目 录
设计任务书…………………………………………………… 1
开题报告……………………………………………………… 1
摘要…………………………………………………………… 2
正文：
第一章 概论………………………………………………… 3
第二章 总体结构设计……………………………………… 7
第三章 进给伺服系统机构设计…………………………… 8
第四章 床身与导轨………………………………………… 18
第五章 主传动系统结构设计……………………………… 20
第六章 控制系统设计……………………………………… 27
程序……………………………………………………………28
参考文献………………………………………………………30
中文摘要
本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。
所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。所有电机均有单片机进行控制。
此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；数控装置的设计，了解其控制原理。
设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。
关键词：数控 三坐标 铣床
英文摘要
This design is for tri-coordinate numerical control grinding machine .This machine tool can work along the curve and straight line through co-operation of three axles .By changing the abrasive wheel it can also process different type and outline .And thus improve the quality of its surface .Furthermore, this machine tool can handle the face-improving process of other tools and components .
The tri-coordinate NC curved surface grinding machine work head is connected with stand post by means of a mouse-tooth device .It can change the angle between the main axle and work desk. The motion of tri-coordinate direction is urged by DC. The work desk is fixed at both ends, thus it can reach the high accuracy .Three coordinate direction move and urge by direct current serve electrical machinery and realize half close ring system through speed feedback and position feedback. Main shaft adopt and exchange electrical machinery by electrical machinery ,go on step speed regulation to their by converter. All electrical machineries are controlled by the one-chip computer.
In this way the product produced are with high quality we mainly design the structure of the numerically controlled milling machine, and find out control prnciple of single tool machine: The design of the transmission structure of X、Y worktable .Mainly the application of boll beany; Assiting system with the control of open-loop system and its working prinples; The design of the whole machine structure and it advantages and disadvantages; The design of the numerically controlled device ,and its control principles.
In this design ,we fully consider the practical orders of economy , technology and applicability and choose the least plan to get the least effect.
Key Words: Numerical Control Tri-coordinate Milling Machine
目录
中文摘要 1
英文摘要 2
目录 3
第一章 概论 1
1.1数控机床的产生与发展 1
1.2 何谓数控机床 1
1.3 数控机床的应用范围 1
1.4 数控机床的基本组成 2
1.5 数控机床的分类 2
1.6 数控机床的工作过程 2
1.7 数控机床的特点 2
1.8 磨削概论 2
1.9 三坐标数控磨床 3
第二章 总体结构设计 6
2.1提高机床的结构刚度的设计 6
2.2提高机床的抗振性的措施 7
2.3提高机床灵敏度 7
第三章 进给伺服系统结构设计 8
3.1 进给伺服系统的作用 8
3.2 进给伺服系统的设计要求 8
3.2.1对进给伺服系统的基本要求 8
3.2.2 进给伺服系统的设计要求 9
3.3进给伺服系统的组成 9
3.4 进给伺服系统的分类 9
3.5给伺服系统的数学模型。 10
3.5.1 数控机床的位置调节系统 10
3.5.2 进给伺服系统的数字模型 10
3.6 进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 10
3.6.1 时间响应性 10
3.6.2 频率响应特性 11
3.6.3 稳定性分析 11
3.6.4 快速性分析 11
3.6.5 伺服精度 11
3.7 驱动元件的设计 12
3.7.1. 选用伺服电动机 12
3.7.2选用交流伺服电机 12
3.8 机械传动部件的设计 14
第四章 床身与导轨 20
4.1 床身设计 20
4.1.1 床身结构的基本要求 20
4.1.2 床身的结构 20
4.1.3 床身的截面形状 20
4.1.4钢板焊接结构 21
4.1.5箱体封沙结构 21
4.2导轨设计 21
4.2.1对导轨的要求 21
4.2.2 滑动导轨 21
4.2.3 贴塑滑动导轨 21
4.2.4 导轨结构 22
4.2.5 导轨设计 22
4.2.6导轨的材料 22
第五章 主传动系统结构设计 23
5.1主传动系统的设计要求 23
5.2主传动变速系统的设计 23
5.3主轴组件设计 23
5.3.1 对主轴组件的性能要求 23
5.3.2 主轴组件的组成和轴承选型 24
5.3.3 主轴组件的技术要求 25
5.3.4主轴组件的动态特性 26
5.3.5 主轴轴承的润滑 26
5.4选择主轴电机 27
5.5 高速带的设计计算 29
第六章 控制系统设计 31
6.1 确定硬件电路的总体方案 31
6.2 主控制器CPU的选择 31
6.3 存储器扩展电路设计 31
6.4 I/O口扩展电路设计 32
6.5 交流伺服电机驱动电路 32
6.6 主轴电机驱动电路 32
6.7 越界报警 32
程 序 33
设 计 小 结 36
参考文献 37
第一章 概论
设计任务书
1、三坐标数控磨床的主要技术要求
（1）X、Y、Z行程分别为300mm、300mm 、300mm。
（2）进给精度为0.001mm
（3）X、Y、Z轴快速移动速度分别为10m/min、10m/min、10m/min
(4 )工作台面尺寸420×300mm
2、课题内容及工作量
三坐标数控磨床总体布置图Ao 1张
X-Y工作台装配图（机构图）Ao1张
磨头机构装配图Ao1张
单片机控制原理图Ao1张
设计说明书15000字、开题报告2000字
外文翻译5000汉字
编制源程序100句以上
注：所有的尺寸均由计算机绘制
画线机是用滚轮等再日用陶瓷、玻璃制品的圆形或椭圆形器皿上，画一条或多条彩色、彩带的机械。可以分为单色机画线机和多色画线机。本次设计主要是研究设计单色画线机，即单线画线机。
陶瓷是无机材料之母，从家庭至宇宙对陶瓷的渴求量愈来愈大，其许多优越、潜在特性不断被发现，近20年来各国非常重视陶瓷的研究、开发与应用，各国将先后进入陶瓷世界。
陶瓷一般指陶器和瓷器的合称，“陶”为烧成之意，“瓷”是指硬而之谜的器物。陶瓷是我国历史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我国陶瓷的出现可上溯到距今一万年左右，距今3000年前的殷周时代，有了以高岭土为原料的白陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以铁为着色剂的青釉器，是青瓷的前身。晋朝出现“瓷”字，说明当时人们已认识到陶和瓷的区别。
陶瓷是一种与我们日常生活以及在各种工程项目能够经常接触到的材料。随着技术经济的发展，在某些科学领域陶瓷已形成其他材料无法比拟的优点。例如，工程陶瓷，由工程陶瓷的制成的零件具有耐磨、耐热、耐摩擦、热膨胀系数小等一系列优点，是当今世界高技术含量的产品。在国外已越来越多地应用工程陶瓷取代金属零件，使产品地寿命、稳定性等大大提高。在如，低温烧结陶瓷（LTCC）大家一定还都记得在手机行业刚刚起步时的代表作——大哥大，它又笨又重，携带不方便，而现在的手机就越来越袖珍了，这里的关键就是LTCC技术的发展。;LTCC技术是把很多东西整合在一起，其全称为“低温共烧陶瓷”技术，，简单地说，就是一种整合、小型化地技术将各种被动组件整合在一起，缩小到陶瓷式电路板上，如果没有它，手机是无法达到轻薄短小地效果地。总之，陶瓷已经成为与我们密不可分地伙伴了。
我国陶瓷生产历史悠久，日用陶瓷一直畅销国内外。在我们的生活中，能够给人们留下直观印象的是日用陶瓷。这里不乏一些工艺美术品。因此，对于陶瓷制品，我们不仅要求其本身质量要好、使用方便，同时还要对其表面进行一定程度的美化处理，绘制出各种线条精美的图案，增加美感及艺术感。然而，传统的陶瓷画线主要是由手工完成的，画出的线条宽窄不一，严重影响产品的质量，与其是在画宽度3mm以上的线条时，用手工的方法根本无法实现，因此生产陶瓷的厂家不得不将线条印成画纸，将画纸贴在陶瓷制品上进行彩烤，而这又大大提高了成本。陶瓷生产厂家一直都无法解决这一问题。随着机械化、自动化技术的不断发展，研制新型高效的画线机以代替手工作业已成为迫切需要。目前，世界各国对装饰机械的研制十分迅速，不断推陈出新。其中以画线机和印花机发展最为迅速。我国在这方面发展比较晚，目前用于生产陶瓷机械数量较小，品种较单一，因此有必要投入人力物力财力设计新产品，引进设备，消化技术。
1.3 工作内容和要求
1.3.1 画线机总体参数的确定
主要技术指标及重要技术参数
①主要技术指标
画线色种: 单色
公称生产能力：6-12件/分
彩色宽度： 0.25-6mm
制品最大直径：406mm
制品最大高度：230mm
总功率消耗： 3.5kw
整机重要： 约100kg
外型尺寸： 约1.4m×0.8m×1.6m
②重要技术参数
电动机的变速范围：1000-3000rpm
最短画线时间： ＝1.22s
最长画线时间： ＝4.14s
画线辅助时间： t＝3s
参考文献
［1］瓷器、精瓷与彩瓷 刘达权 北京：轻工业出版社，1984
［2］新型陶瓷 邱关明 北京：兵器工业出版社，1993.3
［3］设计材料与加工工艺 张锡 北京：化学工业出版社，2004.8
［4］陶瓷造型基础 杨永善 北京：轻工业出版社，1985
［5］日用陶瓷工业学 李家驹 武汉：武汉工业大学出版社，1992
［6］高性能陶瓷论文集 郭景坤 北京：人民交通出版社，1998.5
［7］机械系统设计 朱龙根 北京：机械工业出版社，2001.8
［8］非标准设备机械手册 张展 北京：兵器工业出版社
［9］中国机电产品大辞典 北京：机械工业出版社
［10］现代综合机械设计手册（下） 北京出版社
［11］机械设计 谭庆昌，赵洪志 吉林科学技术出版社
［12］材料力学 聂毓琴，孟广伟 吉林科学技术出版社
［13］机械制造技术基础 于骏一，张福润 机械工业出版社
［14］机械原理 秦荣荣，崔可维 吉林科学技术出版社
摘要
冲击回转钻进技术的设想始于欧洲。从上世纪五十年代开始，在美国，加拿大和前苏联才研制出几种具有实用意义的液动冲击器。我国从1958年底开始在原地质矿产部勘探技术研究所对液动冲击回转钻进技术进行研究，几乎与世界同步。
液动冲击器是液动冲击回转钻探的关键设备。随着中国现代化建设的不断推进和发展，国民经济增长对液动冲击回转钻探不断提出更高的要求，所以，加速液动冲击器的研究势在必行。
本文在综述了国内外液动冲击回转钻探和液动冲击回转钻探核心机械—液动冲击器的基础上，研究阀式反作用液动冲击器的工作原理和结构特点，并提出了计算液动冲击力和冲击频率的方法。通过分析，指出阀式反作用液动冲击器适用于中到中硬以上的岩层，并且应尽量增大泥浆排量，采用较大刚度的冲锤弹簧，以使冲击器的优点得到充分发挥。并针对液动冲击器的关键零件—冲锤弹簧进行了详细的分析计算和验算。并从技术和经济学角度分析了液动冲击回转钻探的技术经济效果。本文主要作了以下工作：
详细阐述了液动冲击回转钻探；
详细介绍了各种液动冲击器；
分析了反作用液动冲击器的结构原理和结构特点
阀式反作用液动冲击器的性能分析和参数计算。
关键词：液动 回转 钻探 反作用 冲击器
Abstract
The text ,basing on summing up the studying of nation inside and outside n circumgyrate drilling of fluid move concussion and fluid move impulsion implement of counteractive of valve style,study working principle and frame characteristic of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.And it advances the measure that account the wallop and concussion frequency.Overpass the analysis,it indicate that the fluid move impulsion implement of counteractive of valve style is the same with the terrane that whose rigidity is middle or upwards.Besides it should accretion the arrange quantity of slop to the best of its abilities and adhibits clash spring of the greater limit to exert the excellence of impulsion implement.It also makes detailed analyzed account and checking computations in allusion to the key part of the impulsion implement,and analyses the technic economy effet of the impulsion implement.The text do mianly these work:
1)expound circumgyrate drilling of fluid move concussion particular.
2)introduce diversified impulsion implement particular.
3)analyse orking principle and frame characteristic of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.
4)capability analysis and parameter account of fluid move impulsion implement of counteractive of valve style.
Key words: fluid move, circumgyrate, drilling, counteractive ,concussion implement
目录
摘要 1
Abstract 2
第一章 液动冲击回转钻探 1
1．1概述 1
1．2冲击回转钻进的实质和特点 2
1．3冲击回转钻进的应用范围 3
1．4冲击回转钻进的发展概况 4
1．5液动冲击回转钻在地质岩心钻探中技术经济效益 6
第二章 液动冲击器 8
2．1冲击器的种类 8
2．2 反作用式液动冲击器 15
2．2．1 反作用式液动冲击器的结构原理 15
2．2．2 反作用式液动冲击器的结构特点 15
2．3 阀式反作用液动冲击器性能分析及参数计算 16
2．3．1 功率特性及活塞冲锤运动特性分析 16
2．3．2 参数计算 16
2．4 本章小结 22
第三章 ГВМС—5型液动锤 23
3．1 ГВМС—5型液动锤工作原理及特点 23
3．2 冲锤弹簧设计和计算 24
3.2.1原始条件的确定 24
3．2．2．参数计算： 25
3.2.3验算 27
第四章 液动冲击回转钻进的发展展望 27
4．1 液动冲击回转钻进的发展方向 27
4．2 基础理论方面的重大课题 30
4．3 应用研究 30
第五章 液动锤的仿真分析 31
致谢 35
参考文献 36
目 录
绪论 -----------------------------------2
零件分析--------------------------3
零件的作用------------------------3
零件的工艺分析--------------------3
工艺规程设计----------------------4
2.1确定毛坯的制造形式及材料----------4
2.2基准的选择------------------------4
制定工艺路线----------------------5
机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸
的确定----------------------------6
4.1轴承孔加工余量确定----------------6
4.2缸套孔机械加工余量确定------------6
4.3侧面孔Ø56加工余量确定-------------6
4.4曲轴箱侧面加工余量确定------------6
4.5轴承孔端面加工余量确定------------6
4.6顶平面及底平面加工余量确定--------7
确定切削用量及基本工时------------9
5.1工序I:粗精铣底面------------------9
5.2工序II：粗铣顶平面----------------11
5.3工序III：磨平面-------------------12
5.4工序IV：钻铰底面孔-----------------13
5.5工序V：铣侧面粗铣轴承孔端---------14
5.6工序VI：粗扩缸套孔Ø55±0.1---------15
5.7工序VII：粗扩轴承孔Ø51 0.1-------16
5.8工序VIII：扩侧面孔Ø56------------17
5.9工序IX：精铣轴承孔端面保证尺寸40±0.05-----------------------------17
5.10工序X：钻斜油孔锪平面倒角攻丝---17
5.11工序XI：在侧面钻孔倒角攻丝------18
5.12工序XII：半精镗精镗轴承孔精镗缸套座孔------------------------------19
5.13工序XIII：在顶面钻孔倒角攻丝----20
5.14工序XIV：在轴承孔端面钻孔攻丝-----20
工艺过程卡------------------------21
体会与感受------------------------------22
参考资料-------------------------------23
绪 论
机械制造工业是国民经济最重要的部门之一，是一个国家或地区经济发展的支柱产业，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力，技术水平﹑生活水准和国防实力。机械制造工业是制造农业机械﹑动力机械﹑运输机械﹑矿山机械等机械产品的工业生产部门，也是为国民经济各部门提供冶金机械﹑化工设备和工作母机等装备的部门。机械制造业是国民经济的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备。
机械制造工艺技术是在人类生产实践中产生并不断发展的它的内容极其广泛，包括零件的毛坯制造，机械加工及热处理和产品的装配等。但是在研究工艺问题上，可归纳为质量，生产率和经济性三类。（1）保证和提高产品质量：产品质量包括整台机械的装配精度﹑使用性能﹑使用寿命和可靠性，以及零件的加工精度和加工表面质量。（2）提高劳动生产率：提高劳动生产率的方法一是提高切削用量﹑采用高速切削﹑高速磨削和重磨削。二是改进工艺方法﹑创造新工艺。（3）降低成本：要节省和合理选择原材料，研究新材料；合理使用和改进现有设备，研制新的高效设备等。对于上述三类问题要辨证地全面地进行分析。要在满足质量要求的前提下，不断提高劳动生产率和降低成本。以优质﹑高效﹑低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配，这样的工艺才是合理的和先进的工艺。
摘 要
采煤机直接用于煤炭的地下开采，是煤炭生产中最主要的机械设备之一。改革开放以来，我国的采煤机研发有了长足的发展，但在性能和可靠性上与世界先进国家的采煤机相比，还存在一定的差距。为此，开发高产高效矿井综合配套技术是我国煤炭科技发展的主攻方向。为提升产品设计质量，完善快速设计和个性设计手段，采煤机的创新设计尚需要加大研究力度。
MG250/591-WD型电牵引采煤机是在鸡西煤机有限公司多年研制电牵引采煤机成功技术的基础上开发制造成功的。我这次设计的主要任务是对MG250/591-WD型采煤机右截割部摇臂壳体进行加工工艺规程设计。创新之处在于在设计过程中根据具体情况应用了数控编程。
关键字： 采煤机 加工工艺规程 数控编程
Abstract
Coal mining machine uses in the coal directly underground mining, is in the coal production one of most main mechanical devices. Since the reform and open policy, the coal mining machine research and development had the considerable development, But compares in the performance and in the reliability with the world advanced countries coal mining machine, also has certain disparity. Therefore, the development high production highly effective mine pit synthesis necessary technology is our country coal science and technology development main attack direction. In order to promote the product design quality, the consummation fast design and the individuality design method, the coal mining machine innovation design still needed to increase the research dynamics.
The MG250/591-WD electricity hauling coal mining machine is develops in the JiXi coal machine limited company many year development electricity hauling coal mining machine success technology foundation makes successfully. The author this design primary mission is carries on the processing technological process design to the MG250/591-WD coal mining machine right cutting department rocking shaft shell. Place of the innovation lay in the design process acts according to the special details to apply the numerical control programming.
Key words: Coal mining machine Processing technological process Numerical control programming
目录
摘要 ……………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………Ⅱ
第 1 章绪论 ………………………………………………………… 1
第 2 章MG250/591-WD型采煤机概述……………………………… 4
2.1 MG250/591-WD型采煤机简介………………………………… 4
2.2 工作原理……………………………………………………… 4
2.3 采煤机结构组成及其各部分的功用………………………… 5
2.3.1 截割部………………………………………………… 5
2.3.2 牵引部………………………………………………… 6
2.3.3 行走部………………………………………………… 6
2.3.4 液压传动部…………………………………………… 6
2.3.5 冷却喷雾系统………………………………………… 6
2.3.6 电气系统……………………………………………… 6
2.4 主要技术特点………………………………………………… 7
2.5 主要技术参数及配套设备…………………………………… 8
2.5.1 主要技术参数………………………………………… 8
2.5.2 主要配套设备………………………………………… 9
第 3 章 MG250/591-WD型采煤机右摇臂壳体工艺规程设计…… 11
3.1 壳体零件的功用和结构特点………………………………… 11
3.1.1 壳体零件的功用……………………………………… 11
3.1.2 壳体零件的结构特点………………………………… 11
3.1.3 矿井用壳体零件的特点……………………………… 11
3.2壳体零件的主要技术要求…………………………………… 12
3.3零件图样分析………………………………………………… 13
3.4 工艺分析……………………………………………………… 14
3.5 加工工艺规程………………………………………………… 14
第 4 章 右摇臂壳体数控加工工艺………………………………… 15
4.1 数控加工工艺的内容………………………………………… 15
4.2 数控加工工艺的特点………………………………………… 15
4.3 加工中心的选择……………………………………………… 15
4.4 数控加工工艺分析与设计…………………………………… 19
4.4.1 零件加工的可行性分析……………………………… 19
4.4.2 零件的工艺性分析…………………………………… 194.4.3 走刀路线的选择……………………………………… 20
4.4.4 对刀点与换刀点的确定……………………………… 20
4.4.5 加工余量的确定……………………………………… 21
4.4.6 切削用量的选择……………………………………… 21
4.5 加工中心的工艺及工艺装备………………………………… 22
4.5.1 工艺性分析…………………………………………… 22
4.5.2 工艺过程设计………………………………………… 22
4.5.3 零件的装夹…………………………………………… 23
4.6 加工中心编程的特点………………………………………… 24
4.7 零件主要工序数控程序编制………………………………… 24
第 5 章 工艺过程的技术经济分析………………………………… 28
第 6 章 绿色制造…………………………………………………… 30
第 7 章 专题论文…………………………………………………… 32
结论……………………………………………………………………… 38
致谢……………………………………………………………………… 39
参考文献………………………………………………………………… 40
附录1外文翻译及原文………………………………………………… 42
附录2数控加工程序…………………………………………………… 56
附录3工艺规程………………………………………………………… 77
