发布时间 : 星期二 文章毕业设计：轴承镗床技术改造设计(1)更新完毕开始阅读540df85379563c1ec4da710a
制，数控机床的主轴准停功能机构主要应用于刀具库的换刀辅助操作，因其准停定位精度要求较高，所以机构的检测调节和定位止动系统结构复杂且精度高，技术难度大而成本高，采用这样的措施完成本机床的功能单一的主轴定向停止控制的性价比是很低的。而数控机床的C轴功能是NC系统的旋转坐标轴控制加工功能，使用的圆光栅和光电编码盘等传感器完成角位置检测，反馈，再由NC系统完成联动插补轨迹控制实现工件轮廓切削加工，其工作精度和控制要求远远高于本机床工作工艺要求，并且结构复杂价格昂贵，显然仍是高成本低效益的控制方案。
这些方式虽然可以完成镗削后主轴角位置调整控制任务，但作为专用设备和特定工艺的控制要求加以应用均存在一定的技术缺陷，其中人工观察调整必然是费时费力低效且安全性差的方案；主电机点动调整方式显然是以牺牲工作效率为代价而换取加工过程自动化的不实用的控制方案；而移植数控机床中的主轴准停功能或采用主轴C轴功能技术完成本机床的功能单一的主轴定向停止控制则又是高成本低效益的控制方案。由此分析可见，必须采用可靠、高效、低成本的主轴定向停止控制方法才是优化本机床控制系统的关键技术环节。并且该方案要适应特定的控制精度要求以求得结构简化，技术改造成本低廉，具有较高的性能价格比。
1.3毕业设计的基本内容和意义
本毕业设计方案的设计要点是在指导教师的总体设计改造方案条件下，通过对该轴瓦专用精镗机床加工工艺要求和加工工作过程的分析，通过对该机床工作流程的分析，通过对该机床完成加工个工步对控制系统功能要求的分析，通过对加工设备机、电、液个功能部件的组成结构和工作原理的分析，通过对各种控制方案的控制特点，系统功能，控制能力和控制精度水平，系统组成结构的复杂性和难易程度、技术含量、可靠性和稳定性、安全性能和经济性的综合分析，制定编写切实可行，性价比高，安全可靠且技术含量高稳定性好的控制系统方案，在通过对设计方案的进一步论证，查阅相关资料，咨询指导教师，对方案进一步改进完善，进一步提高方案的理论上的正确性和完整性，然后绘制机械改造部件的装配图工作图样，绘制改造后的机床液压系统工作原理图，绘制控制系统硬件部分原理图工作图样，绘制控制软件流程图和用户控制程序控制梯形图，在设计方案基本完整和设计图样绘制结束的基础上，撰写设计论文，论文撰写力求条理清晰，论据充分，表述全面完整，所有的技术改造设计内容和技术条件均进行充分细致的讨论分析论述，相关技术数据和设计工作参数应列出明确条理的数据表格，尤其是对控制系统改造设计采用的可编程控制器部分的硬件系统设计和软件程序的设计内容、控制原理、组成特点、软件结构程序流程基本思路等关键技术部分的关键内容和要点，在论文中更必须认真条理的予以论证和说明。所达到的设计基本要求就是在可编程控制器（PLC）管理下，由高速切削并配合传感器采样、判断、低速调整的机电一体化主体运动系统实现可靠且高效的定向停止，同时协同机床电液传动系统实现真正意义上的半自动加工循环。
通过本次毕业设计论文的撰写，有助于将在校学习三年所学的基础课专业基础课和专业课等学科知识进行一次综合系统的联系，并通过这样的综合联系而将本专业的知识结构体系理顺和融会贯通，明确理解本专业的学科特点和专业方向，本专业的当前技术水平和前沿学科状态及发展趋势和技术走向，为即将走向工作岗位进入专业定位和专业发展奠定良好基础，总之，通过本次毕业设计论文的撰写，确实在三年的学习最后阶段用最耀眼、最鲜艳、最绚丽的色彩画上一个光彩夺目、色彩斑斓圆满的句号。
§2 机床工作原理 2.1 机床的组成
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剖切滑动轴承（即轴瓦，对开滑动轴承）内孔圆柱表面精镗加工专用设备在国内大多数轴瓦行业基本均使用卧式结构布局的液压传动专用镗床，这类机床主要由床身、镗削主轴箱、工作台、镗削工艺装备液压夹具、机床液压传动系统、检测装置和电气控制系统等部件组成，其中镗削主轴箱目前高档的加工设备已升级为为静压主轴支承结构以确保镗削质量，而中低档的加工机床则使用单油契动压滑动轴承主轴支承结构或使用双列短圆柱滚子轴承构成机床主轴支承，检测控制系统一般位于机床主轴的尾端，采用的角位置检测器件多采用感应检测传感器件或光电检测传感器件，（完全没有必要采用价格昂贵的高精度高分辨率的角位置检测传感器，例如圆光栅，光电编码盘圆感应同步器等）改造后的控制系统中包括PLC控制单元和机床强电工作部分。机床组成简图见图1。
图1 机床组成结构原理图
1―监测装置 2―主轴电机及调整装置 3―主轴箱 4―终点位置开关 5―镗杆6―刀具7―工进点位置开关8―夹紧油缸9―镗削夹具10―工作台11―碰块12―起点位置开关13―床身 14―进给油缸
2.2 机床液压系统的组成和工作原理 为提高加工效率并减轻劳动强度，目前该类机床的加工过程循环及工件夹紧松开机构操作均采用液压传动工作方式，并通过电液联合控制实现半自动循环。为使夹紧压力稳定以保证加工质量和工作安全性，系统中夹紧油缸的工作压力由系统工作压力经减压阀二次调节后提供。2个压力继电器的作用是向PLC控制系统提供系统系统工作压力和夹具的夹紧压力信息，以确保加工过程中进给速度稳定，正常的快进快退速度及加工中的人生安全和设备安全。在工件夹紧液压回路中，为防止加工中因阀用电磁铁意外失电使油路换向而造成夹具松开从而引发人生设备事故，特别地将该回路设计成阀用电磁铁得电松开工件、失电夹紧工件的工作方式。液压系统原理图见图2。
图2 机床液压系统原理图
1-二位四通电磁阀 2－镗削胎具 3－工件4－压板 5－夹紧油缸 6－终点位置开关7－工进点位置开关 8－工作台 9－起点位置开关 10－导轨11－碰块12－进给油缸13－三位四通电
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磁阀 14－夹紧压力继电器15－减压阀 16－溢流阀 17－系统压力继电器 18－调速阀 19－二位二通电磁阀20－油泵 21－滤油器 22－联轴器 23－三相异步电机 24－油箱
当液压泵启动后，若供油系统正常，当系统工作压力达到溢流阀的设定压力时，压力继电器KP1激活动作，其常开触头动作闭合，并将该系统压力正常信号经PLC的X14输入点送至PLC。PLC控制系统首先在初始化阶段驱动工作台返回加工起点SQ1处，SQ1的常开触头闭合信号使夹紧油路二位四通电磁阀的电磁铁DT4得电，夹紧油路的二位四通电磁阀换向，夹紧缸活塞上行，驱动夹具松开，进入工件装夹准备状态。在操作者将工件放置于夹具中的正确位置并按下加工启动按钮SB3，则DT4失电油路换向，夹紧油缸活塞下行将工件夹紧，当夹紧缸工作油腔压力上升至设定的夹紧压力时；夹紧缸上腔的夹紧压力将使夹紧压力继电器KP2激活，KP2的常开触头闭合，KP2的继电器动作信号经X15输入PLC，使三位四通电磁阀的电磁铁DT1得电，油路换向，其右位机能使进给油缸活塞左行，驱动工作台向左，油缸左腔的回油经二位二通电磁阀直接回油箱，工作台拖动夹具系统向左执行快进运动；当工作台上的碰块11触及工进点位置开关SQ2时，二位二通电磁阀的电磁铁DT3得电，切断了进给油缸左腔的直通回油油路，左腔的回油仅可通过调速阀18回油箱，向左的进给速度受调速阀控制而下降至设定的工进速度，同时主轴电机启动，进入工作进给和镗削加工，当左行至左极限位置镗削结束时，碰块触及左极限终点位置开关SQ3，该信号使DT1失电，向左的运动停止，DT3失电回油路又转换为直通、 主电机停止并制动；此时控制系统进行主轴角位置检测和调整，当检测到或调整到主轴角位置正确即刀具切削刃位于设定的非加工区域内时，叫位置检测正确信号触发DT2，进给油缸左腔进油，右腔经二位二通电磁阀直接回油，工作台快速右移快退，当碰块触及加工起点的位置开关SQ1时，DT2失电工作台静止，DT4得电夹具松开，一个工作循环结束。
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