数控铣床的进给传动系统
摘要：
在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润主要电机出口产品。世界贸易强国在进行国内机电产品贸易的同时，把高技术的机电产品出口打入国际市场，作为发展出口经济的重要战略措施，数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控铣床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。
关键词：数控铣床发展趋势智能化柔性化
英文：
In international trade,many centuries view digital lathesare as hi-techvalue-adds and profitable exports.Digital lathesare expensive mechanical and electrical products.The powerful trade nations export hi-texh mechanical snd electrical products to the world market whiledoing such business at home ,Which is now an important strategy of develop-ing their export economy
Key words digital lathe ; development tendency; intelligence; tenderness
1.引言：
科学技术的发展以及世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求；超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标；FMS的迅速发展和CIMS的不断成熟，又将对数控机的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制等技术提出更高的要求。随着微电子和计算机技术的发展，数控系统的性能日益完盖，数控技术的应用颔域日益扩大。
数控铣床是在数控加工中心领域中最具代表性的一种典型机床，在数控机床中所占的比率最大，数控加工中心、柔性制造单元等都是数控铣床基础上派生或发展起来的。它具有功能性强、加工范围广、工艺较复杂等点，主要用于各种复习的平面、轮廓、曲面等零件的铣削加工，同时还可以进行钻、扩、镗、攻螺纹等加工，在航空航天、汽车制造、机械加工和模具制造业中应用非常广泛。
2.数控铣床的组成
数控铣床一般由数控系统、机床基础部件、主轴箱、进给伺服系统及辅助装置等几大部分组成。
（1）数控系统
数控系统是机床运动控制的中心，通常数控铣床都配有高性能、高精度、集
成软件的微机数控系统，具有直线插补、圆弧插补、刀具补偿、固定循环、用户宏程序等功能，能完成绝大多数的基本铣削以及镗削、钻削、攻螺纹等循环加工。（2）机床基础部件
通常是指底坐、立柱、工作台、横梁等，是整个机床的基础和框架。
（3）主轴箱
包括主轴箱和主轴传动系统，用于装刀具并带动刀具旋转、主传动大多采用专用的无级调速电动机驱动。
（4）进给伺服系统
由进给电动机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，其主轴垂直方向进给运动及工作台的横向和纵向进给运动均由各自的交流伺服电机来驱动。
（5）辅助装置
包括液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
2数控铣床的分类
数控铣床品种繁多，规格不一，可按通用铣床的分类方法分为以下3类：
(1)数控立式铣床：数控立式铣床主轴轴线垂直于水平面，这种铣床占数控铣床的大多数，应用范围也最广。目前三坐标数控立式铣床占数控铣床的大多数，一般可进行三轴联动加工。
(2)卧式数控铣床：卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转台或万能数控转台的方式来实现四轴和五轴联动加工。这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在一次装夹中通过转台改变零件的加工位置也就是通常所说的工位，进行多个位置或工作面的加工。
(3)立卧两用转换铣床：这类铣床的主轴可以进行转换，可在同一台数控铣床上进行立式加工和卧式加工，同时具备立、卧式铣床的功能。
3.数控铣床的用途和工艺特点
铣床是用铣刀进行切削加的机床,铣床的加工情况如图1-1所示。在铣床上，用不同铣刀可以对平面、斜面、沟槽、台阶、T形槽、燕尾槽等表面进行加工，另外配上分度头或回转台还可以加工齿轮、螺旋面、花键轴、凸轮等各种成型表面。故铣床的万能性强，应用范围很广。铣床的主参数是工作台面宽度及长度。
铣床的工艺特点如下：
(1)铣床的主轴带动铣刀作旋转主运动；
(2)铣刀是多齿、多刃连续进行切削；
(3)多数铣床由工作台带动工件作直线进给运动；
(4)铣刀在切削时，每个刀齿的切削过程是断续的，同时参加切削的齿数是变化的，每个刀齿的切削厚度也是变化的，因此容易引起机床振动；
(5)铣削时，铣刀同时参加切削的齿数较多，便于采用较大的铣削速度和进给给量，因而生产效率高。
4.数控铣床进给传动装置要求
数控机床伺机服进给系统是由伺服驱动电路、伺服驱动装置。机械传动机构及执行部件组成。从位置控制的角度看，伺服系统有开环、闭环、半闭环之分。开环控制不需要位置检测与反馈；闭环和半闭环制需要有位置位检测与反馈环节。
4.1伺服系统机械传动结构特点
为确定伺服系统的定位精度和工作稳定性，在机构传动结构设计上都要求无间隙、低摩擦、高刚度、高谐振以及适宜的阻尼比。为了达到这些要求，机械传动结构的设计中应尽量采用低摩擦传动副，如滚动导轨。静压导轨、贴塑导轨、滚珠丝杠等，以减小摩擦力；通过选区用最佳降速比来降低惯量；采用预紧的办法提高传动刚度；用消隙的办法减小反向死区误差等，其中最重要的是提高传动刚度和降低惯量。采用预紧消除间隙提高传动刚度，不仅不需要增大尺寸和惯量，而且也使传动刚度接近常数，这是伺机服进给系统机械结构设计中最突出的特点。
4.2纵向伺服进给系统的基本要求
数控铣床进给系统必须保证由数控装置发出的控制指令转换成速度符合要求的相应位移或直线位移，带动运动部件运动。根据工件加工的需要，在机床上各运动坐标的数字控制可以是相互独立的，也可以是联动的。总之，数控机对进给系统的要求集中在精度、稳定性和快速响应三个方面。为满足这些要求，首先需要高性能的伺服驱动电机，同时也需要高质量的机械结构与之匹配。为提高进给系统机械结构性能主要采取以下措施：
（1）提高系统机械结构的传动刚度：主要是从传动元件的刚度、消除传动元件之间的间隙、尽可能缩短进给传动链的长度、采用预紧措施这几方面为出发点考虑。
（2）采用低而稳定的摩擦传动副：因为数控铣床进给系统多采用刚度高、摩擦因数小而稳定的滚动摩擦副，如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨等。
（3）惯量匹配：最佳惯量匹配目的是为保证伺服驱动电机的工作性能和满足传动系统对控制指令的快速响应的要求。由于在通常情况下传动系统机械结构的惯量总是大于要求的数值，故而在设计时为得到最佳的惯量匹配，总是希望传动系统中元件的质量和惯量要小一些，降速比则要大一些。
（4）提高传动件精度：高质量的机械传动配合与高性能的伺服电动机使现代数控机床进给系统性能有了大幅度提高。
4.3伺服进给系统对伺服电机的要求
（1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。
（2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。
（3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。
（4）电机应能随频繁启动、制动和反转。
随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。
交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。
图2－1 X502型立式铣床外形及进给传动系统
4.4纵向进给系统的改动
（1）纵向进给系统需作以下改动：将带轮去掉，将带轮的轴通过联轴器与伺服电机相连，丝杠传动副改用滚珠丝杠螺母副，其余部分不动，仍保留机床纵向进给的机构部分，这种改造成本最低。
（2）撤除原机床的进给箱，溜板箱,光杠与丝杠以及安装座，配上滚珠丝杠及其相应的安装装置，纵向驱动的伺服电机安装在车床的床尾，并不占据丝杠空间。; （3）滚珠丝杆仍安置在原丝杆的位置,采用一端轴向固定,一端浮动的结构形式为便于安装滚珠丝杆螺母副,丝杆不是整体的,而是采用分体式,即用连接套筒刚性连接。由于采用了滚珠丝杠可提高系统的精度和纵向进给整体刚度。
（4）纵向进给机构和横向进给机构均由伺服电动机、滚珠丝杆螺母副通过ML-02型弹性膜片式联轴器组成。
图3－1 滚珠丝杠用轴承
上述2类轴承中，︒
60角接触轴承的摩擦力矩小于后者，而且可以根据需要进行组合，但刚度较后者低，目前在一般中，小型数控机床中被广泛应用。滚针—圆柱滚子轴承多用于重载和要求高刚度的地方。经过分析在此设计中本传动系统的丝杠采用一端轴向固定，一端浮动的结构形式如图4－3所示。固定端采用1对︒
60接触球轴承面对面组配，以容易实现自动调整。简支端支承采用深沟球轴承，只承受丝杠的重力。同时滚珠丝杠工作时要发热，其温度高于床身。为了补偿因丝杠热膨胀而引起的定位精度误差，可采用丝杠预拉伸的结构，使预拉伸量略大于热膨胀量。
4.5滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧
珠丝杠螺母机构是回转运动与直线运动相互转换的传动装置，是数控机床伺
服进给系统中使用最为广泛的传动装置。
滚珠丝杠在轴向载荷作用下，滚珠和螺纹滚道接触区会产生严重接触变形，接触刚度与接触表面预紧力成正比。如果滚珠丝杠螺母副间存在间隙，接触刚度较小；当滚珠丝杠反向旋转时，螺母不会立即反向，存在死区，影响丝杠的传动精度。因此，滚珠丝杠螺母副必须消除间隙，并施加预紧力，以保证丝杠、滚珠和螺母之间没有间隙，提高滚珠丝杠螺母副的接触刚度。
滚珠丝杠螺母副通常采用双螺母结构，如图4－4所示
1－滚珠螺母；2－紧定螺钉；3－支座；4－滚珠丝杠；5－调整垫片
图4－4 双螺母滚珠丝杠
图中1代表滚珠螺母，3代表支座，螺母与支座之间有调整垫片，通过调整垫片来调节滚珠螺母与滚珠丝杠螺纹之间的间隙。
通过调整两个螺母之间的轴向位置，使两个螺母的滚珠在承受载荷之前，分别与丝杠的两个不同的侧面接触，产生一定的预紧力，以达到提高轴向刚度的目的。调整预紧有多种方式，上图所示的为垫片调整式，通过改变垫片的厚薄来改变两个螺母之间的轴向距离，实现轴向间隙消除和预紧。这种方式的优点是结构简单、刚度高、可靠性好。
4.6选择伺服电机
伺服电机的选择用，应考虑三个要求：最大切削负载转矩，不得超过电机的
额定转矩；电机的转子惯量M J 应与负载惯量r J 相匹配（匹配条件可根据伺服电机样本提供的匹配条件，也可以按照一般的匹配规律）；快速移动时，转矩不得超过伺服电机的最大转矩。
结束语
通过对X502经济型中档精度数控铣床纵向进给机构及导轨润滑系统的设计与改造，使其尤其适合我国机床拥有量大,生产规模小的具体国情。数控机床以伺服电机直接驱动滚珠丝杠进行位置控制,减少了中间传动环节,改善了传动系统的动态特性,避免了多级传动带来的累积误差。经改造后的机床完全能进行加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制, 加工的零件精度高,尺寸一致性好,自动化程度高,提高了原机床的生产效率,降低了劳动强度.而且使用方便,改造费用低，采用数控技术对企业原有机床进行改造,即发展经济型的数控机床是当前工矿企业机床技术改造的有效途径。
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数控铣床主传动系统设计 数控铣床是一种使用计算机控制的自动化机床，其主要用于在工件上 进行铣削操作。数控铣床主传动系统是数控铣床的核心部件之一，它负责 将电机的旋转转换成线性运动，从而控制刀具的位置和切削速度。在数控 铣床主传动系统的设计中，需要考虑传动精度、刚性和速度等方面的因素。 首先，在数控铣床主传动系统的设计中，传动精度是一个关键要考虑 的因素。传动精度要求高，可以减小机床加工误差，提高加工质量。因此，首先需要选择一个合适的传动方式。常见的传动方式有丝杠传动和齿轮传 动两种。丝杠传动精度高，但速度慢，适用于对传动精度要求较高的加工 任务；而齿轮传动速度快，但传动精度较丝杠传动差。在实际设计中，可 以根据具体的加工任务和要求选择合适的传动方式。 其次，在数控铣床主传动系统的设计中，刚性也是一个重要的因素。 刚性主要影响加工精度和加工效率。较高的刚性可以减小机床的振动，提 高加工精度。常见的提高刚性的方法有增加机床的床身强度和加大导轨间 距等。此外，还可以采用挡铁、限位器等装置来增加机床的刚性。 再次，在数控铣床主传动系统的设计中，速度也是需要考虑的因素之一、速度的选择应根据加工要求和刀具特性确定。速度过低会增加加工时间，速度过高会影响加工质量。在实际设计中，可以通过调整主轴转速来 实现不同的加工需求。 此外，在数控铣床主传动系统的设计中，还需要考虑传动的平稳性和 可靠性。传动过程中的冲击和振动会影响加工质量和机床寿命。因此，需 要采取相应的措施来减小冲击和振动。例如，可以采用减振器、阻尼材料 等来降低冲击和振动。
在数控铣床主传动系统的设计中，需要综合考虑传动精度、刚性、速度、平稳性和可靠性等方面的因素。根据具体的加工要求和刀具特性，选择合适的传动方式和速度，同时采取一些措施来提高刚性和减小冲击和振动，从而实现高精度、高效率的加工。数控铣床主传动系统的设计对于提高数控铣床的加工能力和精度至关重要，我们需要不断的优化和改进主传动系统的设计，以满足不断增长的市场需求。
长沙理工大学继续教育学院机械电子学课程设计 年级： 2014级 专业：机电一体化技术 姓名：侯志勇 学号：2014HBH27009 指导老师：韩建华 时间：2015 年10 月30 日
机械电子学课程设计 目录 一课程设计任务书 (1) 1.课程设计目的意义 (1) 2.课程设计任务 (1) 3.数控铣床的性能指标设计要求 (1) 二课程设计内容 (1) 摘要 (1) 关键词 (2) 第一节总体方案设计 (2) 1.主轴驱动系统设计方案 (2) 2. X/Y/Z轴控制系统方案设计 (2) 3.电气系统设计方案 (2) 第二节传动系统设计 (3) 1.主轴传动系统的设计 (3) 1.1主轴电机选择 (3) 1.2变频器的选择 (3) 1.3主轴传动系统设计 (3) 2.伺服驱动系统设计 (3) 2.1伺服传动机构设计 (3) 2.2伺服电机选择 (4) 2.3 滚珠丝杠的选择 (4) 2.4滚珠丝杠支承的选择 (5) 3.设计验算校核 (5) 3.1惯量匹配验算 (5) 3.2伺服电机负载能力校验 (6) 3.3系统的刚度计算 (7) 3.4固有频率计算 (8)
3.5死区误差计算 (8) 3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (8) 三存在问题及改进意见 (9) 四参考文献 (9) 五致谢 (9)
一课程设计任务书 1.课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 2.课程设计任务 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc公司生产的产品。 3. 数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min （4）系统分辨率：0.0005mm,重复精度0.02mm。 二课程设计内容 摘要 机电一体化系统是综合多个学科的系统,包括机械技术,传感器技术,测试技术,电 子技术和控制技术,机械电子学等。它极大推动了机械工业,兵器行业及其他行业的发展。其技术结构,产品结构,技术功能与构成,生产方式和管理体系均发生了巨大的变化。
数控机床的进给传动系统 摘要：本文主要阐述了数控机床对进给传动系统的基本要求，数控机床进给传动系统的主要形式。 关键词：数控机床；传动系统；进给系统 1 数控机床对进给传动系统的基本要求 数控机床对机械传动系统的要求主要有以下几点。 1.1 提高传动部件的刚性 数控机床的直线运动定位精度和分辨率必须达到微米级，回转运动的定位精度和分辨率必须达到角秒级，伺服电动机的驱动转矩，尤其是起动、制动时的转矩也很大。假设传动部件的刚度不强，一定会使传动部件发生弹性变形，影响系统的定位精度、动态稳定性和响应快速性。而加大滚珠丝杠的直径，对滚珠丝杠螺母副、支承部件进行预紧，进行预拉伸等，均为提高传动系统刚度的有效办法。 1.2 减小传动部件的惯量 驱动电动机，传动部件的惯量直接决定进给系统的加速度，这是影响进给系统快速性的主要原因。尤其是高速加工的数控机床，因为对进给系统的加速度要求比较高，所以，在满足系统强度和刚度的条件下，要减小零部件的质量、直径，以降低惯量，提高快速性。 1.3 减小传动部件的间隙 在开环、半闭环进给系统中，传动部件的间隙直接影响进给系统的定位精度；在闭环系统中，它是系统的主要非线性环节，影响系统的稳定性，所以，要采取有效措施消除传动系统的间隙。消除传动部件间隙的措施是对齿轮副、丝杠螺母副、联轴器、蜗轮蜗杆副以及支承部件进行预紧或消除间隙。而采取措施后将可能增加摩擦阻力，降低机械部件的寿命，因此，必须统筹各种因素，使间隙减小到允许范围。 1.4 减小系统的摩擦阻力 进给系统的摩擦阻力会降低传动效率，产生发热；同时，它还直接影响系统的决速性；因为摩擦力的存在，动、静摩擦系数的变化，会导致传动部件的弹性变形，产生非线性的摩擦死区，影响系统的定位精度和闭环系统的动态稳定性。采用滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副、直线滚动导轨、静压导轨和塑料导轨等高效执行部件，能减少系统的摩擦阻力，提高运动精度，避免低速爬行。 2 数控机床进给传动系统的主要形式 2.1 滚珠丝杠螺母副 它的特点是：摩擦损失小，传动效率高；丝杠螺母之间预紧后，可消除间隙，提高传动刚度；摩擦阻力小，它与运动速度无关，动、静摩擦力的变化会很小，也不可能产生低速爬行现象；工作磨损小，使用寿命长，精度保持性好。所以，在数控机床上可以较多的使用，它是中、小型数控机床主要的传动形式。然而，因为它具有运动的可逆性，能将旋转运动转换为直线运动，反之可能将直线运动转换为旋转运动，不能实现自锁。它应用于垂直传动或
CK6125数控车床主传动系统设计 摘要：数控车床不仅能够车外圆还能用于镗孔、车端面、钻孔与铰孔。与其他种类的机床相比，车床在生产中使用最广。 本论文首先介绍了我国数控机床发展的过程与现状,并分析了其存在的问题;对数控机床的发展趋势进行了探讨；并对c6140数控车床主轴箱传动系统进行了设计与计算。 主轴箱有安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮组成。数控车床主轴可以获得在调速范围内的任意速度，以满足加工切削要求。 目前，数控车床的发展趋势是通过电气与机械装置进行无级变速。变频电机通过带传动和变速齿轮为主轴提供动力。通常变频电机调速范围3—5，难以满足主轴变速要求；串联变速齿轮则扩大了齿轮的变速范围。 本设计将原来的带轮不卸荷结构变为了带轮卸荷结构，使输入轴在带处只受转矩，将轴上的径向力传动到车床机体上,改善了输入轴的受力情况。 关键词：主轴箱，无级调速，传动系统
Abstract：NC lathe can do boring, facing, drilling and Reaming in addition to turning.The use of lathes in the production than the other types of machine tools and more. And compared to other types of machine tools, lathes in the production is the most widely used. In this design ,the development and current situation of NC machine in China was introduced and a series of problems were presented .The development trend to NC lathe was discussed.Some countermeasures was presented for the development of NC machine in China and then the headstock of ck6125NC lathe has been calculatly designed . Headstocks is composed of the hollow spindle which is installed in precision bearings and a series of transmission gears. The spindle can obtain any speed in the speed range to meet the processing requirements of cutting. At present, the development trend is to provide a continuously variable speed through the electrical or mechanical devices . Variable Frequency Motor conveys the power through belt drive and a set of transmission gears. The speed range of Variable Frequency Motor is usually 3-5 , which is difficult to meet the speed range requirements of the spindle speed; The transmission gears is to expand the scope of a variable-speed to meet the speed range of the spindle . In addition, in this design the design of the belt drive has been changed from the original unloading structure into the loading structure, transmissed the force to the lathe body so that input shaft is only forced torque, improved the forcing state of the input shaft. Key words: headstocks, a continuously variable speed , transmission Systerm
郑州科技学院 本科毕业设计（文献综述） 题目立柜式四轴数控铣床 培训装置主轴系统设计学生姓名 专业班级机械设计制造及其自动化 08级本科（6）班 学号 院（系）机械工程学院 指导教师（职称）邬宝寅助教完成时间 2012年 5 月 16 日
文献综述 前言 制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区经济的实力，科技水平，生活水准和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力及机械制造装备的竞争。机床是制造业的主要生产设备，而数控机床是高精度、高效率的自动化生产设备。数控机床，顾名思义，是一类由数字程序实现控制的机床。与人工操作的普通机床相比，它具有适应范围广、自动化程度高、柔性强、操作者劳动强度低、易于组成自动生产系统等优点。目前，国内、外数控机床正朝着高性能、高精度、高效率、高柔性、高自动化和模块化方向迅速发展。尽管我国数控机床的制造、设计、检测等技术得到了一定的发展，但与国外相比，差距还是很大，主要表现在:可靠性差、应变能力差、产品开发周期长、设计手段落后等，这种差距尤其表现在高精度、高速度等尖端机床方面。因此，我们必须紧跟国际机床技术发展的前沿，发展机床的设计、检测、制造等技术。 随着机械制造生产模式的演变,对机械制造装备提出了不同的要求.在50年代“刚性”生产模式下，通过提高效率，自动化程度,进行单一或少品种的大批量生产，以“规模经济”实现降低成本和提高质量的目的。从90年代开始，为了对世界生产进行快速响应，逐步实现社会制造资源的快速集成，要求机械制造装备的柔性化程度更高,采用拟实制造和快速成形制造技术。 工业发达国家都非常注重机械制造业的发展，为了用先进技术和工艺装备制造业，机械制造装备工业得到先发展。对比之下，我国目前机械制造业的装备水平还比较落后，表现在大部分工厂的机械制造装备基本上是通用机床加专用工艺装备，数控机床在机械制造装备中的比重还非常低，导致“刚性”强,更新产品速度慢，生产批量不宜太小，生产品种不宜过多；自动化程度基本上还是“一个工人，一把刀，一台机床”，导致劳动生产率低下，产品质量不稳定。因此，要缩小我国同工业发达国家的差距,我们必须在机械制造装备方面大下功夫，其中最重要的一个方面就是增加数控机床在机械制造装备中的比重。 主题
数控机创进给系统 数控机床的进给传动系统常用伺服进给系统来工作。 伺服进给系统的作用是根据数控系统传来的指令信息，进行放大以后控制执行部件的运动，不仅控制进给运动的速度，同时还要精确控制刀具相对于工件的移动位置和轨迹。因此，数控机床进给系统，尤其是轮廓控制系统，必须对进给运动的位置和运动的速度两方面同时实现自动控制。 数控机床进给系统的设计要求除了具有较高的定位精度之外，还应具有良好的动态响应特性，系统跟踪指令信号的响应要快，稳定性要好。 一个典型的数控机床闭环控制的进给系统组成：位置比较、放大元件、驱动单元、机械传动装置和检测反馈元件等几部分。 机械传动装置：是指将驱动源旋运动变为工作台直线运动的整个机械传动链，包括减速装置、丝杠螺母副等中间传动机构。 第一节概述 一、数控机床对进给传动系统的要求 1．减少摩擦阻力：在数控机床进给系统中，普遍采用滚珠丝杠螺母副、静压丝杠螺母副，滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。 2．减少运动惯量 3．高的传动精度与定位精度设计中，通过在进给传动链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量（即伺服系统接收一个指令脉冲驱动工作台移动的距离），预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件的间隙等办法，可达到提 高传动精度和定位精度的目的。 4．宽的进给调速范围：伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具
有很宽的调速范围，以适应各工件材料、尺寸和刀具等变化的需要， 工作进给速度范围可达3〜6000m H min（调速范围1: 2000）。 5．响应速度要快：所谓快响应特性是指进给系统对指令输入信号 的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度，即跟踪指令信号的响应要快；定位速度和轮廓切削进给速度要满足要求；工作台应能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象 6．无间隙传动：进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误 差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度。因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。设计中可采用消除间隙的联轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。 7．稳定性好、寿命长：稳定性是伺服进给系统能够正常工作的最基本 的条件，特别是在低速进给情况下不产生爬行，并能适应外加负载的变化而不发生共振。 所谓进给系统的寿命，主要指其保持数控机床传动精度和定位精度的时间长短，即各传动部件保持其原来制造精度的能力。 8．使用维护方便 二、联轴器 联轴器是用来连接进给机构的两根轴使之一起回转，以传递转矩和运动的一种装置。机器运转时，被连接的两轴不能分离，只有停车后，将联轴器拆开，两轴才能脱开。
数控机床进给传动系统 一．进给传动体系图 纵向和横向进给传动体系图 二．体系图的重要构造和功用 电念头： 1. 步进电念头 步进电念头是一种将电脉冲旌旗灯号转换成机械角位移的驱动元件。步进电
念头是一种特别的电念头，一般电念头通电后都是持续迁移转变的，而步进电念头则有定位与运转两种状况。当有一个电脉冲输入时，步进电念头就反转展转一个固定的角度，这角度称为步距角，一个步距角就是一步，所以这种电念头称为步进电念头。又因为它输入的是脉冲电流，也称作脉冲电念头。当电脉冲持续赓续地输入，步进电念头便跟随脉冲一步一步地迁移转变，步进电念头的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比例，在时光上与输入脉冲同步。是以，只需控制输入脉冲的数量、频率及电念头绕组的通电次序，便可获得所需转角、转速和偏向。在无脉冲输入时，步进电念头的转子保持原有地位，处于定位状况。步进电念头的调速范围广、惯量小、灵敏度高、输出转角可以或许控制，并且有必定的精度，常用作开环进给伺服体系的驱动元件。与闭坏体系比拟，它没有地位速度反馈回路，控制体系简单，成本大年夜大年夜降低，与机床配接轻易，应用便利，因而在对精度、速度请求不十分高的中小型数控机床上获得了广泛地应用。 2. 直流伺服电念头 因为数控机床对进给伺服驱动装配的请求较高，而直流电念头具有优胜的调速特点，是以在半闭坏、闭坏伺服控制体系中，获得较广泛地应用。直流进给伺服电念头就其工作道理来说，固然与通俗直流电念头雷同。然而，因为机械加工的特别请求，一般的直流电念头是不克不及知足须要的。起首，一般直流电念头转子的迁移转变惯量过大年夜，而其输出转矩则相对较小。如许，它的动态特点就比较差，尤其在低速运转前提下，这个缺点就更凸起。在进给伺服机构中应用的是经由改进构造，进步其特点的大年夜功率直流伺服电念头，重要有以下两种类型： （1）小惯量直流电念头。重要构造特点是其转子的迁移转变惯量尽可能小，是以在构造上与通俗电念头的最大年夜不合是转子做成细长形且滑腻无槽。以此表示为转子的迁移转变惯量小，仅为通俗直流电念头的1/10阁下。是以，响应特别快，机电时光常数可以小于10 ms，与通俗直流电念头比拟，转矩与惯量之比要大年夜出40~50倍。且调速范围大年夜，运转安稳，实用于频繁起动与制动，请求有快速响应（如数控钻床、冲床等点定位）的场合。但因为其过载才能低，并且电念头的自身惯量比机床响应活动部件的惯量小，是以应用时都要经由一对中心齿轮副，才能与丝杠相连接，在某些场合也限制了它广泛地应用。 （2）大年夜惯量直流电念头。又称宽调速直流电念头，是在小惯量电念头的基本上成长起来的。在构造上和惯例的直流电念头类似，其工作道理雷同。当电枢线圈经由过程直流电流时，就会在定子磁场的感化下，产生带动负载扭转的电转矩。小惯量电念头是从减小电念头迁移转变转量来进步电念头的快速性，而大年夜惯量电念头则是在保持一般直流电念头迁移转变惯量的前提下，尽量进步转矩的办法来改良其动态特点。它既具有一般直流电念头便于调速、机械特点较好的长处，又具有小惯量直流电念头的快速响应机能。是以，可归纳为以下特点： 1）转子惯量大年夜。这种电念头的转子具有较大年夜的惯量，轻易与机床匹配。可以和机床的进给丝杠直接连接，省掉落了减速机构，故可使机床构造简单，即避免了齿轮等传念头构产生的噪声和振动，又进步了加工精度。 2）低速机能好。这种电念头低速时输出转矩大年夜，能知够数控机床经常在低速进给时进给量大年夜、转矩输出大年夜的特点，如能在1 r/min甚至0.1 r/min下安稳运转。 3）过载才能强、动态响应好。因为大年夜惯量直流电念头的转子有槽，热容量大年夜，同时采取了冷却办法后，进步了散热才能。是以可以过载运行30分钟。别的，电念头的定子采取矫顽力很高的铁氧体永磁材料，可使电念头过载10倍而不会去磁，这就明显地进步了电念头的刹时加快力矩，改良了动态响应，加减速特点好。 4）调速范围宽。这种电念头机械特点和调速特点的线性度好，所以调速范
立式数控铣床进给传动系统设计 毕业设计论文 机械学院
目录 1.概述 (2) 1.1技术要求 (2) 1.2总体设计方案 (2) 2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 (3) 2.1主切削力及其切削分力计算 (3) 2.2导轨摩擦力的计算 (3) 2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (4) 2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (4) 3.工作台部件的装配图设计 (8) 4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (8) 4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (8) 4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (8) 4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (9) 5.计算机械传动系统的刚度 (9) 5.1机械传动系统的刚度计算 (9) 5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 (10) 6.驱动电动机的选型与计算 (10) 6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。 (10) 6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (11) 6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (12) 6.4选择驱动电动机的型号 (13) 7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (13) 7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (13) 7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 (14) 8. 课程设计总结 (14) 9.参考文献 (14)
1.概述 1.1技术要求 工作台、工件和夹具的总质量m=918kg，其中，工作台的质量510kg；工作台的最大行程Lp=600 mm;工作台快速移动速度18000mm/min；工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数为0.15，静摩擦系数为0.12；工作台的定位精度为30μm，重复定位精度为15μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。机床采用主轴伺服电动机，额定功率为5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径125mm，主轴转速310r/min。切削状况如下： 数控铣床的切削状况 切削方式进给速度时间比例（%）备注 强力切削0.6 10 主电动机满功率条件下切削 一般切削0.8 30 粗加工 精加工切削 1 50 精加工 快速进给20 10 空载条件下工作台快速进给 1.2总体设计方案 为了满足以上技术要求，采取以下技术方案： （1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。 （2）工作台导轨采用矩形导轨，在与之相配的动导轨滑动画面上贴聚四氟乙烯导轨板。同时采用斜镶条消除导轨导向面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴膜。（3）对滚珠丝杠螺母副采用预紧，并对滚珠丝杠进行拉伸预。 （4）采用伺服电动机驱动。 （5）采用膜片弹性联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠连接。
数控铣床及加工中心的主运动及进给运动 系统 1．主运动系统 数控铣床的主运动系统应比一般铣床有更宽的调速范围，以保证加工时能选用合理的切削速度，能充分发挥机床性能。对于加工中心，为适应各种不同类型刀具和各种材料的切削要求，对主轴的调速范围要求更高，一般在每分钟十几转到几千转，甚至到几万转。 为保证数控机床能在最有利的切削速度下进行加工，数控机床的主轴转速在其调速范围内通常都是无级可调的。在数控机床中，由于机床主轴的变速功能主要是通过主轴电机的无级调速来实现的，故其主运动系统的结构相对比较简洁。 数控机床和加工中心的主传动系统有以下三种不同形式： （1）电动机直接带动主轴旋转 （2）电动机经三角带或同步齿形带传动主轴 （3）电动机经1—4对变速齿轮传动主轴 在带有变速齿轮主传动的主轴箱中，齿轮变速大多采纳液压拨叉或直接由液压缸带动齿轮来实现。液压拨叉是一种用一个或几个液压缸带动齿轮移动的变速机构。 2．刀具自动夹紧装置和主轴周向定向装置 加工中心为了实现刀具在主轴上的自动装卸，要求配置刀具自动夹紧装置，其作用是自动地将刀具夹紧或松开，以便机械手能在主轴上
安放或取走刀具。 由于在刀具切削时，切削转矩不能完全靠主轴与刀杆锥面协作产生的摩擦力来传递，通常在主轴前端设置两个端面键来传递转矩，换刀时，刀柄上的键槽必需对准端面键，主轴在停止转动时，要求主轴必需精确地停在某一指定的周向位置上，主轴定向装置就是为保证换刀时主轴能精确停止在换刀位置而设置的。 3．进给运动系统 由于现代数控机床的进给伺服电机及其掌握系统的调速范围很宽（从每分钟不到一转至几千转），转矩可达数10 ，甚至100 以上，可将伺服电动机直接与进给丝杠相联，使进给系统的机械传动机构变得非常简洁。 为了提高进给系统的灵敏度、定位精度和低速运动的稳定性，必需设法减小有关传动副的摩擦系数，并减小静、动摩擦系数的差值。数控机床进给系统普遍采纳滚珠丝杠副传递运动，其优点是摩擦系数小，传动精度高，传动效率高达85%~98%，是一般滑动丝杠副的2—4倍。
数控机床的产生和发展 姓名：向捷 1.前言 从1952年世界上第一台采用脉冲乘法器原理的直线插补连续控制铣床研制成功至现在，数控机床已经有近70年的发展历史。从最初的电子管控制的简单铣床，到如今采用CNC控制的加工中心，数控机床的发展经历了巨大的飞跃。随着微电子技术和计算机技术的发展，数控设备性能日益完善，数控设备如今正朝着高速度化、高精度化、一体化、智能化、开放化与绿色环保化[1]等方向发展。 2.数控机床的发展 2.1 数控机床的发展史 数控机床是综合了当今世界上许多领域最新的技术成果。其技术主要包括：精密机械、计算机及信息处理、自动控制及伺服驱动、精密检测及传感和网络通讯等技术。1948年，美国有一家帕森斯公司承担了一项研制直升飞机浆叶轮廓检查用样板的任务,向美国空军部门提出了革新样板加工专用机床的一个新的设想,这是研制数控机床的最初萌芽。1952年，世界上第一台数字控制机床样机三座标采用脉冲乘法器原理的直线插补连续控制铣床试制成功。1958年，世界上第一台加工中心由K&T公司研制成功。之后随着计算机技术、集成电路技术、传感器技术等的迅速发展，数控机床的发展也进入现代高速发展阶段。 2.2 现代数控机床的发展 2.2.1 高速度化 高速型切削加工属于当前的高新技术，其综合性较为突出，运用高速切削加工系统来优化机床，以实现高速化运转机床，机床可以被看做是这种优质技术的主体。研发新型机床时，高速化已经成为其具有的一个重要发展方向[2-4]。对于数控系统而言，薄壁零件、模具行业的复杂曲面以及航空航天领域高速的加工更是对其提出了严格的要求。进给驱动、机床的机械结构、CNC 控制以及主轴、刀夹装置、冷却系统、排屑系统等其它辅助部分共同实现数控机床的高速、高精度化。这些技术是相互促进、相互联系的关系，而并不是相互独立的。 2.2.2 高精度化 高精度加工是从20世纪60年代发展起来的机械加工新工艺，它不同于传统
一、前言部分（说明写作的目的，介绍有关概念、综述范围，扼要 说明有关主题的或争论焦点） 毕业设计是大学四年对所学知识综合的一次大的考验，也是在走向工作岗位的一次练兵，更进一步锻炼了自己的动手能力，真正做到了理论联系实际教学的一次有机结合。 主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。我的设计课题是针对SK—125立式数控铣 床传动系统 关键部件设计 S－铣床类别代号（螺纹加工铣床） K－机床特性代号（数控） 125－代表主要参数 主轴传动系统及箱体部分 1. 范围：各种不同的机床对调速范围的要求不同，多用途，通用性比较大的机床，要求主轴的调速范围大，不但有低速大转距的功能，而且还要有比较高的速度。 2. 热变形：电动机、主轴及传动件都有热源。降低温升，减少热变形是对主传动系统要求的重要指标。 3. 旋转精度和运动精度 （1）主轴的旋转精度:是指装配后，在无载荷，低速转动条件下，测量主轴前端和300mm处的径向和轴向跳动值。 （2）主轴在以工作速度旋转时，测量上述两项精度称为运动精度。 4. 主轴的静刚度和抗振性 由于数控机床的加工精度比较高，主轴的转速又很高。因此，主轴组件的质量分布是否均匀以及主轴组件的阻尼等，对主轴组件的静刚度和抗振性都会产生影响。 5. 主轴组件的耐磨性 1.主轴组件必须有足够的耐磨性，使之能够长期保持要求的准确精度。凡是有机械摩擦的部位，轴承，锥孔等都要有足够的硬度，轴承还应具有良好的润滑。 二、主题部分（阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对
这些问题的评述） 国外数控铣床现状与发展趋势 国外数控铣床的生产厂家主要集中在德国、美国和日本。从机械结构上看，其发展经历了十字架型（轻型）、门型（小型）、龙门型（大型）3个阶段，相应的型号种类繁多。能够代表数控铣床技术最高水平的厂家主要集中在德国，目前，国外已有厂家在龙门式切割机上安装一个专用切割机械手，开发出五轴控制系统的龙门式专用切割工具，该系统可以在空间切割出各种轨迹，利用特殊的跟踪探头，在切割过程中控制切割运行轨迹。 我国工厂的板材下料中应用最为普遍的是数控铣床和等离子切割，所用的设备包括手工下料、仿形机下料、半自动切割机下料及数控切割机下料等。与其他切割方式比较而言，手工下料随意性大、灵活方便，并且不需要专用配套下料设备。但手工切割下料的缺点也是显而易见的，其割缝质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后道加工工序的工作量大，同时劳动条件恶劣。用仿形机下料，虽可大大提高下料工件的质量，但必须预先加工与工件相适应的靠模，不适于单件、小批量和大工件下料。半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一种形状的切割。上述3种切割方式，相对于数控切割来说由于设备成本较低、操作简单，所以在我国的中小企业甚至在一些大型企业中仍在广泛使用。 随着国内经济形势的蓬勃发展以及以焊代铸趋势的加速，数控铣床的优势正在逐渐为人们所认识。数控铣床不仅使板材利用率大幅度提高，产品质量得到改进，而且改善了工人的劳动环境，劳动效率进一步提高。目前，我国金属加工行业使用的数控铣床是以火焰和普通等离子切割机为主，但纯火焰切割，已不能适应现代生产的需要，该类切割机可满足不同材料、不同厚度的金属板材的下料以及金属零件的加工的需要，因此需求量将会越来越大，但与国外的差距仍极为明显，主要表现为：发达国家金属加工行业90%为数控切割机下料，仅10%为手工下料；而我国数控切割机下料仅占下料总量的10%，其中数控铣床下料所占比例更小。 我国数控铣床每年市场需求量约在400~500台之间。相较而言，仿形切割机每年销售几千台，半自动切割机每年销售达上万台。由此可见，我国数控切割市场，尤其是数控铣床市场的发展潜力是巨大的。 2 数控技术的现状与发展 计算机技术的飞速发展推动了数控技术的更新换代，而这也日益完善了数控铣床的高精、高速、高效功能。代表世界先进水平的欧洲、美国、日本的数控系统生产商利用工控机丰富的软硬件资源开发的新一代数控系统具有开放式体系
历史数控铣床进给传动系统设计正文 数控铣床是一种高精度、高效率的机床，其进给传动系统是数控铣床 的核心部件之一、进给传动系统的设计对数控铣床的性能和加工质量有着 重要影响。本文将从数控铣床进给传动系统的设计原理、传动方式、传动 元件的选择、传动系统的分析与优化等方面进行详细介绍。 数控铣床进给传动系统的设计原理是基于数控系统的指令和控制要求，确定实际运动的速度、位置和加速度。其设计原则是确保传动系统具有高速、高精度、低噪音等性能，并能适应不同形状、大小和材料的工件加工 要求。为了满足这些要求，传动系统应具备高刚度、高可靠性和高效率等 特点。 进给传动系统的传动方式通常分为直接传动和间接传动两种。直接传 动指的是将电机的转矩、转速直接传递给进给轴，通过精密的齿轮或直线 导轨实现运动控制。直接传动方式具有传动效率高、刚度大、响应速度快 和精密度高等优点，适用于精密加工。间接传动是通过皮带传动、齿轮传 动等方式实现运动控制，适用于大功率、高速加工。 传动元件的选择对进给传动系统的性能有着重要影响。传动元件通常 包括电机、减速装置和传动机构等。电机的选择要考虑功率、转速、噪音 和可靠性等因素，应选择具有高效率和低噪音的电机。减速装置一般采用 行星齿轮箱、伺服减速机或齿轮传动装置等，其选择应根据工件加工要求 和传动系统特点进行。传动机构的设计要考虑传递力矩、传动效率和精密 度等因素，根据加工要求选择合适的齿轮、皮带或直线导轨等。 传动系统的分析与优化可以通过运动学分析、动力学分析和优化设计 等方法进行。运动学分析是通过数学模型和运动规律来研究运动的速度、
位置和加速度等参数。动力学分析是通过力学原理和动力学模型来研究加速度、力矩和能量等因素对传动系统性能的影响。优化设计是根据加工要求和技术限制进行参数的选择和设计，使传动系统达到最佳性能。 综上所述，数控铣床进给传动系统的设计是保证数控铣床性能和加工质量的关键。进给传动系统的设计原理、传动方式、传动元件的选择、传动系统的分析与优化等方面都需要充分考虑，以达到高效率、高精度和稳定可靠的加工要求。对于不同工件和加工要求，设计人员应根据实际情况进行合理选择和优化设计，以确保数控铣床进给传动系统的正常运行和高质量加工。
数控机床进给传动系统设计方案分析(doc 25页)
网络教育学院继续教育学院毕业设计（论文） 题目 函授站（学习中心）北京学习中心 专业06 级（春、秋）层次 学生姓名 指导教师
3.2 电动机工作方式的确定························· 3.3 电动机型号的确定····························· 3.4运动部件惯量及扭矩计算······················· 第四章滚珠丝杠螺母副的计算和选型 4.1 滚珠丝杠螺母副的种类············· 4.2 滚珠丝杠支承方式的确定············ 4.3 计算进给牵引力Fm(N)············· 4.4 计算最大动负载 C··············· 4.5 滚珠丝杠螺母副的选型············· 4.6 传动效率计算································· 4.7 稳定性校核·················· 第五章联轴器的具体确定 5.1联轴器的种类和特性·············· 5.2联轴器选择的标准··············· 5.3联轴器型号的确定··············· 第六章进给系统其他部件的确定及机床噪声控制 6.1导轨的确定·································· 6.2刀架的选择 6.3机床噪声的控制······························
结论······································· 第一章概述1.1数控机床的概念 数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比，其优越性是显而易见的，不仅零件加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。 1.2 数控机床的组成分类及特点 1.2.1 数控机床的组成 数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。 1.控制介质：以指令的形式记载各种加工信息； 2.数控装置：接受输入的加工信息，经数控装置运算处理，向伺服系统发出相应的脉冲； 3.伺服系统：把数控装置的脉冲信号转换成机床运动部件的机械位移；用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。 4.机械系统：包括，主轴部分、进给系统、刀库和自动换刀装置(ATC)、自动托盘交换装置(APC)等。 1.2.2 数控机床的分类数控机床的品种和规格繁多，分类方法不一。根据不完全统 计，目前已有近500种数控机床。 根据数控机床的功能和组成，一般分为以下几类： 按坐标轴数分类：一般数控机床，数控加工中心机床，多坐标轴数控机床；
摘要 数控机床作为机电一体化的典型产品,在机械制造业中发挥着巨大的作用,很好的解决了现代机械制造中结构复杂，精密，批量小,多变零件的加工问题,且能稳定产品的加工质量,大幅度提高生产效率。本论文主要对数控机床伺服进给系统的机械部分这一课题进行探讨，文中详细描述了数控机床伺服进给系统的设计方法,包括传动系统总体设计，滚珠丝杠副的选择，伺服电动机的选择,精度和刚度验算。同时运用软件Solidworks做出伺服进给系统的零部件，以及将各个零部件进行装配，二维工程图出图。 关键词：数控机床;伺服电动机；伺服进给系统；滚珠丝杠副
Abstract NC machine tools as typical electromechanical products, plays an enormous role in machinery manufacturing, it solutes the problems of modern machinery manufacturing complex, precision, small batches，changeable parts processing, also it can be able to stable quality of products, increase productivity greatly. In this paper, it mainly explore to the topic of mechanical parts of NC machine tools’ servo feed system, This article describes the designing method of the NC machine tools’ servo feed system , including designing the transmission system, choosing Ball Screws, servo motor, checking the accuracy and rigidity. Make out parts of NC machine tools’ servo feed system and assemble the parts with solidworks. Export 2D engineering drawing and make the animations of feed system, produce three-dimensional cutaway views of Ball Screws and Rolling Guides. Key word: NC machine;Servo motor; Servo feed system; Ball Screws
数控铣床向进给系统设计 引言 数控铣床是一种利用数控技术控制铣刀在工件表面上进行铣削加工的机床。向 进给系统是数控铣床的重要组成部分，其设计的好坏直接影响到数控铣床的加工精度和效率。本文将介绍数控铣床向进给系统的设计要点，包括进给方式、进给传动、进给伺服系统等。 进给方式 数控铣床的进给方式通常有手动进给和自动进给两种。手动进给主要是通过手 轮控制机械进给，适用于较简单的加工任务。而自动进给则是通过数控系统控制电机进给，具有高精度和高效率的特点。 进给传动 进给传动是将电机的旋转运动转换为工作台的线性运动，常用的进给传动方式 有螺旋副传动和齿轮传动。 螺旋副传动 螺旋副传动是通过螺旋副将电机的旋转运动转换为工作台的线性运动。螺旋副 由丝杠和蜗轮组成，丝杠与蜗轮的啮合形式决定了传动的精度和刚性。常见的螺旋副传动方式有普通螺旋副、滚珠螺旋副和滚筒螺旋副。 齿轮传动 齿轮传动是通过齿轮将电机的旋转运动转换为工作台的线性运动。齿轮传动具 有传动稳定、传动效率高等优点，但对于工作台的定位精度和可靠性要求较高。 进给伺服系统 进给伺服系统是数控铣床向进给系统的核心部分，主要由伺服电机、编码器、 伺服控制器和驱动器等组成。 伺服电机 伺服电机是将电能转换为机械运动的装置，常用的伺服电机有直流伺服电机和 交流伺服电机。伺服电机的选择应根据数控铣床的加工需求和性能指标进行。
编码器 编码器是用于测量电机转动角度和速度的装置，常用的编码器有增量式编码器和绝对式编码器。编码器的精度和分辨率直接影响到数控铣床的定位精度。 伺服控制器 伺服控制器是控制伺服电机运行的主要设备，主要功能包括速度闭环控制、位置闭环控制、加速度控制等。伺服控制器的性能决定了数控铣床的动态响应和运动平稳性。 驱动器 驱动器是用于将控制信号转换为电机运动的装置，常用的驱动器有脉冲方向式驱动器和模拟伺服驱动器。驱动器的稳定性和响应速度会直接影响到数控铣床的动态性能。 总结 数控铣床向进给系统的设计对机床的加工精度和效率起着至关重要的作用。本文介绍了进给方式、进给传动和进给伺服系统的设计要点，希望能对数控铣床的设计和应用有所帮助。在实际应用中，还需根据具体需求进行合理选择和设计，以满足不同加工任务的要求。
数控铣床横向进给系统设计 摘要： 本文将详细讨论数控铣床横向进给系统的设计。首先，我们将介绍数控铣床的基本原理和结构。然后，我们将探讨横向进给系统的工作原理和要求。接下来，我们将详细描述横向进给系统的设计流程，并提供相关参数的计算方法。最后，我们将讨论横向进给系统的改进方向和未来的发展趋势。 1.引言 数控铣床是一种自动控制的机床，具有高精度、高效率和多功能等优点。横向进给系统是数控铣床中关键的组成部分之一，负责控制工件在水平方向上的运动。 2.数控铣床基本原理和结构 数控铣床通过数控系统来控制刀具的运动，以达到对工件进行加工的目的。其结构包括主轴、滑座、工作台和控制系统等组成部分。 3.横向进给系统的工作原理和要求 横向进给系统的主要工作原理是通过控制滑座的移动，使刀具能够在工件表面上进行横向运动。横向进给系统应具备高精度、高刚性和稳定性等要求。 4.横向进给系统的设计流程 横向进给系统的设计需要考虑多个因素，包括切削力计算、进给速度的选择、传动系统的设计和滑座的选型等。设计流程包括以下几个步骤：系统需求分析、参数计算、系统选型与结构设计、性能测试与验证。
5.横向进给系统相关参数的计算方法 横向进给系统设计中涉及的参数包括切削力、进给速度、传动比、滑 座的负载能力等。通过切削力公式和材料力学性质，可以计算出所需的切 削力；通过加工要求和工艺技术参数，可以确定合适的进给速度；通过材 料力学性质，可以计算出传动比；通过工作台尺寸和加工负载等，可以选 定滑座的负载能力。 6.横向进给系统的改进方向和发展趋势 当前，横向进给系统的设计已经较为成熟，但仍存在一些挑战和改进 空间。未来的发展趋势包括提高系统的自动化程度、优化传动系统的设计、增强系统的稳定性和减少系统的能耗等。 结论： 本文详细讨论了数控铣床横向进给系统的设计，包括系统的工作原理 和要求、设计流程和相关参数的计算方法。同时，还探讨了横向进给系统 的改进方向和未来的发展趋势。这些内容对于提高数控铣床的加工效率和 精度具有重要的指导意义。