（全套CAD）數控銑床Z軸進給系統設計㊣精品文檔值得下載

，已達到國外先進水平。

日前，已新開發出數控系統種。

自“七五”以來，國家直把數控系統的發展作為重中之重來支持，現已開發出具有中國版權的數控系統，掌握了國外直對我國封鎖的些關鍵技術。

數控產業發展面臨的問題當前，我國數控機床產業面臨的挑戰是國內市場占有率偏低。

據有關資料表明，年國產數控機床的市場占有率僅為.。

造成這種嚴峻的形勢，除客觀原因外，主要是產品的質量可靠性不過硬。

“十五”期間，我國機械制造工業止朝著精密化柔性化集成化自動化智能化方面迅速發展，國內數控機床需求強勁，我國數控機床產業適逢極好的發展機遇。

然而，我國加入后，國外生產的數控機床將會更多的進入我國市場，市場競爭更為激烈。

提高國產數控機床市場占有率，關鍵在于提高質量和可靠性。

幾年來，經過對國內外數控機床的機械結構剖析和使用性能的調研，探索和總結了數控機床機械結構設計和制造的新技術。

現時主要存在有以下幾個問題缺乏產業規模缺乏發展數控產業的政策和技術配套體系缺乏技術創新，產品更新和產業調整的內在往動力面臨同外強手競爭的巨大壓力數控產業的發展趨勢隨著科學技術的發展制造技術的進步和人類生活水平的提高，以及社會對產品質量和品種的多樣化的要求趨勢日益增強。

中小批量生產的比例明顯增加，對數控機床的柔性和通用性提出了更高的要求，希望市場能提供不同加工需求，能迅速高效低成本地構筑面向用戶的控制系統，并大幅度地降低維護和培訓的成本，同時還要求具有網絡功能，以適應未來車間面向任務和定單的生產組織和管理模式。

為此，近年來，隨著計算機技術的飛速發展，各種不同層次的開放式數控系統應運而生，發展很快。

同前正朝標準化開放體系結構的方向前進。

就體系結構而言，當今世界上的數控系統大致分為種類型傳統數控系統“嵌入”結構的數控系統“嵌入”結構的開放式數控統開放式數控系統。

特別是進入世紀年代以來，隨著國際上計算機技術突飛猛進的發展，數控技術正在不斷采用計算機控制理論等領域的最新技術成就。

目前，國外數控機床的性能正朝著高速化高精度高效率高柔性高自動化高可靠性智能化復合化網絡化開放式體系結構等方向迅速發展，這將對數控機床機械結構設計和制造的質量和可靠性提出更高的要求。

“十五”期問，我國機械制造行業必須瞄準國際數控機床發展的科學前沿，開拓創新，消化吸收國外先進技術，開創我國數控機床設計和制造技術的新局面。

.數控機床的優點加工對象改型的適應性強由于在數控機床上改變加工零件時，只需要重新編制程序就能實現對零件的加工，它不同于傳統的車床，不需要制造更換許多工具夾具和檢具，更不需要重新調整車床。

因此，數控車床可以快速的從加工種零件轉變為加工另種零件，這就為單間，小批以及試制新產品提供了極大的便利。

數控，銑床，進給，系統，設計，優秀，優良圖紙摘要本論文主要研究數控銑床的軸進給系統。

數控銑床是數控機床中的典型機床，它對國家的機械行業的發展具有重要的貢獻，其加工精度也決定了個國家的機械行業的發展水平。

其軸進給系統主要內容包括進給部件的計算與選用。

進給部件首選滾珠絲杠螺母副，它擁有摩擦損失小傳動效率高運動平穩摩擦力小靈敏度高低速時無爬行，并且軸向剛度高反向定位精度高精度穩定性好磨損小壽命長維護簡單傳動具有可逆性等特點，對于數控銑床的精確傳動提供了保障，使其加工精度精度越來越高。

關鍵詞數控銑床軸進給系統滾珠絲杠螺母副數控銑床數控銑床的簡介數控的加工過程數控銑床的組成數控銑床的分類數控銑床的用途和工藝特點.我國的數控產業我國數控產業的現狀數控產業發展面臨的問題數控產業的發展趨勢.數控機床的優點.數控銑床軸進給系統的大致整體設計軸傳動系統的設計.軸傳動系統的參數設定.數控機床對主傳動的要求.數控銑床變速機構形式.主軸的設計主軸材料的選擇主軸結構的確定軸的校核計算.齒輪傳動的設計計算模數的估算齒輪分度圓直徑的計算齒輪寬度的確定齒輪其他參數的計算齒輪的校核接觸疲勞強度軸進給系統總體方案的設計.設計參數.工作原理.總體方案設計數控系統的選擇傳動機構的選擇聯軸器選擇主要零部件的計算與選用.軸工作載荷分析.軸工作載荷計算.滾珠絲杠螺母副的計算與選用絲杠導程的確定動載荷計算效率計算滾珠絲杠的精度選擇滾珠絲杠的制動.滾珠絲杠螺母副支承的選擇.滾珠絲杠螺母副的間隙消除與預緊.軸承的計算與選用軸承初選軸承的計算確定軸承的規格型號.傳動系統的剛度計算絲杠拉壓剛度滾珠絲杠螺母副的軸向接觸剛度支承軸承的軸向剛度絲杠傳動的綜合拉壓剛度.伺服電動機的選擇計算確定步進電動機的類型確定脈沖當量最大靜態轉矩的選擇.負載轉動慣量的計算工作臺折算到絲杠上的轉動慣量絲杠折算到電動機的轉動慣量傳動系統折算到電機軸上的總轉動慣量.負載力矩的計算計算折算到電動機主軸上切削負載力矩計算折算到電動機上的摩擦負載力矩計算附加負載力矩加速力矩計算空載時的快進力矩計算切削時的工進力矩計算空載啟動力矩確定步進電動機的最大靜轉矩.導軌的選擇導軌的介紹導軌的參數選取導軌的間隙調整導軌材料與熱處理主要零件的校核.滾珠絲杠螺母副的校核滾珠絲杠螺母副臨界轉速的校核滾珠絲杠螺母副壽命的校核結論致謝參考文獻緒論.數控銑床數控銑床的簡介科學技術的發展以及世界先進制造技術的興起和不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求超高速切削超精密加工等技術的應用，對數控機床的數控系統伺服性能主軸驅動機床結構等提山了更高的性能指標的迅速發展和的不斷成熟，又將對數控機的可靠性通信功能人工智能和自適應控制等技術提出更高的要求。

隨著微電子和計算機技術的發展，數控系統的性能日益完蓋，數控技術的應用領域日益擴大。

數控銑床是在數控加丁中心領域中最具代表性的種典型機床，在數控機床中所占的比率最大，數控加工中心柔性制造單元等都是數控銑床基礎上派生或發展起來的。

它具有功能性強加工范圍廣工藝較復雜等特點，主要用于各種復雜的平面輪廓曲面等零件的銑削加工，同時還可以進行鉆擴鏜攻螺紋等加工，在航空航天汽車制造機械加工和模具制造業中應用非常廣泛。

數控的加工過程數控車床加工零件的主要過程主要包括下內容根據被加工零件的圖樣與工作方案，用規定的代碼與程序格式，將刀具的移動軌跡加工工藝過程工藝參數切削用量等編寫成數控系統能夠識別的指令形式，即編寫加工程序。

轉速，故絲杠的工作壽命見式.式.本題取.，因此，計算動載荷.根據附錄可以選擇的滾珠絲杠螺母副的型號與參數，使得，初選擇滾珠絲杠的直徑為，基本導程，型號為，其額定動載荷是，強度足夠用。

效率計算根據機械原理的公式，絲杠螺母副的傳動效率見公式.式.式中螺紋的螺旋升角，該絲杠為摩擦角約等于。

則.故滿足滾珠絲杠螺母副傳動效率大于.的要求。

滾珠絲杠的精度選擇滾珠絲杠的精度直接影響數控機床的定位精度，在滾珠絲杠的精度參數中，其導程誤差對機床定位精度最明顯。

般的初步設計時，設定絲杠的任意行程變動量應小于目標設定定位精度值的.所以，查表可知，滾珠絲杠的精度等級為級。

滾珠絲杠的制動由于滾珠絲杠的傳動效率高，無自鎖功能特別是本次設計中的向傳動，為了防止自重下降，必須裝有制動裝置。

目前常用的制動方式有機械式和電氣式兩種。

電氣方式是采用電磁制動器，而且這種制動器就做在電動機內部。

加工中心工作時，在制動器線圈電磁力的作用下，使兩齒輪脫開，彈簧受壓縮，當停機或停電時，電磁鐵失電，在彈簧恢復力的作用下，兩齒輪嚙合，故與電機軸的聯接的絲杠得到制動。

機械制動是采用摩擦離合器。

加工中心工作時，電磁鐵通電，使摩擦離合器脫開，運動由伺服電機經聯軸器傳給絲杠，帶動工作臺移動。

當加工完畢，伺服電機和電磁鐵同時斷電，借壓力彈簧作用合上摩擦離合器，使絲杠不能轉動，工作臺便停止。

本次設計采用電氣方式。

.滾珠絲杠螺母副支承的選擇滾珠絲杠兩端的支承的配置情況有種情況如圖所示的軸向固定方式。

其中，圖為端軸向固定端自由的支承配置方式，這種支承形式結構簡單，絲杠的軸向剛度比兩端固定低，絲杠的壓桿穩定性和臨界轉速都較低，設計師時盡量使絲杠受拉伸。

對于行程小轉速較低的短絲杠和豎直絲杠可采用懸臂支成機構。

圖為端軸向固定端游動的支承配置方式，對于高精度中等轉速的較長的臥式安裝絲杠，為了防止熱變形造成絲杠變長的影響，常采用端軸向固定的支承固定方式。

圖為兩端固定方式，對于高精度高旋轉的滾珠絲杠應該采用兩端固定的安裝方式，為了給絲杠施加預緊拉力，可采用兩端固定方式，并在絲杠端安裝碟形彈簧和調整螺母，既能對絲杠施加預緊力，又能讓彈簧補償絲杠熱變形，保持預緊力近乎不變。

圖端固定端自由圖端固定端游動圖兩端固定由于本設計的行程較短，轉速較低，故采用端固定，段自由的支承形式。

.滾珠絲杠螺母副的間隙消除與預緊為了消除間隙和提高滾珠絲桿副的剛度，可以預加載荷，使它在過盈的條件下工作，常用的預緊方法有雙螺母墊片式預緊雙螺母螺紋式預緊雙螺母齒差式預緊等。

預緊后的剛度可提高到為無預緊時的倍。

用伺服電動機的無級調速直接驅動主軸旋轉，這種方式大大簡化了主軸箱和主軸結構，有效的提高了主軸組件的剛性。

但主軸輸入的轉矩小，電動機的發熱對主軸影響較大。

電主軸傳動電主軸的轉子和主軸合二為，優點是主軸部件結構更緊湊，慣性小，可提高啟動停止的響應特性，缺點是主軸輸出轉矩小，更重要的缺點是熱變形問題。

.主軸的設計主軸材料的選擇考慮到主軸的剛度和強度，選擇主軸的材料為，并經過調質處理主軸結構的確定.主軸直徑的選擇根據機床主電機功率，屬于中等以上轉速，中等以下載荷的機床來確定，所以可取。

.主軸內孔直徑主軸的內孔直徑可由公式.式.其中，空心主軸的剛度和截面慣性矩，實心主軸的剛度和截面慣性矩當則主軸的剛度急劇下降，故取.。

對于銑床，推薦拉桿直徑因此設定主軸的尺寸為。

軸的校核計算軸的計算簡圖在平面內圖軸的計算簡圖同理可得在平面內的受力圖，在此不在畫出。

.主軸轉矩由公式.式支點上的力由公式.式根據彎矩平衡公式.式.求得.根據力得平衡則彎矩圖為圖圖彎矩圖.垂直平面受力有公式式.根據平面內得彎矩平衡由公式.式.得再根據力得平衡則可得點得彎矩圖圖彎矩圖在點和點為最危險截面，要滿足要求，點滿足即可，則截面得彎矩由公式?式?扭矩圖為圖圖扭矩圖經分析可知所在得位置為最危險截面，只要滿足條件即可，則剛度滿足。

.計算彎矩由公式.式?.計算抗彎截面系數由公式.式故滿足第三強度理論.剛度驗算在水平面內，單獨作用時其撓度由公式.式其中在單獨作用下，其撓度見公式.式在兩力得共同作用下其撓度見公式.式.在垂直面內有在單獨作用時其撓度見公式.式其中在單獨作用下其撓度見公式.式在兩力得共同作用下見公式.式.故在共同作用下，處為危險截面，其最