切削加工是指利用刀具切除被加工零件多余材料的方法，是机械制造行业中 最基本的加工方法，金属切削加工过程是由金属切削机床来实现的。金属切削机床是 用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器。 在现代机械制造行业中，随着加工零件方式多样化及工艺合理化的发展的要求， 加工

3、零件的方法也呈现出多样化，如：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、 挤压和辊轧等，在这其中机床切削加工的工作量约占总制造工作量的 40%60%(其中 钻床占 11.2%),所以在目前的机械制造行业中金属切削机床是主要的加工设备。而机 床的技术性能又直接影响机械制造行业的产品质量和劳动生产率，所以为了提高国家 的工业生产能力和科学技术水平，必须对机床的发展作出新的要求。 随着机械工业的扩大和科学技术的进步， 尤其是计算机的出现和数控技术的发展， 我国的机械制造行业正朝着自动化、精密化、高效率和多样化的方向发展。 我国机床工业自 1949 年建立以来，虽然在短短的时间内取得了很大的成就，但与

4、 世界先进水平相比还有较大的差矩。就现状看，主要表现在：我国机床工业起步晚、 技术不成熟；大部分高精度和超精度机床的性能还不能满足要求，精度保持度也差， 特别是高效自动化和数控机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。据有关部 门统计我国数控机床的产量仅是全部机床产量的 1.5%， 产值数控化仅为 8.7% （至 1990 年底） ；我国数控机床基本上是中等规格的车床、铣床和加工中心等，而精密、大型、 重型或小型数控机床还远远不能满足要求；另外我国机床在技术水平和性能方面的差 矩也很明显，机床理论和应用技术的研究也明显落后。所以我们要不断学习和引进国 外先进科学技术，大力发展研究，推动我国机

5、床工业的发展。 1.1.2 问题的提出 由以上现状分析我们可以看出， 在机床加工中钻床的加工工作量在总制造工作量 中占有很大的比重。钻床为孔加工机床，按其结构形式不同可以分为摇臂钻床、立式 钻床、卧式钻床、深孔钻床、多轴钻床等。主要用来进行钻孔、扩孔、绞孔、攻丝等。 长期以来我国的机械机械制造工业中孔类加工多数由传统钻床来完成，但是传统的钻 床在大批量生产时存在许多的不足之处： （1）自动化程度不高.，难以进行大批量的生产； （2）工作效率低，且工人的工作环境恶劣； （3）占用人力较多，操作固定不变易出错； （4）精度不高，工件装夹费时； （5）加工产品质量不高； 针对以上传统钻床的不足之处及

6、生产中存在的问题， 我们有必要对传统钻床进行 结构改进。通过对传统钻床手动的进给系统、夹紧系统及人工送料系统的改进和设计， 从而提高产品质量和生产效率，实现自动化，降低劳动强度及工作量。 1.1.3 问题的分析以及解决方案 当前传统钻床问题的存在主要在于自动化程度、生产效率、工作环境及产品质量。 在生产过程中，手动的操作、繁锁的装夹、大量生产力的投入和单一的生产流程导致 了钻床加工的自动化程度低、生产效率低、工作环境恶劣和产品质量不高，因此，我 们要解决的问题在于如何实现钻床加工的自动化、减少生产力的投入生产和与其它工 艺流程相结合，同时也要考虑经济问题。 经过分析，我们可以从机构设计和控制系统两方面去考虑。通过对钻床机构的改 造来实现自动化控制的要求，提高产品的加工精度及质量；通过导入先进的控制系统 来进行自动操控，从而实现自动化，便于导入到其它生产流程中去。为了解决问题和 便于设计改造，我们将钻床分为传动系统、进给系统、夹紧系统、送料系统和控制系 统五个部分，下面分别对各部分的问题提出解决方案： （1）传动系统 为满足改进后的加工及工作要求，在作出相应的计算后对传动系 统进