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步的了解。关键词横向进给系统，数控化改造，机床改造，铣床.,.,目录摘要目录第章数控机床发展概述.数控机床发展概述.数控机床的组成及分类数控机床的组成数控机床的分类.数控机床的特点及应用范围数控机床的特点数控机床的应用范围第章数控机床总体方案的制订及比较.课题要求题目名称包括主要技术参数及技术要求课题内容及工作量.设计原则.总结构设计数控机床的机构设计要求提高机床的结构刚度提高进给运动的平稳性和精度第章确定切削用量及选择刀具.刀具选择.切削用量确定.切削三要素.加工精度和表面粗糙度.刀具材料第章传动系统图的设计计算.传动系统设计参数的拟定传动结构或结构网的选择转速图拟定齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制.传动件的估算与验算传动轴的估算和验算齿轮模数的估算与验算.展开图设计结构实际的内容及技术要求齿轮块的设计传动轴设计主轴组件设计.制动器设计.截面图设计轴的空间布置润滑箱体设计的有关问题第章横向进给传动机构装配图零件图的设计计算.进给伺服系统的设计对进给伺服系统的基本要求进给伺服系统的设计要求进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析.横向进给滚珠丝杠副设计导程确定确定丝杆的等效转速估计工作台质量及负重确定丝杆的等效负载确定丝杆所受的最大动载荷精度的选择选择滚珠丝杆型号.校核临界压缩负荷验证临界转速验证丝杆拉压振动与扭转振动的固有频率.电机的选择电机轴的转动惯量电机扭矩计算总结与展望参考文献致谢第章数控机床发展概述.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，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。年，美国麻省理工学院成功地研制出套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的数控机床。但这台数控机床仅是台试验性的机床，当时用的电子元件是电子管。直到年月，第台工业用的数控机床才生产出来。从此以后，世界上其他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年起步的。年国内开始研制晶体管数控系统。从年代开始，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。年代，我国从日本及美国德国引进些新技术。这使我国的数控机床在性能和质量上产生了个质的飞跃。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。.数控机床的组成及分类数控机床的组成数控机床的种类繁多，但从组成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。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，随着技术的发展，有些数控设备利用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。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。伺服系统伺服系统，亦称随动系统，是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。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。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。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。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。数控机床的分类按控制系统的特点分类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，即控制移动部件由个位置到另个位置的精确定位，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。线控制数控机床直线控制数控机床的特点是刀具相对于工件的运动不仅要控制两点键的准确位置距离，还要控制两点之间移动的速度和轨迹。廓控制数控机床轮廓控制又称连续控制，大多数数控机床具有轮廓控制功能。其特点是能同时控制两个以上的轴，具有插补功能。执行机构的控制方式分类开环控制系统它是指不带反馈装置的控制系统。闭环控制系统它是指在机床的运动部件上安装位移测量装置，将加工中测量到的实际位置值反馈到数控装置中，与输入值的指令相比较，用比较的差值控制移动部件，直到差值为零，即实现移动部件的精确定位。半闭环控制系统它是在开环控制系统的丝杠上或进给电动机的轴上装有角位移检测装置。按工艺要求金属切削类数控机床金属成型类数控机床数控特种加工机床其它类的数控机床按数控机床的性能分类档数控机床中档数控机床高档数控机床.数控机床的特点及应用范围数控机床的特点数控机床是个装有程序控制系统的机床。它是种高度机电体化的产品。特点如下工精度高工生产率高减轻劳动强度改善劳动条件良好的经济效益有利于生产管理的现代化数控机床的应用范围从最经济的方面出发，数控机床适用于加工多品种小批量零件结构较复杂，精度要求较高的零件需要频繁改型的零件价格昂贵，不容许报废的关键零件需要小生产周期的急需零件。第章数控机床总体方案的制订及比较.课题要求题目名称包括主要技术参数及技术要求主轴转速转分工作台尺寸长宽工作台最大行程纵向横向垂直快速移动速度工作台定位精度.工作台重复定位精度.纵向横向及垂直进给为微机控制，采用步进电机或伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，脉冲当量.脉冲。实现功能铣削平面斜面沟槽齿轮等。操作要求起动点动单步运行自动循环暂停停止课题内容及工作量机床尺寸联系图张机床传动系统图张横向进给伺服系统装配图张计说明书份万字以上注全部图纸用计算机绘制，说明书由计算机输出。.设计原则根据设计要求和铣床的具体情况，课题的基本设计方案如下机床采用连续控制系统，定位方式采用增量坐标控制。考虑到机床加工精度要求不高，为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动。进给传动的设计是机床设计的重点，数控机床必须有精确的进给传动系，才会有高的精度和表面质量。考虑到电机步距角和丝杠导程只能按标准选用，为达到分辨率.的要求，需采用齿轮降速传动，利用电子控制系统消除误差。为了保证定的传动精度和平稳性，又要求机构紧凑，所以选用丝杠螺母副。为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加载荷的结构。传动系统要加上脉动装置。以上为基本的设计方案，除了这些，课题应注意机床的几何精度的修正，数控指令的显示和使用等。.总结构设计数控机床的机构设计要求数控机床的结构设计要求主要有以下方面有良好的抗振性能和很大的额定切削功率高的静动态刚度有较高的热稳定性和较高的几何精度传动精度定位精度有数控系统及其介质。下面我们详述数控机床结构设计的主要要求提高机床的结构刚度机床的刚度是指切削力和其它力作用下,抵抗变形的能力。机床在切削过程当中，要承受各种外力的作用，承受的静态力有运动部件和被加工零件的自重承受的动态力有切削力驱动力加减速时引起的惯性力摩擦阻力等。组成机床的结构部件在这种力作用下将产生变形。如固定连接表面或啮合运动表面的接触变形各支撑零件不得弯曲和扭转变形，以及些支撑件的局部变形等，这些变形都会直接或间接的引起刀具和工件之间的相对位移，从而导致工件的加工误差，或者影响机床切削过程的特性。选择及布置隔板和筋条床身的静刚度是直接影响机床的加工精度和其生产率的主要因素之。而静刚度及固有频率，是影响动刚度的重要因素。支承件的隔板和筋条的合理性，可提高构件的静动刚度。结构刚度与普通机床相比，数控机床应有更高的静动刚度，更好的抗振性。机床的导轨和支承件往往是局部刚度最弱的部分，在本次设计中，采用双臂联接形式，轴导轨较窄。采用焊接结构的构件采用钢板和型钢而不采用铸件的原因钢的弹性模量约为铸铁的两倍，因此采用钢板焊接结构床身有利于提高固有频率。在形状和轮廓尺寸相同的前提下，如要求焊接件与铸件的刚度相同，则焊接件的臂厚只需铸件的半。如果要求局部刚度相同，因局部刚度与臂厚的三次方成正比，所以焊接件的臂厚只需铸件的左右。钢可以提高构件的谐振频率使共振不易发生。钢板焊接能将构件做成全封闭的箱形结构，提高刚度。焊接结构床身的突出优点是制造周期短，般比铸铁快倍。省去了制作木模和铸造工序，不易出废品。焊接结构设计灵活，便于产品更新改进结构。焊接件能达到与铸件相同，甚至更好的结构特性，可提高

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