镗铣加工中心工作台的设计(含CAD零件装配图)

镗铣加工中心工作台的设计(含CAD零件装配图)(开题报告,开题PPT,文献综述,外文翻译,论文说明书13000字,CAD图纸10张)
摘  要
 镗铣加工中心工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单。实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本，是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步得到提高。镗铣加工中心工作台机电系统设计是利用8031单片机，及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成，在控制系统的硬件上编写一定的程序来通过步进电机控制滚珠丝杆转动，从而带动滚珠螺母往复移动，以实现工作台的往复移动，也就是实现了工件能够在镗铣加工中心工作台上面进行X轴和Y轴灵活移动的加工功能。
镗铣加工中心工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置，步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。其工作原理是每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场;由于步进电机通的是三相交流电所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体既转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。本题目是步进电机，微型计算机，滚珠丝杆螺母副，汇编语言的综合应用。
近年以来，随着我国经济的高速增长，机械设备在机械工业中的地位也日益显著，当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 工作台作为数控机床的重要组成部分，也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的X—Y工作台，到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。为了满足现代制造业的发展，也为了环境的要求，一作台的驱动装置从原来的机械驱动变为液旅驱动，现在更多的采用了气动装置，更好的保护了环境，节约了资源。由于工作台是一台机床的关键配套部件，因此世界各国都有对其进行研究，我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一指定机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的功能性方向发展，现在一些工作台，它不仅可以安装在钻床上，还可以安装在加工中心和镗床等机床上。并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴，大大提高了机床的性能。例如：可倾回转工作台，它可以实现用于数控机床和加工中心机床上，可利用原机床的两个控制坐标控制转台的回转和倾斜，也可直接利用本转台配套的数控装置与机床联接完成所需的工作循环。它可以完成任意角度的孔、槽、平面类机械加工，以及曲线、凸轮等的加工，并可达到较高的精度另外也可用于非数控钻、铣镗类机床上，独立完成等分和不等分的角度分度工作。国外工作台的功能与我国所生产的工作台功能基本相似，但是在其精度方面，国外的一些公司所生产的工作台要略高于我国所生产的工作台。
因此我国与国外相比，还是有一定的差距，因此工作台的设计具有重要意义，我们要借助时代的步伐，与时俱进，开拓创新，使我国成为具有领先技术的综合性强国。
关键词：数控 ；步进电机 ；机床

机械结构分析
   本课题是设计一种镗铣加工中心工作台的机构，此工作台可以在X,Y轴两个方向自由移动，由电动机控制，人们只需启动和关闭开关，即可实现工作台在任意位置的停止，可以实现将工件移动到指定的位置，为加工提供方便。
    由于为了进给机构可以实现多种方案，本课题平移、升降装置采用电机驱动滚珠丝杆的方式来带动工作台的平移，现提供以下设计方案：
    
此种方案为传统的的进给机构设计方案，此种方案步进电机与滚珠丝杆通过联轴器固结，丝杆螺母装在滚珠丝杆上面，保持滚珠丝杆与工作台通过螺纹连接，，这种方法由于滚珠丝杆动，从而带动丝杆螺母转动，从而实现工作台的平移，可以做X、Y方向的移动，从而实现钻床工作台的快速进给。此种方案结构简洁，造价低廉，定位精准，可靠，符合此次设计的要求，因此此种方案虽然是传统的设计方法，但切合实际，我们优先考虑。
 

目  录
摘要    I
Abstract    II
1 绪  论    III
   1.1 课题来源及研究目的和意义    9
   1.2 镗铣加工中心的现状及趋势    10
   1.3 镗铣加工中心工作台的方案分析    11
       1.3.1 机械结构分析    13
       1.3.2 机械结构总体方案和布局    15
2 机械结构的设计    16
   2.1滚珠丝杠的设计    22
   2.2滚珠丝杠副丝杠副传动法面截形，循环方式等的确定    22
   2.3滚珠丝杠的预紧    23
   2.4滚珠丝杠选取与校核    24
3 滚动轴承的选取与计算    25
   3.1 轴向滚珠丝杠轴和径向滚珠丝杠轴受力分析    25
   3.2 计算轴承寿命    25
   3.3当量载荷    26
4 步进电机的选取及设计计算    26
   4.1转动惯量计算    27
   4.2将负载质量换算成电机输出轴上的转动惯量    28
   4.3计算电机输出的总力矩    28
   4.4负载起动频率估算    29
5 联轴器的选取    29
6 齿轮减速器的选取    30
7 进给系统精度校核    31
   7.1支承滚珠丝杠轴承的变形    32
   7.2支承滚珠丝杠轴承的轴向变形    33
结  论    34
致  谢    35
参 考 文 献    36