D189-XK5040数控立式铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计 下载积分：50　资料编号： D189

作品包括:

Word版说明书一份,75页,28000字左右.

CAD版本图纸共3张

课题名称 XK5040数控立式铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计

内容及任务

（1）设计内容：

1、调查分析XK5040数控立式铣床的加工特点，确定设计数控立式铣床

的主要技术参数。

2、进行数控立式铣床总体方案和控制系统总体方案设计。

3、完成进给运动的机械结构设计。

4、完成控制系统硬件设计。

（2）任务和要求：

1、根据总体设计方案，绘制XK5040数控立式铣床总体外观图一张（三维计算机图）。

2、进行主运动系统的设计,绘制主轴箱装配图和进给机构的强度计算,

绘制出工作台纵向或垂直方向数控进给机构装配图一张(A0计算机图二张)。

3、绘制出数控铣床主轴零件图。(A1计算机图1张)。

4、根据控制系统总体设计方案，绘制控制系统电路图一张（A0计算机图）。

5、科技译文（不少于2000汉字，原文可自选或由指导老师提供）。

6、编写毕业设计说明书一套（不少于二万字，有英文摘要，全部用计算机打出）。

1、工作台尺寸（长×宽）： 1600×400mm；

2、工作台最大承载 ：           200kg；

3、定位精度ISO标准 X  0.07mm ；Y  0.05mm ；Z  0.06mm ；

4、工作台进给量：纵向10～1500mm/min；横向10～1500mm/min；

垂直10～600mm/min；

5、主轴转速范围：30～1500r/min；

摘  要

数控机床即数字程序控制机床，是一种自动化机床，数控技术是数控机床研究的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术、工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大的提高。

本文主要对XK5040数控立式铣床及控制系统进行设计，首先分析立式铣床的加工特点和加工要求确定其主参数，包括运动和动力参数；根据主参数和设计要求进行主运动系统、进给系统和控制系统硬件电路设计。主要进行主运动系统和进给系统的机械结构设计及滚珠丝杠和步进电机的选型和校核；对于控制系统由于这里主要针对经济型数控铣床的设计，这里采用步进电机开环控制，计算机系统采用高性能价格比的MCS-51系列单片扩展系统，主要进行中央处理单元的选择、存储器扩展和接口电路设计。

由于本文采用8031单片机控制系统，因此，设计出的立式铣床性能价格比高，满足经济性要求。可实用于加工精度较高的场合。

关键词  数控技术，立式铣床，设计

目  录

摘  要 1

1  总体设计 5

1.1、铣床简介 5

1.2、 XK5040型数控铣床的总体布局、主要技术参数及总传动系统图 5

1.2.1  XK5040型数控铣床的总体布局 5

1.2.2  XK5040型数控铣床的主要技术参数 6

1.2.3  总传动系统图 8

2　主运动系统设计 9

2.1 传动系统设计 9

2.1.1参数的拟定 9

2.1.2 传动结构或结构网的选择 9

2.1.3 转速图拟定 11

2.1.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 13

２.２　 传动件的估算与验算 16

2.2.1传动轴的估算和验算 16

２.２.２齿轮模数的估算 19

２.３ 展开图设计 24

２.３.１结构实际的内容及技术要求 24

２.３.２　齿轮块的设计 25

２.３.３　传动轴设计 27

２.３.４　主轴组件设计 30

２.４ 制动器设计 35

２.４.１　按扭矩选择 35

２.５  截面图设计 36

２.５.１ 轴的空间布置 37

２.５.２　操纵机构 37

２.５.３　润滑 37

２.５.４箱体设计的确有关问题 38

３ 进给系统设计 40

３.１ 总体方案设计 40

３.１.１对进给伺服系统的基本要求 40

３.１.２进给伺服系统的设计要求 40

３.１.３总体方案 40

３.２ 进给伺服系统机械部分设计 41

３.２.１确定脉冲当量，计算切削力 41

３.２.２滚珠丝杆螺母副的计算和造型 43

３.２.３齿轮传动比计算 51

３.２.４　步进电机的计算和选型 52

３.２.５　进给伺服系统机械部分结构设计 62

４ 控制系统设计 66

4.1绘制控制系统结构框图 66

4.2.选择中央处理单元（CPU）的类型 66

4.3存储器扩展电路设计 67

４.３.１程序存储器的扩展 67

４.３.２　数据存储器的扩展 68

４.４ I/O接口电路及辅助电路设计 68

４.４.１　 I/O接口电路设计 68

４.４.２　步进电机接口及驱动电路 69

４.２.３　其他辅助电路 70

参考文献 73

致谢 74

附  录（英文翻译及实习报告） 75

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