E152-XTK7140数控立式铣镗床及控制系统设计 下载积分：50　资料编号： E152

作品描述:

Word版说明书一份,67页,21000字左右.

CAD版本图纸，共3张

 设计（论文）内容及要求

(一) 题目：XTK7140数控立式铣镗床及控制系统设计

给出条件：主运动部分Z=16级；进给运动部分 横纵向脉冲当量0.01mm。

(二) 设计内容

1. 调查分析XTK7140数控立式铣镗床的加工特点，确定新设计数控立式铣镗床的主要技术参数。

2. 进行数控立式铣镗床的总体方案和控制系统总体方案设计。

3. 完成主运动和进给运动的机械结构设计。

4. 完成控制系统硬件和软件设计。

(三) 任务和要求

1. 根据总体设计方案，绘制XTK7140数控立式铣镗床总图一张（A0手工图）。

2. 进行主运动的运动、强度和动力计算，绘制主轴箱部件展开图一张（A0计算机图）。

3. 进行进给运动的运动强度动力计算，绘制纵向数控进给机构部装图一张（A0或A1计算机图）。

4. 绘制数控铣镗床主轴零件图一张（三维A2计算机图）。

5. 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）。

6. 科技译文（不少于3000汉字，原文可自选或由指导教师提供）。

7. 编写毕业设计说明书一套（不少于一万字，有英文摘要，全部用计算机打出）。

(四) 主要参考资料

1. 《机械设计手册》，机械工业出版社。

2. 《实用机床设计手册》，辽宁科技出版社。

3. 《机床设计图册》，上海科技出版社。

4. 《TTL集成电路手册》

5. 《存储器手册》

6. 《机床主轴变速箱设计指导书》，机械工业出版社。

7. 《机床数控系统设计指导书》，中国科技出版社。

8. 《数控机床与编程实用教程》，化学工业出版社

摘要：本次设计通过对现有数控铣镗床的分析研究，提出一种新的设计方案,其自动化程度更高，结构也相对比较简单。

这一点在论文会得以体现。本方案中，主轴箱采用电磁离合器实现有级变速，在X、Y、Z三个方向上的进给运动均采用滚

珠丝杆，而动力则由步进电动机通过调隙齿轮来传递，并且采用单片机进行数字控制。

控制系统采用MCS-51系列单片机，通过扩展程序存储器、数据存储器和I/O接口实现硬件电路的设计。论文中也对软件系

统的设计做出了相关说明。

关键词：电磁离合器  滚珠丝杆  步进电机  单片机系统扩展

目     录

第一部分  机床总体布局设计  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1

? 1-1  机床总体尺寸参数的选定  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1

? 1-2  机床主要部件及其运动方式的选定  ┄┄┄┄┄┄┄1

? 1-3  机床总体布局的确定  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2

第二部分  主传动的设计  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3

? 2-1拟定转速图   ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄3

? 2-2主传动主要零件的强度计算  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄7

第三部分  进给系统的设计计算  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27

? 3-1垂直进给系统的设计计算 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄27

? 3-2横向进给系统的设计计算  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄36

第四部分  控制系统的设计  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄40

? 4-1控制系统总体方案的拟定  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄40

? 4-2总控制系统硬件电路设计  ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄41

? 4-3部分控制程序 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄56

? 4-4控制系统的软件设计┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄61

参考文献   ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄66

谢辞   ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄67

第一部分 机床总体布局设计

一、机床总体尺寸参数的选定

根据设计要求并参考实际情况，初步选定机床主要参数如下：

工作台宽度×长度               400×1600  mm×mm 

主轴锥孔                       7∶24

工作台最大纵向行程             900 mm

工作台最大横向行程             375 mm

主轴箱最大垂直行程             400 mm

主轴转速级数                   16级

主轴转速范围                   50～2000r/min

X、Y轴步进电机                130BF001（反应式步进电动机）           

Z轴步进电动机                 130BF001（反应式步进电动机）           

主电动机的功率                 4.0 KW

主轴电动机转速                 1440 r/min

机床外形尺寸（长×宽×高）     2450×1200×2300 mm×mm×mm

机床净重                       500 Kg

二、机床主要部件及其运动方式的选定

1、主运动的实现

因所设计的机床要求能进行立式的铣和镗，垂直方向的行程比较大,因而采用工作台不动,而主轴箱各轴向摆放为立式的

结构布局；为了使主轴箱在数控的计算机控制上齿轮的传动更准确、更平稳，工作更可靠，主轴箱主要采用离合器变换

齿轮的有级变速。

 2、进给运动的实现

 本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制，因此在X、Y、Z三个方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副，

其动力由步进电机通过调隙齿轮传递。

3 、数字控制的实现

 采用单片机控制，各个控制按扭均安装在控制台上，而控制台摆放在易操作的位置，这一点须根据实际情况而定。

4、机床其它零部件的选择

考虑到生产效率以及生产的经济性，机床附件如油管、行程开关等，以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外购形式。

三、机床总体布局的确定

   根据以上参数及主要部件及其运动方式，则可拟定机床的总体

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