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经济型数控铣床主传动及进给传动结构及控制系统设计

摘要科学技术的不断发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高要求。

机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最主要的措施之一。

它不仅提高产品的质量、提高生产效率、降低生产成本、还能够大大改善工人的劳动条件。

大批量的自动化生产广泛采用自动机床、组合机床和专用机床以及专用自动生产线,实行多刀、多工位同时加工,以达到高效率和高自动化。

但这些都属于刚性自动化,在面对小批量生产时并不是适用,因为小批量生产需要经常变化产品的种类,这就要求生产线具有柔性。

而从某种程度上说,数控机床的出现正是很大的满足了这一要求。

数控铣床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。

数控装置的作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。

也就是通过计算机控制铣削。

数控技术是现代制造技术的基础。

它综合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械等高新技术,因此广泛应用于机械制造业。

数控机床替代普通机床,从而使得制造业发生了根本性的变化,并带来了巨大的经济效益。

可以预见,高级自动化技术将进一步证明数控机床的价值,并且正在更为广阔的开拓着数控机床的应用领域。

关键词:自动机床,经济型铣床,步进电机,滚珠丝杠副,数控机床ABSTRACTThe continuous development of science and technology, mechanical products, and productivity of the quality of the increasing number of requests. The automation of the process to achieve the above requirements. It not only improves product quality, increase productivity, reduce production costs, but also can greatly improve the working conditions of workers. Large-scale automated production, the widespread use of automatic machines, machine tool and special machine tools and automatic production lines, while the implementation of multi-tool, multi-bit processing in order to achieve high efficiency and degree of automation. These are rigid automation in the face of small batch production, it is not suitable for small batch production, is often necessary to change the type of product, which requires a flexible production line. But to a certain extent, the CNC machine tool is a great meet this requirement. The general control of the media, and numerical control device, the servo system of the CNC milling machine, the body composed of four parts. The numerical control device to control the media, the role of CNC equipment, servo system, four components of the Machine Tool. It is computer-controlled milling machine. CNC technology is the basis of modern manufacturing technology. It combines computer technology, automatic control technology, automatic detection technology, precision machinery and high-tech, it is widely used in machinery manufacturing industry. Instead of general machine tools, CNC machine tools, the manufacturing sector to produce fundamental change, and bring huge economic benefits. It is foreseeable that advanced automation technologies will further demonstrate the value of CNC machine tools, CNC machine tool applications open up a broaderKey words: automatic machine, economic type milling machine, Stepping Motor, Ball Screws目录1 绪论 (1)1.1 选题目的及其意义 (1)1.2 文献综述 (1)1.3 设计任务 (2)2 总体方案的确定 (4)2.1 机械传动部件的选择 (4)2.2 控制系统的设计 (4)3 机械传动部件的计算与选型 (5)3.1 导轨上移动部件的重量估算 (5)3.2 铣削力的计算 (5)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型 (5)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (6)3.5 同步带的计算与选型 (11)3.6 步进电动机的计算与选型 (13)3.7 主轴部件的计算与选型 (16)4 机械标准件的选型与校核 (23)4.1 销连接的选型与校核 (23)4.2 联轴器的选型与校核 (23)4.3 轴承的分类及选用 (25)4.4 键的分类及选用 (28)5 微机控制系统的设计 (29)5.1 微机控制系统组成及特点 (29)5.2 微机控制系统设备介绍 (29)参考文献 (33)致谢 (34)1 绪论1.1 选题目的及其意义本课题来源于基本的工程实际应用,数控机床是机电一体化产品中应用教广泛的一个方向,数控铣床是数控机床中使用最多的机床之一,随着中国工业化进程的推进,数控机床在生产实践中的应用会更加的普及,考虑到数控机床的构造相对复杂,因此以经济型数控机床为入口,对该设备进行研究。

数控铣床,是典型的机电一体化的结构之一,它采用开环控制,用步进电机驱动,微机控制,并有相应的检测装备,作为机械电子工程专业学生而言,通过该课题的毕业设计,能够将上课所学的机械设计、控制技术、检测技术技术等课程所学知识有机的结合起来,并最终达到模拟工程实际设计的目的,使学生初步掌握工程设计基本方法,达到毕业设计大纲的要求。

科学技术的不断发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高要求。

机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最主要的措施之一。

它不仅提高产品的质量、提高生产效率、降低生产成本、还能够大大改善工人的劳动条件。

大批量的自动化生产广泛采用自动机床、组合机床和专用机床以及专用自动生产线,实行多刀、多工位同时加工,以达到高效率和高自动化。

但这些都属于刚性自动化,在面对小批量生产时并不是适用,因为小批量生产需要经常变化产品的种类,这就要求生产线具有柔性。

而从某种程度上说,数控机床的出现正是很大的满足了这一要求。

数控铣床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。

数控装置的作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。

也就是通过计算机控制铣削。

数控技术是现代制造技术的基础。

它综合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械等高新技术,因此广泛应用于机械制造业。

数控机床替代普通机床,从而使得制造业发生了根本性的变化,并带来了巨大的经济效益。

可以预见,高级自动化技术将进一步证明数控机床的价值,并且正在更为广阔的开拓着数控机床的应用领域。

1.2 文献综述国外数控铣床的生产厂家主要集中在德国、美国和日本。

从机械结构上看,其发展经历了十字架型(轻型)、门型(小型)、龙门型(大型)3个阶段,相应的型号种类繁多。

能够代表数控铣床技术最高水平的厂家主要集中在德国,目前,国外已有厂家在龙门式切割机上安装一个专用切割机械手,开发出五轴控制系统的龙门式专用切割工具,该系统可以在空间切割出各种轨迹,利用特殊的跟踪探头,在切割过程中控制切割运行轨迹。

相比之下,国内虽然十字架型、门型、龙门型都有所生产,但广度不够,生产厂家产品型号较为单一,尚无龙门式专用型材切割机产品。

从20世纪中叶数控技术出现以来,数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。

数控加工具有如下特点:加工柔性好,加工精度高,生产率高,减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。

数控机床是一种高度机电一体化的产品,适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。

数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。

进入21世纪,我国经济与国际全面接轨,进入了一个蓬勃发展的新时期。

机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。

随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大,并且不断发展以更适应生产加工的需要。

本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势,并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。

我国工厂的板材下料中应用最为普遍的是数控铣床和等离子切割,所用的设备包括手工下料、仿形机下料、半自动切割机下料及数控切割机下料等。

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