本科畢業設計開題報告（2007屆）學院、系：機械工程學院專業：機械設計制造及其自動化學生姓名：班級：學號指導教師姓名：職稱2007年01月06日題目：ZXK-7532數控立式鉆銑床主運動、進給系統及控制系統設計1.結合課題任務情況，查閱文獻資料，撰寫15002000字左右的文獻綜述一、數控技術的發展史我國數控技術起步于1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由于國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。二、數控機床的應用數控機床的技術水平高低及其在金屬切削加工機床產量和總擁有量的百分比在現在是衡量一個國家國民經濟發展和工業制造整體水平的重要標志之一。銑床是一種用途廣泛的機床。它可以加工平面(水平面、垂直面等)、溝槽（鍵槽、T型槽、燕尾槽等）、多齒零件上齒槽（齒輪、鏈輪、棘輪、花鍵軸等）、螺旋形表面（螺紋和螺旋槽）及各種曲面。此外，它還可以用于加工回轉體表面及內孔，以及進行切斷工作等。數控機床即數字程序控制機床，是自動化機床的一種。最早出現的是數控銑床。60年代以后，點位控制的機床迅速發展，出現了數控鉆床、數控沖床和數控坐標鏜床。這類機床不需要復雜的控制算法就可以實現加工。數控機床是現代制造業的關鍵設備，一個國家數控機床的產量和技術水平在某種程度上就代表這個國家的制造業水平和競爭力。三、國內數控機床的特點近年來，我國數控機床的產量持續增長，數控化率也顯著提高。另一方面我國數控產品的技術水平和質量也不斷提高。目前我國一部分普及型數控機床的生產已經形成一定規模，產品技術性能指標較為成熟，價格合理，在國際市場上具有一定的競爭力。我國數控機床行業所掌握的五軸聯動數控技術較成熟，并已有成熟商品走向市場。我國在數控機床高端產品的生產上取得了一定的突破。目前我國已經可以供應網絡化、集成化、柔性化的數控機床。同時，我國也已進入世界高速數控機床生產國和高精度精密數控機床生產國的行列。目前我國已經研制成功一批主軸轉速在800010000轉/分以上的數控機床。我國數控機床行業近年來大力推廣應用CAD等信息技術，很多企業已開始和計劃實施應用ERP、MRP和電子商務。如，濟南第二機床集團有限公司的CAD普及率達100%，是國家級“CAD示范企業”，企業的MRP系統應用也非常成功，現代化管理水平較高。但是和發達國家相比，我國數控機床行業在信息化技術應用上仍然存在很多不足。、信息化技術基礎薄弱，對國外技術依存度高。我國數控機床行業總體的技術開發能力和技術基礎薄弱，信息化技術應用程度不高。行業現有的信息化技術來源主要依靠引進國外技術，對國外技術的依存度較高，對引進技術的消化仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上，沒有上升到形成產品自主開發能力和技術創新能力的高度。具有高精、高速、高效、復合功能、多軸聯動等特點的高性能數控機床基本上還得依賴進口。、產品成熟度較低，可行性不高。國外數控系統平均無故障時間在10000小時以上，國內自主開發的數控系統僅3000-5000小時；整機平均無故障工作時間國外達800小時以上，國內最好只有300小時。、創新能力低，市場競爭力不強。我國生產數控機床的企業雖達百余家，但大多數未能形成規模生產，信息化技術利用不足，創新能力低，制造成本高，產品市場競爭能力不強。四、數控機床的發展趨勢傳統的機械加工設備,在當今日益多變的市場需求和激烈競爭中,已不能滿足企業上水平、求發展的需要。現在,工業發達國家都是以數控機床為基礎,向柔性加工自動化的方向(FMC,FMS)發展,并以對生產過程實行整個系統優化的計算機集成制造系統(CIMS)作為發展目標1、高速度、高精度化。速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產品質量。目前，我國生產的第六代數控機床系統均采用位數、頻率更高的處理器，以提高系統的基本運算速度，使得高速運算、模塊化及多軸成組控制系統成為可能。同時，新一代數控機床將采用超大規模的集成電路和多微處理器結構，以提高系統的數據處理能力。2、智能化。現代數控機床的智能化發展將通過對影響加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統的內部狀態及外部環境，快速作出實現最佳目標的智能決策，對機床的工藝參數進行實時控制，使機床的加工過程處于最佳狀態。3、基于CAD和CAM的數控編程自動化。隨著計算機應用技術的發展，目前CAD/CAM圖形交互式自動編程已得到較多的應用，是數控技術發展的新趨勢。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣，經計算機內的刀具軌跡數據進行計算和后置處理，從而自動生成數控機床零部件加工程序，以實現CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術的發展，當前又出現了CAD/CAPP/CAM集成的全自動編程方式，其編程所需的加工工藝參數不必由人工參與，直接從系統內的CAPP數據庫獲得，推動數控機床系統自動化的進一步發展。4、發展可靠性最大化。數控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標。新一代的數控系統將采用更高集成度的電路芯片，利用大規模或超大規模的專用及混合式集成電路，減少元器件的數量，從而提高可靠性。同時通過自動運行診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現對系統內硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷和報警。因此，對數控機床研究成為現代機床設計重要課題。本次設計我選擇ZXK-7532數控立式鉆銑床設計及控制系統設計。對ZXK-7532數控立式銑床的主運動系統和進給系統的機械結構進行了設計和計算，并對其控制系統的硬件電路進行了設計。2.選題依據、主要研究內容、研究思路及方案本課題研究的是ZXK-7532數控立式鉆銑床的主軸變速箱，進給系統及控制系統的設計。通過參考ZJK-7532立式鉆銑床，及各廠家生產同類型的數控銑床進行比較，對ZXK-7532數控立式鉆銑床參數進行確定。然后進行機械部分和硬件電路部分設計，這是本課題的難點，也是問題存在之處。在機械部分設計完成之后，把硬件電路設計和機械部分結合在一起，就可以實現ZXK-7532數控立式鉆銑床的數字控制。本文對主運動系統的設計與普通機床的設計方法一致，以鍛煉自己對常規機床設計的能力，其主軸變速箱的設計由分析比較圖冊上同類型銑床的結構布局，進行機械部分的設計。畫出結構草圖，通過修改之后確定其結構。進給系統部分采用開環伺服系統，以步進電機作為伺服執行元件。數控裝置發出的指令脈沖，輸送到伺服系統中的環行分配器和功率