XTK7140数控立式铣镗床及控制系统设计[毕业论文+CAD图纸]

数控毕业论文：XTK7140数控立式铣镗床及控制系统设计含说明书，CAD图纸

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布局图，详细图纸请参照1号A0图纸。

第二部分 主传动的设计

一． 拟定转速图

㈠.确定结构式和结构网式：

1.主传动的确定 ， 和公比 的确定：

根据XK5040的使用说明书，初步确定本次设计的XTK7140数控立式铣镗床的主轴转速范围为40～1600r／min，则 ＝ = ＝ ＝1.28。

由设计手册取标准值得：Ф=1.26。

2.确定变速组和传动副数目：

为了满足结构设计和操纵方便的要求，主轴转速为16级的变速系统，总共需要四个变速组。

3.  确定传动顺序方案：

按着传动顺序，各变速组排列方案只有一个：16＝2×2×2×2

也不存在符不符合“前多后少、前疏后密”的原则，本次设计即采用此方案。

4. 确定扩大顺序方案：

传动顺序方案确定以后，还可列出若干不同扩大顺序方案。如无特殊要求，根据“前密后疏”的原则，应使扩大顺序和传动顺序一致，通常能得到最佳的结构式方案，故选用16＝ × × × 结构式方案。

检查最后扩大组的变速范围：

r= ～10

故合符要求。

㈡. 拟定转速图：

根据已确定的结构式或结构网议定转速图时，应注意解决定比传动和分配传动比，合理确定传动轴的转速。

① 定比传动

在变速传动系统中采用定比传动，主要考虑传动、结构和性能等方面的要求，以及满足不同用户的使用要求。在铣镗床的设计中，总降速比为u=50/1440=1/30=0.035。若每一个变速组的最小降速比均取1/4。则三个变速组的总降速可达 。故无需要增加降速传动，但为了使中间两个变速组做到降速缓慢，以利于减小变速箱的径向尺寸和有利于制动方便，在Ⅰ－Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮（ ），同时，也有利于设计变型机床，因为只要改变这对降速齿轮传动比，在其他三个变速组不变的情况下，就可以将主轴的16种转速同时提高或降低，以便满足不同用户的要求。

② 分配降速比

前面已确定，16＝2×2×2×2共需三个变速组，并在Ⅰ－Ⅱ轴间增加一对降速传动齿轮，要用到四个变速组，在主轴Ⅴ上标出16级转速：50～1600r/min,在第Ⅰ轴上用A点代表电动机转速 ，最低转速用E点标出，因此A,E两点相距约15格，即代表总降速传动比为 。

③ 定出各变速组的最小传动比

根据降速前慢后快的原则，在Ⅳ－Ⅴ轴间变速组取 ，在Ⅲ－Ⅳ轴间变速组取 ，在Ⅱ－Ⅲ轴间变速组取 ，在I－Ⅱ轴间变速组取 则：

根据结构式可知：Ⅱ～Ⅴ轴间变速组的级比指数分别为：2，4，8。传动副为：2，2，2。则画出上图的转速图。

㈢. 确定各齿轮的齿数：

在确定齿轮齿数时应注意：齿轮的齿数和不应过大，以免加大两轴之间的中心距，使机床的结构庞大，而且增大齿数和还会提高齿轮的线速度而增大噪声，所以在设计时要把齿数和控制在 ；为了控制每组啮合齿轮不产生根切现象，使最小齿数 ，因而齿轮的齿数和不应过小。

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