，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。频率响应特性快速性分析.切削参数计算精度要求进给精度快速进给精度机床分辨率均为.，选择系统脉冲当量为.。铣削工件时铣削力的计算铣削运动的特征主运动为铣刀绕自身轴线高速旋转，进给运动为工作台带动工件在垂直于铣刀轴线方向缓慢进给铣键槽时，可使键槽铣刀沿轴线进给。铣刀的类型很多，但以圆柱铣刀和端铣刀为基本形式。圆柱铣刀和端铣刀的切削部分都可以看做车刀刀头的演变，铣刀的每个刀齿相当于把车刀。它的切削基本规律与车削相似，所不同的是铣刀回转，刀齿数多。通常假定铣削时铣刀受到的铣削抗力是作用在刀齿点上，如图所示。设刀齿上受到铣削抗力的合力为,将沿铣刀轴线径向和切向进行分解，则分别为轴向铣削力径向铣削力，和切向铣削力二。切向铣削力二是沿铣刀主运动方向的分力，它消耗铣床主电动机功率即铣削功率最多。因此，切向铣削力二可按铣削功率或主电动机功率算出。式中机床主轴的计算转速主轴传递全部功率时的最低切削速度,η机床主传动系统的传动效率，般取，η.。图.铣削抗力及工作台上的载荷进给工作台工作载荷计算作用在进给工作台上的合力与铣刀刀齿受到的铣削抗力的合力大小相同方向相反，如图所示。合力就是设计和校核工作台进给系统时要考虑的工作载荷可以沿着铣床工作台运动方向分解为三个力工作台纵向进给方向载荷，工作台横向进给方向载荷，工作台垂直进给方向载荷。进给工作台的工作载荷和与切向铣削力之间有定的经验比值见表。因此，计算出后，即可计算出进给工作台的工作载荷和。表.工作台工作载荷与切向铁削力的经验比值在表中，表示铣削宽度，它是铣削用量要素之，是垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸从图可知，圆柱铣削时，为待加工表面与已加工表面之间的垂直距离端铣时，恰为工件宽度，不是待加工表面与已加工表面之间离。图.顺铣与逆铣图.表示圆柱铣的顺铣和逆铣的不同方式。顺铣时，纵向进给方向载荷与进给方向致，垂直进给方向载荷向下,逆铣时方向相反。图.表示对称端铣和不对称端铣。对称端铣分有顺铣和逆铣之分。在表中，。表示圆柱铣刀直径或端铣刀直径,表示每齿进给量齿，即铣刀每转个齿间角时工件与铣刀的相对移动量。每齿进给量每转进给量和工作台的进给速度三者之间的关系为式中铣刀齿数铣刀转速首先初步估算工作台的重量首先要初步估算工作台的重量及铣削工件的最大切削力才能进行设计。轴方向移动的工作台尺寸长宽高为,重量约为.，最大行程轴方向移动的工作台尺寸长宽高为,重量约为.，最大行程设夹具及工件的质量约为，重量约为则工作台总质量约为.,总重量约为.包括夹具及工件。铣削用量选择铣削用量选择原则首先应尽可能取较大的切削深度及切削宽度然后尽可能取较大的每齿进给量，最后才尽可能取较大的铣削速度。粗铣时余量大，加工要求低，主要考虑铣刀的耐用度及铣削力的影响而精铣时余量小，加工要求高，主要考虑加工质量的提高。.铣削深度的选择当工件表面要求的光洁度为时，通常铣削无硬皮的钢料时，铣削铸钢或铸铁时。当工件表面要求的光洁度为时,可分粗铣半精铣两步铣削。粗铣后留余量。当工件表面要求的光洁度为时,可分粗铣半精铣精铣三步铣削。半精铣，精铣左右。.每齿进给量的选择当铣削深度选定后，尽可能取较大的每齿进给量。粗铣时限制每齿进给量的是铣削力及铣刀容屑空间的大小，当工艺系统刚性俞好及铣刀齿数愈少时，可取得愈大半精铣及精铣时限制每齿进给量的是工件表面光洁度。光洁度要求愈高，应俞小。铣削力的计算铣床通常用于铣削平面和沟槽。铣刀又分为圆柱铣刀立铣刀盘形铣刀端铣刀半圆弧铣刀形槽铣刀。其中用立铣刀铣削沟槽时的铣削力最大，故按用立铣刀铣削沟槽时计算铣削力。铣削力与铣刀材料铣刀类型工件材料的硬度铣削宽度铣削深度每齿进给量铣刀直径铣刀齿数有关。可按金属切削原理及应用中的公式进行计算铣削沟槽时采用粗齿高速钢立铣刀，按工件材料为的碳钢来设计。查金属切削手册，选择铣削用量为铣刀直径，铣刀齿数，铣削宽度，每齿进给量，铣削深度，铣刀的切削速度。采用端面铣刀在主轴上的计算转速下进行强力切削，主轴具有最大扭矩，并能传递主电动机的全部功率。由得故.向滚珠丝杠副计算与选择动载荷计算丝杆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向分力。根据上节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街转速。要求丝杠的最大转速。临街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卫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，即该丝杠的满足上式，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。机床分辨率均为.，选择系统脉冲当量为.。.向直流电机选择计算.计算工作台丝杠折算到电机轴上的惯量根据机电体化基础所提供的计算公式式中折算到电机轴的惯量小大齿轮的惯量丝杠惯量横向工作台及夹具重量,丝杠螺距，丝杠转动惯量的计算由于有些传动件如齿轮丝杠等的转动惯量不易精确计算，可将其等效成圆柱体来近似计算。圆柱体的转动惯量可依据公式式中材料密度,对钢取圆柱体直径.对于齿轮丝杠等就是其等效直径圆柱体长度,对于齿轮丝杠等就是其等效齿宽或长度则则可算得惯量匹配验算初选的直流电机安川的转子的转动惯量.转动系统与直流电机的惯量匹配条件而所以惯量是匹配的。.负载转矩计算及最大静转矩选择计算快速空载起动时所需力矩依据公式式中快速空载起动力矩空载起动时折算到电机轴上最大加速力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杠预紧时折算到电机轴上的附加摩擦力矩又式中惯量和，电机最大角加速度又其中电机最大转速运动部件从停止起动加速到最大快进速度所需时间取又则则故又因为式中导轨的摩擦力传动链总效率，般可取，现取又式中垂直方向的切削力，导轨摩擦系数，贴塑导轨横向工作台及夹具重量，则故又式中滚珠丝杠预加载荷，取滚珠丝杠预紧时的传动效率，故快速进给时所需力矩依据公式而故有.最大切削负载时所需力矩根据公式式中折算到电机轴上的切削负载力矩又有公式式中进给方向最大切削力，则故.最大静转矩选择依据文献实用机床设计手册上，有对于在最大切削力下工作时所需要电机最大静转矩为对于空载起动时所需要的电机最大静转矩为由和可知，以计算得恒大于所以就以作为选取直流电机最大静转矩的依据。而初选的直流电机为安川，它的最大静转矩为所以初选的直流电机型号符合要求。.直流电机动载荷矩频特性和运行矩频特性由数控技术得动矩频特性运行矩频特性其中最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的，现取中间值，即。所以由直流电机安川的矩频特性和运行矩频特性参数可以看出所选直流电机在起动时力矩是满足要求的。所以最终就确定直流电机的型号为安川直流伺服电机。.导轨的设计与选型导轨概述导轨主要用来支撑和引导运动部件沿定的轨道运动。在导轨副中，运动的方称为动导轨，不动的方称为支承导轨。动导轨相对于支承导轨运动，通常作直线运动和回转运动。.对导轨的要求导向精度高导向精度主要是指导轨沿支承导轨运动的直线度和圆度。影响导向精度的主要因素有导轨的几何精度导轨的接触精度导轨的结构形式动导轨及支承导轨的刚度和热变形，还有装配质量。导轨的几何精度综合反映在静止或低速下导轨的导向精度。直线运动导轨的检验内容主要是导轨在垂直平面内的直线度，导轨在水平平面内的直线度，在水平面内两条导轨的平行度。例如导轨全长为的龙门刨床，其直线度误差为.，在导轨全长范围内为.。圆周运动导轨几何精度的检验内容与主轴回转精度的检验方法相类似，用导轨回转时端面跳动和径向跳动表示。例如最大切削直为的立车，其允差规定为耐磨性好及寿命长导轨的耐磨性决定了导轨的精度保持性。动导轨沿支承导轨长期运行会引起导轨的不均匀磨损，破坏导轨的导向精度，从而影响机床的加工精度。例如卧式车床的铸铁导轨，若结构欠佳润滑不良或维修不及时，贝。靠近床头箱段的前导轨，每年磨损量达，这样就降低了刀架移动的直线度及对主轴的平行度，加工精度也就下降了。与此同时，也增加了溜板箱中开合螺母与丝杠的同轴度误差，加剧了螺母与丝杠的磨损。足够的刚度导轨要有足够的刚度，保证在载荷作用下不产生过大的变形，从而保证各部件间的相对位置和导向精度。低速运动的平稳性在低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行。进给运动的爬行将提高被加工表面的表面粗糙度值，故要求导轨低速运动平稳，不产生爬行，这对于高精度的机床尤其重要。工艺性好设计导轨时，要注意到制造调整和维护的方便，力求结构简单工艺性和经济性好。.对导轨的技术要求导轨的精度要求滑动导轨，不管是平型还是平平型,导轨面的平面度通常取