数控机床的机械传动系统

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。

数控机床机械结构设计与制造技术分析数控机床是一种集机电一体、工作自动化的高科技机械设备，其应用领域日益扩大。

在现代制造领域，数控机床已经成为不可缺少的工具，具有工作高效、精度稳定、自动化程度高等优势。

因此，数控机床的机械结构设计和制造技术的分析对于提高机床的性能和质量意义重大。

本文将从数控机床机械结构设计和制造技术两个方面进行探讨。

数控机床机械结构设计是数控技术的重要组成部分，其主要目的是实现工件的高精度加工。

机械结构设计的核心是构建合理的机械结构，它必须实现切削力的传递，确保传动精度和稳定性，并满足机床高速、高精度加工的需要。

1.数控机床结构布局设计数控机床的结构设计以其性能和稳定性为基础，应该尽可能减少结构的复杂度和重量，提高加工精度和效率。

必须综合考虑机床结构与传动系统，并结合数控系统决定结构的布局设计。

2.数控机床动力传动系统数控机床的动力传动系统是保证机床高速、高精度运动的重要组成部分。

传动系统的设计要求高传动精度、高刚性、低噪声、低能耗等。

在设计中，应当选择合适的传动方式和传动件，合理布置传动方式和传动件，保证传动精度和稳定性。

3.数控机床加工台面数控机床加工台面的设计与制造是实现高精度加工关键，加工台面的设计包括机床工作台的结构和运动方式等，制造应当满足加工、表面平整度和精度等要求。

加工时台面应确保精度修整及完整性，保证工件与工具成定心运动，达到加工工件的精度要求。

数控机床的制造技术包括各种机床部件的加工装配工艺和制造工具。

制造过程中应严格遵守工艺规程，保证机床实现高精度加工的要求。

同时，应该使用高品质的材料和制造工具。

数控机床结构部件加工的精度要求高，包括螺旋齿轮的加工、齿轮啮合的匹配、齿轮的零件标记、联轴器的面精度等。

因此，必须采用高精度的加工设备和工具，采用精细的加工工艺。

2.数控机床结构部件的装配数控机床结构部件的装配是保证机床高精度、高效率的关键。

在装配过程中，应根据机床的设计规格，对各个零部件进行精密配合或插配，确保机床的高稳定性和高度精度。

数控机床的组成及基本工作原理数控机床是一种利用数字编程控制工作的机床。

它由三个基本部分组成：机械系统、传动系统和控制系统。

下面将详细介绍数控机床的组成和基本工作原理。

一、机械系统机械系统是数控机床的基础，它由床身、主轴箱、伺服系统等组成。

1.床身：床身是数控机床的基础，主要承载着机床其他部件。

床身通常由铸铁或钢板焊接而成，具有较高的强度和刚性，以保证机床的稳定性。

2.主轴箱：主轴箱包含了主轴系统和进给系统，主轴通过驱动系统将切削工具与工件连接，实现切削加工。

进给系统控制工件在X、Y、Z三个方向上的运动，使切削工具能沿指定路线精确地切削工件。

3.伺服系统：伺服系统负责控制切削工具和工件的相对运动。

它由伺服电机、伺服控制系统、逆变器和编码器等组成。

伺服电机通过接受数控系统发送的控制信号，精确控制机床的位置和速度，从而实现精确的切削加工。

二、传动系统传动系统负责传递电能和运动，将数控机床的控制信号传递给各个运动部件。

主要由电源、变频器、伺服电机、传感器等组成。

1.电源：电源为数控机床提供所需的电能。

通常使用三相交流电源。

2.变频器：变频器将交流电源转换为直流电源，以满足数控机床的要求。

3.伺服电机：伺服电机是数控机床的关键部件，它负责实现机床的精准运动。

伺服电机通常由电动机、编码器和速度控制器组成。

4.传感器：传感器用于检测机床各个部件的状态，将检测到的信号转换为电信号，反馈给数控系统。

三、控制系统控制系统是数控机床的大脑，它由数控装置、软件系统、输入输出设备等组成。

1.数控装置：数控装置是数控机床的核心，主要负责数控程序的编写和生成。

它接收操作员输入的加工参数和控制命令，经过处理之后发送给伺服系统。

3.输入输出设备：输入输出设备用于与数控装置进行交互。

常用的输入设备有键盘、鼠标和触摸屏；输出设备有显示器、打印机和数控机床本身。

基本工作原理：1.数控编程：操作员使用数控装置进行编程，编写出所需的加工程序。

数控机床主要技术点一、数控编程技术数控编程技术是数控机床的核心技术之一，它涉及到数控指令的编制、程序的输入和输出以及加工过程的控制等方面。

数控编程技术通过将零件的几何尺寸、工艺要求和加工条件等转化为计算机可识别的代码，实现对数控机床的精确控制。

二、机械传动与控制系统机械传动系统是数控机床的重要组成部分，它直接影响到机床的加工精度和性能。

机械传动系统包括主轴、进给轴、滚珠丝杠等部件，通过精准的传动和控制，实现机床的加工动作。

控制系统则是数控机床的“大脑”，它根据程序指令控制机械传动系统的运动，确保加工过程的准确性和稳定性。

三、刀具管理与切削参数优化刀具是数控机床的重要消耗品，刀具管理和切削参数优化对于提高加工效率和保证加工质量具有重要意义。

刀具管理包括刀具的选择、装夹、更换等环节，而切削参数优化则涉及到切削速度、进给速度、切削深度等方面的调整。

通过对刀具管理和切削参数的优化，可以提高加工效率、降低刀具消耗，同时保证加工过程的稳定性和表面质量。

四、加工精度与表面质量加工精度和表面质量是数控机床的核心指标之一，它们直接影响到零件的质量和性能。

数控机床的加工精度受到多种因素的影响，如机床精度、刀具磨损、加工参数等。

为了提高加工精度和表面质量，需要对这些因素进行综合控制和调整。

五、可靠性设计与维护数控机床的可靠性对于保证加工过程的稳定性和降低维护成本具有重要意义。

可靠性设计包括对机床的结构设计、材料选择、热设计等方面进行优化，以提高机床的可靠性和耐用性。

同时，定期的维护和保养也是保证机床可靠性的重要措施，包括对机械部件的检查、润滑，以及对电气部件的清洁、更换等。

六、智能化与自动化技术随着技术的发展，智能化和自动化技术已经成为数控机床的重要发展方向。

智能化技术包括人工智能、机器学习等先进技术的应用，可以实现自动化加工过程、自适应控制等功能。

自动化技术则包括自动换刀、自动检测、自动补偿等功能，可以提高加工效率、降低人工操作成本。

立式数控加工中心的加工精度测试和校正方法立式数控加工中心是一种高精度加工设备，可广泛应用于模具制造、零部件加工等领域。

为了保证加工质量和达到客户的要求，对立式数控加工中心的加工精度进行测试和校正是非常重要的。

本文将介绍立式数控加工中心常用的加工精度测试和校正方法。

一、加工精度测试方法1. 几何形状测试：通过测量加工件上的几何形状参数来评估加工精度。

常见的几何形状测试包括直线度、平面度、圆度等。

测试时可使用检测仪器如三坐标测量仪、分度头等进行测量，将测量结果与设计要求进行比对，以评判加工精度。

2. 位置精度测试：通过检测加工件上各个位置的实际坐标与设计坐标的差异来评估加工精度。

可以使用激光干涉仪、光栅尺等精密测量仪器进行测试。

测试时需要在不同的位置进行测量，并记录下实际坐标进行比对，从而得出数控加工中心的位置精度。

3. 重复定位精度测试：重复定位精度是指数控加工中心在多次定位后，返回到同一位置的精度。

测试时可在数控加工中心上设定多个不同的定位点，通过重复加工和测量来判断数控加工中心的重复定位精度。

二、加工精度校正方法1. 机械传动系统校正：数控加工中心的机械传动系统包括滚珠丝杠、导轨等。

当机械传动系统出现松动、磨损等情况时，会影响加工精度。

校正方法包括检查和更换滚珠丝杠、导轨等部件，调整机械传动系统的松紧度，以保证加工精度。

2. 误差补偿校正：数控加工中心的误差主要是由数控系统计算和机床本身的误差所引起的。

校正方法包括输入补偿、输出补偿和补偿表校正。

输入补偿指的是根据测量结果进行修正的输入数据，输出补偿是通过调整机床系统的输出信号来校正加工误差，补偿表校正是根据测量结果进行数值调整。

3. 温度校正：温度变化会引起机床结构的膨胀和松动，从而影响加工精度。

温度校正方法包括测量机床各部分温度的变化，并根据测量结果进行相应的调整，以保证加工精度。

总之，为了保证立式数控加工中心的加工精度，我们需要经常进行加工精度的测试和校正。

简述数控车床结构数控车床是一种高精度、高效率的机床，它的结构设计和工作原理都非常复杂。

本文主要介绍数控车床的结构和组成部分，以及每个部分的功能和作用。

一、数控车床的结构数控车床的整体结构可以分为床身、主轴箱、进给箱、刀架、工作台等几个部分。

下面分别介绍每个部分的结构和作用。

1.床身床身是数控车床最基本的部分，它承载整个机床的重量和力量。

床身通常由铸铁或钢板制成，具有高强度和稳定性。

床身上安装了主轴箱、进给箱、刀架和工作台等组件。

2.主轴箱主轴箱是数控车床的核心部分，它包括主轴、主轴马达、主轴箱壳体、主轴前轴承和后轴承等组件。

主轴箱的主要作用是驱动工件旋转，完成车削加工。

3.进给箱进给箱是数控车床的另一个重要部分，它包括进给马达、进给螺杆、进给箱壳体、进给前轴承和后轴承等组件。

进给箱的主要作用是控制工件的进给速度和方向，完成车削加工。

4.刀架刀架是数控车床的切削部分，它包括主轴箱和进给箱中的伺服电机、刀架壳体、刀架座、刀杆、刀片等组件。

刀架的主要作用是控制刀具的位置和方向，完成车削加工。

5.工作台工作台是数控车床的工件支撑部分，它包括工作台床身、工件卡盘、工件支撑、工作台传动等组件。

工作台的主要作用是固定工件，并控制工件的旋转和进给。

二、数控车床的组成部分数控车床的组成部分主要包括数控系统、伺服系统、机械传动系统和液压系统等。

1.数控系统数控系统是数控车床的核心部分，它控制着整个机床的运动和加工过程。

数控系统包括硬件和软件两部分，硬件包括主板、数控器、显示屏等组件，软件包括编程软件、操作软件等组件。

数控系统可以实现自动化加工，提高生产效率和产品质量。

2.伺服系统伺服系统是数控车床的关键部分，它控制着刀架和进给箱的运动和位置。

伺服系统包括伺服电机、伺服驱动器、编码器等组件，它们通过信号传递和反馈控制实现精确的位置控制。

3.机械传动系统机械传动系统是数控车床的重要部分，它负责将电能转换成机械能，驱动主轴和进给箱的运动。

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。

数控车的工作原理数控车（Numerical Control Lathe）是一种利用计算机控制系统来实现自动化加工的机床。

它通过预先编写好的程序来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。

数控车的工作原理主要包括数控系统、传动系统、执行系统和监控系统等几个方面。

一、数控系统。

数控系统是数控车的核心部件，它由控制器、编程器、输入设备和输出设备等组成。

控制器是数控系统的主要部件，它接收编程器输入的加工程序，并根据程序指令来控制机床的运动。

编程器用来编写和输入加工程序，通常采用G代码和M代码来描述机床的运动轨迹和加工工艺。

输入设备用来输入加工程序和相关参数，输出设备用来显示加工过程和结果。

二、传动系统。

传动系统是数控车实现加工运动的关键部件，它由主轴驱动系统、进给系统和辅助运动系统等组成。

主轴驱动系统用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。

进给系统用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。

辅助运动系统用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。

三、执行系统。

执行系统是数控车实现加工动作的执行部件，它由主轴驱动装置、进给装置和辅助运动装置等组成。

主轴驱动装置用来驱动主轴旋转，实现工件的旋转加工。

进给装置用来控制刀具在工件上的进给运动，实现工件的线性加工。

辅助运动装置用来实现机床各个部件的辅助运动，如刀架的升降、横向移动等。

四、监控系统。

监控系统是数控车实现加工过程的监控和管理部件，它由显示装置、报警装置和诊断装置等组成。

显示装置用来显示加工过程和结果，报警装置用来监测机床运行状态并发出报警信号，诊断装置用来对机床进行故障诊断和维护。

总结：数控车的工作原理是通过数控系统来控制机床的运动，实现对工件的精确加工。

数控系统通过预先编写好的加工程序来控制机床的运动，传动系统实现加工运动，执行系统执行加工动作，监控系统监控加工过程。

数控车的工作原理是现代制造业中不可或缺的重要技术，它提高了加工精度和效率，降低了人工成本，推动了制造业的发展。

数控机械传动知识点总结一、数控机床的传动方式1. 机械传动机械传动是数控机床上常用的传动方式，主要包括齿轮传动、链传动、带传动等。

在数控机床中，齿轮传动多用于主轴传动，链传动多用于变速传动，而带传动则多用于传动副的传动。

2. 电气传动电气传动是借助电机实现传动，采用变频器和伺服系统实现步进传动或闭环控制，因此能够实现高速、高精度的传动效果。

3. 液压传动液压传动主要通过液压缸来实现工件夹紧、换刀、换位、旋转等功能。

液压传动具有功率密度大、传动平稳、操作方便等特点，因此在数控机床上应用广泛。

二、机械传动的知识点1. 齿轮传动(1) 齿轮传动的分类按传动方式分为平行轴齿轮传动和直角轴齿轮传动；按齿轮传动比分为等速齿轮传动和非等速齿轮传动。

(2) 齿轮的参数和计算齿轮的参数主要包括模数、齿数、分度圆直径、齿顶高等，计算齿轮的参数需要考虑传动比、中心距、齿轮厚度等。

(3) 齿轮的制造和精度齿轮的制造主要包括铸造、锻造、车削和磨削等工艺，在制造过程中需要控制齿轮的模数、齿数、齿顶隙、齿根圆等参数，以保证齿轮的精度。

2. 链传动(1) 链传动的工作原理链传动依靠链条的柔性来传递动力，链条包括链轮、链板和滚子，在传动过程中需要保证链条的张紧和润滑。

(2) 链条的计算和设计链条的计算主要包括链条的尺寸、链轮的选择、链条的轴距、链条的张紧方式等，需要根据实际传动功率和工作条件来确定。

3. 带传动(1) 带传动的分类带传动分为平动带传动和皮带传动，其中平动带传动主要用于长距离传递功率，而皮带传动主要用于变速传动和工作环境要求较严格的场合。

(2) 带传动的设计和计算带传动的设计需要考虑带速比、中心距、带轮尺寸、带条数、张紧装置等参数，同时还需要考虑带传动的强度和工作效率。

三、电气传动的知识点1. 电机的分类与特点电机根据使用场合可以分为交流电机和直流电机，根据工作原理可以分为异步电机和同步电机，根据结构形式可以分为开放式电机和封闭式电机。