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毕业设计说明书设计题目：Φ320mm的数控车床总体设计及纵向进给设计学生班级学号指导教师本次设计是对Φ320MM数控车床的设计。
在这里主要包括:主传动系统的设计、纵向进给系统的设计、横向进给系统的设计。
而我主要是针对纵向进给系统进行机械设计。
这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。
数控设计主要传动系统的机械设计。
由于对经济型数控机床的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本。
通过控制横进给系统，保证设计后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。
为实现机床所要求的传动效率，采用步进电机经联轴器再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。
关键词：车床，数控设计，联轴器，滚珠丝杠This design is about the common Lathe Φ320MM transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design.NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed.Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第1章数控机床发展概述 (6)1.1数控机床及其特点 (6)1.2 数控机床的经济分析 (7)1.2 数控机床的工艺范围及加工精度 (8)1.4 数控机床的发展趋势 (8)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (9)2.1 总体方案比较与确定 (9)2.1主轴系统的方案确定 (10)2.2安装电动卡盘 (10)2.3换装自动回转刀架 (10)2.4螺纹编码器的安装方案 (11)2.5进给系统的与设计方案 (11)2.6 尾座与设计方案 (11)第3章确定切削用量及选择刀具 (11)3.1科学选择数控刀具 (11)3.1.1选择数控刀具的原则 (11)3.1.2选择数控车削用刀具 (12)3.2 设置刀点和换刀点 (12)3.3 确定切削用量 (12)3.3.1确定主轴转速 (13)3.3.2确定进给速度 (13)3.3.3 确定背吃刀量 (13)第4章纵向进给机构的设计 (13)第5章数控系统的选择 (21)5.1数控系统基本硬件组成 (21)5.2 单片机控制系统的设计 (23)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)第1章数控机床发展概述1.1数控机床及其特点数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）简称数控机床，这是一种将数字计算机技术应用于机床的控制技术。
C6132纵向进给系统数控改造设计目录1 前言 (4)2 设计的内容及任务 (5)3 总体方案 (5)3.1 数控系统的选型 (5)3.2 伺服系统的改造设计 (6)3.3 机械结构的改造设计 (6)3.4 编码盘的选用和安装 (7)3.5 电气控制系统的改造设计 (7)3.6 液压系统的清洁和维护 (8)4 数控系统的选择 (8)5 机械本体部分的数控化改造与设计计算 (100)5.1 进给系统的传动方式及丝杆类型选择 (100)5.1.1 传动方式 (100)5.1.2 滚珠丝杆的选择 (111)5.2 滚珠丝杠副精度等级确定 (122)5.3 滚珠丝杠的润滑、防护、密封 (122)5.4 机械本体改造和设计计算 (122)5.4.1 纵向机械传动部分的数控化改造和设计计算 (122)5.4.2 滚珠丝杠设计计算 (133)5.4.3 滚珠丝杠的选型 (14)5.4.4 滚珠丝杠的验算 (14)5.4.5 确定齿轮传动比 (16)5.4.6 齿轮间隙的调整环节 (16)5.5 滚珠丝杠的支撑与轴承选用 (17)5.5.1滚珠丝杠支撑形式的选择 (17)5.5.2 滚珠丝杠轴端的形式 (18)6 伺服系统的改造设计 (20)6.1 控制系统的选择 (20)6.2 纵向步进电机的计算与选择 (21)6.2.1负载转动惯量计算 (21)6.2.2 各种工况下转矩计算 (22)6.2.3 步进电机的选择 (23)6.3 驱动器的选择 (23)7 编码器的选用和安装 (25)7.1观点编码器的选用 (25)7.2 编码器的安装 (26)8 电气控制部分的改造设计 (26)8.1 电气控制系统概述 (26)8.2 C6132车床电气化控制系统的数控化改造设计 (27)9 液压系统的清洁与维护 (28)9.1清洁程度对液压系统的影响 (29)9.2液压系统清洁与维护措施 (29)10 改造小结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 前言目前我国机床主要是卧式车床，与发达国家相比，型号陈旧，技术水平落后，严重影响了生产的发展。
数控车床纵向进给系统传动的方案设计随着制造业技术的发展，数控工具的应用越来越广泛，而数控车床是机械加工中使用最广泛的一种数控机床。
在数控车床的使用中，纵向进给系统传动方案的设计具有相当重要的意义，做好系统设计可有效提升产能和生产工艺。
一、数控车床纵向进给的基本原理及工作方式数控车床纵向进给系统的主要原理是电机通过传动装置使刀架沿着转轴纵向轴向移动，将工件逐步加工成形。
这里所指的传动装置，即是通过旋转电动机来传动球螺杆。
而球螺杆就是在传动时通过与负荷间产生的滑移变形和滚动摩擦起到实现精度高的传动功能的很重要的柔性元件。
对于数控车床的使用，其主要的工作方式是将工件放置在工作台上，然后将刀架中的刀具逐渐地接触到工件表面上并继续进行削除，当达到所需的形状和尺寸时，就可以切断工件。
二、传动方案1：球螺杆传动目前，球螺杆传动是目前数控车床纵向进给系统的主要传动方式。
该方式主要是通过电机辅助驱动螺纹杆或同步带旋转，使得母轮的旋转产生大量的旋转运动，从而使螺杆上的小铜轮自动转动。
同时，小铜轮的转动使得超静力耐磨材料发生侧向运动，以便传递到竖向滑块上。
这种传动方式传动精度高，速度快，加工效率高。
同时，其具有压力大而拉扯力小，对系统的磨损小，能完成加工复杂的大型工件或大量工作的优点。
但它也具有噪声大、操作和维护相对复杂等缺点，较难在小型数控加工中得到广泛应用。
三、传动方案2：伺服电机传动除了球螺杆之外，伺服电机也可作为数控车床纵向进给系统的传动方案之一。
主要特点是具有提高生产率、减少运行成本以及减轻人工干预的作用。
传动系统采用伺服电机驱动轴与对应进给器相连，当电机的输出信号产生时，即可自动控制工作台的位置。
与传统的传动方案相比，它更加精确可靠，能够更好地满足当前市场需求。
但同时在操作上需要一定的技术水平，成本相对较高，所以不能适用于所有的加工项目。
因此，在选择数控车床纵向进给系统传动方案时，不同的应用场景和制造商都需进行充分比较，选择最适应的方案以满足生产需求。
摘要随着科学与技术的发展，计算机数字控制技术的日趋成熟。
加工技术在世界的工业范围内都有了显著的提高。
我国由于存在大量的金属切削机床，把它们全部淘汰不符合我国国情，所以对金属切削机床进行适当的数控化改造，提高生产效率是最明智的选择。
本次设计是对台式钻床的工作台进行数控化改造。
首先，了解台式钻床的结构，确定改造方案。
其次，选择滚珠丝杠、步进电机和消隙齿轮等零件，来达到提高传动精度，减小加工误差的目的。
第三，采用芯片控制代替原有的电气控制形式，达到提高控制精度、减小响应时间和减小占地空间等目的，并且可视化的数控代码编程和模拟加工过程，可以提前发现程序的纰漏。
最后，利用PLC可编程控制器对液压回路等进行控制，方便工程技术人员编写和使用。
本次设计的结果可以顺利达到设计任务的要求，完成X、Y两方向单独运行和同时运行，提高了加工效率。
普通机床数控化改造的技术可以广泛的应用在机械加工行业中。
工程技术人员也应掌握并创新该项技术为振兴我国机械制造业而努力。
关键词：创新;改造;数控技术AbstractAlong with the developme nt of scie nee and tech no logy, the computer nu meral con trol to tech ni cally is gradually maturi ng. The process ing tech no logy shows a remarkable progress in the in dustrial in the world. because of existe nee a great deal of metal mach ines in our country , eliminating all of them to not match our country, to carry on an appropriate number control to turn a reformation , and raise working is the most wise choice. This design is numeral control transformation for in table model drills .Firstly, understand the structure that the set table model drills, and make sure a reformation project. Secondly, the choice in Ball bearing guide screw and step-by-step electrical engineering and gear of control gap to attain an accuracy rising, and the purpose of reducing process error. The third, it adopts a chip control to replace original electricity con trol form, rais ing con trol accuracy and reduce the react ion to time and reduce coveri ng space etc. And visual number control procedure code and emulation to process which can discover the error of procedure in adva nee. In the end, making use of the PLC programmable con troller to hydro form etc. and it makes convenient for the engineering technical personnel to write with usage. The result of this desig n can smoothly atta in a request of desig n and complete X, Y two direct ions circulate alone and circulate in the mea ntime and raise worki ng efficie ncy. The com mon tool mach ine nu mber con trols tech nique can exte nsively be the applied in the manu facturi ng in dustry. Engin eeri ng tech ni cal pers onnel should also master and en terprise tech niq ues and make great effort for develop ing for our country in manu facturi ng in dustry.Key word：Inno vatio n; Tran sformati on; NC Tech no logy第1章绪论.....................错误！未定义书签1.1先进制造技术的提出................... 错误！未定义书签1.2先进制造技术的特点错误！未定义书签1.3先进制造技术的发展进程..................1.4振兴传统机械制造业的对策.................1.5微观看改造的必要性................... 1.6宏观看改造的必要性................... 错误！未定义书签错误！未定义书签错误！未定义书签错误！未定义书签1.7数控化改第2章设计方案的确定.................错误！未定义书签目录第3章机械部分设计与计算 (9)3.1估计重量及基本参数确定 (9)3.2横向（丫向）设计计算 (9)3.3纵向（X向）设计计算 (26)第4章轴的设计与校核 (37)4.1轴的材料选择 (37)4.2初选滚动轴承 (37)4.3初步确定传动轴的轴向、径向尺寸 (37)第5章零件校核计算 (38)5.1滚动轴承的寿命校核计算 (38)5.2键的强度校核 (39)第6章数控系统的硬件电路设计 (40)6.1单片机简介 (40)6.2单片机在设计中的应用 (41)第7章经济性环保性分析 (43)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)第一章绪论1.1先进制造技术的提出当今世界各国经济的竞争，主要是制造技术的竞争。
2纵向进给系统的设计计算 (2)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 (3)2.4确定进给传动链的传动比i和传动级数 (3)2.5滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (4)2.6滚珠丝杠螺母副承载能力校核 (5)2.7计算机械传动的刚度 (6)2.8驱动电机的选型与计算 (7)2.9机械传动系统的动态分析 (9)2.10机械传动系统的误差计算与分析 (10)2.11确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (10)3进给系统的结构设计 (11)3.1滚珠丝杠螺母副的设计 (11)总结与体会 (12)致谢词 (12)参考文献 (13)1数控技术课程设计的目的通过本课程设计的训练，使学生在完成数控机床及金属切削机床的结构课程学习之后，让学生能够运用所学的知识，独立完成数控机床传动系统的设计，从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的分析、设计能力，同时巩固《金属切削机床》课程的部分知识。
全套图纸，加1538937061.运用所学理论及知识，进行数控机床部分机械结构设计，培养学生综合设计能力；2.掌握数控机床传动系统的设计方法和步骤；3.掌握设计的基本技能，具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力；4.基本掌握编写技术文件的能力。
2纵向进给系统的设计计算设计参数如下：工作台工作台质量 kg m T 600= 最大加工受力N F W 1500= 快进速度s m v f /2.0max =工作台导轨摩擦力 N F R 5.2= 工作行程m s W 7.0=减速机构丝杠螺母机构(图2)，已知数据如下：图2 丝杠螺母机构轴承轴向刚度 800/L K N m µ=丝杠螺母刚度 800/M K N m µ=螺母支座刚度 1000/TMK N mµ=丝杠传动效率 0.9sp η=丝杠长度 0.5sp L m=丝杠轴承、丝杠螺母摩擦力矩, 2.5R sp M N m =g轴承平均间距 1550L mm =导程10sp h mm = 最大转速常数 60000A = 支承方式 双推—双推 伺服电机电机转子惯量320.0510M J kg m −=×g2.1主切削力及其切削分力计算取机床的机械效率0.8η=，/1w z F F =，/0.35c z F F =，/0.2v z F F =则有 1500z w F kF N N ==工作台横向进给方向载荷c F 和工作台垂直进给方向载荷v F 为0.350.351500525c z F F N N ==×= 0.20.21500300v z F F N N ==×=2.2导轨摩擦力的计算导轨受到垂向切削分力300v F N =，纵向切削分力c F =525N ，移动部件的全部质量（包括机床夹具和工件的质量）m=600kg ，查表得镶条紧固力2000g f N =，取0.15(3002000300525)=×+++468.75N =计算在不切削状态下的导轨摩擦力0F µ和0F 0()0.15(3002000)345g F W f N µµ=+=×+= 00()0.2(3002000)460g F W f N µ=+=×+=2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力计算最大轴向负载力max a Fmax (300468.75)768.75a y F F F N N µ=+=+= 计算最小轴向负载力min a F min 0345a F F N µ==2.4确定进给传动链的传动比i 和传动级数取步进电动机的步距角 1.5α=°，滚珠丝杠的基本导程010L mm =，进给传动链的脉冲当量0.004/p mm P δ=，则有0 1.51010.423603600.004p L i αδ×===× 根据结构需要，确定各传动齿轮的齿数分别为120z =、2208z =，模数m=2，齿宽b=20mm 。
数控车床纵向进给系统设计数控车床纵向进给系统主要由电机、传动装置、进给机构、位置传感器和控制系统等组成。
其中，电机提供动力，传动装置将电机的旋转运动转换为车床床身或工作台的线性运动，进给机构实现纵向进给的精确控制，位置传感器用于反馈当前位置信息，控制系统根据位置信息调整进给速度和位置。
首先，在设计数控车床纵向进给系统时，需要根据加工需要选择适当的电机和传动装置。
一般来说，可以选择伺服电机或步进电机作为驱动电机，通过齿轮传动或直线导轨传动实现纵向进给。
伺服电机具有较高的速度响应和位置控制精度，适用于高速、高精度加工；而步进电机成本较低，适用于低速、中低精度加工。
其次，进给机构的选择也很关键。
常见的进给机构有球螺杆进给和滚珠丝杠进给两种。
球螺杆进给具有较高的传动效率和刚性，适用于要求较高的加工；滚珠丝杠进给则具有较低的摩擦系数和较高的静动态刚度，适用于高速、高精度加工。
然后，位置传感器的选型也需要考虑。
常见的位置传感器有光电编码器、磁性编码器和线性位移传感器等。
光电编码器成本较低，适用于较低精度要求；磁性编码器具有较高的分辨率和抗干扰能力，适用于高精度加工；线性位移传感器则能提供更加精确的位置反馈信息。
最后，在控制系统方面，需要考虑进给速度和位置的控制精度。
控制系统可以采用闭环控制，根据位置传感器反馈的信息进行调整，使进给速度和位置保持在预设的范围内。
控制系统还可以加入一些补偿算法，如前馈控制和模型预测控制，提高控制精度和稳定性。
总结起来，数控车床纵向进给系统的设计需要考虑电机和传动装置的选择、进给机构的选型、位置传感器的选取以及控制系统的设计。
通过合理选择和配置这些组成部分，可以实现数控车床纵向进给的高速、高精度加工。
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计数控车床是一种在机械制造行业广泛应用的高精度自动加工设备。
数控车床的工作准确度和加工效率，直接取决于其纵向进给系统和横向进给系统的设计。
下面将详细介绍数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计。
纵向进给系统是数控车床在工件轴向上进行进给的系统，主要责任是使切削工具朝着工件方向进行进给。
纵向进给系统的设计应考虑以下几个方面。
首先，进给系统应具备良好的刚性。
刚性强的进给系统能够对切削工具施加足够的力，确保其在切削过程中的稳定性。
为了提高进给系统的刚性，可以采用双重导轨设计，即在机械主轴的两侧分别设置导轨进行支撑，保证进给系统在工件轴向上的稳定性。
其次，进给系统应具备精确的位置控制能力。
数控车床通过控制进给伺服电机的运动来实现工件轴向上的进给。
为了保证进给的精度，可以采用高精度螺杆传动装置，这种传动装置可以通过调整螺杆的进给量来控制切削工具的位置。
同时，还可以配备位置反馈装置，通过反馈装置实时监测切削工具的位置，并对进给伺服电机的运动进行修正，以保证位置控制的准确性。
第三，进给系统应具备高速进给的能力。
高速进给可以提高数控车床的加工效率。
为了实现高速进给，可以采用进给伺服电机和高速传动装置。
进给伺服电机能够快速响应指令，从而实现高速进给的控制。
而高速传动装置可以通过增加传动比来提高进给速度。
横向进给系统是数控车床在工件切削方向上进行进给的系统，主要责任是使切削工具按照设定的路径进行进给。
横向进给系统的设计应考虑以下几个方面。
首先，进给系统应具备较高的定位精度。
切削工具在横向进给过程中需要按照设定的路径进行移动，为了保证移动的准确性，可以采用高精度传动装置和位置反馈装置。
高精度传动装置可以提供精确的进给量，而位置反馈装置可以实时监测工具位置，从而实现位置控制的准确性。
其次，进给系统应具备较高的速度响应能力。
切削工具在横向进给过程中需要快速响应指令，以满足加工要求。
为了实现高速响应，可以采用高速伺服电机和高速传动装置。
毕业设计说明书设计题目：Φ600mm的数控车床总体设计及纵向进给设计学生班级学号指导教师继续教育学院二零一三年十月摘要全面阐述了数控车床的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。
详细介绍了数控车床的结构设计及校核，并进行了分析。
另外汇总了有关技术参数。
其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产、应用等环节进行了介绍。
包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。
关键词：车床，数控，伺服电机，滚珠丝杠AbstractComprehensively elaborated numerical control lathe structure principle, design features, discusses the use of servo motor and ball screw nut pair advantages. Introduces the NC lathe structure design and verification, and analysis. In addition to collect the related technology parameters.This paper emphasizes on the ball screw principle and selection principle, system of ball screw production, application etc were introduced. Including the type selection, parameter selection, precision, circulation mode selection, matched with the host machine and the selection principle of manufacturers.Key words: lathe, numerical control, servo motor, the ball screw目录摘要 (II)Abstract (I)目录 (II)第1章数控机床发展概述 (1)1.1数控机床及其特点 (1)1.2数控车床的主要功能及加工对象 (1)1.3 数控机床的经济分析 (2)1.3.1中小企业数控机床选用中存在的问题 (2)1.3.2 数控机床选购的策略 (2)1.4 数控机床的发展趋向 (4)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (6)2.1 总体方案设计内容 (6)2.1.1系统运动方式的确定 (7)2.1.2控制方式的选择 (7)2.2 总体方案确定 (7)2.2.1 系统的运动方式伺服系统的选择 (7)2.2.2 数控系统 (7)2.2.3 机械传动方式 (8)2.3 可行性论证 (8)第3章确定切削用量及选择刀具 (9)3.1科学选择数控刀具 (9)3.1.1选择数控刀具的原则 (9)3.1.2选择数控车削用刀具 (10)3.2 设置刀点和换刀点 (10)3.3 确定切削用量 (11)3.3.1确定主轴转速 (11)3.3.2确定进给速度 (11)3.3.3 确定背吃刀量 (11)第4章传动系统图的计算 (12)4.1 参数的确定 (12)4.2 传动设计 (14)4.3转速图的拟定 (16)第5章纵向进给伺服进给结构设计 (20)5.1 确定脉冲当量 (20)5.2 切削力的计算 (20)5.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (21)5.3.1 精度的选择 (21)5.3.2丝杠导程的确定 (21)5.3.3 最大工作载荷的计算 (22)5.3.4 最大动载荷的计算 (22)5.3.5 滚珠丝杠螺母副的选型 (23)5.3.6 滚珠丝杠副的支承方式 (23)5.3.3 传动效率的计算 (23)5.3.8 刚度的验算 (24)5.3.9 稳定性校核 (25)5.3.10 临界转速的验证 (25)5.4 齿轮传动的计算 (26)5.5 步进电动机的选择 (26)5.6导轨的特点 (29)5.7 导轨的设计 (30)第6章单片机控制应用系统电路设计 (33)6.1硬件电路设计 (33)6.1.1 数控系统的硬件结构 (33)6.1.2 数控系统硬件电路的功能 (33)6.2关于各线路元件之间线路连接 (34)6.4 关于电路原理图的一些说明 (35)总结 (39)参考文献 (40)致谢 (41)第1章数控机床发展概述1.1数控机床及其特点数字控制机床是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。
数控车床纵向进给系统传动的方案设计（doc 15页）第一章、数控机床进给系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示：图1-1数控机床进给系统伺服由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。
1.1、伺服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直径为D=400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴，向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2；max行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.m2。
第二章、数控车床纵向进给系统传动的方案设计数控机床进给驱动对位置精度、快速响应特性、调速范围等有较高的要求。
实现进给驱动的电机主要有三种：步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。
目前，步进电机只适应用于经济型数控机床，直流伺服电机在我国正广泛使用，交流伺服电机作为比较理想的驱动元件已成为发展趋势。
数控机床的进给系统当采用不同的驱动元件时，其进给机构可能会有所不同。
电机与丝杠间的联接主要有三种形式，如图2-1所示。
数控铲磨床纵向进给系统的设计摘要铲磨床是滚刀、成型铣刀等复杂刀具的精加工机床。
由于传统铲磨床加工精度下降、生产效率低，工人劳动强度大，本设计对传统铲磨床的纵向进给机构进行数控化改造来改善其上述不足之处。
通过对目前工厂中传统的铲磨床进行研究，参考数控机床的相关文献，了解铲磨床纵向进给部分的工作原理，并深入分析铲磨床在加工的过程中各个零部件的受力情况，按寿命计算选择了丝杠的尺寸规格，并校核了额定动载荷、传动效率、刚度，最终选择了汉江机床厂生产的滚珠丝杠。
通过对主轴受力的分析选择了用推力球轴承承受轴向力，用深沟球轴承承受径向力的形式。
导轨的选取参考了汉江机床厂生产的滚动导轨，对导轨的寿命以及额定载荷进行了校核，均能满足要求。
电机根据滚珠丝杠的导程计算出的最高转速，和传动过程中的最大转矩选取了富士公司的伺服电机并对转动惯量进行了校核。
由于采用了闭环系统，在查阅了光栅尺的相关参数后，选择FAGOR公司的光栅尺能使在规定的行程内定位分辨率达到要求。
通过上述设计实现了铲磨床纵向进给系统的数控化改造，满足了加工精度的要求，具有加工稳定可靠，效率高等优点。
关键词: 数控铲磨床;纵向进给系统;精加工;闭环系统数控铲磨床纵向进给系统的设计Design of Longitudinal Feed System of CNC ReliefGrinding MachineAbstractCNC relief grinding machine is a complex tool finishing machine for hobbing cutter, formed mill cutter. Because traditional relief grinding machine’s ac curacy and production efficiency is low, the workers labor intensity is too big .The purpose of the numerical control reformation for the longitudinal feed system of traditional relief grinding machine is to improve the performance.After the traditional relief grinding machine had been researched in the factory at present, and reference related literature of CNC machine tools, The longitudinal feed part of relief grinding machine of working principle, and in-depth analysis of relief grinding machine in the process of machining force situation of every parts and components.According to the life of screw，chosed the size of screw. And checked the dynamic load rating, transmission efficiency, stiffness. Ultimately chose the ball screw produced by Hanjiang Machine Tool Factory . Through the analysis of the force acting on the spindle. A thrust ball bearing under axial force had been chosed, and a deep groove ball bearings bear radial force. With reference to the rolling guide produced by Hanjiang Machine Tool Factory, and calculating the life of rail and rated load, All parameters of guide can satisfied the requirements. According to the highest speed of the motor which is calculated according to the lead of ball screw and maximum torque of transmission process, The servo motor Fuji Corp had been chosed. And the moment of inertia is checked. Due to the adoption of the closed-loop system, the related parameters of grating ruler lookup, The grating ruler produced by FAGOR company had been chosed, which can satisfied that Positioning resolution meet the requirements stipulated in the distance.Through the design , Implementation of the NC transformation of relief grinding machine longitudinal feed system, It meet’s the requirement of processing precision , and the processing is stable and reliable, high efficiency.Key words:CNC relief grinding machine; Longitudinal feed system; Finish machining;Closed loop system目录1绪论 (1)1.1概述 (1)1.2数控机床的优点 (2)1.3数控机床的组成 (2)2总体方案设计 (6)2.1机床的运动关系 (6)2.2传动方案的设计 (6)2.2.1丝杠的选型及支撑方式的设计 (6)2.2.2检系统的选取 (7)2.2.3导轨的选定 (7)2.2.4丝杠和电机连接零件的选取 (8)2.2.5轴承类型的选取 (8)3进给伺服系统机械部分计算与校核 (9)3.1滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9)3.1.1额定动载荷 (9)3.1.2传动效率校核 (11)3.2轴承的计算和选型 (11)3.2.1推力球轴承的选型 (11)3.2.2深沟球轴承的选型 (12)3.3丝杠的刚度和稳定性校核 (13)3.3.1丝杠的刚度校核 (13)3.3.2稳定性校核 (14)3.4导轨的计算和选型 (14)3.4.1滚动直线导轨副行程长度的寿命 (14)3.5伺服电机的计算和选型 (15)3.5.1电机转速的选取 (16)3.5.2电机转矩的计算 (16)3.5.3转动惯量的校核 (17)3.6编码器的选型 (18)4 进给系统机械部分结构设计 (19)4.1进给伺服系统装配图的设计 (19)4.2安装过程中应注意的问题 (19)5总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)毕业设计（论文）知识产权声明 (24)毕业设计（论文）独创性声明 (25)1 绪论1.1概述我国目前机床总量为380万余台，而其中数控机床总数只有11.34万台，这说明我国机床数控化率不到3%。
我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。
用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点，因此这些产品在国际、国内市场上缺乏竞争了，这直接影响了企业的生存和发展。
所以必须提高机床的数控化率。
在过去的几十年，虽然金属切削的基本原理变化不大，但随着社会生产力的发展，要求制造业向自动化和精密化方向发展，而刀具材料和电子技术的进步，特别是微电子技术、电子计算机的技术进步，运用到控制系统中，既能帮助机床的自动化，又能提高加工精度。
这些都要求对旧机床进行改造。
另外，在经济方面，用机床的数控改造比更新设备节约50%的资金。
再加上市场的原因，由于目前机床市场供给无法满足大量的机床设备的更新需要，因此更显示出机床数控改造的必要性。
数控改造相对于购置数控机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床有很多突出优点，由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面[]1。
其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。
数控机床只要更换一个程序，就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。
改造后的机床不像购买新机那样，要重新了解机床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。
改造可以精确计算出机床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。
另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和档次，将机床改造成当今水平的机床。
由于铲磨床已经停止生产，因此将传统的铲磨床进行数控化改造很有必要。
数控机床不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。
由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之一，也为我国传统机械制造技术朝机电一体化技术方向过渡的主要内容之一。
1.2数控机床的优点相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：(1) 提高生产率。
数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。
采用最佳参数和最佳走刀路线，缩短加工时间，从而提高生产率。
(2) 数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量。
由于它是按照程序自动加工不需要人工干预，其加工精度还可以利用软件进行校正及补偿，故可以获得比机床本身精度还要高的精度和重复精度。
(3) 有广泛的适应性和较大的灵活性。
