（优秀毕业全套设计）普通X62W铣床的数控化改造设计（整套下载）

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具有良好的动态传递性能，以保证在加工中获得高的轨迹精度和满意的表面质量负载引起的轨迹误差尽可能小.对于数控机床机械传动部件则有以下要求被加速的运动部件具有较小的惯量具有较高的刚度良好的阻尼传动部件在拉压刚度扭转刚度摩擦阻尼特性和间隙等方面尽可能小的非线性。

进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析.时间响应特性进给伺服系统的动态特性，按其描述方法的不同，分为时间响应特性和频率响应特性。

时间响应特性是用来描述系统对迅速变化的指令能否迅速跟踪的特性，它由瞬态响应和稳态响应两部分组成。

由于系统包含些储能元件，所以当输入量作用于系统时，系统输出不能立刻跟随输入量变化，而是在系统达到稳定之前表现为瞬态响应过程或叫过渡过程。

稳定响应是指当时间趋向无穷大时系统的输出状态。

若在稳定时，输出和输入不能完全吻合，就认为系统有稳态误差。

.频率响应特性时间响应特性是从微分方程出发，研究系统响应随时间的变化的规律，即在已知传递函数的前况下，从系统在阶越输入及斜坡输入时间应速度及振荡过程的状态中来获得动态特性参数。

然而在很多情况下，传递函数不清楚，所以只能由试验的方法来求取动态特性。

因此出现频率响应特性法。

所谓频率响应特性，就是系统对正弦输入信号的响应，即它通过研究系统对正弦输入信号的响应规律来获得启动态特性。

.快速性分析所谓快速性分析是指分析系统的快速响应性能，快速性反映了系统的瞬态质量。

对于线性进给伺服系统，由于它包含各种电路机电转换装置和机械传动机构，系统各环节都有时间常数，对高频信号来不及反应，只是个地通漏波器。

这种系统的通频宽带，对高频信号响应速度快，所以从开环频率特性图看，提高系统的截止频率，则可以提高闭环回路的响应速度。

.数控铣床改造设计方案及步骤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，改造方案的确定改造的可行性分析通过以后，就可以针对工艺和机床现况确定改造方案，般包括下几部分机械修理与电气改造相结合，般来说，需进行电气改造的机床，都需进行机械修理。

机械性能的完好是电气改造成功的基础。

先局部后整体，确定改造步骤时，应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统测量系统主轴进给系统面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。

根据使用条件选择系统，针对使用环境温度湿度灰尘电源光线，甚至有否鼠害等外界使用条件，这对选择电气系统的防护性能抗干扰性能自冷却性能空气过滤性能等可提供正确的依据，使改造后的电气系统有了可靠的使用保证。

改造范围确定，有时数控机床电气系统改造，并不定包含该机床全部电气系统，应根据科学的测定和分析决定其改造范围。

改造的技术准备改造前的技术准备充分与否，很大程度上决定着改造能否取得成功。

技术准备包括机械部分准备，为配合电气改造而需进行的机械大修改造的测量计算设计绘图零件制作等应先期完成。

旧系统电气资料消化，只有对旧系统电气资料进行充分的消化，才能了解以前的设计思想，才能更好完成新旧系统的衔接与转换。

新系统电气资料消化，新系统有许多新功能新技术，因此改造前应熟悉技术资料，包括系统原理说明线路图梯形图及文本安装调试说明使用手册编程手册等。

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改造的实施准备工作就绪后，即可进入改造的实施阶段。

实施阶段内容按时间顺序分为原机床的全面保养机床经长期使用后，会不同程度地在机械液压润滑清洁等方面存在问题，所以首先要进行全面保养。

其次，应对机床作次改前的几何精度尺寸精度测量，记录在案。

这样既可对改造工作起指导参考作用，又可在改造结束时作对比分析用。

保留的电气部分最佳化调整对电气系统作局部改造，则应对保留电气部分进行保养和最佳化调整。

如强电部分的零件更换，电机的保养，变压器的烘干绝缘，污染的清洁，通风冷却装置的清洗，伺服驱动装置的最佳化调整，老化电线电缆的更新，连接件的紧固等等。

原系统拆除原系统的拆除必须对照原图纸，仔细进行，及时在图纸上作出标记，防止遗漏或过拆局部改造情况下。

在拆的过程中也会发现些新系统设计中的欠缺之处，应及时补充与修正。

合理安排新系统位置及布线根据新系统设计图纸，合理进行新系统配置，包括箱体固定面板安放线路走向和固定调整元器件位置密封及必要装饰等。

应确保连线工艺规范线径合适正确无误可靠美观。

调试调试必须按事先确定的步骤和要求进行。

调试人员随时记录，以便发现和解决问题。

调试中首先试安全保护系统灵敏度，防止人身设备事故发生各运动坐标拖板处于全行程中心位置能空载试验的，先空载后加载能模拟试验的，先模拟后实动能手动的，先手动后自动。

.普通铣床数控化改造设计计算.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轴滚珠丝杠副精度要求进给精度快速进给精度疲劳强度丝杠的最大载荷为主轴重量加摩擦力，最小载荷为主轴重量减最大进给力的垂直分力。

主轴重量为，则.摩擦力根据机电体化设计基础计算载荷查表取查表取查表取查表取级精度则.计算额定动载荷取丝杠的工作寿命为，.选用.型丝杠，由表得丝杠副数据公称直径导程滚珠直径按表种尺寸公式计算滚道半径偏心距丝杠内径.稳定性验算丝杠端轴向固定，采用深沟球轴承和双向球轴承，可分别承受径向和轴向的负荷。

另端游动，需要径向约束，采用深沟球轴承，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后可在游动端自由伸缩，如下图。

由于端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数丝杠不会失稳的最大载荷称为临界载荷式中，为丝杠材料的弹性模量，对于钢为丝杠工作长度为丝杠危险截面的轴惯性矩为长度系数，取。

安全系数查表，丝杠是安全的，不会失稳。

高速丝杠工作时有可能发生共振，因此需验算其不发生共振的最高转速临界转速。

要求丝杠的最大转速。

临界转速按下式计算式中为临界转速系数，见表，本题取，即，所以丝杠工作时不会发生共振。

此外滚珠丝杠副还受值的限制，通常要求.刚度验算滚珠丝杠在工作负载和转矩共同作用下引起每个导程的变形量为式中丝杠截面积，为丝杠的极惯性矩，为丝杠切变模量，对钢为转矩。

式中为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数为平均工作载荷按最不利的情况取其中则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为通常要求丝杠的导程误差小于其传动精度的，即该丝杠的满足上市，所以其刚度可以满足要求。

.效率验算滚珠丝杠副的传动效率为要求在之间，所以该丝杠副合格。

经上述计算验算，.各项性能均符合题目要求，所以合格。

.横向进给系统的设计计算滚珠丝杠螺母副的设计计算.铣削力的计算横向丝杠螺母副铣削力与纵向的结果致工作台横向进给方向载荷.周向铣削力强度校核计算式中分别为沿铣刀轴向的轴向铣削力，沿铣刀径向的径向铣削力，沿铣刀切向的切向铣削力，其中也是沿铣刀主运动方向的分力，它消耗铣床主电机功率最多。

代入计算工作台重量横向夹具和工件的重量.由此得寿命值为式中工作寿命以为个单位滚珠丝杠的转速使用寿命时间，般取则有滚珠丝杠最大动载荷式中为载荷系数，般取，本例取.为精度系数，对于本丝杠取根据最大动载荷的值，初选滚珠丝杠螺母副代号为.，表示外循环方式，公称直径为，基本导程为，螺纹旋向为右旋，负荷钢球圈数为.，精度等级为的传动滚珠丝杠副。

查表为基本参数滚珠丝杠的额定动载荷﹥滚珠丝杠的额定静载荷预紧力远远小于，故可不加预紧力选用.型丝杠，由表得丝杠副数据公称直径导程滚珠直径按表种尺寸公式计算滚道半径偏心距丝杠内径.稳定性验算丝杠端轴向固定，采用深沟球轴承和双向球轴承，可分别承受径向和轴向的负荷。

另端游动，需要径向约束，采用深沟球轴承，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后可在游动端自由伸缩，如下图。

由于端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数丝杠不会失稳的最大载荷称为临界载荷，并按下式计算式中，为丝杠材料的弹性模量，对于钢，为丝杠工作长度为丝杠危险截面的轴惯性矩为长度系数，取。

安全系数查表，丝杠是安全的，不会失稳。

高速长丝杠工作时有可能发生共振，因此需验算其不发生共振的最高转速临界转速。

要求丝杠的最大转速。

临界转速按下式计算式中为临界转速系数，见表，本题取，即，所以丝杠工作时不会发生共振。

此外滚珠丝杠副还受值的限制，通常要求所以该丝杠副工作稳定刚度验算滚珠丝杠在工作负载和转矩共同作用下引起每个导程的变形量为式中丝杠截面积，为丝杠的极惯性矩，为丝杠切变模量，对钢为转矩。

式中为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数为平均工作载