（毕业设计全套）XK5036数控立式铣床总体及垂直进给传动机构设计（打包下载）

般应使选用和设计的离合器的额定静扭矩和额定动扭矩满足工作要求。

额定静扭矩式中离合器的额定静力矩安全系数运转时的最大负载力矩对于需要在负载下启动和变速，或启动时间有特殊要求时，应按动扭矩设计，查机械设计手册表，取取.则.额定动扭矩式中，加速扭矩所有被离合器带动的零件折算到离合器轴上的当量飞轮矩安装轴转速为及轴上零件的非轮矩之和分别为离合器带动的其他各轴转速为，上零件的飞轮矩之和加速时间，中型车床取，位行用空转扭矩。

湿式多片式离合器般为的，油量小，精度高，水平安装是取小值通过计算，这里选用铣床专用离合器，型号为。

.截面图设计截面图设计主要考虑以下四个方面的问题，个轴的位置安排包括主轴，轴和中间各传动轴的合理安排和确定，箱体结构和外形变整箱体结构，与床身的连接方式，外观造型等，操纵机构的设计和选择，润滑系统的设计和润滑元件的选择.轴的空间布置，主轴和传动主轴的轴立式铣床的主轴是垂直布置的，的主轴可上下移动，装在套筒内，传动主轴的轴与主轴之间用对的齿轮出动，该轴也是垂直分布的。

，轴入轴的装置轴上装有电磁离合器制动，该部件的位置安排应便于调整电磁离合器，需要考虑便于冷却和润滑，离主轴部件部件要远些，以减少摩擦发热对主轴热变形的影响。

综上所述，铣床轴般安排在变速箱后壁处，中间各传动轴主轴和各传动轴位置确定后，中间各传动轴位置即可按转动顺序进行安。

润滑主轴变速箱常用的润滑方式有飞润滑和压力循环润滑，飞润滑适用于润滑点比较集中，要求不很高的变速箱，这里我们采用压力循环润滑，压力循环润滑分箱内循环润滑和箱外循环润滑，前者结构简单，布置紧凑，后者冷却润滑效果，压力循环润滑系统的计算润滑油量油量粗算式中额定功率机床效率也可用如下公式计算各润滑部位的需油量式中允许循环油温升，通常为油池容量升升油池容积应超过的，即为升油管的选择与计算油管的内径计算式中流量管内油的流速取主轴管内油的流速为支油管，外径壁厚为.回油管，外径壁厚为。

，柱塞泵的油量计算结构和规格尺寸供油量式中柱塞直径柱塞每分钟往复次数，次分以次分为宜，次分为佳。

柱塞行程。

效率，。

箱体设计的有关问题箱体材料以中等强度的灰铸铁和用得最广泛。

需时效处理。

砂型铸造时，箱体铸件的最小壁厚尺寸长宽高壁厚大于约，箱体壁孔对刚度的影响和补偿箱体轴承孔面积点总侧壁面积左右时候，与未开孔的箱体比较，扭转刚度下降，弯曲刚度下降更大，为弥补因开孔而削弱的刚度，常用凸缘和加工筋。

加强筋厚度为.，筋高。

第章主要部装图垂直进给系统的设计与计算.设计方案的确定利用微机对纵横垂直进给系统进行半闭环控制，脉冲当量都为.脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副。

采用微机对数据进行计算处理，由接口输出步进脉冲，经级齿轮减速滚珠丝杠转动，从而实现纵向横向垂直进给运动。

机械系统般由减速装置丝杠螺母副蜗轮蜗杆副等各种线性传动部件，以及连杆机构凸轮机构等非线性传动部件导向支承件旋转支承件轴系及架体等机构组成.常用的机械传动部件有螺旋传动齿轮传动，同步带高速带以及各种非线性传动部件等。

.铣床数据进给电机额定功率.额定转速最大水平拖动力最大进给速度纵向.横向.垂向升降台.工件最大重量机动范围纵向横向垂向升降台.工艺数据根据改造设计任务的要求，参考切削用量手册，确定选用硬质合金端铣刀铣削。

铣刀直径.齿数切削宽度.铣削深度.每齿进给量刀具耐用度主轴转速切削速度进给速度。

.机床进给部件重量估算纵向轴工作台长约重横向轴工作台约重升降轴部分运动件约重.垂直向进给系统的设计经济型数控改造纵向进给系统采用步进电机级减速齿轮传动，带动滚珠丝杠转动，并通过丝杠螺母副带动工作台移动。

般把步进电机安装在纵向丝杠的右端。

.铣削力的计算根据切削用量手册对硬质合金端铣刀，切削力为考虑修正系数公式中的单位为将相关的参数带入得.各切削分力为纵向水平分力取.横向分力取.垂直分力取.于是得已知条件垂向升降台质量含最大承载量时间常数快速进给速度在垂向进给系统改造设计中。

拆去纵向横向垂向进给的齿轮手柄等部件机构这样可大大减轻垂向升降台质量，但在设计时仍以重量计算，校核并更换垂向丝杠为滚珠丝杠，保留图中弧形锥齿轮设计齿轮，选择平衡装置和步进电机型号。

改造中采用滚珠丝杠，脉冲当量，步距角，五相十拍步进电机。

其设计过程与纵向横向相似。

经计算选择滚珠丝杠基本导程，右旋滚珠丝扛型号减速齿轮步进电机型号其中垂向滚珠丝杠工作中承受的最大轴向力，最大动载荷.。

而型滚珠丝杠额定动载荷为.可见该珠丝杠的强度能满足工作要求经校核滚珠丝杠的刚度和稳定性足够.有关减速齿轮机构的计算根据已知条件有减速比得.在实际改造中，步进电机经过对直齿轮对弧形锥齿轮两次减速后驱动滚珠丝杠转动从而驱动升降台上升或下降。

则为保证改造时结构不作大的改变，仍用原齿数齿轮即，则所以之间的中心距与原齿轮的中心距相同，综合考虑取模数，宽度。

于是知垂直进给系统折算到电机轴上的总的转动惯量为其中于是电机最大转动力矩发生在快速启动时，此时步进电机的选择考虑安全系数.，取时.，若选用步进电机，其最大静转，按五相十拍驱动，步距角。

由电机正常启动的条件知道必须满足，而。

正常的工作频率，电机能够正常工作，选用合适。

.升降台自动平衡装置步进电机经对减速齿轮将运动传到，轴右端的弧齿锥齿轮带动锥齿轮使垂直滚珠丝杠旋转，升降台上升或下降。

垂直滚珠丝杠螺母副的螺母由支承套固定在基座上，丝杠通过锥齿轮与升降台连接。

其支撑由深沟球角接触轴承和角接触球轴承承受径向载荷，由级精度的推力圆柱滚子轴承承受轴向载荷。

轴的实际安装位置在水平面内，与轴的轴线呈度相交。

轴的右端为自动平衡机构，由单向超越离合器和摩擦离合器自锁器组成。

因滚珠丝杠无自锁能力，当垂直放置时，部件因自重会自动下移，因此，除升降台驱动电机带有制动器外，还在传动机构中装有自动平衡机构，方面防止升降台因自重而下落，另外还可以平衡上升下降的驱动力。

其工作原理是，丝杠旋转的同时通过锥齿轮和轴带动单向超越离合器的星轮转动当升降台上升时，星轮的转向使滚子与超越离合器的外环脱开，外环不随星轮转动，自锁器不起作用。

当升降台下降时，星轮转向使滚子楔在星轮与外环之间，使外环随轴起转动，外环与两端固定不动的摩擦环由防转销固定形成相对运动，由于内外摩擦片之间由弹簧压紧，增加升降台下降阻力，所以起到阻尼和自锁作用。

并使上下运动的力量平衡。

调整自锁力时，适当调整螺母完成。

调整前先松开螺母的锁紧螺钉，调整后应将锁紧螺钉再锁紧。

该自动平衡装置特点滚珠丝杠的种制动方式是摩擦离合器机械式电磁式具有刹车作用的制动电机传动链中配置逆转效率高的减速比系统如齿轮蜗轮蜗杆减速器超越离合器。

本改造实例综合运用滚珠丝杠的几种制动方式，采用具有刹车作用的制动电机.超越离合器和机械式摩擦离合器，收到很好的升降台自动平街效果。

第章硬件电路图的设计.微机控制系统组成及特点微机控制系统的组成微机控制系统主要由微型计算机和伺服系统两大部份组成，其中微机又包括硬件和软件两部分。

微机控制系统基本硬件组成硬件时组成系统的基础，有了硬件软件才能有效地运行。

硬件电路的可靠性直接影响到数控系统的性能指标。

数控系统的硬件电路概括起来由以下部分组成。

主控制器，即中央处理单元存储器，包括只读可编程存储器和随机读写数据存储器接口微机数控系统软件软件是指为实现微机控制系统各项功能编制的专用程序，它般由以下几部分组成输入数据处理程序它接受输入的零件加工程序，用标准代码表示的加工指令和数据整理成便于解释执行的格式后存放。

插补运算程序它完成普通数控系统中插补器的功能。

速度控制程序它根据给定的速度代码或每分毫米数控制插补运算的频率，以保证预定速度进给。

管理程序和诊断程序管理程序对数据输入处理及切削加工过程服务的各个程序进行调度，还可以对面板命令时钟信号故障信号等引起的中断进行处理。

诊断程序可以在运行中及时发现系统的故障，并指示故障类型。

微机数控系统的特点可靠性高。

由于采用大规模集成电路软件连接以及资诊断功能，所以大大提高了无故障运行时间，即使又极少的故障也能及时发现和排除。

灵活性强。

由于系统的硬件是通用标准化的，对于不同机床的控制要求只需更换可编程只读存储器中的系统程序就可实现。

易于实现机电体化。

采用大规模集成电路时控制框尺寸大为缩小，采用可编程接口又可将等顺序控制部分逻辑电路与数控装置结合起，使结构更为紧凑。

价格低。

采用微机数控，使数控机床电气部分成本大为下降，对功比较齐全的数控机床价格幅度下降更大。

由于微机的功能强，存储量大，可实现多功能控制多路运行控制及数据和图形显示等，给操作人员和监视生产过程带来方便。

.微机控制系统设备介绍主控制器的选择的选择应考虑以下要素控制数据处理的速度。

的容量。

指令系统功能的强弱即编程的灵活性。

口扩展的能力即对外设控制的能力。

开发手段包括支持开发的软件和硬件电路。

目前在数控系统中常用的芯片由以及等位机的，也有和等位机的。

但从性能价格比上，我们拟采用系列单片机中的作为主控制器。

下面介绍单片机的硬件结构，如图。

下面对各功能部件作进步的说明数据存储器片内为个字节，片外最多可扩至字节。

程序存储器无此部件为为。

片外最多可外扩至字节。

中断系统具有个中断源，级中断优先权。

定时器计数器个位的定时器计数器，具有四种工作方式。

串行口个全双工的串行口，具有四种工作方式。

口口口口为四个并行位口。

特殊功能寄存器共有个，用于对片内各功能模块进行管理控制监视。

微处理器为位的，且内含个位位处理器，不仅可处理字节数据，还可以进行位变量处理。

图.单片机内结构存储器电路的扩展程序存储器的扩展单片机应用系统中扩展用的程序存储器芯片，其型号分别为等，其容量分别位。

在选择芯片时，要考虑与时序的匹配。

即所能读取的时间必须大于多要求的读取时间。

此外，还要考虑最大读出速度工作温度计存储器的容量。

在满足容量要求是应尽量选择大容量芯片以减少芯片数量，是系统简化。

在本系统中，我们拟采用作为扩展芯片。

与主要是三总线的联接。

中的低位地址线通过地址锁存器与口相联。

当地址锁存允许信号位搞点评，则口输出地址有效。

位数据线直接与口相联高位地址线分别与相联，引脚直接同引脚相联，片选信号接地，以便总能选中。

由于只能选通外部程序存储器，因而其引脚接地。

数据存储器的扩展由于内部只有字节，远远不能满足系统的要求，须扩展片外的数据存储器。

单片机应用系统数据存储器扩展电路般采用和静态数据存储器，其选用的规则与程序存储器的要求相同。

本系统拟采用芯片作为数据存储器的外扩芯片。

低位地址线通过地址锁存器与口相接，高位地址线分别与相联，位数据线直接接至口，读写控制引脚与的读写控制引脚直接相联，片选端通过