XK5040数控立式铣床主运动系统及进给系统及控制系统设计【SolidWorks三维图】【4张图纸+电路图】【优秀】

XK5040数控立式铣床主运动系统及进给系统及控制系统设计

说明书 75页28000字数+开题报告+任务书+4张CAD图纸

过程管理资料.doc

进展情况记录.doc

铣床数控系统硬件电路图A0.ddb

XK5040主轴零件图A1.dwg

XK5040数控立式铣床主运动系统及进给系统及控制系统设计说明书.doc

XK5040立式铣床三维图SolidWorks.rar

XK5040立式铣床主轴箱装配图A0.dwg

XK5040铣床垂直进给机构装配图A0.dwg

中期报告.doc

任务书.doc

套筒.dwg

实习报告.doc

开题报告.doc

成绩评定表.doc

评阅表.doc

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

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

　　　XK5040型数控铣床的主要技术参数如下：

工作台：

　　　工作台尺寸（长×宽）                                1600×400mm

　　　工作台最大纵向行程                                     900mm

　　　工作台最大横向行程                                     375mm

　　　工作台最大垂直行程                                     400mm

　　　工作台T型槽数                                           3

　　　工作台T型槽宽                                          18mm

　　　工作台T型间距                                         100mm

主轴：

　　　主轴锥度                                             50#（7：24）

　　　主轴孔径                                                27mm

　　　刀杆直径                                            32mm或50mm

　　　主轴前轴承直径                                          90mm

　　　主轴轴向移动距离                                        70mm

部件间主要尺寸：

　　　立铣头最大回转角度                                        45°

　　　主轴端面到工作台面的距离                              50～400mm

　　　主轴中心线至床身垂直导轨距离                             430mm

　　　工作台侧面至床身垂直导轨距离                          30～405mm

机动性能：

　　　主轴转速级数                                               18

　　　主轴转速范围                                        30～1500r/min

动力外形：

　　　主电机功率                                              7.5KW

　　　主电机转速                                             1450r/min

工作台进给量：

　　　纵向                                              10～1500mm/min

　　　横向                                              10～1500mm/min

　　　垂直                                              10～600mm/min

定位精度ISO标准

    X                                                      0.07mm

    Y                                                      0.05mm

    Z                                                      0.06mm

重复定位精度ISO标准                                        0.03mm

工作台最大承载                                                200kg

机床外形尺寸（长×宽×高）                   2495mm×2100mm×2170mm

机床重量                                                     约2700kg