摘要Double Work Spaces CNC Machine Design for Deep Hole DrillerBy Supervisor: i对置双工位数控缸体孔钻床设计本设计是根据设计要求，设计一套组合机床系统对汽车制动泵缸体进行深孔加工，由于该课题是工厂实际加工任务，所以在部件选择上以能够在市场上采购到的通用部件为主，以降低加工成本。本设计主要包括四部分：第一部分是根据设计要求对组合机床进行总体方案设计，包括加工方式的确定、机床主参数选择计算和机床控制系统的选择。第二部分是根据总体方案对组合机床中机械部分进行设计，包括机床动力头、数控滑台、侧底座和中间底座的选择计算，工件夹具设计、计算及校核，并设计用于夹紧的液压站系统，完成液压站原理图。第三部分是设计PLC组合机床控制系统，利用三菱FX2N PLC对机床进行加工控制，并编制实际加工的电气控制图。第四部分是利用机械制图的基本原理，应用CAXA电子图板对组合机床及夹具进行装配设计，并生成二张二维装配图纸。关键词：深组合机床，PLC，液压夹具，枪钻 AbstractDouble Work Spaces CNC Machine Design for Deep Hole DrillerThe design is mainly to design the combined machine tool what machining the deep bore in the brake pump of automobile according the bases of design specification.This design is the fact assignment in manufactory,so the components mainly choose that standardized unit can be purchased in market, in order to reduce production costs.The design is mainly divided into four parts:The first part is a content of total project design of the combined machine tool,including confirming the working method and the main parameter.The second part is design the mechanical part of the combined machine tool according the total project design,including confirming the cutter head,the side base and the middle base,designing the hydraulic grip and the hydraulic system, completing the rationale design of the hydraulic system.The third part is to design the PLC control system for the combined machine tool,make the woking control using the FX2N PLC.Complete the rationale drawing of the hydraulic system.The finally part is to design the assembling drawing for the combined machine tool and the hydraulic grip useing CAXA software according to the rationale of theory of machines,and get two dimensional assembling drawings.Abstract: combined machine tool, PLC, hydraulic grip, gun drillii 目录目录目录目录1第一章 绪论- 3 -1.1 组合机床特点及发展状况- 3 -1.2 枪钻及深孔加工- 4 -1.2.1深孔加工的特点- 4 -1.2.2 枪钻的特点- 5 -第二章 总体方案设计- 7 -2.1 组合机床通用部件特点及分类- 7 -（1）动力部件：- 7 -（2）支撑部件：- 8 -（3）控制部件：- 8 -（4）辅助部件：- 8 -2.2 设计基本要求- 8 -2. 总体方案- 8 -2.3.1 加工方案- 8 -2.3.2 参数计算：- 9 -第三章机械系统设计- 10 -3.1组合机床通用部件选用- 10 -3.1.1 切削动力头选择- 10 -3.1.2 数控机械滑台选择- 12 -3.1.3 侧底座的选择- 13 -3.1.4 中间底座的选择- 14 -3.2 刀具的选择- 14 -3.2.1 深孔加工发展状况- 14 -3.2.2 枪钻工作原理- 15 -3.2.3 枪钻的结构- 16 -3.2.4 枪钻切削冷却液雾化系统- 18 -3.2.5 枪钻刃磨设备- 18 -3.3 夹具设计- 18 -3.3.1 组合机床夹具机械部分设计- 18 -3.3.2 夹具液压部分设计- 20 -PfP+p1=5.5MPa- 22 -第四章 PLC组合机床控制系统- 24 -4.1 步进电机的选择- 24 -4.1.1步进电动机工作原理- 24 -4.1.2 步进电动机驱动器- 26 -4.1.3 步进电动机控制器- 27 -42 PLC控制系统- 27 -4.2.1 可编程序控制器组成及特点- 27 -4.2.2 PLC及脉冲模块的选取- 29 -4.3 PLC编程- 30 -4.3.1 输入继电器（X）- 31 -4.3.2 输出继电器（Y）- 32 -4.3.3 辅助继电器（M）- 32 -4.3.4 定时器（T）- 32 -4.3.5 数据寄存器- 33 -4.3.6 应用指令(MOV，DRVA，CMP)- 34 -第五章 CAXA电子图板- 38 -参考文献- 42 -结束语- 43 -数控机床准静态误差和操作误差评定- 54 - 2 -第一章 绪论第一章 绪论1.1 组合机床特点及发展状况组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预定的工序进行加工的机床。它能够对工件进行多刀、多轴、多工位、同时加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，随着组合机床技术的发展，它能够完成的工艺范围日益扩大。组合机床与通用机床、专用机床相比，有如下特点：（1）组合机床由7090%的通用零、部件组成，可以缩短设计和制造周期。而且在需要的时候，还可以部分或全部进行改装，以组成适应新加工要求的新设备。这就是说，组合机床有重新改装的优越性，其通用零、部件可以多次重复利用。组合机床是按具体加工对象专门设计的，可以按最佳工艺方案进行加工。（2）在组合机床上可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工，是实现集中工序，提高生产效率的最好途径。（3）机床是在工件一次装夹下用多轴实现多孔同时加工，有利于保证各孔相互之间的精度要求，提高产品质量；减少了工件工序间的搬运，改善了劳动条件；减少了占地面积。（4）由于组合机床大多零、部件是同类的通用部件，简化了机床的维护和修理。（5）组合机床的通用部件可以组织专门工厂集中生产，有利于提高产品质量和技术水平，降低制造成本。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。 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。1.2 枪钻及深孔加工1.2.1深孔加工的特点孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类，也包括介于两者之间的中深孔加工。一般规定孔深L与孔径d之比大于5的孔称为深孔。深孔加工难度高、加工工作量大，已成为机械加工中的关键性工序。随着科学技术的进步，产品的更新换代十分频繁，新型高强度、高硬度的难加工零件不断出现，无论是对深孔加工的质量、加工效率、还是刀具的耐用度都提出了更高的要求。随着生产与科技的进步，深孔零件在材质及毛坯制造、刀具材料、深孔加工机床、基础理论研究、检测等方面都有了较大的进展。深孔零件的材质，过去多采用碳素结构钢。低合金钢和高强度合金钢。新型工程材料，如钛合金、不锈钢、耐热钢、耐磨钢、陶瓷、塑料、碳素纤维塑料、复合材料等，开始在深孔零件上采用。新材料的逐步采用对深孔加工提出了新的技术难题。除了深孔零件的材质外，零件的毛坯质量也有了很大的改观。现在深孔零件的毛坯除了采用一般的铸、锻、轧制毛坯外，对于机械性能要求高的深孔零件，采用真空冶炼、电渣重熔等方法获得高质量的铸锭后，进行压力加工。在管坯生产中，除了一般的热轧、冷轧无缝管材外，现已采用精轧无缝管材。冶金技术的进步，提高了材料的机械性能，使材料的加工性能发生了显著的变化。锻造及压力加工技术的进步，使得毛坯材料的去除率大为降低。另外，由于热处理技术的发展，深孔工件经过热处理后，在机械性能、结晶与显微组织上都有了较大的改善，这直接影响着材料的再加工性。深孔加工机床现在多采用常规机床，有深孔钻镗床、深孔磨床、珩磨机及通用车床改造成的深孔钻镗床。近年来，已出现数控深孔钻镗床（CNC）。现代深孔加工技术的发展，面临着多品种、小批量、新型工程材料及愈来愈高的精度要求的挑战。由于机械工业产品多品种、小批量的比重日益增加，提高劳动生产率、降低生产成本成为深孔加工技术的中心课题。发展成组技术和开展计算机辅助设计及计算机辅助制造(CAD/CAM)，实现自动化生产是提高深孔加工劳动生产率和经济效益的根本途径。新型工程材料对深孔加工技术的挑战，在于要求提高传统深孔加工方法的水平，开发新的制造技术与工艺方法。愈来愈高的精度要求，需要发展深孔精密加工技术，并相应地发展精密测量及精密机械设计。