高速精密切削陶瓷半导体机床设计（毕业设计论文doc）.doc

高速精密切削陶瓷半导体机床设计
作者姓名:
指导教师:
学院名称:继续教育学院
专业名称: 机械工程及自动化
东北大学
2011年5月
前言
在切削陶瓷的加工活动中,由于陶瓷的自身特点,导致对其加工的机床有很高的要求。
陶瓷的特点及对数控机床的要求。:
(1)陶瓷材料具有很高的硬度,比如Al2O3陶瓷、TiC陶瓷的硬度可达HV2 250~3000,比硬质合金还要高,仅次于金刚石和立方氮化硼
(2)陶瓷是典型的硬脆材料,其去除机理(见图12-1)是刀具刃口附近的被切材料产生脆性破坏,而不是像金属材料那样产生剪切滑移变形。加工后表面不会有由塑性变形引起的加工变质层,但切削时的脆性龟裂会残留在加工表面上,从而影响陶瓷零件的强度和工作可靠性
(3)陶瓷材料常温下几乎无塑性。
本设计就是针对陶瓷的这些特点对其加工的机床进行设计的,并且使用现在广泛流行的PLC自动控制系统对其加工过程进行控制,从而大大提高了加工的精密性。
根据精度的要求,本设计对机床的滑动导轨部分进行了改造,以提高加工的稳定性及精准性。并结合PLC控制技术完成机床的易可控性。本文对可编程控制器(PLC)应用于机床电气控制系统的设计思想作了介绍。对系统的硬件组成和软件设计作了较为详细的阐述。
关键词: 高速切削, 精密
目录
摘要 i
目录 1
第一章绪论 1
1
2
陶瓷半导体的结构特点 2
切削陶瓷半导体应注意哪些方面 2
第二章机床系统总体设计 5
4
5
切削参数的计算 5
根据切削功率选择动力头部分 6
数控机械滑台的选择 7
侧底座及中间底座的选择 9
5
切削参数的计算 5
根据切削功率选择动力头部分 6
数控机械滑台的选择 7
侧底座及中间底座的选择 9
11
第三章控制电机的选择 13
枪钻简介 13
14
排屑困难 14
钻杆刚度不足 14
制造困难 15
小深孔钻削时的切削速度和机床 16
16
第四章画图软件的介绍 18
PLC的介绍 18
PLC的结构及基本配置 18
CPU的构成 18
I/O模块 20
电源模块 20
底板或机架 20
PLC 的外部设备 20
三菱FX2N系列基本指令系统和编程方法 21
输入继电器(X) 21
输出继电器(Y) 21
辅助继电器(M) 21
定时器(T) 22
数据寄存器 23
PLC及脉冲模块的选取 24
根据本机床实际情况编程 25
第五章经济环保性分析 39
参考文献 40
结束语 41
附录 42
第一章绪论

20世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用,计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括:车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机,形成庞大的数控制造设备家族,每年全世界的产量有10~20万台,产值上百亿美元。世界制造业在20世纪末的十几年中经历了几次反复,曾一度几乎快成为夕阳工业,所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动,从90年代初开始已出现明显的回升,在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从2000年至今已接受3个月以后的订货合同,生产任务饱满。
我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到50%,库存超过4个月。从1995年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场,加强限制进口数控设备的审批,投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关,对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在1999年以后,国家向国防工业及关键民用工业部门