热盘加工专用机床设计
47页 22000字数+说明书+任务书+开题报告+外文翻译+12张CAD图纸【详情如下】
8031单片机与步进电机接口B3.dwg
任务书.doc
冷却泵控制电路B4.dwg
外文翻译--机床设计.doc
工作台A3.dwg
工作台进给系统装配图A0.dwg
弹性联轴器A4.dwg
托板A3.dwg
机床电气图A3.dwg
横梁进给系统装配图A0.dwg
步进电机A4.dwg
滚动导轨块A4.dwg
滚珠丝杠A3.dwg
热盘加工专用机床设计开题报告.doc
热盘加工专用机床设计说明书.doc
热盘工件图A3.dwg
电动机正反转控制电路A3.dwg
电机座A3.dwg
直线滚动导轨A3.dwg
计划周记进度检查表.xls
轴承座固定端A4.dwg
轴承座支撑端A4.dwg
轴用弹性挡圈A4.dwg
轴肩挡圈A4.dwg
摘 要
鉴于我国目前资金短缺，工业生产规模小的特点，用较小资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能地提高自动化程度保证生产质量，减轻劳动程度提高经济效益。而实现这一任务有效的、基本的途径就是普及以及应用经济型数控机床。
此次设计的热盘加工专用机床就是把普通机床和数控技术结合在一起。机床的设计参考了立式铣床和龙门镗铣床的床身和加工方式，同时附加了数控技术。可以实现加工的自动化，提高了加工的效率。
在热盘加工专用机床的设计中，我主要负责进给系统和电控系统设计。进给系统是采用，步进电机，滚珠丝杠副和直线滚动导轨相结合的传递方式，利用步进电机转动，带动滚珠丝杠的旋转，从而实现工作台沿导轨方向运动。电控系统主要是采用8031芯片，构成开环系统，利用芯片控制步进电机的转速和方向，实现自动化加工。
这次设计的机床虽然加工精度不是很高，但稳定性好，价格低廉，设备费用投入较少，满足企业发展初期的需要，适合我国目前国情。
关键词：数控化;步进电机;滚珠丝杠
目 录
摘 要III
ABSTRACTIV
目 录V
1 绪论1
1.1概述1
1.2 课题源公司的简介1
1.3 本设计任务相关要求1
1.4 热盘工件图样1
2 加工方法选择3
2.1 工艺方案的制定3
2.2 采用立式铣削加工的理由3
2.3 数控机床4
2.3.1 数控机床工作原理4
2.3.2 数控机床的组成4
2.3.3 数控编程坐标系的选取5
3 机床总体设计方案的拟定6
4 进给系统的设计9
4.1 工作台进给系统的设计9
4.1.1 传动部件的选择和分析9
4.1.2 导轨的选择与设计10
4.1.3 驱动电机的选择和分析12
4.1.4 轴承的选择16
4.1.5 工作台进给系统的结构18
4.2 横梁进给系统设计19
4.2.1 横梁进给系统的结构19
4.2.2 横梁结构的分析20
4.2.3 横梁进给系统零部件选择20
5 进给系统机械部分设计21
5.1工作台进给系统机械部分设计21
5.1.1 滚珠丝杠的机械特性计算21
5.1.2 导轨副的作用、计算与选择23
5.1.3 步进电机的选择23
5.1.4 联轴器的选择25
5.1.5 轴承的选择25
5.2横梁进给系统机械部分设计25
6 电控系统部分设计26
6.1 控制形式的选择和分析26
6.1.1 开环控制系统26
6.1.2 闭环控制系统26
6.1.3 半闭环控制系统26
6.2 控制系统方案确定27
6.2.1 数控系统基本硬件组成27
6.2.2 总体组成27
6.3 软、硬件任务合理分配27
6.4 主控器28
6.4.1 主控芯片选择28
6.4.2 MCS---51系列单片机介绍28
6.4.3 三总线结构29
6.4.4 存储器结构29
6.4.5 时序29
6.4.6 中断功能31
6.4.7 MCS---51单片机常用系统扩展芯片31
6.5 存储系统扩展设计31
6.5.1 芯片选择31
6.5.2 地址分配及译码32
6.6 机床中部分电机控制电路34
6.6.1 电动机正反转控制电路34
6.6.2 冷却泵的控制电路35
7 结论与展望37
7.1结论37
7.2不足之处及未来展望37
致 谢38
参考文献39
1 绪论
1.1概述
毕业设计是对每个即将毕业的大学生在校四年学习情况的综合测评和考量，对每个要走向社会的我们具有非常重要的意义，是对学校和家长做出一次总结性的汇报，是对自我能力的一次展示，还是对自我不足的一种审查。更是非常有用的一次实践机会。
本次毕业设计的题目是“橡胶轮胎硫化机热盘加工专用机床设计”专题是“进给系统设计，电控系统设计”课题来源于昌明橡胶机械制造有限公司的热盘加工专用机床设计，对于橡胶产业中所使用的热盘加工及机械产业中的零部件的加工均有一定的参考价值。
本设计应达到的要求：
1.对热盘加工工艺（经简化）方案的简要分析比较；
2.完成本设计的机床总图及床身部件图；
3.设计说明书一份，要求对机床的总体设计部分详细分析说明，并包括必要的计算，文字简洁通顺，重要公式数据应注明出处；
4.对制造厂家调研，了解其对质量、成本要求，索设计的专机要结合厂方具体生产条件。
1.2 课题源公司的简介
江阴昌明橡胶机械有限公司,位于风景秀丽的江苏省无锡市江阴祝塘镇文林社区，距无锡市五十公里,水陆交通十分便利。
该公司专门从事橡胶机械的生产.其各项性能指标均已达到国外同类产品的水平， 目前，该公司设计和生产的产品已为国内外几十家生产厂家配套。该公司除对现有产品精益求精外,还可根据用户需要专业设计,制造特殊的产品。
公司秉承“创新理念、追求卓越、迅速改善、永续经营的经营理念”，并以“质量是第一工作”，“顾客的满意是我们的荣誉”作为我们永远不变的质量政策；以爱护环境、回报社会、关爱雇员等社会责任为己任；把“诚信、负责、创新、团队”作为公司不断的追求和目标，愿与广大朋友携手共创美好的明天！
1.3 本设计任务相关要求
厂方要求尽量降低造价，力争造价在5万元以内。并且本设计于四月初定稿，五月开始试制，七月装配完成并放入生产。因为年产1000件并签订了两年的合同，但顾虑到今后如长期合同，则购入大型立式镗铣加工中心加工，但该机床售价160万左右，目前经济上不可能，如这两年合同完成，又有（三年以上）加工合同，则可以考虑购买立式加工中心。（现每只零件铣加工费用为800元到900元）2 加工方法选择
2.1 工艺方案的制定
机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。生产规模的大小，工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程设计是一项重要而又严肃的工作。为能具体确切地说明工艺过程，一般将机械加工工艺过程分为工序、安装、工位、工步和走刀。
这是设计组合机床最重要的一步。工艺方案制定得正确与否，将决定机床能否达到“体积小，重量轻，结构简单，使用方便，效率高，质量好”的要求。为了使工艺方案制定的合理，先进，必须从认真的分析被加工的零件（或同类零件）图纸开始，深入现场全面了解被加工零件的结构特点，加工部位，尺寸精度，表面粗糙度和技术要求，定位夹紧方式工艺方法和加工过程所采用的刀具，辅具，切屑用量情况及产生率要求高，分析其优缺点，总结设计，制造，使用单位和操作者的丰富的实践经验，以求理论紧密联系生产实际，从而确定零件在组合机床上完成的工艺（工序）内容及方法，决定刀具种类，结构型式，数量及切屑用量等。
根据选定的工艺方案确定机床的配置型式，并定出影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构方案。既要考虑能实现工艺方案，以确保零件的加工精度，技术要求及生产率；又要考虑机床的操作方便可靠，易于维修，且冷却，排屑情况良好。
以上两个步骤是十分重要的。对于同一个零件的加工，可能会有各种不同的工艺方案和机床配置方案，在最后决定采取哪种方案时，决不能草率，要全面地看问题，综合分析各方面的情况，进行多种方案对比，从中选择最佳方案。
2.2 采用立式铣削加工的理由
由于铣削具有工艺范围广、生产效率高、容易产生振动、刀齿散热条件好等特点，所以立式铣床的铣削加工时中小零件的加工中非常普遍。
立式铣床铣削加工的特点：铣刀是典型的多刃刀具， 加工过种有几个刀齿同时参加切削， 点的切削宽度较大，铣削时的主运动是铣刀的旋转，有利于进行高速切削，故铣刀的生产率高于刨削加工。 铣削加工范围广，可以加刨削无法加工或难以加工的表面。立式铣床铣削过程中，就每个刀齿而言是依次参加切削，刀齿在离开工件的一段时间内，可以得到 一次冷却，因此，刀齿散热条件好，有利于减少铣刀的磨损，延长了使用寿命。由于是断续切削，刀齿在切入切出工件时产生冲击，而且每个刀齿的切削厚度也时刻在变化，这就引起切削面积和切削力的变化，因此铣削过程不平稳，容易产生振动，直接影响工件表面粗糙度。
立式铣床铣刀比刨床刨刀结构更复杂，铣刀的制造与刃磨比刨刀困难，所以铣削成本比刨削高。铣削与刨削的加工质量大致相同，经粗精加工后都可达到中等精度，但在加工大平面时， 刨削后明显接刀痕，而且直径小于工件宽度的端铣刀加工时，各次走刀间有明显的接刀痕，影响表面质量，铣削加工用于单件小批量生产，也造用于大批量生产
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