XK5040數(shù)控立式銑床主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【三維SWcreo】【含CAD高清圖紙和文檔資料】

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結(jié)合課題任務(wù)情況，查閱文獻(xiàn)資料，撰寫15002000字左右的文獻(xiàn)綜述。20世紀(jì)人類社會(huì)最偉大的科技成果是計(jì)算機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用，計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)在技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。自從1952年美國(guó)第臺(tái)數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了50個(gè)年頭。數(shù)控設(shè)備包括：車、銑、加工中心、鏜、磨、沖壓、電加工以及各類專用機(jī)床，形成龐大的數(shù)控制造設(shè)備家族，每年全世界的產(chǎn)量有1020萬臺(tái)，產(chǎn)值上百億美元。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國(guó)家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到50，庫(kù)存超過4個(gè)月。從1995年“九五”以后國(guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng)，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在1999年以后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。當(dāng)今世界工業(yè)國(guó)家數(shù)控機(jī)床的擁有量反映了這個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)能力和國(guó)防實(shí)力。目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近30萬臺(tái)），但我們的機(jī)床數(shù)控化率僅達(dá)到1.9左右，這與西方工業(yè)國(guó)家一般能達(dá)到20的差距太大。日本不到80萬臺(tái)的機(jī)床卻有近10倍于我國(guó)的制造能力。數(shù)控化率低，已有數(shù)控機(jī)床利用率、開動(dòng)率低，這是發(fā)展我國(guó)21世紀(jì)制造業(yè)必須首先解決的最主要問題。每年我們國(guó)產(chǎn)全功能數(shù)控機(jī)床30004000臺(tái)，日本1年產(chǎn)5萬多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，每年我們花十幾億美元進(jìn)口70009000臺(tái)數(shù)控機(jī)床，即使這樣我國(guó)制造業(yè)也很難把行業(yè)中數(shù)控化率大幅度提上去。國(guó)內(nèi)的數(shù)控生產(chǎn)廠家主要有華中數(shù)控、北京航天機(jī)床數(shù)控集團(tuán)、北京凱恩帝、北京凱奇、沈陽藝天、廣州數(shù)控、南京新方達(dá)、成都廣泰等，國(guó)產(chǎn)數(shù)控生產(chǎn)廠家規(guī)模都較小，年產(chǎn)都還沒有超過300400套。從上面我們可以看出：我國(guó)的數(shù)控技術(shù)水平還有待提高，生產(chǎn)技術(shù)還相當(dāng)落后。 因此，我們有必要大力發(fā)展我國(guó)的數(shù)控技術(shù)，提高國(guó)產(chǎn)數(shù)控技術(shù)的總體水平，將我國(guó)的工業(yè)水平提高到一個(gè)新的檔次。近10年數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。 (1) 高速化 由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高各方面速度，車床主軸轉(zhuǎn)速由30004000r/min提高到80001000r/min，銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由40008000r/min提高到12000r/min、24000r/min、40000r/min以上,快速移動(dòng)速度由過去的1020m/min提高到48m/min、60m/min、80m/min、120m/min在提高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，其已由過去一般機(jī)床的0.5G（重力加速度）提高到1.52G，最高可達(dá)15G，直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。(2) 高精度化 數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.010.02提高到0.008左右，亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右，納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0050.01，最小分辨率為1nm的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已有產(chǎn)品。 數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級(jí)插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可以達(dá)到的圓度，插補(bǔ)前多程序段預(yù)讀，大大提高插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動(dòng)拐角處理等。 (3) 復(fù)合加工、新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn) 如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類異形零件。也派生出各新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括5軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)鉸鏈機(jī)床等。采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。 (4) 使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼”。如內(nèi)冷鉆頭由于使高壓冷卻液直接冷卻鉆頭切削刃和排除切屑，在鉆深孔時(shí)大大提高效率。加工鋼件切削速度能達(dá)1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。 (5) 數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、異行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。 參考文獻(xiàn)：文懷興主編，數(shù)控銑床設(shè)計(jì)M 北京：化學(xué)工業(yè)出版社2006.1根據(jù)國(guó)內(nèi)外的數(shù)控機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r及自己興趣，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選擇了XK5040數(shù)控立式銑床設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，以便使自己對(duì)數(shù)控銑床有更多的了解，進(jìn)而增強(qiáng)自己在這方面的能力。2.選題依據(jù)、主要研究?jī)?nèi)容、研究思路及方案。1、依據(jù)：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)率水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品精度和質(zhì)量的要求越來越來嚴(yán)格。因此，企業(yè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度要求越來越高，數(shù)控銑床得到了越來越廣泛的應(yīng)用。由于銑床使用旋轉(zhuǎn)的多齒刀具加工工件，同時(shí)有數(shù)個(gè)刀齒參加切削，所以生產(chǎn)效率高，但是，由于銑刀每個(gè)刀齒的切削過程是斷續(xù)的，且每一個(gè)的切削厚度又是變化的，這就使切削力相應(yīng)地發(fā)生變化，容易引起機(jī)床振動(dòng)，因此，銑床在結(jié)構(gòu)上要求有較高的剛度和抗振性。2、研究的內(nèi)容：本次設(shè)計(jì)主要研究的是XK5040數(shù)控立式銑床進(jìn)給系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)床主傳動(dòng)及進(jìn)給部件的設(shè)計(jì)過程和方法，包括參數(shù)擬定、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、零件計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，對(duì)主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給系統(tǒng)各部件進(jìn)行選擇,計(jì)算,校核；以及對(duì)XK5040立式銑床控制系統(tǒng)選用MCS-51系列單片機(jī)組成，縱向、橫向及垂直方向的控制電路設(shè)計(jì)。3、研究思路及技術(shù)方案：這次設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)XK5040數(shù)控立式銑床進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)，先明確目的如下:a掌握機(jī)床主傳動(dòng)及進(jìn)給部件的設(shè)計(jì)過程和方法，包括參數(shù)擬定、傳動(dòng)設(shè)計(jì)、零件計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，培養(yǎng)機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)的能力。b綜合應(yīng)用過去所學(xué)的理論知識(shí)，提高聯(lián)系實(shí)際和綜合分析的能力。c訓(xùn)練和提高設(shè)計(jì)的基本技能。如計(jì)算、制圖、應(yīng)用設(shè)計(jì)資料、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、編寫技術(shù)文件（說明書）等。1、 主軸箱設(shè)計(jì)思路如下:先根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案,進(jìn)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)計(jì)算,確定主運(yùn)動(dòng)主要參數(shù),繪出轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖；再進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算,確定主電動(dòng)機(jī)功率。接著進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,繪制主軸箱裝配圖一張2進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型內(nèi)容包括：確定脈沖當(dāng)量，計(jì)算切削力，滾珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型，齒輪傳動(dòng)計(jì)算，步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型等。3控制部分總體思路如下：根據(jù)總體方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，控制系統(tǒng)的功能包括：a、X向、Y向、Z給伺服運(yùn)動(dòng)；b、鍵盤顯示；c、面板管理d、行程控制e、其他功能、例如光隔離電路、功率放大電路、紅綠燈顯示硬件電路主要由以下幾部分組成：a) 主控制器，即中央處理單元（CPU）;b) 總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線；c) 存儲(chǔ)器，包括RAM和ROM；d) 接口，即I/O輸入輸出接口電路；e) 外部設(shè)備，如鍵盤，顯示器及光電輸入等。3.工作進(jìn)度及具體安排。20*.12.2020*.01.06 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題和開題報(bào)告20*.01.0720*.02.26 課題調(diào)研，收集資料，擬定總體方案，畫總體圖20*.02.2720*.03.30 進(jìn)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)計(jì)算,確定主運(yùn)動(dòng)主要參數(shù),繪出轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，繪制主軸箱裝配圖20*.03.3020*.04.20 進(jìn)行進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，繪制進(jìn)給機(jī)構(gòu)裝配圖一張20*.04.2020*.05.10 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，畫控制系統(tǒng)圖一張20*.05.1020*.05.15 對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查20*.05.2120*.05.30 整理設(shè)計(jì)說明書及修改圖子，翻譯科技外文，以及畢業(yè)答辯的準(zhǔn)備4.指導(dǎo)教師意見。指導(dǎo)教師： 年 月 日說明：開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師審查后簽署意見生效。