钻铣组合机床设计 毕业设计.doc

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1、摘要 本次毕业设计的题目是“液压半自动钻铣组合机床”。本组合机床要求能实现钻中心孔和铣两端面，能进行手动和自动控制，铣削头能作10mm的微调。本人的设计的主要内容是：进行了机床总体布局设计；对机床的进给和传动部分进行了设计；机床料架的夹紧方案的选取和设计；对机床液压系统进行了设计，绘制了液压原理图；最后根据液压图和系统的工作循环，设计了电气控制系统，并编制了PLC 程序图。 通过此设计，本机床完全能满足设计要求，与传统的机床相比，本机床具有自动化程度高，生产率高，精度高等优点。 关键词：组合机床；铣削头；工作循环；自动 Abstract The topic of this graduation

2、 design isThe Hydraulic Pressure Module Machine Tool of Drilling & Milling.This module machine tool needs to be realized to drill the center bore and mill the ends of the axle.Also it can do with automatic control and by hand. The cutter head can move 10 mm forward or backward.The main contents of m

3、y design is: To proceed the total distribution in machine tool in machine design;To design the entering and moving parts of the module machine tool;To design the hydraulic of the machine tool and draw the hydraulic system principle diagram;finally according to the hydraulic diagram and the circulati

4、on of the work of the system system, design the electricity control system, and draw up PLC procedure diagram. Passing this designs, this machine tool can satisfy completely the design requests. compared with traditional machine tool, this machine has the high degree automation and high precision, a

5、lso the rate of production is high. Key words: module machine tool； the cutter head ； work circulation ； automation目 录摘 要错误！未定义书签。Abstract错误！未定义书签。第一章 引 言错误！未定义书签。第二章 设计题目简介及总体方案确定62.1 题目简介62.1.1 设计题目62.1.2 题目简介62.1.3设计参数及性能要求62.1.4现场加工设备简介62.2机床设计方案确定72.3液压系统的设计原则和设计依据82.4组合机床及其自动线电气控制系统设计9第三章 铣削用量

6、的选择和铣削力的计算103.1加工工件简介103.2铣削用量选择及铣削力的计算103.3钻削用量选择及钻削力的计算12第四章 料架的设计134.1料架的组成及其工作原理144.1.1 料架的组成144.1.2 料架的工作原理144.2 V型块的设计144.2.1 V型块外形尺寸确定144.2.2 V型块的夹紧力计算154.3左右螺旋丝杠的设计164.4变速器的设计204.4.1变速器传动比分配204.4.2变速器齿轮设计204.5轴的设计214.5.1丝杠螺杆轴的设计214.5.2单叶片摆动液压马达输出轴的设计22第五章 液压系统的设计计算225.1动力滑台部分2错误！未定义书签。5.1.1

7、动力和运动参数分析2错误！未定义书签。5.1.2 工作负载分析2错误！未定义书签。5.1.3 负载图和速度图的绘制245.1.4 液压缸主要参数确定255.2动力钻头部分295.2.1 动力和运动参数分析295.2.2 工作负载分析305.2.3 负载图和速度图的绘制315.2.4钻轴伸缩油缸的设计计算325.2.5钻轴伸缩油缸缸筒的设计计算325.3旋转油缸的设计计算33第六章 传动部分的设计计算346.1电机的选择356.2主轴直径的选择356.3主轴箱传动齿轮的设计366.3.1动力运动参数分配366.3.2传动齿轮设计37第七章 组合机床电气控制系统的设计447.1概述457.2组合机

8、床液压电气回路及其控制系统的设计457.3机床加工总时间的确定46参考文献48致谢49第一章 引言对于培养工程技术人才的工科性大学来说，学生们的实践活动就显得非常重要。然而，四年的大学生活，我们基本是以书本上的理论学习为主，实习大都以参观为主，基本上没有什么自己动手操作的机会，所以，提高学生的实践动手能力和熟悉工程现场的能力是很必要的。而最后的毕业设计，是真正的理论与实践相结合，综合运用大学四年所学知识解决工程实际问题的过程。所以，我们要充分珍惜这难得的机会，努力提高自己，为以后的工作打下良好的基础。本次毕业设计，我和张杰同学选择了液压半自动钻铣组合机床的设计。本次设计历时一个学期，在尹明老师

9、的知道下，通过我和张杰的认真设计，较为圆满的完成了该机床的基本设计工作。下面是我们对本组合机床的主要设计内容：1机床总体布局方案：根据所给参数和现场条件，确认机床的总体方案；主轴的驱动及减速方案；铣销，钻销的进给方案；工件夹紧方案；机床操作方案等。2主轴箱设计：（1）主轴箱电机的选取，转速分配；（2）齿轮的设计；（3）轴的设计；（4）轴承等的选取；（5）钻轴，铣轴的布局等3料架的设计：（1）料架夹紧装置设计；（2）料架进给系统设计；（3）相关齿轮，轴的设计；（4）相关附件的选取4液压电气控制系统设计：（1）液压原理设计；（2）液压油缸，油泵的设计或选取；（3）液压控制元件的选取；（4）电气控制

10、系统原理的设计；（5）以PLC程序顺序控制举例设计。金属切削机床（Metal cutting machine tools）是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，所以又称为“工作母机”或“出具机”，习惯上简称为机床。在一般的机械制造工厂中，机床约占机器设备总台数的50-70%，它所担负的工作量约占总劳动量的一半。组合机床（Modular machine）是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的专用机床。它适宜于在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。这种机床既具有专用机床的结构简单、生产率和自动化程度高的特点，又具有一定的重

11、新调整能力，以适应工件变化的需要。组合机床可以对工件进行多面、多主轴加工，一般是半自动的。 组合机床具有以下特点：（1） 组合机床上的通用部件和标准件约占全机的7080%，因而设计和制造的周期短、投资少、经济效果好。（2） 组合机床采用多刀加工并且自动化程度高，不仅生产效率高，而且劳动强度低。（3） 组合机床的通用部件都是经过长期的生产实践考验的，因而不但结构稳定，工作可靠，而且使用和维修方便。（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，因而加工质量稳定，对操作工人的技术要求不高。（5） 组合机床便于产品更新，当改过加工对象时，其通用部件和标准件可以重复使用，而不必另行设

12、计和制造。（6）用组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状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特殊形状的零件。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

13、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。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2.50.63微米；镗孔精度可达IT76级，孔距精度可达0.030.02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。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

14、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。通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件。主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回

15、转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有润滑装置、冷却装置和排屑装置等。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。 随着电子技术的发展，液压传动和电-液联合控制技术的深入广泛应用，根据大批量生产多样化

16、、中小批量多品种生产高效化的要求，以及产品更新加速的特点，上世纪70年代以来发展了新型组合机床柔性组合机床。近些年来，随着电子技术、计算机技术、信息技术以及激光技术等的发展并应用于机床领域，使机床的发展进入了一个新时代。不断提高劳动生产率和自动化程度是机床发展的方向。80年代被称为数控机床数控系统发展的时代。现在，中国已成为世界的制造业基地，与世界先进水平的差距逐步缩小。柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）已成为中大批量多品种生产较为理想和效益较好的设备。组合机床是当前机械制造业实现产品更新，进行技术改造，提高生产效率和高速发展的必不可少的设备之一。 设计机床的基本要求有以下

17、几点：1、一定的工艺范围任何一台机床所能完成的加工零件的类型，零件尺寸，毛坯形式和工艺工序都是有一定范围的。一般来说，工艺范围越窄，机床结构可较简单，容易实现自动化，生产率也高。机床的工艺范围过窄，会限制加工工艺和产品的革新；而盲目扩大机床工艺范围，将使机床的结构趋于复杂，不能充分发挥各部件的性能，甚至影响机床主要性能的提高，增加机床成本。2、保证精度与光洁度机床应保证被加工零件的精度和光洁度 ，并能在长期内保持。工件的精度和光洁度是由机床，刀具，夹具，切削条件和操作者等方面的因素决定的。就机床方面来说，要保证被加工零件的精度和光洁度，机床本身就必须具备一定的几何精度，传动精度和动态精度。一般

18、情况下，机床刚度越大则动态精度越高。机床的刚度包括结构刚度和接触刚度，机床的结构刚度取决于构件本身的材料性质，抗扭抗弯截面的大小，壁厚，筋板布置和窗口影响等。机床的接触刚度不仅与接触材料接触面的几何尺寸，硬度有关，而且还与接触面的光洁度，几何精度，加工方法，相对方向接触面间的介质，预压力有关。切削过程中机床的振动降低了加工精度，工件表面质量和刀具耐用度，影响了生产效率的提高，加速了机床的损坏。机床抵抗振动的能力称为抗振性。机床的抗振性和机床的结构刚度，阻尼特性，固有频率有关。机床长时间保持其合格精度的性能称为机床精度保持性。机床按精度可分为普通精度机床，精密机床，高精度机床和精密母机床。3、有

19、足够高的生产率和自动化程度生产率的要求根据生产纲领决定，常用单位时间内机床所能加工的零件数量表示。要提高机床的生产效率，必须缩短加工一个工件的平均时间，其中包括缩短切削加工时间，辅助时间以及分摊到每一个工件上的准备和结束时间。采用先进刀具提高机床的切削速度，采用大切深，大进给，多刀多刃和成型刀具等都可以缩短切削加工时间，提高生产效率。同时，缩短辅助时间，例如：空行程快进，夹紧用气压或液压卡盘，从而减少辅助时间，提高生产率。为了提高机床的生产率和自动化程度，就要在保证工件加工质量的前提下，以最经济的方法，合理的利用刀具，最大限度的缩短机动时间和辅助时间。机床的自动化可减少人对加工的干预，从而保证

20、加工的一致性，即被加工零件的精度稳定性。还具有提高生产率和减轻工人劳动强度的优点。4、操作维修方便，使用安全可靠机床的操纵，观察，调整，装卸工件和工具应方便省力。机床维护须简单，部件便于拆装，易于查找故障进行修理，并便于安装和运输。使用安全包括操作者的安全，误操作的防止，超载的保护，有关动作的互锁以及对故障或废品的报警。5、提高三化程度三化是指机床品种系列化，零部件通用化和零件标准化。提高三化程度对发展机床品种，规格，数量和质量，对于机床的制造，使用和修理，对于新产品的设计和老产品的革新等方面都有十分重要的意义。6、噪声小由于机床切削速度的提高，功率的增加，自动化功能的增多和机床变速范围的扩大

21、，机床噪声问题已经成为机床设计中必须考虑的一个问题。7、成本低在保证实现机床的性能要求的同时，也要注意使机床具有很高的经济效益。对于机床生产厂的经济效益来说，机床成本尤为重要。机床的成本不仅包括材料，加工制造费用，还包括研制和管理费用，必须十分重视和努力降低机床的成本。8、可靠性机床的工作可靠性也是一项重要的技术经济指标。随着自动化水平的不断提高，需要许多机床，仪表，控制系统和辅助装置协同工作。它们对机床的可靠性指标的要求是相当高的。第二章 设计题目简介及总体方案确定2.1 题目简介2.1.1设计题目：液压半自动化钻铣组合机床2.1.2题目简介：本题目要求设计一种用于各种轴类零件在毛坯锻造后，

22、机加工前对轴类平两端面并钻销中心孔的双工位组合机床，为后续各切削加工做好准备。故本设备用于批量生产线上，要求装夹方便，加工时间短，自动化程度较高。2.1.3设计参数及性能要求：1零件直径： 长度：2零件长度公差： 平行度：3零件材料为调质中碳钢，硬度4加工时间：每件不超过分钟5能进行程序控制工作和手动单一动作调整。2.1.4现场加工设备简介在工作现场完成上述工艺过程是在不同工序不同机床上进行的，在现场调研时的主要设备是完成火车轴生产加工的铣两端面的组合机床，由料架和两铣削头组成，采用卧式双面单工位结构，料架固定，铣削头由双电机滚珠丝杠驱动在轨道上移动。车轴夹持装置由气压传动控制的齿轮杠杆夹紧机

23、构组成。根据现场工人介绍中心孔加工是在车床进行的需要多次定夹紧和掉头加工，装夹定位不方便，并且耗时。2.2 机床设计方案确定 根据现场条件以及给定的设计参数和性能要求确定机床总体方案。如果要完成上述要求设计的组合机床可以是工件移动，也可以是铣头移动。一般来说，铣削时铣头固定工件移动的方式比铣头移动，工件固定的铣削方式加工精度要稳定。因为，铣头固定时，铣头在工件的不同位置上，机床刚度变化小。工件的移动和主轴箱的移动都是在滑台上进行的，滑台按驱动方式的不同，可以分为液压滑台和机械滑台。机械滑台是经过丝杠螺母来实现被带动滑台体的进给运动。液压滑台的组合机床需要单独的液压油源，有利于实现机床整体的自动

24、化。液压滑台容易实现快速启动，制动和频繁换向，采用电-液联合的行程控制，可以实现滑台的快进，工进，快退等动作。机械滑台需由工进电机和快速电机联合驱动来实现，使得滑台结构大，本设计不宜采用。同时由于在钻孔加工过程中存在快进，工进，快退等，料架夹紧等，采用液压驱动较为容易实现。料架及夹紧机构的方案确定：对于本次设计来说，料架部分可以采用齿轮杠杆夹紧机构和V型块式螺旋传动定心夹紧机构。对于齿轮杠杆夹紧机构来说，它的工作原理是：当齿轮转动时，两齿条同时向外或向里运动，实现工件的夹紧或松开。以后简称A 方案。对于V型块螺旋自动定心机构来说，它的工作原理是：利用等螺距的左右丝杠带动两个滑座等速移动来夹紧或

25、松开工件。以后简称B方案。由于A方案的V型块是垂直布置的，导致了它的垂直方向的定位误差较小，但是水平方向的定位误差较大。而B方案的V型块是水平布置的，它的水平方向的定位误差较小，而垂直方向的定位误差较大。本次毕业设计要求的是水平方向的定位误差较小，因而，采用B方案。2.3 液压系统的设计原则和设计依据机床系统的设计原则是：从实际出发，注意吸收国内外先进技术，力求设计出重量轻，体积小，成本低，效率高，结构简单，性能良好，操作方便的液压装置来。为了贯彻执行上述原则，在确定主机传动方式的过程中，必须反复研究各种传动方式的优缺点和使用场合，通过分析对比，选出最合理的方案。当一种传动方式不能满足设计要求

26、时，应考虑是否可与别种方式结合，综合发挥出各自的优点，形成合理的方案。只有在主机的传动方案决定采用液压传动之后，液压系统的设计任务才会被提出来。液压系统的设计依据是：（1）主机的用途，主要结构，总体布局；主机对液压系统执行元件在位置布置和空间尺寸上的限制。（2）主机的工作循环，液压执行元件的运动方式（移动，转动或摆动）及其工作范围。（3）液压执行元件的负载和运动速度的大小及其变化范围。（4）对液压系统工作性能（如工作平稳性，转换精度等），工作效率，自动化程度等方面的要求。（5）主机对各液压执行元件的动作顺序或互锁要求。（6）液压系统的工作环境和工作条件，如周围介质，环境温度，湿度，尘埃情况，外

27、界冲击震动等。（7）其他方面的要求，如液压装置在重量，外形尺寸，经济性等方面的规定或限制。2.4组合机床及其自动线电气控制系统设计 一设计依据电气控制系统设计依据是电器设备设计任务书，电气人员在进行设计前要深入了解任务书的要求，并特别注意以下问题：（1）详细了解机床的工作循环及其互锁要求；（2）熟悉组合机床或自动线的各通用及专用部件的动作过程及其对电气控制系统的要求；（3）了解机床及自动线中各辅助设备的工作情况；（4）对液压系统要有一定的了解，同时要掌握电磁阀的性质，有关数据及电磁铁，压力继电器等液压元件的接通表。二设计方法在接到电气设备设计任务书及液压系统图后，首先必须深入地了解机床的工作循

28、环，对机床的总体方案应该做到心中有数。然后制定电气控制方案，进行设计。在制定出电气控制系统总体方案后，首先进行各个环节的设计，最后加以综合，综合时应注意以下两点：（1）要注意检查各个控制信号的“准确性”，及主令信号的“单一性”。所谓“准确性”是指要求每一个控制信号，只能代表一个明确的概念，不允许有一个以上的解释。如加工完成不能与向后信号混为一谈。所谓主令信号的单一性是指主令信号只能在一特定的条件下，对某一特定装置（部件）起作用。主令信号的单一性，保证了系统的可靠性。（2）必须注意互锁的严密性控制线路设计的严密而合理，实际就是互锁条件的严密而合理。因此，互锁条件对电气控制系统原理设计来说关系极大

29、。所谓互锁的严密性有两层意义：一方面是互锁信号要合乎客观实际需要，即通过互锁信号来实现各运动部件之间的相互制约；另一方面，每一个互锁信号应具有明确的概念，这与控制信号的准确性是一个意思。 第三章 切削用量的选择和切削力的计算3.1 加工工件简介： 50钢的综合力学性能较好,热塑性、加工性和切削加工性较佳，冷变形能力和焊接性中等。多在调制或正火状态下使用，还可用于表面淬火处理以提高零件的疲劳性能和表面耐磨性。屈服极限 强度极限 短试棒求得的伸长率 断面收缩率 冲击吸收功(冲击功)密度 7.807.85加工要求：要求端面表面粗糙度Ra=1.6，车轴直径150200mm3.2铣削用量选择及铣削力的计

30、算：背吃刀量（铣削深度mm）侧吃刀量（铣削宽度mm）每转进给量 mm/r每齿进给量 mm/z进给速度 mm/s刀具选用镶齿套式端面铣刀 GB 1129-85 铣削面宽度:切削深度:主轴转速n: 切削速度: 经计算得:主轴转速为:3.3钻削刀具和切削用量选择与钻削力的计算 刀具：GB6078-85 选择A型不带护锥的中心钻 钻削用量： 表1中心孔直径D(mm)原料端部最小直径Do(mm)轴料原料最大直径工件的最大重量（Kg）6.3251201801500（8）30180220200010352202402500孔深 选择切削用量及背吃刀量 进给量查表得 由于l/d=23.2/21.2=1.09

31、取 计算主轴转速：取 实际切削速度 计算钻削力和钻削力矩及钻削效率第四章 料架设计4.1料架的组成及其工作原理4.1.1料架的组成：料架由工件夹紧部分和料架横移进给部分组成。其中工件夹紧部分由夹紧转动油缸变速器，带有左右螺旋的丝杠及滑座等组成；料架横移进给部分由进给油缸，滑座和滑台体三个部分组成。4.1.2料架的工作原理：工件夹紧部分采用V型块式螺旋自动定心装置，该机构利用单叶片摆动油缸驱动的等螺距的左右螺旋带动两个滑座等速移动向中间夹紧工件向外分开时，则松开工件，为增加滑座的行程有利于工件的安装，在转动油缸和丝杠中间装有变速器。料架横移进给部分则仿于液压滑台，液压缸固定在滑座上。工件夹紧部分

32、固定在液压滑台上随滑台一起移动。液压滑台采用电-液联合的行程控制。4.2 V型块的设计4.2.1 V型块的外形尺寸确定由已知的原始数据，所加工的工件直径在150-200mm内，则根据公式，V型块基面到定位圆心的距离 V型块的开口尺寸 常用V型块的工作角度为 =60、90、120三种。其中，最常用的是 90的那种。通式 其中， 故， 而，取 h=95mm B=180mm T=80-100mm L=B+10=190mm采用左右螺旋自动定心装置定位的夹紧行程为：4.2.2V型块的夹紧力计算 工件以V型块定位并夹紧，为防止工件在切削转矩T（NM）的作用下打滑而转动所需夹紧力： 为防止工件在轴向力P的作

33、用下打滑而轴向移动所需的夹紧力为： 取 4.3左右螺旋丝杠的设计（1）材料的选择45钢调质处理，硬度HBS 217-256，最大抗拉强度B=650MPa，屈服极限S=360MPa，弯曲疲劳极限-1=275MPa，剪切疲劳极限-1=155MPa （2）传动方式采用滑动螺旋传动，并采用梯形螺纹。V型块上所受的夹紧力其中,取公称直径d=48mm,l螺距p=12mm,单线螺纹。其中，(3)驱动转矩 取 （4）螺母基本尺寸及压强螺母高度 取 旋合圈数 基本牙型高度 耐磨性 满足条件。（5）螺杆强度当量应力取 满足条件（6）螺纹牙强度取标准模数 （5）计算几何尺寸：力，接触疲劳极限应力2、按弯曲疲劳强度设

34、计（1）确定许用弯曲应力取，则式中：n齿轮转速，r/min a齿轮每转一转时，轮齿同侧齿面啮合次数 t齿轮总工作时间，h故取寿命系数 （2）选取载荷系数 （3）初步选定齿轮参数： （4）确定复合齿形系数因两齿轮所选材料及热处理相同，则相同，故设计是按小齿轮的复合齿形系数设计，查得4.20，则取标准模数 （5）计算几何尺寸：取 3、（1）确定许用弯曲应力取，则式中：n齿轮转速，r/min a齿轮每转一转时，轮齿同侧齿面啮合次数 t齿轮总工作时间，h故取寿命系数 （2）选取载荷系数 （3）初步选定齿轮参数： （4）确定复合齿形系数因两齿轮所选材料及热处理相同，则相同，故设计是按小齿轮的复合齿形系数

35、设计，查得4.25，则取标准模数 （5）计算几何尺寸：取 3、校核齿面的接触强度（1）齿面许用接触应力式中：（2）两个齿轮均为钢制，取弹性系数故齿面接触强度也足够。第七章 组合机床电气控制系统的设计7.1 概述 组合机床的电气控制是按照预定的工作循环而设计，由若干个电气控制环节所构成的顺序控制系统。组合机床通常为一个品种或几个品种的零件加工的高效专用机床。所以，机床的工作循环是固定的或在有限范围内变化。因此，循环时间在数分钟，采用继电-接触控制一般能够满足机床对电气控制的寿命和可靠性的要求。 可编程控制器（PLC）是在上世纪70年代发展起来的新技术，它是以微处理器为核心的工业控制装置。它将传统

36、的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性、灵活性、易于编程、使用方便等特点，因此，近年来，在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到了普遍应用。PLC在国际电工委员会（IEC）于1987年的定义如下：PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有存储器，可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令、进行逻辑运算、顺序控制、定时记数和算术等操作，并通过数字式和模拟式的输入式的输入输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按易于工业控制系统形成一体，易于扩展其功能的原则设计。PLC具有以下特点：可靠性好，功能完善，编程简单，在线编程，

37、安装容易，体积小，重量轻，功耗低，价格越来越便宜。 7.2组合机床液压电气回路及其控制系统的设计本组合机床的液压电气回路控制系统是由电动机的启动与停止；工件的夹紧回路； 滑台速度换接回路；钻轴伸缩速度换接回路四部分组成。这里，着重讨论电机的起停控制。1、单电机的启动电路：在本组合机床中冷却系统是由电动机M4拖动冷却泵实现冷却的系统循环。此线路只有一个接触器KM4和用作为启动，停止的控制按钮SB3和SB4。其工作原理是：按动启动按钮SB4，KM4接电并自锁，其主回路内的动合点接通电机，电机启动旋转；当要切断电机时，则按停止按钮SB3，KM4断电，电机立即停转。2多电机同时启动的电路：组合机床中的

38、左右主轴电动机以及液压电动机是同时工作，而且对这三台电机驱动的部件需要单独调整，这样就要求多台电机同时启动并能单独调整。其线路的工作原理是：按启动按钮SB2，接触器KM1KM3同时接电并自锁，三台电机同时启动旋转。钮子开关SA1SA3是分别对KM1KM3所控制的动力部件做单独的调整用的。如对KM1所控制的动力部件要做单独调整而不需KM2，KM3所控制的动力部件动作时，可扳动SA2，SA3，使其动断触点打开，动合触点闭合，按SB2，则只有KM1接电自锁，使KM1所控制的动力部件动作，从而达到了单独调整的目的。按上述方法可相应调整KM2和KM3所控制的动力部件。 绘制出相应的液压原理图以及电气控制

39、图，根据电气控制原理即断电-行程控制原理图以及欧姆龙生产的PLC为例编制出其自动顺序控制梯形图。7.3机床加工总时间的确定1铣削工件时，快进行程总共340，快进速度为6，时间为0.057，工进行程为260，工进速度为0.24，时间为1.083，快退行程为600，速度为6，时间为0.1。2钻削时，快进行程为80，快进速度为6，时间为0.013，工进行程为23.2，工进速度为0.1，时间为0.232，快退时，快退速度为6，快退行程为103.2，时间为0.0172。3工人装夹工件的时间为5，卸下工件需3。4工件夹紧行程为100，速度为0.1，时间为1。4加工总时间为5+3+0.0172+0.232+

40、0.013+0.1+1.083+0.057+1=10.4。参考文献1 赵如福 主编. 金属机械加工工艺人员手册， 第3版。 上海：上海科学技术出版社，19902 顾熙棠 等编. 金属切削机床，上、下册。上海：上海科学技术出版社，19933 成大先 主编. 机械设计手册（1、2、3、4、5卷） 第4版。北京：化学工业出版社，20024 黄如林 主编. 切削加工简明实用手册， 北京：高等教育出版社，20026 齐 蓉 主编. 最新可编程控制器教程第1版。北京：化学工业出版社，20045 彭文生 等编. 机械设计. 西安：西北工业大学出版社，20007 齐从谦 等编 PLC技术及应用理与应用 北京：

41、国防工业出版社，19969 黄鹤汀 主编. 金属切削机床设 北京：机械工业出版社，20008 顾战松 等编. 可编程控制器原计 上海：上海科学技术文献出版社，198510 章宏甲 等编. 液压传动 北京：机械工业出版社，199911 毛信理 等编. 液压传动和液力传动 北京：冶金工业出版社，1993 致谢历时一个学期的毕业设计即将结束，我们的大学生活也要划上句号了。经过我们几个月的认真设计，较为圆满的完成了设计任务。通过本次设计，我们较为全面深入的结合四年来所学的基础课程，专业课程以及通过各种媒介收集的最新信息和现场实际分析和解决工程实际问题。使我们学会使用手册和图表资料，收集和分析与题目相关的资料并能熟练运用。同时，由于本次毕业设计是我和张杰同学合作完成的。这让我们在协同合作，相互配合，解决同一个问题的能力大大提高。我感到从本次毕业设计中，不仅是学习了许多专业知识，更加学会了如何综合运用它们。更重要的是我们树立了实事求是，严谨认真的治学态度。经过近一个学期的接触，我们发现尹明老师对科学严谨认真，对我们严格要求，工作上兢兢业业，在此再次感谢！ 最后，感谢各位老师对我们的设计给予的支持和帮助，特别是我们的指导老师尹明老师。