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课程设计任务书目录1.概述 (3)1.1技术要求 (3)1.2总体设计方案 (3)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 (4)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 (5)3.工作台部件的装配图设计 (9)4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (9)4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (9)4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (9)4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (10)5.计算机械传动系统的刚度 (10)5.1机械传动系统的刚度计算 (10)5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 (11)6.驱动电动机的选型与计算 (11)6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。
(11)6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (12)6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (13)6.4选择驱动电动机的型号 (14)7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (14)7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (14)7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 (15)8. 课程设计总结 (15)9.参考文献 (15)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。
X6125型万能升降台铣床插削功能扩展的设计为了使X6125型万能升降台铣床具备插削功能扩展，需要进行相应的设计。
本设计将从两个方面进行扩展，即机床结构设计和控制系统设计。
一、机床结构设计：1.主轴系统设计：将原有的铣削主轴做适当的改进，使其能够适应插削工艺要求。
具体包括：增加主轴额定转速范围，提高主轴刚性和稳定性，增加主轴轴向切削力的承受能力。
2.进给系统设计：在进给系统上增加插削功能。
具体包括：增加进给轴数目，增加进给轴的运动范围，提高进给轴的精度和稳定性。
此外，还可以考虑增加进给轴的最大进给速度，以适应插削过程中的高速运动要求。
3.支架系统设计：为了保证铣削和插削工艺的顺利进行，支架系统需要相应的改进。
具体包括：增加支架稳定性，提高支架的刚性，增加支架的阻尼能力，减小振动和冲击。
4.定位系统设计：插削工艺对机床的定位要求较高，因此需要对定位系统进行相应的改进。
具体包括：提高定位精度，增加定位系统的刚性和稳定性，增加定位系统的重复定位精度。
5.冷却系统设计：插削过程中产生的热量会对机床和工件产生不利影响，因此需要在机床上设计冷却系统，以便及时冷却工件和机床。
冷却系统需要考虑冷却介质的供给和回收，冷却媒体的稳定性和工作温度的控制等。
二、控制系统设计：1.控制系统整体设计：根据插削工艺的需求，对控制系统进行相应的设计，包括硬件和软件方面。
硬件方面需要考虑控制系统的可靠性、稳定性和实时性；软件方面需要设计适合插削工艺的控制算法，以实现插削过程的精确控制。
2.运动控制设计：为了使铣床具备插削功能，需要对进给轴和主轴进行相应的运动控制设计。
具体包括：提高进给轴的速度和精度，实现进给轴的多轴控制，实现主轴的高速、高精度控制。
3.过程控制设计：插削过程需要实时监测和控制。
此外，还需要考虑插削工艺中的一些特殊要求，如进给轴的高速快进、刀具的自动补偿等。
因此，需要设计相应的过程控制功能，以满足插削工艺的要求。
目录摘要 (II)ABSTRACT. (III)第一章前言 (1)1.1课题背景及目的 (1)1.2国内外研究现状及发展趋势 (1)1.2.1 数控系统的发展趋势 (1)1.2.2 我国数控车床的研究现状及发展趋势 (2)1.3课题研究内容及方法 (5)1.3.1 课题研究内容 (5)1.3.2 研究方法 (5)1.4论文构成 (5)第二章主传动系统的设计 (6)2.1主传动系统的设计要求 (6)2.2总体设计 (6)2.2.1 拟定传动方案 (6)2.2.2 选择电机 (7)2.2.3 主运动调速范围的确定 (9)2.2.4 转速图 (11)第三章传动系统零部件设计 (12)3.1传动皮带的设计和选定 (12)3.1.1．V带传动设计 (12)3.2轴系部件的结构设计 (14)3.2.1 I轴结构设计 (14)3.2.2 II轴结构设计 (17)3.2.3电磁摩擦离合器的计算和选择 (21)第四章主轴结构设计 (23)4.1对主轴组件的性能要求 (23)4.2轴承配置型式 (24)4.3主要参数的确定 (24)4.4主轴头的选用 (25)4.5编码器的选择与安装 (25)第五章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)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。
毕业设计（论文）说明书题目：铣削组合机床及其传动装置设计学生：系别：专业班级：学号：指导教师：摘要组合铣床是根据具体情况的需要,对机床进行合理的设计,使其满足加工要求.在现代机械加工中,组合机床是以系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量的专用部件组成的一种高生产率机床。
它具有自动化程度较高，加工质量稳定，工序高度集中等特点，因此，组合机床在大批、大量生产中得到广泛应用。
目前，组合机床的研制正向高效、高精度、高自动化和柔性化方向发展。
本次设计是完成对铣削组合机床及其传动装置的设计,使其满足对减荷阀体的前后两端面的切削加工.在这一设计过程中,考虑加工时切削参数,合理的选择电动机的功率,并完成对变速箱里的各级齿轮之间的传动配合的设计和转动轴的设计,充分的考虑到传动时所产生的一系列传动要求,例如:传动比,传动扭矩,传动功率等。
关键词：1.传动装置,2.齿轮,3.轴ABSTRACTcombination milling machine is in accordance with the specific circumstances of the needs of the machine for a reasonable design, to enable it to meet the processing requirements. In modern processing machinery, machine tools portfolio is serialized and Standardization of components for the common basis, and with a small number of dedicated components consisting of a high productivity machine. It has a fairly high degree of automation, processing, stable quality, highly centralized processes, etc. Thus, the combination of a large number of machine tools, mass production to be widely applied. Currently, the portfolio machine being developed efficient, high-precision, high automation and flexible direction. This design is completed right combination milling machine and its transmission device design, make it responsive to the valve body by the Security Council ends before and after the cutting.In this design process, Cutting consider when processing parameters, a reasonable choice of motor power, and the completion of the gearbox Lane at all levels between the drive gear with the rotation axis design and the design, Full consideration of the drive when the drive a series of requirements, such as : transmission ratio, transmission torque, transmission power, etc..Keywords : 1. Transmission device, 2. Gear 3. Axis目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)前言 (1)第一章组合机床概述 (2)1.1 组合机床及其特点 (2)1.2 组合机床的工艺范围及加工精度 (2)1.3 组合机床的发展趋向 (3)第2章机床总体设计 (4)2.1 机床总体方案设计的依据 (4)2.1.1工件 (4)2.1.2 刀具 (4)2.2工艺分析 (4)2.2.1工艺方法的确定 (4)2.2.2机床运动的确定 (5)2.3确定切削用量 (5)2.3.1确定工件余量 (5)2.3.2选择切削用量 (5)2.3.3机床参数 (6)2.4进给驱动电动机功率的确定 (8)第3章传动系统设计 (9)3.1计算传动比和分配各级传动比 (9)3.2 齿轮设计 (9)第4章传动件的计算的验算 (18)4.1 计算各齿轮的基本参数 (18)4.2对齿根弯曲疲劳强度验算 (18)4.3 轴的设计 (22)4.3.1轴Ⅰ的设计 (22)4.3.2 轴Ⅱ的设计 (22)4.3.3轴Ⅲ的设计 (23)4.3.4轴Ⅳ的设计 (24)4.3.5轴Ⅴ的设计 (25)4.4校核轴 (26)第5章传动装置的结构设计 (29)5.1变速器箱体的结构设计 (29)5.1.1箱体要具有足够的刚度 (29)5.1.2箱体应有可靠的密封及便于传动件润滑和散热 (30)5.1.3箱体应力求匀称、美观 (30)5.2变速器附件的结构设计和标准件选择 (30)第6章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)前言毕业设计是大学生在校期间的一个重要实践性教学环节,也是对大学四年学习的一项综合检验,通过毕业设计宏观的评定我们在对专业知识的掌握情况,也是我们是否能够顺利完成学业的重要评定内容。
数控铣床横向进给系统设计数控铣床横向进给系统是数控铣床中的一个重要组成部分，其设计对于提高铣削精度、加工效率和生产质量具有重要意义。
本文将从横向进给系统结构设计、传动传动机构设计以及横向进给系统控制设计等方面进行细致介绍和阐述。
横向进给系统结构设计横向进给系统的结构设计对于实现稳定和精确的横向进给运动至关重要。
其主要包括工作台、导轨、滑块、导轨滑块销和滚珠丝杆等组成部分。
首先，工作台是数控铣床上用于加工工件的部分，其结构设计应使得工作台能够在横向方向上移动。
为了保证横向移动的平稳性和精度，工作台一般采用短轴承直线导轨。
导轨是在数控铣床主床身上设置的，其作用是使工作台能够沿着横向方向进行平稳的运动。
滑块安装在工作台上，通过滑块与导轨进行配合，实现工作台的横向移动。
其次，导轨滑块销是横向进给系统的重要连接部件，其设计应使工作台能够在导轨上自由移动，并保证其稳定性和可靠性。
导轨滑块销一般采用高硬度材料制作，以保证其强度和耐磨性。
最后，滚珠丝杆是横向进给系统中的传动元件，其设计应使得工作台能够通过滚珠丝杆的旋转实现横向进给运动。
滚珠丝杆具有高精度、高传动效率和低传动摩擦系数的特点，因此是数控铣床横向进给系统的理想传动元件。
传动机构设计横向进给系统的传动机构设计对于实现精确和稳定的横向进给运动至关重要。
其主要包括电机、联轴器、减速机、丝杆螺母和滚珠丝杆等部分。
首先，电机是横向进给系统的驱动源，其功率和转速应根据需求进行选择。
电机通常通过联轴器连接到减速机上，用于提供足够的动力和转矩。
其次，减速机是横向进给系统的传动装置，其作用是将电机的高速旋转转换为滚珠丝杆的低速旋转。
减速机的传动比和结构设计应使得滚珠丝杆能够按照要求的速度和精度进行旋转。
丝杆螺母是横向进给系统中的关键部件，其设计应使得滚珠丝杆能够与工作台进行配合，并实现工作台的横向进给运动。
丝杆螺母通常采用高精度丝杠和垫圈组成，以保证其运动的平稳性和精度。
中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造及其自动化题目：数控技术课程设计——立式数控铣床进给传动系统设计4 指导教师：职称:职称:2009年12月23日中北大学课程设计任务书2008/2009 学年第 1 学期学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：课程设计题目：数控技术课程设计——立式数控铣床进给传动系统设计起迄日期：12月23日～12月31日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2009年12月 23日课程设计任务书目录1.概述 (3)1.1技术要求 (3)1.2总体设计方案 (4)2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 (4)2.1主切削力及其切削分力计算 (4)2.2导轨摩擦力的计算 (5)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (5)2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (5)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 (8)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 (11)6.4选择驱动电动机的型号 (12)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 (13)8. 课程设计总结 (13)9.参考文献 (13)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）。
数控铣削机床机构设计随着科技的发展，机械加工领域的技术水平也在不断提高。
数控铣削机床机构设计是数控加工技术的核心，数控铣削机床机构设计的好坏直接影响到整个机床的性能及加工质量。
因此，在数控铣削机床制造过程中，机构设计是至关重要的环节。
一、数控铣削机床机构设计的基本原理数控铣削机床机构设计要考虑机床的准确性，快速性，稳定性和寿命。
在机构的设计上，需要根据机床的使用条件和加工要求，综合考虑力学原理，传动系统，控制系统等因素，确保机床结构紧凑，传动稳定，寿命长，精度高。
1. 动力系统动力系统是数控铣削机床的核心部分，它包括主轴驱动器和进给系统。
主轴驱动器接受机床控制系统的指令，实现主轴的高速旋转。
进给系统是实现工件加工的重要组成部分，包括进给电机、进给轴、丝杠、轴承等。
进给电机驱动进给轴转动，通过丝杠传递运动信号，使工件在加工过程中得到准确的进给运动。
2. 结构系统数控铣削机床机构设计中的结构系统包括主轴箱、工作台、床身、连接件、导轨等。
主轴箱是主轴位置的稳定支撑，需要具备较高的刚性和稳定性。
工作台是工件的定位和夹紧位置，需要有高精度的结构设计来保证工件定位准确。
床身是整个机床机构的支撑基础，需要具有高强度，刚性和耐用性，保证机床运行的稳定性和精度。
3. 测量系统测量系统是保证数控铣削机床精度和准确度的重要组成部分，包括位置测量系统和角度测量系统。
位置测量系统用于测量运动部件的位置，包括主轴箱、工作台的位置和位置误差等。
角度测量系统用于测量旋转部件的角度和位置，保证旋转部件的准确运动。
二、数控铣削机床机构设计的关键技术数控铣削机床机构设计的关键技术包括传动系统、控制系统和结构系统。
1. 传动系统传动系统主要包括传动链条、丝杠副、伺服电机和减速器等，它们的功效在传递静力、动力、转矩、扭矩、运动等方面。
传动系统应具备传动精度高、控制稳定、负荷强性好等特性。
2. 控制系统控制系统包括数控系统和运动控制系统，其主要功效是实现运动控制命令的转换和传导。
目录摘要 (II)ABSTRACT. (III)第一章前言 (1)1.1课题背景及目的 (1)1.2国内外研究现状及发展趋势 (1)1.2.1 数控系统的发展趋势 (1)1.2.2 我国数控车床的研究现状及发展趋势 (2)1.3课题研究内容及方法 (5)1.3.1 课题研究内容 (5)1.3.2 研究方法 (5)1.4论文构成 (5)第二章主传动系统的设计 (6)2.1主传动系统的设计要求 (6)2.2总体设计 (6)2.2.1 拟定传动方案 (6)2.2.2 选择电机 (7)2.2.3 主运动调速范围的确定 (9)2.2.4 转速图 (11)第三章传动系统零部件设计 (12)3.1传动皮带的设计和选定 (12)3.1.1．V带传动设计 (12)3.2轴系部件的结构设计 (14)3.2.1 I轴结构设计 (14)3.2.2 II轴结构设计 (17)3.2.3电磁摩擦离合器的计算和选择 (21)第四章主轴结构设计 (23)4.1对主轴组件的性能要求 (23)4.2轴承配置型式 (24)4.3主要参数的确定 (24)4.4主轴头的选用 (25)4.5编码器的选择与安装 (25)第五章结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)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。
立式数控铣床工作台进给传动系统的设计首先，立式数控铣床的工作台（X轴）进给传动系统需要具备高精度、高刚性和高可靠性的特点。
因此，在设计中需要选择合适的传动方式和传动元件，并进行系统的优化设计。
传动方式有很多种，如直线导轨传动、滚珠丝杠传动、齿轮传动等。
根据立式数控铣床的特点和要求，一般采用滚珠丝杠传动。
滚珠丝杠传动具有传动精度高、刚性好、反应灵敏等特点，适用于高精度的数控铣床。
滚珠丝杠的选择需要考虑工作台（X轴）的负载、速度和精度要求。
一般来说，工作台负载越大，所需密封循环滚珠丝杠的精度越高；而速度越高，所需螺帽的刚性越大。
因此，在设计中需要根据具体要求选择合适的滚珠丝杠规格。
在滚珠丝杠传动系统中，螺帽是受力最大的部件，因此螺帽的设计也是很关键。
螺帽需要具备良好的刚性和耐磨性，以保证传动的稳定性和寿命。
一般来说，尽量选择存在预紧力的预紧螺帽，以减小螺母的游隙，提高传动的精度。
除了滚珠丝杠传动外，还可以考虑结合其他传动方式，如伺服电机等。
伺服电机作为传动设备的一种，能够实现精确的位置控制和高速运动。
在设计中，可以选择合适的伺服电机，并进行精确的校准和调试，以实现更高的工作精度和效率。
此外，还需要考虑工作台（X轴）进给传动系统的润滑方式。
对于滚珠丝杠传动系统，需要进行润滑和维护，以减小运动阻力和摩擦损失。
一般来说，采用中空滑道和滚珠滚道的润滑方式，可以提高传动的平稳性和寿命。
总之，立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的设计需要根据具体要求选择合适的传动方式和传动元件，并进行系统的优化设计。
通过合理的设计和选择，可以提高机械性能和工作精度，满足不同加工要求。
同时，对传动系统的润滑和维护也需要重视，以保证系统的可靠性和寿命。
毕业设计(论文)XK6125数控铣床总体及横向进给传动机构设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要本论文是对XK6125数控铣床总体及横向进给传动机构设计，其内容包括：进给伺服系统机械部分设计与计算、步进电动机的计算与选型、铣床改造的结构特点、安装调整中应注意的问题等。
对普通铣床进行数控改造符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教育水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。
从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内容，还有数控技术方面的内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。
虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。
关键词：横向进给系统，数控化改造，机床改造，铣床AbstractThe present paper is to XK6125 for feed system of NC transformation, its contents include: feed servo system of mechanical part design and calculation, and the calculation of the stepper motor selection, Miller structure characteristics, installation and adjustment should pay attention to the problem. On the common milling machine numerical control transformation in line with China's national conditions, that is suitable for China's current economic level, educational level and the level of production, but also many domestic enterprises to improve the level of automated production equipment and precision degree of the main way, has the broad market in our country. From another perspective, the design is a machine tool structure in terms of content, but also organic processing aspects, CNC technical content, the university knowledge to make comprehensive use of. Although the designers have not studied the machine design course, but through the design to broaden the knowledge, enhances the ability of practice, the general machine tools and CNC machine tools have a further understanding.KeyWords: horizontal feed system, NC transformation, transformation of machine tools, milling machine目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章数控机床发展概述 (1)1.1数控机床发展概述 (1)1.2数控机床的组成及分类 (1)1.2.1数控机床的组成 (1)1.2.2数控机床的分类 (3)1.3数控机床的特点及应用范围 (4)1.3.1数控机床的特点 (4)1.3.2数控机床的应用范围 (4)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (5)2.1课题要求 (5)2.1.1题目名称（包括主要技术参数）及技术要求 (5)2.1.2课题内容及工作量 (5)2.2设计原则 (5)2.3总结构设计 (6)2.3.1数控机床的机构设计要求 (6)2.3.2提高机床的结构刚度 (6)2.3.3提高进给运动的平稳性和精度 (7)第3章确定切削用量及选择刀具 (8)3.1刀具选择 (8)3.2切削用量确定 (8)3.3切削三要素 (9)3.4加工精度和表面粗糙度 (9)3.5刀具材料 (13)第4章传动系统图的设计计算 (15)4.1 传动系统设计 (15)4.1.1 参数的拟定 (15)4.1.2 传动结构或结构网的选择 (15)4.1.3 转速图拟定 (17)4.1.4 齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 (20)4.2 传动件的估算与验算 (24)4.2.1 传动轴的估算和验算 (24)4.2.2 齿轮模数的估算与验算 (26)4.3 展开图设计 (31)4.3.1 结构实际的内容及技术要求 (31)4.3.2 齿轮块的设计 (33)4.3.3 传动轴设计 (35)4.3.4 主轴组件设计 (38)4.4 制动器设计 (43)4.5 截面图设计 (44)4.5.1 轴的空间布置 (44)4.5.2 润滑 (45)4.5.3 箱体设计的有关问题 (46)第5章横向进给传动机构装配图零件图的设计计算 (47)5.1 进给伺服系统的设计 (47)5.1.1 对进给伺服系统的基本要求 (47)5.1.2进给伺服系统的设计要求 (47)5.1.3进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 (48)5.2 横向进给滚珠丝杠副设计 (48)5.2.1 导程确定 (48)5.2.2 确定丝杆的等效转速 (48)5.2.3 估计工作台质量及负重 (49)5.2.4 确定丝杆的等效负载 (49)5.2.5 确定丝杆所受的最大动载荷 (49)5.2.6 精度的选择 (50)5.2.7 选择滚珠丝杆型号 (51)5.3 校核 (51)5.3.1 临界压缩负荷验证 (51)5.3.2 临界转速验证 (52)5.3.3 丝杆拉压振动与扭转振动的固有频率 (53)5.4 电机的选择 (53)5.4.1 电机轴的转动惯量 (54)5.4.2 电机扭矩计算 (54)总结与展望 (56)参考文献 (57)致谢 (58)第1章数控机床发展概述1.1数控机床发展概述随着社会生产和科学技术的发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型。
特别是在宇航、造船、军事等领域所需的零件，精度要求高，形状复杂，批量小。
普通机床已不能适应这些需求。
为了满足上述要求，一种新型的机床——数字程序控制机床（简称数控机床）应运而生。
最早进行数控机床研制的是美国人。
1952年，美国麻省理工学院成功地研制出一套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的数控机床。
但这台数控机床仅是一台试验性的机床，当时用的电子元件是电子管。
直到1954年11月，第一台工业用的数控机床才生产出来。
从此以后，世界上其他一些工业国家也多开始开发、生产及应用数控机床。
我国数控机床的研制是从1958年起步的。
1965年国内开始研制晶体管数控系统。
从70年代开始，数控技术广泛应用于车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工、点加工等领域，数控加工中心在上海、北京研制成功。
在这一时期，数控线切割机床由于结构简单，使用方便、价格低廉，在模具加工中得到了推广。
80年代，我国从日本及美国、德国引进一些新技术。
这使我国的数控机床在性能和质量上产生了一个质的飞跃。
1985年，我国数控机床品种有了新的发展。
早期的数控机床控制系统采用电子管，体积大、功耗高，只在军事部门应用。
只有在微处理机用于数控机床后，才真正使数控机床得到了普及。
目前数控技术的主要发展趋势是：实现高速度，搞可靠性，高精度，大功率，多功能；采用微处理机和微型计算机，向着增强功能、降低造价、方便使用的目标进展；积极应用计算技术、系统工程理论和控制技术的最新成果，像这综合自动化方向变革。
1.2数控机床的组成及分类1.2.1数控机床的组成数控机床的种类繁多，但从组成一台完整的数控机床上讲，它由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体丝大部分以及辅助设备组成。
（1）控制介质控制介质是指零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。
控制介质有多种形式，它随着数控装置的类型不同而不同，常用的有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、磁盘等。
另外，随着CAD/CAM技术的发展，有些数控设备利用CAD/CAM软件在其他计算机上编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置。
（2）数控装备数控装置是数控机床的控制中心。
它由输入装置、控制装置和输出装置等组成。
如图（2）所示，划线框内位数控装置。
输入装置受控制介质上的信息，经过识别与译码之后，送到控制运算器。
这些信息将作为控制与运算的原始依据。
控制运算器根据输入装置送来的信息进行运算，并将控制命令输送往输出装置。
输出装置将控制器发出的控制命令送到伺服系统，经功率放大，驱动机床完成相应的动作。
（3）伺服系统伺服系统，亦称随动系统，是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统。
它是数控机床的执行机构，包括驱动和执行两大部分。
伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求带动机床移动部件运动，以加工出符合要求的零件。
指令信息是以脉冲信息体现的，每一脉冲使机床移动部件产生的位移叫脉冲当量(常用的脉冲当量为0.001mm～0.01mm)。
从自动控制理论的角度来分析，无论多么复杂的伺服系统，都是有一些功能元件组成的。
目前数控机床的伺服系统中，常用的位移执行机构有功率步进电机、直流伺服电动机和交流伺服电动机，后两者都带有光电编码器等位置测量元件。
（4）机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，它是在原有的普通机床的基础上改进而得到的，具有以下特点：1)数控机床采用了高性能的主轴及伺服系统传动系统，机械传动结构简化，传动链较短。
2)数控机床机械结构具有较高的刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形小。
3)更多地采用高效传动部件，如滚动丝杠副，直线滚动导轨等。
除了上述四个主要部分外，数控机床还有一些辅助装置和附属设备，如电器，液压，气动系统与冷却、排屑、照明、储运等装置以及编程机、对刀块等。
1.2.2数控机床的分类（1）按控制系统的特点分类1）点位控制数控机床点位控制机床的特点是只控制移动部件的终点位置，即控制移动部件由一个位置到另一个位置的精确定位，而对它们运动过程中的轨迹没有严格的要求，在移动和定位过程中不进行任何加工。
