JCS-018立式加工中心主轴箱及进给系统设计[毕业论文+CAD图纸]

机电设计毕业了：JCS-018立式加工中心主轴箱及进给系统设计含论文，CAD图纸，任务书

JCS-018立式加工中心主轴箱及进给系统设计[毕业论文+CAD图纸]

摘要:

本次设计通过对现有加工中心的分析研究,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,主轴箱采用交流调速电机实现无级变速,在X、Y、Z三个方向上的进给运动均采用滚珠丝杠,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:交流调速电机 滚珠丝杠 步进电机 单片机系统扩展

Abstract

This design tries a new method after the analyze and research of the exited machining center with the higher automatization degrees and the simpler configuration,which will be explained in the paper. In the method, AC adjustable-speed motor is used for the realization of the level shift in variable speed,and in the motion of, we all adopt ball bearing thread haulm for the X、Y、Z direction,The power of which is step by step electromotor transferred by gear that used for adjusting gaps.And more,we used singlechip for numerical control.
The control system introduces MCS-51 series singlechip,and the realization of hardware circuit was accomplished by enlarging program memorizer、data memorizer and I/O meet meatus.Also,the paper explained the design for software system.

Keywords: AC adjustable-speed motor、ball bearing thread haulm、the step by step electromotor、the enlarge for SCM system

目录

前言••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1、机床总体方案设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1.1 机床总体尺寸参数的选定•••••••••••••••••••••••••••••1
1.2 机床主要部件及运动方式的选定•••••••••••••••••••••••2
1.3 机床总体布局的确定•••••••••••••••••••••••••••••••••3
2、主传动的设计计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
2.1 电机的选择•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
2.2 齿轮传动的设计计算•••••••••••••••••••••••••••••••••9
2.3 轴的设计计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
2.4 离合器的选用••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
3、进给系统的设计计算•••••••••••••••••••••••••••••••••••22
3.1 概述••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
3.2 设计计算••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
3.3 工作台部件的装配图设计••••••••••••••••••••••••••••29
3.4 滚珠丝杠螺母副的承载能力的校验••••••••••••••••••••30
3.5 计算机械传动系统的刚度••••••••••••••••••••••••••••31
3.6 驱动电动机的选型与计算••••••••••••••••••••••••••••33
3.7 机械传动系统的动态分析••••••••••••••••••••••••••••36
3.8 机械传动系统的误差计算与分析•••••••••••••••••••••37
3.9 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号••••••••••••38
3.10 滚珠丝杆副的预紧方式•••••••••••••••••••••••••••••38
3.11 齿轮传动消隙••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
4、控制系统的设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
4.1 控制系统总体方案的拟订••••••••••••••••••••••••••••39
4.2 总控制系统硬件电路设计••••••••••••••••••••••••••••39
参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••56
谢 辞••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••57
科技译文•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••58

前 言

加工中心集计算机技术、电子技术、自动化控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。现在的CAD/CAM、FMS、CIMS，都是建立在数控技术之上。目前数控技术已经广泛运用于制造业，数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。而加工中心的发展最为重要。

随着科学技术的高速发展，市场上对数控的要求也有很大的改变，正要求数控系统朝着高速、高精度、高可靠性发展，为追求加工效率及更通用化迫使数控机床结构模块化、智能化、柔性化、用户界面图形化，科学计算可视化，内置高性能PLC，多媒体技术应用等方面发展。

加工中心的优点有：1）提高加工质量；2）缩短加工准备时间；3）减少在制品；4）减少刀具费；5）最少的直接劳务费；6）最少的间接劳务费；7）设备利用率高。总的来说，加工中心的发展动向是高速、进一步提高精度和愈发完善的机能。

本设计说明书以大量图例来说明加工中心的主轴箱设计及横向进给机构的设计的思路。设计中得到颜竟成教授的悉心指导，在此向他表示诚挚的的感谢。由于编者的水平和经验有限，加之设计时间较短、资料收集较困难，说明书中难免有缺点和错误，在此恳请读者谅解，并衷心希望广大读者提出批评意见，使本设计说明书能有所改进。