XK6132数控铣床总体及主运动传动系统设计.docVIP

PAGE 2 毕业设计说明书 设计题目：XK6132数控铣床总体及 主运动传动系统设计 学 生 黄培成 班 级 学 号 020102100799 指导教师 继续教育学院 2013 年11月 摘 要 本论文说明了万能升降台铣床的数控化设计的设计过程，较详尽地介绍了XK6132数控铣床铣床机械设计部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，采用晶闸管脉宽调制驱动（PWM）直流伺服电机，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向、垂直三个方向的进给运动。 设计过程如下： （1）机械部分的设计，包括总体设计方案的确定、主传动系统齿轮箱中各轴及齿轮的设计和伺服系统纵向进给方向的设计（横向、垂直2个方向设计略）。主要包括对滚珠丝杠螺母副及直流伺服电机的计算选择。 （2）电气控制部分的设计，因此用8031作为系统控制器，采用8155和2764、6264芯片作为I/O和存储器扩展芯片。2764用作程序存储器，存放监控程序；6264用来扩展8031的RAM存储器，存放调试和运行的加工程序；8155用作键盘和LED显示器接口；键盘主要是输入工作台方向，有+x、-x、+y、-y、+z、-z六个方向；LED显示器显示当前工作台坐标值; 系统具有超程报警功能，并有越位开关和报警灯；其他的辅助电路有复位电路、时钟电路、越位报警指示电路。 关键词：数控，单片机，直流伺服电动机，滚珠丝杠，设计 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 目 录 第1章 数控机床发展概述 1 1.1数控机床及其特点 2 1.2 数控机床的工艺范围及加工精度 2 1.2.1数控机床加工工艺分析 2 1.2.2数控加工工艺的设计 2 1.2.3分析加工工艺路线 3 1.3数控机床的精度影响及分析 4 1.3.1 间隙误差的影响 4 1.3.2 动态误差控制 4 1.4数控机床的经济性分析 5 1.5数控机床的发展趋向 5 第2章 数控机床总体方案的制订及比较 6 2.1 设计参数 6 2.2 总体设计方案 7 第3章 确定切削用量及选择刀具 7 3.1.背吃刀量ap或侧吃刀量ae 8 3.2.进给量f 与进给速度Vf的选择 8 3.3.切削速度Vc 9 第4章 传动系统图的设计计算 9 4.1 参数的确定 9 4.2 传动设计 10 4.3转速图的拟定 10 第5章 主传动机构零件图设计计算 11 5.1 带轮传动部分的设计 11 5.2 齿轮传动部分的设计 12 5.3电磁离合器的选择 17 5.4 轴的设计计算 17 第6章 机械系统设计计算、各部件类型选择说明及进给传动系统的示意图与说明 21 6.1移动部件的重量估算 21 6.2负载的分析计算 21 6.3导轨副的分析计算，选型，效核 22 6.4丝杠螺母副的计算，选型，效核 23 6.5直流伺服电动机的计算，选型，效核 24 6.6减速器的选用 25 第七章 控制系统硬件电路设计 25 7.1微机的选用 25 7.2存储器的选用与扩展 26 7.3译码电路设计 28 7.4接口电路设计等 28 7.5驱动电路的设计 29 7.6选择传感器 30 第八章 总结与展望 31 参考文献 32 第1章 数控机床发展概述 我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代， 中国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。 第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏实事求是的科学精神，盲目性大，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强