【41页】普通铣床数控改造化设计文档

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因此主传动系统中的各主要零部件不但 要具有定的刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力抗振性。

抗 振性用动刚度或动柔度来衡量。

例如主轴组件的动刚度取决于主轴的当量静刚度阻尼 比及固有频率等参数。

机床在切削加工中主传动系统的发热使其中所有零部件产生变形，破坏了零部件之间的相对位置精度和运动精度造成的加工误差，且热变形限制了切削用量的提高，降低 传动效率，影响到生产率。

受切削力和驱动力等载荷，完成表面成型运动。

主轴部件由主 轴及其支承轴承传动件密封件及定位元件等组成。

主轴部件的工作性能对整机性能和加工质量以及机床生产效率有着直接影响，是决 定机床性能和技术经济指标的重要因素。

因此，对主轴部件有如下要求 轴的旋转精度是指装配后，在无载荷低速转动的条件下，主轴安装工件或刀 具部位的定心表面如车床轴端的定心短锥锥孔，铣床轴端的锥孔的径向和 轴向跳动。

部件是机床主要部件之，它是机床的执行元件。

它的功用是支承并带动工件 或刀具旋转进行切削，承为此，要求主轴部件有较高的热稳定性，通过保持合适的配 合精度，并进行循环润滑保持热平衡等措施来实现 机床在切削加工中主传动系统的发热使其中所有零部件产生变形，破坏了零部件之间的相对位例如主轴组件的动刚度取决于主轴的当量静刚度阻尼 比及固有频率等参数。

抗因此主传动系统中的各主要零部件不但 要具有定的刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力抗振性。

部分内容简介程中的自激振动 等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，部分内容简介程中的自激振动 等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度， 严重时甚至破坏刀具或零件，使加工无法进行。

因此主传动系统中的各主要零部件不但 要具有定的刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力抗振性。

抗 振性用动刚度或动柔度来衡量。

例如主轴组件的动刚度取决于主轴的当量静刚度阻尼 比及固有频率等参数。

机床在切削加工中主传动系统的发热使其中所有零部件产生变形，破坏了零部件之间的相对位置精度和运动精度造成的加工误差，且热变形限制了切削用量的提高，降低 传动效率，影响到生产率。

为此，要求主轴部件有较高的热稳定性，通过保持合适的配 合精度，并进行循环润滑保持热平衡等措施来实现。

主传动变速系统 普通机床般采用机械有级变速调速传动，而数控机床需要自动变速且在切削阶 梯轴的不同直径，切削曲线旋转面和断面时，需要随切削的直径的变化而自动变速，以 保持切削速度基本恒定。

这些自动变速又是无级变速，以利于在定的调速范围内选用 到理想的切削速度，这样既有利于提高加工精度，又有利于提高切削效率。

机床主传动中常采用的无级变速装置有三大类变速电动机机械无级变速装置和 液压无级变速装置。

无级变速主传动系统设计原则 为尽量选择功率和扭矩特性符合传动系统要求的无级变速装置。

如铣床主传动系 统要求恒功率传动，就应该选择恒功率无级变速装置。

二为无级变速系统装置单独使用时，其调速范围较小，尤其是恒功率调速范围往往 小于机床实际需要的恒功率变速范围。

为此，常把无级变速装置与机械分级变速箱串联 在起使用，以扩大恒功率变速范围和整个变速范围。

主轴部件设计 主轴部件的性能要求 主轴部件是机床主要部件之，它是机床的执行元件。

它的功用是支承并带动工件 或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成型运动。

主轴部件由主 轴及其支承轴承传动件密封件及定位元件等组成。

主轴部件的工作性能对整机性能和加工质量以及机床生产效率有着直接影响，是决 定机床性能和技术经济指标的重要因素。

因此，对主轴部件有如下要求 轴的旋转精度是指装配后，在无载荷低速转动的条件下，主轴安装工件或刀 具部位的定心表面如车床轴端的定心短锥锥孔，铣床轴端的锥孔的径向和 轴向跳动。

旋转精度取决于的主要件如主轴轴承壳体孔等的制造装配和调整精度。

工件转速下的旋转精度还取决于主轴的转速轴承的性能，润滑剂和主轴组件的平衡。

刚度主轴部件的刚度是指其在外载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴前端 产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来定义的。

主轴部件的刚度 是综合刚度，它是主轴轴承等刚度的综合反映。

因此，主轴的尺寸和形状滚动轴承的类型和数量预紧和配置形式传动件的布置方式主轴部件的制造和装配质量等都 影响主轴部件的刚度。

温升因为相对运动处的摩擦生热，切削取得切削热等使主轴温度升高将引起热 变形使主轴伸长，轴承间隙的变化，降低了加工的精度温升也会降低润滑剂的粘度， 恶化润滑条件。

因此，各类机床对温升都有定的限制。

④可靠性数控机床是高度自动化的机床，所以必须保证工作可靠性，可喜的是这 方面的研究正在发展。

精度保持性它指长期保持其原始制造精度的能力。

对数控机床的主轴组件必须 有足够的耐磨性，以便长期保持精度。

主轴部件的组成和轴承选型 主轴部件，它由主轴及其支承轴承传动件密封件及定位元件等组成。

主轴的传动件，可以位于前后，滚动轴承所需的润滑剂很少的。

当然，也可用脂润滑，还有用油气 润滑的。

脂润滑 滚动轴承能用脂润滑是它的突出优点之。

脂润滑不需要供油管路和系统，没有漏 油问题。

如果脂的选择合适洁净密封良好，不使灰尘油切削液等进入，寿命是 很长的。

次充填可用到大修，不需补充，也不要加脂孔。

脂润滑可选用锂基脂，如号常用于球轴承。

油气润滑 如果值较大时，还需对轴承进行冷却。

如果用油兼作润滑和冷却，则由于油的 搅拌作用，温升反而会增加。

最好用油润滑，用空气冷却。

油雾润滑能达到这个目的， 但是易污染环境。

比较好的方法是油气润滑在吹向轴承的空气中定期地注入油，油并 不雾化，用后可回收，不污染环境。

油用于润滑，空气用于冷却。

主轴系统计算 带传动的设计计算 三角带的选用应保证有效地传递最大功率不打滑并有足够的使用寿命定的 疲劳强度。

带传动设计计算的主要内容包括确定带的型号基准长度和根数确定带 轮的材料结构尺寸确定传动中心距及作用在轴上的力等。

确定计算功率  式中工况系数工作情况系数电机额定功率 选择三角带型号 根据由图选型窄带确定带轮直径 小带轮直径应满足，以免带的弯曲应力过大而导致其寿命降低。

查 表取，故选择 计算胶带速度  故选择合格  确定中心距和带长  得 初选 带长  查表，取 中心距  的调整范围   验算小带轮包角 小带轮包角可按公式求得 得，即满足条件。

确定带根数带根数可按下式计算  由表，查得  由表，查得 由表，查得   由表，查得 由表，查得 代入求根公式，得   取，符合表推荐的轮槽数 确定初拉力 单根带合适的初拉力可按下式计算   由表得   计算作用在轴上的压力   进给伺服系统的设计 对进给伺服系统的基本要求 进给伺服系统不但是数控机床的个重要组成部分，也是数控机床区别于般机床 的个特殊部分。

数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为定位精度高跟踪指 令信号的响应快系统的稳定性好。

稳定性 伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的扰动信号消失后，系统能够恢复到原来的 稳定状态下运行，或者在输入的指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能 力。

伺服系统的稳定性是系统本身的种特性，取决于系统的结构及组成元件的参数如 惯性刚度阻尼增益等与外界的作用信号包括指令信号或扰动信号的性质 或形式无关。

精度 伺服系统的精度是指系统的输出量复现输入量的精确程度。

伺服系统工作过程中通 常存在三种误差动态误差稳定性误差和静态误差。

实际中只要保证系统的误差满足 精度指标就行。

快速响应性 快速响应特性是指系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度。

它 包含系统的响应时间，传动装置的加速能力。

它直接影响机床的加工精度和生产率。

进 给伺服系统的设计要求 在静态设计方面有 能够克服摩擦力和负载 很小的进给位移量 高的静态扭转刚度 足够的调速范围 进给速度均匀，在速度很低时无爬行现象 在动态设计方面的要求有 具有足够的加速和制动转矩 河北科技学院 学生毕业设计论文 题目普通铣床数控化改造设计 学生姓名郭木芳 学号 系部机械工程系 专业名称数控技术 班级名称 指导教师 完成日期年月日 摘要Ⅱ 关键词Ⅱ 三坐标数控铣床的设计和计算 主传动系统的设计 主轴系统计算 进给伺服系统的设计 进给传动的计算 微机控制系统的设计， 微机控制系统组成及特点， 微机控制系统设备介绍 程序部分 结论 参考文献， 致谢