马扎克卧式加工中心主轴结构

前言

机床工业是机械制造业的重要部门，肩负着为农业，工业，科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，是使现代化工业生产具有高生产率和先进的技术经济指标的保证。设计机床的目标就是选用技术先进，经济效果显著的最佳可行方案，以获得高的经济效益和社会效益。随着科学技术不断发展，数控机床的发展越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速高柔性化和模块化方向发展。

本次毕业设计是针对于市场上应用广泛的卧式加工中心的设计。此设计以典型卧式加工中心为参考，根据国家标准而设计的。本人主要设计卧式加工中心主轴箱及其部件的设计。保证在主轴高速运转下的稳定性、精度、刚度，合理选用轴承、电机和传动部件。在保证箱体的实用性和安全性的前提下，尽可能节约材料来制造箱体、盖板、端盖。为了保证准停装置和自动换刀的实现，采用气压限位装置来实现换刀，采用永磁铁和磁传感器来实现准停。

本设计鉴于是将要毕业的学生的我所做，可能会由于缺少实践经验和更多专业知识，会出现不严谨，不实际的错误。望各位审批老师予以谅解并给予我更多的帮助！

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第一章 课题介绍与分析

1.1选题背景及意义

1.1.1 国内外研究现状

机床工业是机械制造业的重要部门，肩负着为农业，工业，科学技术和国防现

数控卧式加工中心主轴箱及进给机构设计

摘要:

本次设计通过对现有加工中心的分析研究,提出一种新的设计方案,其自动化程度更高,结构也相对比较简单.这一点在论文会得以体现.本方案中,主轴箱采用交流调速电机实现无级变速,在X、Y、Z三个方向上的进给运动均采用滚珠丝杠,而动力则由步进电动机通过调隙齿轮来传递,并且采用单片机进行数字控制.

控制系统采用MCS-51系列单片机,通过扩展程序存储器、数据存储器和I/O接口实现硬件电路的设计.论文中也对软件系统的设计做出了相关说明.

关键词:交流调速电机 滚珠丝杠 步进电机 单片机系统扩展

Abstract:This design tries a new method after the analyze and research of the exited machining center with the higher automatization degrees and the simpler configuration,which will be explained in the paper. In the method, AC adjustable-speed motor is us

济南大学毕业设计

前言

机床工业是机械制造业的重要部门，肩负着为农业，工业，科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，是使现代化工业生产具有高生产率和先进的技术经济指标的保证。设计机床的目标就是选用技术先进，经济效果显著的最佳可行方案，以获得高的经济效益和社会效益。随着科学技术不断发展，数控机床的发展越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速高柔性化和模块化方向发展。

本次毕业设计是针对于市场上应用广泛的卧式加工中心的设计。此设计以典型卧式加工中心为参考，根据国家标准而设计的。本人主要设计卧式加工中心主轴箱及其部件的设计。保证在主轴高速运转下的稳定性、精度、刚度，合理选用轴承、电机和传动部件。在保证箱体的实用性和安全性的前提下，尽可能节约材料来制造箱体、盖板、端盖。为了保证准停装置和自动换刀的实现，采用气压限位装置来实现换刀，采用永磁铁和磁传感器来实现准停。

本设计鉴于是将要毕业的学生的我所做，可能会由于缺少实践经验和更多专业知识，会出现不严谨，不实际的错误。望各位审批老师予以谅解并给予我更多的帮助！

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济南大学毕业设计

第一章 课题介绍与分析

1.1选题背景及意义

1.1.1 国内外研究现状

机床工业是机械制造业的重要部门，

牧野加工中心培训教材

一、编程

1、程序格式

O0001(OP20 FOR L3000-1002114C); 程序号/注释 G91 G30 X0 Y0 Z0

T01 M6

N1 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S1000; N2 G01 X0 Y-50. F100;

N3 加工程序部分 N4 N5 M05

M30 程序结束

1.1 程序编号：

O □ □ □ □ (----------)

□ □ □ □: 程序号,要求在四位数字内

(----------)：用于程序的注释，说明等，也可以不要 1.2 程序在内存区的分类 O0001～O7999 用户区

O8000～O8999 用户区（程序可以通过设定参数进行保护）

O9000～O9999 机床制造厂家区（程序可以通过设定参数进行保护） 1.3 程序段号

N □ □ □ □ ()

□ □ □ □:程序段顺序号可以是1－99999或1－9999 1.4 程序段

N1 G1 G54 X10. Y100. ; 移动指令 段结尾符号EOB 1.5 G代码 G □ □

□ □ ：G代码，号码范围0－99

1.6 M功能 M □ □ □

□ □ □：M代码，代码范围0

立式加工中心主轴组件的结构设计

1 综述

1.1 本课题研究的目的和意义

装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业（如：信息技术及其产业，生物技术及其产业，航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。

总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，因此在国内外企业界都受到了高度重视。本课题的目的是进行立式加工中心主轴组件的结构设计，主轴组件作为加工中心的执行元件，它带动刀具进行切削加工、传递运动、动力及承受切削力等，并需满足相关的技术指标要求。

1.2 本课

数控机床销售手册（2011.3版）

VCL850立式加工中心

一、机床结构、性能优势及用途

VCL850是南通科技在原有规格基础上自主开发的高档立式加工中心产品。与老款850规格加工中心相比，立柱改为马鞍型设计、加大了工作台尺寸和Y/Z向行程、放大了床身上分流槽、增加了铣头部件循环冷却装置、改进了排屑方式、提高了主关件的配置、使用了新型靓丽大罩，根据客户需要，可实现三轴全闭环控制及使用德国HEIDENHAIN高性能数控系统。使VCL850产品结构更合理、性能更优越、使用范围更广泛。

结构：VCL850立式加工中心采用十字型床鞍工作

台、立式主轴结构，主轴组整套从台湾进口，配套前四

后二轴承结构，主轴动刚度性能好，确保最佳的加工精度；铣头两侧设计有循环水冷却，减少了切削热变形对主轴加工精度的影响；马鞍型立柱设计，有助提高机床刚性；机床大件采用稠筋封闭式框架结构，刚性高，抗振性好，底座、立柱、铣头、十字滑台、工作台等基础件全部采用高强度铸铁，组织稳定，确保整机品质；合理的结构程度与加强筋的搭配，保证了基础件的高刚性；宽实的机床底座，箱型腔立柱、负荷全支撑的十字滑台可确保加工时的重负载能力。

性能：大件粗、精加工均在进口五面体加

数控机床销售手册（2011.3版）

VCL850立式加工中心

一、机床结构、性能优势及用途

VCL850是南通科技在原有规格基础上自主开发的高档立式加工中心产品。与老款850规格加工中心相比，立柱改为马鞍型设计、加大了工作台尺寸和Y/Z向行程、放大了床身上分流槽、增加了铣头部件循环冷却装置、改进了排屑方式、提高了主关件的配置、使用了新型靓丽大罩，根据客户需要，可实现三轴全闭环控制及使用德国HEIDENHAIN高性能数控系统。使VCL850产品结构更合理、性能更优越、使用范围更广泛。

结构：VCL850立式加工中心采用十字型床鞍工作

台、立式主轴结构，主轴组整套从台湾进口，配套前四

后二轴承结构，主轴动刚度性能好，确保最佳的加工精度；铣头两侧设计有循环水冷却，减少了切削热变形对主轴加工精度的影响；马鞍型立柱设计，有助提高机床刚性；机床大件采用稠筋封闭式框架结构，刚性高，抗振性好，底座、立柱、铣头、十字滑台、工作台等基础件全部采用高强度铸铁，组织稳定，确保整机品质；合理的结构程度与加强筋的搭配，保证了基础件的高刚性；宽实的机床底座，箱型腔立柱、负荷全支撑的十字滑台可确保加工时的重负载能力。

性能：大件粗、精加工均在进口五面体加

卧加旋转坐标系计算

示例1

B正向60度点旋转为0度零点计算卧加坐标旋转坐标计算

参数名

原坐标系号参数1

X

Y原坐标偏置Z

B

X

Y原坐标系中点坐标Z

B

新坐标系号

该点新坐标系坐标新坐标系偏置2XYZBX

Y

Z

B数值10.0000.0000.0000.000144.2610.000-116.71160.00020.0000.0000.0000.0000.0000.000-33.42260.000程序参数备注H 或VACOD不输入则为当前坐标系,注意不能为零VZOFX[1]VZOFY[1]VZOFZ[1]VZOFB[1]XYZB该点新坐标系下坐标将为B0PIJK不需要VZOFX[2]VZOFY[2]VZOFZ[2]VZOFB[2]默认为0默认为0默认为0必须为0

机床规格参数

B轴旋转中心X

Z0.000-200.000

卧加旋转坐标系计算

卧加旋转坐标系计算

示例2

B正向120度点旋转为0度零点计算卧加坐标旋转坐标计算

参数名

原坐标系号

原坐标偏置参数1XY

Z

B

X

Y

Z

B

2

X

Y

Z

B

X

Y

Z

B数值10.0000.0000.0000.000144.2610.000-283.289120.00020.0000.0000.0000.0000.0000.000-33.422120.000

卧式加工中心换刀机械手的设计

1 机械手的介绍

1.1 工业机器人简介

几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。如古希腊神话《阿鲁哥探险船》中的青铜巨人泰洛斯（Taloas)，犹太传说中的泥土巨人等等，这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实，早在两千年前就开始出现了自动木人和一些简单的机械偶人。

到了近代 ，机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到 农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。

工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续 工作、精确度高、抗恶劣

卧式加工中心换刀机械手的设计

1 机械手的介绍

1.1 工业机器人简介

几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。如古希腊神话《阿鲁哥探险船》中的青铜巨人泰洛斯（Taloas)，犹太传说中的泥土巨人等等，这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实，早在两千年前就开始出现了自动木人和一些简单的机械偶人。

到了近代 ，机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到 农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。

工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续 工作、精确度高、抗恶劣