收，或由数控装置的键盘直接手动输入。数控技术发展状况及发展趋势我国的机床制造工业完全是在解放后建立起来的，现在，我国的机床工业已经从无到有，从小到大的成长起来了，形成了比较完整的机床体系。目前我国的机床产量不断的上升，完全的可以满足社会的需求，并有大量的机床出口，但是我国的机床技术水平和世界现进的水平还有定的差距，主要表现在生产率低，寿命短和质量不稳定，此外在掌握些重型机床，精度高的机床及数控机床方面，还需要进步的努力，我国想达到发达的水平就必须发奋图强，努力的工作，还需做进步的努力，深入广泛的开展科学的研究技术的革命，要善于吸取国外的先进技术，并和自己的创新结合起来，以加快我们的发展速度，把我国的机床事业推向辉煌。随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。大地推动了数控机床的发展，但是结合我国的国情普遍机床仍占有很突出的地位，普通车床的万能性大，它适用加工各种轴类，套筒类和盘类零件上的回转面，如外圆柱面，圆锥面，环槽类及成型回转表面车削端面及加工各类常用的公制，英制，模数制和节制螺纹在普通车床上还能作钻孔，扩孔，铰孔，滚花等工作。用处很广，考虑到我国的劳动力众多，和些企业的资金和技术能力普通机床还是很有市场的，普通机床按照它们的万能程度分为专门化机床，这类机床重要用于加工不同尺寸的类或几类零件的特定工序。通用机床，这种机床的加工范围广，在这种机床上可以加工各种零件的不同工序，例如普通车床，卧式车床，万能升降台铣床等，都属于通用机床，通用机床由于万能性较大，它的结构往往比较复杂，通用机床主要适用于单量小批生产。专用机床，这类机床是加工种零件的特定工序，例如加工汽车后桥盖的组合镗床，机床主轴箱专用镗床等等，都是专用机床，专用机床是根据工艺要求专门设计的，它的生产率比较高，机床的自动化的程度往往也比较高，所以专用机床主要用于成批及大量生产。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着它的发展和应用领域的扩大，它对国计民生的些重要行业汽车轻工等的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。当前世界上数控系统的发展呈现如下发展趋势高速度高精度化速度和精度是数控系统地两个重要技术指标，它直接关系到加工效率和产品质量。对于数控系统，高速度化，首先是要求计算机数控系统在读入加工指令数据后，能高速度处理并计算出伺服电机的位移量，并要求伺服电机高速度的作出反应其次，要是下生产系统的高速度化，必须使主轴转速进给率刀具交换托盘交换等各种关键部件实现高速度化。提高数控机床的加工精度，般是通过减少数控系统的误差和采用补偿技术来达到。在减少数控系统误差方面，般采取三种方法提高数控系统的分辨率，以微小程序段实现连续进给提高位置检测精度位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制。在采用补偿技术方面，除采用间隙补偿丝杠螺距补偿和刀具补偿等技术外，还可以采用热变形补偿技术。多功能化机多能的数控系统，可以最大限度的提高设备的利用率。数控加工中心便是种能实现多工序加工的数控机床。这类数控系统控制的机床，般配有机械手和刀具库可存放把刀具。工件经装夹，数控系统就能控制机床自动的更换刀具，连续对工件的各个加工面完成铣削铰孔扩孔及攻螺纹等多工序加工，从而可以避免多次装夹所造成的定位误差。这样减少了设备台数工件夹具和操作人员，节省了占地面积和辅助时间。为了提高效率，新型数控机床在控制系统和机床结构上也有所改革。例如，采取多系统混合控制方式，用不同的切削方式车钻铣攻螺纹等同事加工零件的不同部件等。现代数控系统控制轴数多达轴，同事联动的轴数已达到轴刚度工作极限载荷的确定因是Ⅲ类载荷,，故。弹簧材料直径及弹簧中径与有关参数的确定根据条件从机械设计手册单行本弹簧起重运输件五金件表得，见表。表弹簧参数表有效圈数的计算，按表取标准值。总圈数的确定弹簧刚度的计算工作极限载荷下变形量的计算节距的计算自由高度的确定按机械设计手册单行本弹簧起重运输件五金件表取标准值，。弹簧外径的确定弹簧内径确定最小载荷时的高度确定最大载荷时的高度确定实际工作行程的确定高径比的计算，不必进行稳定性验算，此弹簧能够满足设计要求。气动回路选择压力控制回路概述压力控制回路是对系统压力进行调节和控制的回路。在气动控制系统中，进行压力控制主要有两种。第是控制次压力，提高气动系统工作的安全性。第二是控制二次压力，给气动装置提供稳定的工作压力，这样才能充分发挥元件的功能和性能。次压力控制回路图所示为次压力控制回路。此回路主要用于把空气压缩机的输出压力控制在定的压力范围内。因为系统中压力过高，除了会增加压缩空气输送过程中的压力损失和泄漏以外，还会使管道或元件破裂而发生危险。因此，压力应始终控制在系统的额定值以下。溢流阀空气压缩机单向阀气罐电触点式压力计气源调节装置图次压力控制回路该回路中常用外控性溢流阀保持供气压力基本恒定和用电触点式压力计来控制空气压缩机的转停，使气罐内的压力保持在规定的范围内。般情况下，空气压缩机的出口压力为左右。二次压力控制回路图所示为二次压力控制回路。此回路的主要作用是对气动装置的气源入口处压力进行调节，提供稳定地工作压力。该回路般由空气过滤器减压阀和油雾器组成，通常称为气动调节装置气动三联件。其中，过滤器除去压缩空气中的灰尘水分等杂质减压阀调节压力并使其稳定油雾器使清洁的润滑油雾化后注入空气流中，对需要润滑的部件进行润滑。详图简图空气过滤器减压阀压力计油雾器图二次压力控制回路控制回路的选择通过对以上两种回路的分析结合本设计的实际需要，应选用二次压力控制回路。二次压力控制回路能够提供稳定的工作压力，应用于气动夹紧机构非常的合适。第章主轴进给系统的设计概述伺服进给系统的组成如图所示，伺服进给系统是个双闭环系统，内环是速度环，外环是位置环。速度环中可以采用测速发电机脉冲编码器等作为速度反馈的检测装置。速度控制单元是个的单元部件，它由速度调节器电流调节器功率驱动放大器等各部分组成。位置环是由装置中的位置控制模块速度控制单元位置检测及反馈控制等各部分组成。位置控制主要是对机床运动坐标进行控制。图伺服进给系统组成示意图伺服进给系统的类型加工中心伺服系统般为闭环或半闭环伺服系统。闭环伺服系统如图所示是典型的闭环伺服系统，它由伺服电动机检测装置比较电路伺服放大系统等部分组成。闭环伺服系统根据来自检测装置的反馈信号与指令信号比较的结果进行速度和位置的控制。这种系统通常是直接从安装在工作台等移动部件上的检测装置中取得反馈信号，闭环系统可以消除机械传动机构的全部误差，控制精度较高，因此适用于高精度或大型加工中心控制。由于采用了位置检测反馈装置，所以闭环伺服系统的位置精度主要取决于检测装置的精度。闭环伺服系统的定为精度般可达。图闭环伺服系统的工作原理半闭环伺服系统半闭环伺服系统如图所示。检测元件被安装在伺服电动机轴或滚珠丝杠等中间传动件上，间接测量执行部件位置。半闭环系统只能补偿系统环路内部分元件的误差，因此，半闭环系统的精度比闭环系统的精度要低些，但是它的结构与调试都比较简单。图半闭环伺服系统闭环系统通过直接测量工作台等移动部件的位移从而实现精度高的反馈控制。但这种测量装置的安装及调整都比较复杂且不易保养。相比之下，半闭环系统中的转角测量就比较容易实现，但由于后继传动链传动误差的影响，测量补偿精度比闭环系统差。通过对以上两种系统的分析比较，并结合本次设计的实际情况，应选用半闭环伺服系统。半闭环系统结构简单而且调整方便，精度较高，适合与本次设计。进给系统设计计算主要参数的设定向工作行程工作进给速度快速进给速度为最大钻孔直径切削力的估算查数控机床机器人机械系统设计指导表，当最大钻孔直径为时，采用高速钢钻头，最大轴向力轴钻削中心具有定的铣削能力，故钻削力的分解可以参照铣削力的分解，查铣工工艺学中级本得纵向切削力切纵横向切削力切横垂直切削力切垂故计算可得滚珠丝杠副设计计算滚珠丝杠导程的确定在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为，即。查数控机床机器人机械系统设计指导表，选择电机的最高转速，最大转矩，则丝杠的导程为确定丝杠等效转速最大进给时，丝杠的转速为最慢进给时，丝杠的转速为,则得到丝杠的等效转速估算为确定丝杠的等效负载工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的试验公式计算。选定导轨为滚动导轨，而般情况下，滑动塑料导轨的摩擦系数为，则丝杠所受最大牵引力为式中为主轴箱的重力，估算为颠覆力矩影响系数，计算得而丝杠最小工作负载荷为故其等效负载可按下式计算估算确定丝杠所受最大动载荷式中额定寿命丝杠轴向当量负荷丝杠当量转速，负载性质系数温度系数，可靠性系数硬度系数精度系数，。代入上式，计算可得查实用机床设计手册表，选用内循环浮动反向器双螺母垫片预紧滚珠丝杠副，型号为，丝杠公称直径，基本导程为，其额定动负荷为，额定静负荷为，列，丝杠螺母副的接触刚度为，丝杠大径为，螺母长度为，取丝杠精度为级。临界压缩负荷确定丝杠螺纹部分地长度,等于工作台最大行程加上螺母长度加两端余程。即。支承跨距应略大于，取。丝杠全长为。临界压缩负荷为式中材料的弹性模量，丝杠最小截面惯性矩，最大受压长度，按照结构设计取安全系数最大轴向工作载荷，丝杠支承方式系数，查实用机床设计手册表，可见远远大于，满足要求。丝杠的校核临界转速的验算式中丝杠最小横截面临界转速计算长度，取安全系数，般取材料密度，丝杠支承方式系数，查实用机床设计手册表，取。将以上数据代入上式，则本设计丝杠采用端固定，另端游动的支承方式，固定端选用对角接