基于Solidworks三坐标数控铣床的设计

基于solidworks2015环境下数控铣床三维建模摘要：本文系统阐述了基于solidworks2015环境下数控铣床三维建模的设计手段，为机床同行在设计领域提供了一种高效崭新的设计方法，提高了机床行业领域里的设计水平，是机床设计中的一次革命，在行业中影响巨大。

关键词：solidworks2015三维建模参数驱动一、Solidworks2015软件简介1.Solidworks2015界面及配置管理。

“友好”的用户界面减少了设计步骤的重复性，提高了工作效率，采用属性管理员的身份来高效统一地管理整个设计过程，软件中的模型树可以方便有效地管理建模特征，极大地提高了设计效率。

外挂零件库为设计人员提供了标准件和标准特征的建模，零件库的建立为设计人员提供了良好的建模环境。

在机床设计中可以直接从特征模板上调用标准的零件和建模特征，极大地方便了设计人员，做到了共同开发、资源共享。

配置管理是Solidworks2015软件体系结构中非常有用的一部分，它涉及到零件设计、装配设计和工程图的建立。

配置管理使得设计员能够在一个CAD文档中通过对不同参数特征的变换和组合，派生出不同的零件和装配体，丰富了建模手段，这也是Solidworks2015受到广泛赞誉的因素之一。

2.Solidworks2015协同及装配。

Solidworks2015提供了基于数字化的通讯工具，使得设计人员方便地通过互联网进行协同工作及信息共享。

在Solidworks2015中，由于采用了模型树的管理，当设计人员设计新零件时，可以直接参考其他零件的设计特征，并保持这种对应的参考关系。

在零件装配的过程中，可以方便地“提取”其他零件的特征并能修改零部件，使得Solidworks2015的设计性能得到极大提高。

由于具有“提取功能”，Solidworks2015可以方便快速地查看装配体的所有建模特征，并且可以对运动的零部件进行“预防性”的干涉检查和零件间隙测量，以利于零件的装配。

一种三坐标数控铣床的设计摘要:本文介绍对三坐标数控铣床进行分析和设计，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。

从而了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y、Z工作台的传动机构设计，机床整体结构的设计，并提供了相应的原理图和电路图。

提高了数控铣床的加工能力和加工范围，节省了直接购买机床的部分资金，具有很好的经济效益。

关键词:铣床, 数控,伺服,闭环, 半闭环, 三坐标1．引言随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入自适应控制﹑模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程﹑前馈控制﹑模糊控制﹑学习控制﹑自适应控制﹑工艺参数自动生成﹑三维刀具补偿﹑运动参数动态补偿等功能，而且人机截面极为友好，并且有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。

伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。

直线电机驱动系统以使用化。

用数控铣床加工零件时，首先应编制该零件的加工程序，这是数控铣床的工作指令。

将加工程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速﹑启动﹑停止﹑进给运动的方向﹑速度和位移量，以及工件装置和冷却润滑的开关等动作，使刀具与被加工零件以及其它辅助装置严格按照加工工序规定的顺序﹑运动轨迹加工出符合要求的零件。

三坐标数控铣床的进给运动是数字控制的直接对象，不论点位控制还是连续控制，被加工工件的最后坐标精度和轮廓精度都受到进给运动的传动精度﹑灵敏度和稳定性的影响。

为此，要注意以下三点进给运动要求：(1) 减少运动件的摩擦力。

进给系统虽有许多元件，但摩擦阻力主要来自丝杠和导轨。

丝杠和导轨结构的滚动化是减少摩擦的重要措施之一。

(2) 提高传动精度和刚度。

在进给系统中滚珠丝杠和支承结构是决定其传动精度和刚度的主要部件，因此，必须首先保证它们的加工精度。

(3) 减少运动惯量。

进给系统中每个元件的惯量对伺服机构的启动和制动特性都有直接的影响。

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。

三坐标数控铣床原理及应用结构设计第一章概论1.1 数控机床的产生及发展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。

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，高可靠性，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、数控装图1.1 数控机床组成示意图1．控制介质1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。

SHANDONG UNIVEERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计说明书桌面立式3轴微细加工数控铣床设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2014年6月摘要当今制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。

其形状结构的特意化、零件材料的多样化、尺寸及表面质量的高精度化成为三维微小零件以及其微型装备的显著特征。

因此，微型化制造技术啊的研究已经成为现在科学研究的前沿和热点。

微型机床系统与微细制造技术受到国内外学术界和工业界的广泛关。

传统的加工系统中，即使最终产品的尺寸很小，所使用的机床依然很大。

故而浪费的空间、资源和能源，并且效率低、灵活性差，加工难度大。

所谓微细加工，就是用微小机床来加工微小零件。

微小机床有助于提高空间利用率和降低成本。

同时由于惯性较小，容易达到高速加工和高精度运动控制。

微型铣削工艺具有加工任意材料、三维复杂形状零件的能力，而数控技术是是制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础，因此对微细加工数控铣削机床的研究具有重要的理论意义和实际应用前景。

所以我设计了这种桌面立式3轴微细加工数控铣床。

关键词：桌面铣床微细加工数控In the modern manufacturing, especially in medical apparatus and instruments, microelectronics, aerospace, defense industry, represented by domain, for precision and ultra precision 3 d micro parts demand is increasingly urgent. The shape of the structure of the specially, the diversification of parts material, size and surface quality of high precision become 3 d micro parts and micro equipment characteristic. Therefore, miniaturization manufacturing technology research has become the forefront of scientific research and hot now. Miniature machine tool system with micro manufacturing technology widely held by academia and industry both at home and abroad.Traditional machining system, even if the final product size is small, the use of machine tool remains large. So the space of the waste, resources and energy, and low efficiency, poor flexibility, processing is difficult. The so-called micro machining, is the use of tiny machine tool for processing small parts. Small machine tools can help improve the space utilization and reduce cost. At the same time due to inertia is small, easy to achieve high-speed processing and high precision motion control. Micro milling technology with any material, capable of 3 d complex shape parts, and numerical control technology is the is the foundation of manufacturing automation, flexibility, integration, so the study of micro machining CNC milling machine has important theoretical significance and practical application. So I design this desktop 3 axis micro machining vertical CNC milling machine.Key words:Desktop milling machine Micro machining CNC摘要 (I)Abstract (II)目录： (III)第一章引言 (1)1.1微型铣床 (1)1.1.1微型铣床的意义 (1)1.1.2近年来微型铣床的国内外研究现状 (1)1.1.3微型铣床设计方案的可行性分析 (2)1.2数控机床 (2)第二章铣床总体设计 (4)2.1铣床的总体布局 (4)2.2控制系统 (5)2.3传动系统 (6)2.3.1主轴及其驱动传动系统 (6)2.3.2进给系统 (8)第三章传动系统的设计计算 (9)3.1电主轴的设计计算 (9)3.2 Y轴方向进给系统的设计计算 (10)3.2.1Y轴方向直线电机的设计 (10)3.2.2Y轴方向导轨的设计计算 (12)3.3 Z轴方向进给系统的设计计算 (14)3.3.1 Z轴方向直线电机的设计计算 (14)3.3.2 Z轴方向导轨的设计计算 (15)3.4 X轴方向进给系统的设计计算 (16)3.4.1 X轴方向直线电机设计计算 (16)3.4.2 X轴方向导轨的设计计算 (18)第四章总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章引言1.1微型铣床1.1.1微型铣床的意义在现代的制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。

三坐标数控毕业设计三坐标数控毕业设计在现代制造业中，三坐标数控技术被广泛应用于各类精密零件的测量和加工领域。

作为一种高精度、高效率的测量方法，三坐标数控具有重要的意义。

本文将探讨三坐标数控毕业设计的相关内容。

一、背景介绍三坐标数控技术是一种通过计算机控制的测量方法，可以实现对物体尺寸、形状和位置的准确测量。

它通过测量物体在三个坐标轴上的坐标数值，计算出物体的尺寸和位置信息，并将结果与设计要求进行比较，从而判断物体的质量是否合格。

二、设计目标在毕业设计中，三坐标数控技术的应用可以帮助学生提高对该技术的理解和掌握程度。

设计目标可以包括但不限于以下几个方面：1. 设计一套完整的三坐标数控系统，包括硬件和软件部分；2. 实现对特定零件的测量和检验功能；3. 提高测量精度和效率；4. 设计简洁、易于操作的用户界面。

三、设计流程三坐标数控毕业设计的设计流程可以包括以下几个步骤：1. 确定设计需求：根据实际情况确定需要测量和检验的零件类型和尺寸范围，以及测量精度要求。

2. 硬件设计：设计三坐标数控系统所需的硬件设备，包括测量平台、传感器、控制器等。

3. 软件设计：编写三坐标数控系统的控制软件，实现测量功能和用户界面设计。

4. 系统集成：将硬件设备和软件进行集成，确保系统的稳定性和可靠性。

5. 测试和优化：对设计的三坐标数控系统进行测试，发现问题并进行优化，以提高系统的性能和稳定性。

6. 结果分析和总结：对设计的三坐标数控系统进行结果分析，总结设计过程中的经验和教训。

四、技术挑战在三坐标数控毕业设计中，可能会面临一些技术挑战，如下所示：1. 测量精度：三坐标数控系统需要具备高精度的测量能力，对传感器和控制算法的要求较高。

2. 系统稳定性：三坐标数控系统需要具备良好的稳定性和可靠性，以确保测量结果的准确性。

3. 用户界面设计：设计一个简洁、易于操作的用户界面是一个挑战，需要考虑用户的使用习惯和操作需求。

4. 数据处理和分析：对测量数据的处理和分析也是一个挑战，需要设计合适的算法和方法。

三坐标数控铣床设计一、引言随着现代工业技术的不断发展，数控机床成为了制造业中不可缺少的关键设备。

其中，三坐标数控铣床以其高精度、高效率的加工能力，在航空、汽车、电子等行业中得到了广泛应用。

本文将对三坐标数控铣床的设计进行详细介绍。

二、设计目标1.提高加工精度和效率：通过引入数控系统和三坐标测量装置，实现高精度加工和自动化控制。

2.提高运行稳定性：设计合理的结构并选用高质量的材料，提高设备的稳定性和可靠性。

3.提高操作性能：设计人性化的操作界面，降低操作难度，提高操作效率。

4.节能环保：采用节能控制系统和材料，减少能耗和环境污染。

三、总体设计思路1.结构设计：采用门式结构，通过稳定的床身和纵横移动平台实现工件的定位和加工。

2.控制系统设计：采用数控系统，实现对设备运动的精确控制，并通过三坐标测量装置对加工精度进行实时监测和修正。

3.加工装置设计：采用高速电主轴，通过不同的刀具和切削参数实现对工件的不同加工需求。

4.操作界面设计：采用触摸屏操作界面，提供直观、方便的操作方式。

四、结构设计1.床身结构设计：采用整体铸造或钢板焊接的方式，保证床身的刚性和稳定性。

2.纵向移动平台设计：采用滑块导轨，通过液压或电动方式实现平台的纵向移动。

3.横向移动平台设计：采用滚珠丝杠传动方式，实现平台的横向移动，并通过伺服电机和编码器实现精确控制。

4.工作台设计：采用真空吸附方式固定工件，通过液压托举装置实现工件的上下移动。

五、控制系统设计1.采用数控系统：通过数控系统实现对设备各个动作的控制，包括平台的移动、主轴的转速和进给速度的调节等。

2.采用三坐标测量装置：通过三坐标测量装置实时检测工件的加工精度，并将数据反馈给数控系统进行修正和自动化控制。

六、加工装置设计1.主轴设计：采用高速电主轴，通过不同的刀具和切削参数实现对工件的不同加工需求。

2.刀具库设计：设计刀具库存放刀具，采用自动换刀装置，实现对不同刀具的快速切换。