（毕业设计图纸全套）X6132铣床数控改造设计（含说明书）

滚珠丝杠副轴向刚度的计算滚珠丝珠副的轴向刚度取决于丝杠，螺母组件，支承轴承的轴向刚度。

.丝杠的轴向刚度丝杠的轴向刚度与其安装方式有关，本次改造设计中选取双推式支撑方式两端推力轴承，此时，丝杠轴向最小刚度发生在载荷作用点处于支承端距离半，即处式中丝杠小径截面积丝杠材料的弹性模量，钢料的为.载荷作用点距双推轴承的最大长度求得。

.螺母组件的轴向刚度螺母组件的轴向刚度是指滚珠丝杠，螺母螺纹形成的滚道间的轴向刚度。

据赫兹理论，滚珠与滚道之间在轴向载荷的作用下，弹性变形为式中滚珠的接触角度˚每圈承受载荷的滚珠个数滚珠的直径查得.。

按下式计算式中为螺母的公称直径，为丝杠螺纹螺旋升角.支撑轴承的轴向刚度支承轴承的轴向刚度也按赫兹理论接触弹性位移理论求解。

轴承类别不同，刚度公式也不同。

采用推力球轴承。

选取。

螺母座的轴向刚度般在螺母组件刚度计算时乘以.计入，不再单独计算。

滚珠丝杠副的轴向刚度由材料力学可知式中丝杠材料抗剪切弹性模量钢材的剪切弹性模量为丝杠小径截面惯性矩两支承端中心点距离。

将求得的，代入滚珠丝杠副传动刚度公式，便可求得。

如果刚度不足，可改变丝杠支承方式或重选滚珠丝杠副型号。

.各类机床滚珠丝杠副的推荐精等级，本次改造垂向滚珠丝杠传动精度级，取传动精度故有如下关系式.故可靠性好，稳定性好。

.关于滚珠丝扛副的性能分析在升降台铣床的垂向运动中，普遍存在着工作台运动时摇动力过大的问题。

因此，操作进刀不便，丝杠螺母副易磨损，电磁离合器易烧坏。

解决这问题的根本措施是将滑动丝杠改为滚珠丝杠副，提高机械传动效率，当采用滚珠丝杠副后，其矛盾就转化为滚珠丝杠副逆运转的自锁上。

垂向升降丝杠副的受力情况如下图所示图升降滚珠丝杠受载示意图及传动系统图采用滚珠丝杠后，因摩擦角小于螺旋升角而不能自锁，在自重作用下丝杠副产生逆转，升降台自动下降。

为防止其逆转，必须满足自锁条件方程式中向下分力，•••。

为防逆转所需的附加摩擦力，但在丝杠向上摇动时却又不应增加阻力。

这就是垂向滚珠丝杠副防逆转机构设计的基本出发点。

在机构中般用超越离合器实现单向加载的目的。

假若在丝杠传动系统中附加单向摩擦载荷，此时，向上驱动力矩上基本不变，而下由下式确定下若使，则下，摇臂的手摇力下。

但在实际使用中总调整到使其在不同载荷的变化状态下，有较好的自锁可靠性，但值又不宜过大，否则造成向下摇动力下过大以及超越离合器易磨损等弊端。

这是考核垂向升降滚珠丝杠副结构是否合理的重要指标。

所以从自锁条件方程不分析，附加摩擦力应满足上述方程并有足够的安全系数条件下取最小值。

此外，为使实际使用时能取得最佳效果和磨损后的补偿，应能方便地进行调节和具有补偿机能。

这是垂向升降丝杠副能否得到广泛应用的关键。

本次改造中附加摩擦力可通过碟形弹簧调节，使之达到最佳自锁状态。

碟形弹簧能自动补偿磨损，因此，确保了自锁性和摇动轻巧同时，离合器通过.的传动减速比使离合器能以较小的阻尼去实现较大的控制力，从而延长使用寿命。

由以上的分析可知，改造成后的“可调阻尼式”垂向滚珠丝杠副传动机构，结构布局合理，具有摇动轻巧，自锁可靠，调节方便，寿命较长，及更新改装方便等多方面的优点。

.横向轴的设计轴的丝杠选择与轴样为。

轴的齿轮副设计也与轴相同，这里不再累赘。

轴方向步进电动机的选择轴铣削圆周力铣床数控改造设计摘要显又用西门子系统对特大型进口关键设备进行数控改造，使其焕发了青春。

.本章小结本章主要介绍了数控机床的结构特点以及数控机床在未来的发展，机床的数控改造具有效率高，柔性化，减少工人强度等优点，在信息时代的今天，数控机床的改造已经日益普遍，成为发展的趋势。

第章数控系统设计的总体方案.数控铣床改造设计总体要求和内容立式铣床的原传动系统为其主轴转动由电机经齿轮变速驱动。

其主轴的升降用手柄经锥齿轮副，丝杠手动操作。

工作台的轴和轴分别通过离合器和离合器，由进给电动机通过齿轮变速驱动丝杠副和实现自动进给。

工作台的升降有电动机通过离合器将运动传给丝杠副来实现。

对立式铣床进行机械部分改造，数控机床的刚度系数应该比同类普通机床高应尽量提高机床的抗振性，通常机床的振动包括强迫振动和受迫振动。

要提高机床在低速进给时的平稳性和运动精度。

为实现复杂零件的自动铣削加工，提出三种方案第种方案工作台升降，工作台与轴的进给运动第二种方案主轴的升降和工作台的，轴的进给运动第三种方案工作台的，轴进给运动改变为微机控制，实现三轴或二轴的开环同步控制或非同步控制。

上述方案中的第种由于工作台较重，升降所需的步进电机转矩大，功率损失也大，改造成本较高，第二种方案较易实现，我们这里的设计要求改造，轴，轴作为预留，所以我们这里选择第三种方案。

为保留原机床的半自动功能，应对原系统作尽可能少的改动，以免微机控制系统出了问题，机床还可手动加工。

为此可进行以下改动，如图所示保留原机床主轴传动系统。

保留机床工作台，轴进给系统，脱开离合器去掉手轮，将滑动丝杠副换成滚珠丝杠副，并改装减速齿轮箱，减速齿轮，步进电动机，。

.数控系统总体设计方案的拟定及框图系统总体方案的确定根据设计任务的要求，决定采用点位控制，用步进电机驱动的开环控制系统。

这样可使控制系统结构简单，成本低廉，调试和维修都比较容易，为确保数控系统的传动精度和工作平衡性，采用低摩擦的传动和导向元件，此工作台采用滚珠丝杠螺母副和液动导轨，为尽量消除传动间隙，可设法调整传动齿轮的中心距以消除齿侧间隙，计算机系统采用高性能价格比的系列单片机扩展系统。

图改后传动原理图伞齿轮步进电机滚珠丝杠滚珠丝杠螺母系统总体方案框图图系统总体方案图.机床进给伺服系统机械部分设计计算包括的内容铣床数控化改造机械系统设计主要包括伺服驱动系统的设计计算，丝杠螺母副的设计计算些基本部件相关计算和传动系统的设计计算。

．基本部件相关计算主要有工作台的外形尺寸及重量的计算钻铣削力的计算以及滚动导轨参数的计算等。

．丝杠螺母副的设计计算包括纵向横向丝杠螺母副的选用。

．伺服驱动系统的设计计算包括步进电机选型计算。

.本章小结本章主要介绍了数控系统设计的方案的确定，数控铣床改造设计总体要求和内容以及机床进给伺服系统机械部分设计计算包括的内容，通过本章的介绍确定了总体改造的框图和方案。

第章铣床机械机构设计.数控机床的数据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，采用步进电机或直流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，脉冲当量.脉冲电机功率.纵向快进速度.横向快进速度.垂向快进速度.纵向切削数据.横向切削速度.垂向切削速度.定位精度.纵向移动部件重量横向移动部件重量垂向移动部件重量加速时间机床效率.机动范围。

.工艺数据通用机床由于工艺范围广，在同台机床上常用不同材料刀具对不同材料和尺寸的工件进行多种加工，故取具有代表性的典型加工条件为计算依据。

通常以加工量最大的钢料或铸件为工件材料，硬质合金或高速钢为刀具材料，选取用该机床上用得最多的常用工序或极限加工工序及与此相应的切削用量。

结合本次改造，选取加工材料为的平板凸轮的加工工艺。

刀具粗齿圆柱铣刀孔径，直径为，取，前角。

为。

，后角。

为。

，螺旋角为。

，