数控磨床Y轴结构设计 毕业设计

目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第一章绪论........................................................................................................... - 1 -1.1 数控技术与数控机床................................................................................. - 1 -1.2 数控机床的特点及发展趋式..................................................................... - 1 -1.3 数控铣床与其进给系统............................................................................. - 3 -1.4 总体设计方案的拟定................................................................................. - 3 - 第二章机床横向进给系统机械部分计算与设计................................................. - 5 -2.1 脉冲当量的选择与切削力的计算............................................................. - 5 -2.2滚珠丝杆螺母副的计算和选型.................................................................. - 6 -2.3 伺服电机的选择....................................................................................... - 12 -2.4 导轨的设计及滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧................................... - 15 -2.5联轴器的选用............................................................................................ - 16 - 第三章三维实体造型设计及图纸生成............................................................... - 17 -3.1 工具软件UG的介绍 ............................................................................... - 17 -3.2 造型过程................................................................................................... - 17 -3.3 二维图纸的生成....................................................................................... - 20 - 第四章零件的数控加工及程序编制................................................................... - 21 -4.1 数控工艺分析和加工路线的确定........................................................... - 21 -4.2 数控机床的选型....................................................................................... - 21 -4.3定位基准、装夹方案和对刀点................................................................ - 21 -4.4 选择刀具................................................................................................... - 22 -4.5 确定切削用量........................................................................................... - 22 -4.6 数控程序................................................................................................... - 23 - 结论..................................................................................................................... - 26 - 参考文献................................................................................................................. - 27 - 致谢......................................................................................................................... - 28 -数控铣床（320mm）Y轴进给系统三维设计及加工专业：机械设计制造及其自动化学号：5901105120学生姓名：万福平指导教师：范美仁摘要近年来，我国经济飞速发展，既促进和带动了制造业的发展，也使其遇到了严峻的挑战，迫切地需要改造传统的加工制造模式。

毕业设计题目数控双主轴内孔磨床磨头及进给机构设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级机升0901学生冯硕学号20090404012指导教师门秀花二〇一一年五月二十九日1 前言1.1选题背景及意义从本质上说，数控磨床和普通磨床一样，是加工的最后一道工序。

早期的数控磨床，包括目前部分改造、改装的数控机床，大都是在普通磨床的基础上，通过以进给系统的革新、改造而成的。

因此，在许多场合，普通磨床的构成模式、零部件的设计计算方法仍然适用于数控磨床。

但是，随着数控技术（包括伺服驱动、主轴驱动）的迅速发展，为了适应现代制造业对生产效率、加工精度、安全环保等方面要求，现代数控磨床的机械结构已经从初期对普通磨床的局部改造，逐步发展形成了自己独特的结构。

其中，进给机构系统对加工精度的影响是最大的，因此，提高进给系统的质量就显得尤为重要。

现在由于各种先进制造技术的发展，特别是对精密部件的加工，对于磨床的进给系统的要求也越来越高。

内圆磨床的生产率和加工质量，在很大程度上决定于内圆磨头的结构和制造质量。

在大量生产条件下尤如此。

现代内圆磨床带有滚动支承和空气轴承的电磨头和气动磨头，以及皮带传动的静压轴承和滚动支承磨头，其中皮带传动的滚动支承磨头用得最广。

因为这种磨头能加工不同长度（达500mm或更长）零件上的孔，而且所加工的孔的直径范围也最大（从70mm到250mm或更大）最常用，也是现在普遍研究的重点[1-2]。

与国外相比，我国数控磨床的发展明显落后于西方发达国家，因此，技术创新和产品改良亟待加强，机构设计和改良也显得尤为重要。

1.2 国内外研究现状十八世纪30年代，为了更好适应自行车、钟表、缝纫机和枪械等零件淬硬后的加工，美国、英国、德国分别研制出使用天然磨料砂轮的磨床。

在当时这些磨床主要是现成的机床，如车床、刨床等，在上面加装磨头经过改造而成的，它们的结构比较简单，而且刚度较低，磨削时易产生振动，这要求操作工人具有很高的技艺才能磨出精密的工件。

中文摘要本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。

另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。

所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。

三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。

三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。

主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。

所有电机均有单片机进行控制。

此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；数控装置的设计，了解其控制原理。

设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。

关键词：数控三坐标铣床英文摘要This design is for tri-coordinate numerical control grinding machine .This machine tool can work along the curve and straight line through co-operation of three axles .By changing the abrasive wheel it can also process different type and outline .And thus improve the quality of its surface .Furthermore, this machine tool can handle the face-improving process of other tools and components .The tri-coordinate NC curved surface grinding machine work head is connected with stand post by means of a mouse-tooth device .It can change the angle between the main axle and work desk. The motion of tri-coordinate direction is urged by DC. The work desk is fixed at both ends, thus it can reach the high accuracy .Three coordinate direction move and urge by direct current serve electrical machinery and realize half close ring system through speed feedback and position feedback. Main shaft adopt and exchange electrical machinery by electrical machinery ,go on step speed regulation to their by converter. All electrical machineries are controlled by the one-chip computer.In this way the product produced are with high quality we mainly design the structure of the numerically controlled milling machine, and find out control prnciple of single tool machine: The design of the transmission structure of X、Y worktable .Mainly the application of boll beany; Assiting system with the control of open-loop system and its working prinples; The design of the whole machine structure and it advantages and disadvantages; The design of the numerically controlled device ,and its control principles. In this design ,we fully consider the practical orders of economy , technology and applicability and choose the least plan to get the least effect.Key Words: Numerical Control Tri-coordinate Milling Machine目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第一章概论 (1)1.1数控机床的产生与发展 (1)1.2何谓数控机床 (1)1.3数控机床的应用范围 (1)1.4数控机床的基本组成 (2)1.5数控机床的分类 (2)1.6数控机床的工作过程 (2)1.7数控机床的特点 (2)1.8磨削概论 (2)1.9三坐标数控磨床 (3)第二章总体结构设计 (6)2.1提高机床的结构刚度的设计 (6)2.2提高机床的抗振性的措施 (7)2.3提高机床灵敏度 (7)第三章进给伺服系统结构设计 (8)3.1进给伺服系统的作用 (8)3.2进给伺服系统的设计要求 (8)3.2.1对进给伺服系统的基本要求 (8)3.2.2 进给伺服系统的设计要求 (9)3.3进给伺服系统的组成 (9)3.4进给伺服系统的分类................................................................. 错误！未定义书签。

南京工程学院毕业设计开题报告课题名称： MK2110数控磨床动力学模拟与床身结构优化设计(楷体三号加粗) 学生姓名:王亮学号: 201020121 指导教师：赵丽讲师李艳讲师所在院(系)部:机械工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化（机械设计)2012 年 00 月 00 日说明1．根据南京工程学院《毕业设计（论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》,由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。

2．开题报告是毕业设计（论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一.学生应当在毕业设计(论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩.3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写.其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达.第一次出现缩写词，须注出全称。

4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。

5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。

毕业设计(论文）开题报告注：可重点参考该开题报告的内容，排版格式等以机械工程学院要求为准。

文献综述结构构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形的极限状态:①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡如倾覆等；②结构构件或连接因材料强度被超过而破坏，包括疲劳破坏,或因过度的塑性变形而不适于继续承载;③结构转变为机动体系；④结构或结构构件丧失稳定如屈曲等。

（2)正常使用极限状态。

结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。

出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态:①影响正常使用或外观的变形；②影响正常使用或耐久性能的局部损坏包括裂缝；③影响正常使用的振动；④影响正常使用的其它特定状态。

2。

3 结构设计的基本方法在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最低的代价,使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求.为达到这个目的，人们采用过多种设计方法。

（数控加工）精密数控磨床的总体设计摘要本课题是集机，电，液一体化的高科技项目，所要解决的关键问题是主轴箱上两个同轴轴承孔的超精密加工。

此磨床的加工方式采用切入式磨削方式，工件安装在回转工作台上，随工作台回转，同时砂轮回转，砂轮的径向进给靠回转工作台沿X方向位移实现，上面的轴承孔及上端面加工好后，用同一砂轮加工下面的轴承孔及下端面，工件一次安装，以保证精度。

总体布局为立式磨床，主要分为磨头部分、回转工作台、床身、垂直立柱、拖板以及测量机构。

总体传动方案为：由外置步进电机驱动齿轮，然后通过齿轮传动带动滚珠丝杠，整个磨头装置通过滚珠丝杠进行Z轴方向上的移动，磨头的旋转则通过另一个外置电机来驱动，回转工作台的驱动则通过外置电机驱动皮带轮，由皮带轮的传动来使回转工作台的旋转，拖板的驱动则由步进电机控制。

同时，磨床的设计中运用了数控技术，现代测试手段，微量进给软件补偿技术，从而使精密机械设计达到所要求的精度。

关键字：加工精度，设计方案，分配，参数General Design of Precise Numerical Control GrindingMachineAbstractThis topic is to gather the machine, electricity, the high-tech item that the liquid integral whole turn, the key problem for to solve is the principal axis box is previous two to process with the super nicety of the stalk bearings bore. This grinding machine processes the way adoption correspond type to whet to pare the way, the work piece install at turn round the work on the stage, turn round with the work pedestal, the emery wheel turns round at the same time, the path of the emery wheel to enter to depend turn round the work pedestal to follow the X direction moves the realization, top of bearings bore and top end face process good after, process with same emery wheel underneath of bearings bore and under carry the noodles, the work piece install once, with guarantee the accuracy. Total layout for the sign type grinding machine, mainly is divided in to whet the head cent and turn round the work set, bed body, perpendicularity to sign the pillar and drag along the plank and measure the organization. Total spread to move project is: From outside place to tread into theelectrical engineering to drive the wheel gear, then spread to move to arouse to roll the bead silk through a wheel gear, whole whet a device to pass to roll the bead silk to carry on the Z stalk the square heading up of ambulation, whet the head to revolve to then pass another outside place the electrical engineering to drive, turn round the work pedestal to drive then through an outside place the electrical engineering to drive the leather belt round, from the leather belt round spread to move to make the turn-over work pedestal revolve, drag along the knothole to drive then from tread into the electrical engineering to control. At the same time, made use of number to control the technique in the design of the grinding machine, modern test means, enter to compensate technique for software little by little, thus make precise machine the design attains the accuracy request.Key Words: Accuracy of Process，Project Design，Allotment，Parameter精密数控磨床的总体设计0 引言回顾即将过去的20世纪，人类取得的每一项重大科技成果，无不与制造技术，尤其与超精密加工技术密切相关。

引言概述：数控磨床是一种利用计算机控制系统对工件进行高精度磨削的工具，被广泛应用于制造业领域。

本文将从多个方面对毕业设计的数控磨床展开讨论，包括数控磨床的原理、结构、控制系统、磨削过程和应用前景。

正文内容：1.数控磨床的原理1.1磨削原理1.1.1磨削过程的基本原理1.1.2磨削的主要参数和因素1.2数控技术与磨削原理的结合1.2.1数控技术的基本原理1.2.2数控磨床的工作原理2.数控磨床的结构2.1机床主体结构2.1.1床身结构2.1.2主轴箱结构2.2工作台结构2.2.1工作台的旋转结构2.2.2工作台的移动结构2.3其他重要结构2.3.1冷却系统2.3.2磨削轮装置3.数控磨床的控制系统3.1数控系统的基本组成3.1.1数控主机3.1.2驱动系统3.1.3传感器和探测器3.2数控系统的工作原理3.2.1CNC控制器的功能和作用3.2.2数据输入和处理3.2.3运动控制和插补算法4.数控磨床的磨削过程4.1磨削前的准备工作4.1.1刀具和工件的安装4.1.2磨削参数的选择4.2磨削的基本步骤4.2.1粗磨削4.2.2半精磨削4.2.3精密磨削4.3磨削中的常见问题和解决方法4.3.1磨损和断刀问题4.3.2磨削过程中的加工误差4.4磨削后的处理4.4.1检查和测试4.4.2表面处理和保护5.数控磨床的应用前景5.1数控磨削技术的发展趋势5.2数控磨床在制造业的应用领域5.2.1精密零部件制造5.2.2模具制造5.3数控磨床的市场前景5.3.1国内市场状况和竞争格局5.3.2国际市场发展趋势总结：本文全面介绍了毕业设计的数控磨床，包括其原理、结构、控制系统、磨削过程和应用前景等方面。

数控磨床通过结合数控技术和磨削原理，实现了对工件的高精度磨削。

数控磨床的控制系统是数控磨床实现自动化的关键，而磨削过程中需要进行一系列准备工作和注意问题。

数控磨床在制造业领域有着广泛的应用，特别是在精密零部件制造和模具制造等领域，其市场前景十分广阔。

毕业设计说明书题目：X-Y数控工作台机电系统设计----Y向工作台三维绘图学院：电气信息系专业：机电一体化摘要目前国内中小企业多采用经济型X-Y数控铣床系统，其工作台是机床上必不可少的部件，工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产率。

随着经济的发展，机械行业的许多普通机床和闲置设备，经过数控改造以后，不但可以提高加工精度和生产率，而且能有效的适应多种品种，小批量的市场需求，使之更有效的发挥经济效益和设计效益。

本课题设计了X-Y数控工作台，该平台由两个一维平台叠加实现，其中一维平台由电机带动滚珠丝杠旋转，从而带动螺母副和工作平台完成直线运动，具体实现时先要确定工作平台的各个参数让其能满足题目的要求，再通过精密计算导轨上移动部件的重量估算、铣削力、直线滚动导轨副、滚珠丝杠螺母副等来确定要制作的数控工作平台，最后通过SolidWorks画出设计的工作平台。

本论文的主要设计内容重点是SolidWorks三维建模，根据设计的机械零部件尺寸完成Y方向工作台零件的三维造型，SolidWorks绘图过程中，先画出单个的零部件，其主要通过一些简单的绘图、拉伸、剪切、扫描、阵列等工具进行建模，然后对这些零件进行一系列的装配，主要通过一些面、线的重合、平行、同心等过程进行装配，从而直观清晰的显示出Y方向工作台的内部结构。

关键词 X-Y数控工作台 直线滚动导轨副SolidWorks目录第一章绪论 (5)1.1、目的和意义 (5)1.2、国内外现状 (5)1.3、本设计的主要内容和任务 (6)第二章总体方案的确定 (7)2.1 总体方案 (7)2.2 机械传动部件的选择 (7)第三章机械传动部件的计算与选型 (9)3.1 导轨上移动部件的重量估算 (9)3.2 铣削力的计算 (9)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (9)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (10)第四章 SolidWorks制图 (15)4.1 SolidWorks介绍 (15)4.2 SolidWorks制图 (16)第五章总结与展望 (19)参考文献 (21)致谢 (21)第一章绪论1.1目的和意义本设计所设计的X-Y工作台采用了低摩擦的直线滚动导轨和精密的丝杠，它的工作原理是通过MCS-51单片机来控制步进电机，使X-Y工作台实现了数控控制。

精密数控磨床的总体设计随着科技的不断进步，各种工业机械的精度要求也越来越高，其中磨床作为重要的工业加工设备，对加工精度的要求更是严格。

而精密数控磨床的出现，为工业精密加工带来了新的思路和技术，成为现代工业加工的代表性设备之一。

本文主要介绍精密数控磨床的总体设计，从大体框架、结构设计、控制系统等方面进行分析。

一、大体框架设计精密数控磨床的大体框架一般由工作台、支座、主轴箱、滑块、导轨、液压系统等组成。

其中，工作台是磨床加工的基础，其结构要求表面平整度高、硬度好、耐磨耐腐蚀。

支座则是承受工作台重量和工件切削力的结构，其设计要求刚性好、稳定性高、不易变形。

主轴箱则是磨削运动的核心部件，要求精度高、重量轻、刚性好、不易变形。

滑块和导轨的结构设计要求精度高、摩擦小、耐用。

液压系统的设计则是为了保证机械设备的正常工作，对于大型精密数控磨床来说，要求其液压系统压力稳定、流量大、稳定性好。

二、结构设计精密数控磨床的结构设计主要包括大体框架的结构、磨削头的结构和液压系统的结构。

在大体框架结构方面，要求设计非常精细，确保各部件的准确定位和刚性。

磨削头的结构主要是磨削头的定位和动态平衡设计，其设计要求稳定性好、精度高、运转平稳。

液压系统的结构设计则主要是为了满足机械设备的工作需求和运行稳定性，一般包括液压缸、液压泵、油箱、阀门等部分。

三、控制系统精密数控磨床的控制系统是机械设备的核心部分，它提供精确的运动控制和数据处理，确保磨削过程中的加工精度和稳定性。

一般包括伺服电机、编码器、控制器、人机界面等部分。

其中，伺服电机和编码器主要负责机床的动力部分，确保机床各个部分的运动精度；控制器则是设备的数据处理中心，负责运动控制和数据传输；人机界面则为操作员提供设备实时数据、报警信息等，方便运行监控和干预。

总体而言，精密数控磨床的总体设计需求非常严格，其设计方案需要满足机械加工的精度和效率要求，结构设计需要保证设备的稳定性和可靠性，控制系统要求提供实时准确的数据和运动控制。