加工中心主传动系统结构及控制系统设计1

毕业设计（论文）任务书题目：加工中心主传动系统结构及控制系统设计姓名学院专业班级学号指导老师职称教研室主任一、基本任务及要求：本课题以加工中心的主传动系统设计为目标，通过对其机械部分、电气控制部分的设计，使之能够适应现代制造企业对加工设备的更高要求。通过设计使学生掌握加工中心数控机床主传动系统结构及控制部分设计的基本方法、步骤、过程和原理，同时提高他们分析、解决问题的能力及综合运用所学知识的能力。课题基本任务及要求：1.熟悉数控机床本身的特点、明确设计要求；2.拟定机床主传动系统的总体方案（机械部分、控制部分）；3.进行机械部分的结构设计；4.进行主传动电气控制系统的设计；二、进度安排及完成时间：1.明确设计任务、熟悉设计课题、搜集有关资料；9月20日前完成2.在熟悉课题要求的前提下，进入课题实施阶段，进行有关方面知识的准备、撰写开题报告；月日前完成3.根据要求提出主传动系统设计的思路、拟定其方案；月日前完成4.进行机械结构设计（绘制主轴箱部装图及1-2个零件图）；月日前完成5.进行系统的动态特性分析（如果时间紧这一步可省）；月日前完成6.进行主传动电机控制系统的设计（绘制控制系统图）；月日前完成7.编写毕业设计说明书并打印；月日前完成8.程序文件的整理、存储介质的制作、准备答辩；月日前完成9.毕业设计答辩。月日前完成目录摘要...........................................................IAbstract.......................................................II第1章绪论....................................................11.1加工中心的组成...................................................21.2加工中心的特点....................................................2第2章主传动系统设计..........................................32.1概述...............................................................32.11主传动设计要求....................................................32.2驱动源的选择......................................................42.3转速图的拟定.....................................................42.4传动轴的估算......................................................62.5各传动组齿轮魔术的确定和校核......................................72.5.1齿轮模数的确定................................................82.5.2齿轮魔术的校核................................................82.6V型带的选择......................................................9第3章主轴和轴的结构设计、精度设计和刚度设计…………………………3.1各零件结构和尺寸的设计............................................113.1.1结构实际的内容和技术要求......................................113.1.2有关零件结构和尺寸的确定......................................123.2有关零件的校核....................................................153.2.1各级转速的校核................................................153.2.2齿轮的校核....................................................153.2.3主轴的校核....................................................17第4章电气控制系统的设计.....................................194.1绘制控制系统结构框图..............................................194.2选择中央处理单元的类型...........................................204.3储存器扩展电路设计................................................204.3.1程序储存器的扩展..............................................204.3.2数据储存器的扩展..............................................214.4控制系统的发展....................................................21总结..........................................................23参考文献......................................................24致谢..........................................................25I加工中心主传动系统结构和控制系统设计摘要：数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术，是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法，随着科学技术的迅猛发展,数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。加工中心就是装有程序控制系统的一种数控机床。该程序控制系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序，本设计的调速系统也就是通过控制系统来实现的。还有主传动系统也是尤为重要的一个部分，加工中心就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。关键词：加工中心，主轴，主传动系统，控制系统IIProcessingcentermaintransmissionsystemstructureandcontrolsystemdesignAbstract：Digitalcontrolismoderndevelopedakindofautomationcontroltechnology,digitalsignalofmachinewithsportsanditsprocessingprocesscontrolonemethod,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,ncmachinetoolsisanationalmechanicalindustrylevelofimportantstandard.Machiningcenterisequippedwithprocesscontrolsystemofakindofnumericalcontrolmachine.Theprogramcontrolsystemcanlogicallyprocessinghaveusenumber,orothersymbolstheproceduresprescribedbythecodedinstructions,thedesignofthedrivesystemisrealizedbycontrollingsystem.Andmaintransmissionsystemisalsoparticularlyimportantapart,machiningcenteristosupplyallkindsofprocessingstepsandcutterandtherelativedisplacementbetweenpartsarewiththedigitalcodetosaid.Keywords:processingcenter,spindle,maintransmissionsystem,controlsystem1第1章绪论1.1加工中心的组成加工中心有各种类型，虽然外形结构各异，但总体来看大体上由以下几部分组成：（1）基础部件由床身、立柱和工作台等大件组成，它们是加工中心结构中的基础部件。这些大件有铸铁件，也有焊接的钢结构件，它们要承受加工中心的静载荷以及在加工时的切削负载，因此必须具备更高的静动刚度，也是加工中心中质量和体积最大的部件。（2）主轴部件由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启动、停止等动作和转速均由数控系统控制，并通过装在主轴上的刀具进行切削。主轴部件是切削加工的功率输出部件，是加工中心的关键部件，其结构的好坏，对加工中心的性能有很大的影响。（3）控制系统单台加工中心的数控中心由CNC装置，可编程序控制器，伺服驱动装置，以及电机等部分组成．它们是加工中心执行顺序控制动作和控制加工过程的中心。（4）伺服系统伺服系统的作用是把来自数控装置的信号装换位机床移动部件的运动，其性能是决定机床的加工精度，表面质量和加工效率的主要因素之一，加工中心普遍采用半闭环、闭环和混合环三种控制方式。（5）自动换刀装置加工中心与一般数控机床的显著区别是具有对零件进行多道工序加工的能力，有一套自动换刀装置。它由刀库，机械手和驱动机构等部件组成。（6）辅助系统包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等部分。辅助系统虽不能直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此，也是加工中心不可缺少的部分。（7）自动托盘更换系统有的加工中心为进一步缩短非切削时间，配有俩个自动交换工件托盘，一个2安装在工作台上进行加工，另一个则位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上的工件加工后，便自动交换托盘，进行新零件的加工，这样可减少辅助时间，提高加工工效。1.2加工中心的特点(1)加工精度高加工中心是以数字形式给出指令进行加工的，由于目前数控装置的脉冲当量一般达到了0.0001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，加工中心能达到比较高的加工精度和质量稳定性。(2)表面质量好加工中心主轴转速和各轴进给量都是无级调速，有的甚至有自适应控制功能，能随刀具和工件材质及刀具参数的变化，把切削参数调整到最佳数值，从而提高了各加工表面的质量。(3)生产效率高零件加工所需的时间包括机动时间和辅助时间俩部分，加工中心能够有效的减少这俩部分时间，因为加工生产率比一般的机床高得多。(4)自动化程度高加工中心对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的。操作者除了操作面板、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运行外，其他的机床动作直至加工完毕，都是自动连续完成。不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减少，劳动条件也得到相应的改善。(5)有利于生产管理的现代化用加工中心加工零件，能准确计算零件加工工时，并有效的简化检验和工夹具、半成品的管理工作。这些特点都有利于使生产管理现代化。3第2章主传动系统的设计2.1概述主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具由一定的转速和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同的尺寸，不同的要求的工作