用交流感应电机。交流感应电机结构简单，与同容量的直流伺服电机相比质量轻价格便宜它的缺点是不能经济地实现范围较大的平滑调速。所以，在数控铣床的进给系统中般不用这种电机。对于交流同步电机的转速与所用电源的频频之间存在种严格的关系，即在电源电压和频率固定不变时，它的转速是稳定不变的。由变频电源供电给同步电机时，便可方便地获得与频率成正比的可变速度。并可得到非常硬的机械特性及较宽的调速范围。其结构虽然比感应电机复杂，但比直流电机简单。同步电机又分为电磁式和非电磁式两大类。在后类中又有磁滞式永磁式和反应式多种。在数控铣床的进给驱动系中，多数采用永磁式交流同步电机。经过以分析并考虑对系统调速的加速时间的要求本题选用直流伺服电动以满足设计任务书的要求。.传动机构择选本课题选用的是滚珠丝杠螺母副。因为滚珠丝杠螺母副是种低摩擦高精度高效率的机构，在数控机床上得到广泛应。它的传动特点是在具有螺旋槽的丝杠螺母之间装有滚珠作为中间传动元件。当丝杠和螺母相对运动时，滚珠沿丝杠螺旋槽滚道滚动，因此丝杠和螺母之间基本上为滚动摩擦。并且滚珠丝杠螺母副的动静摩擦系数相差极小，配以滚动导轨，起动力矩很小，运动灵敏，低速时不会出现爬行。滚珠丝杠螺母机构是回转运动与直线运动相互转动的传动装。它具有以下优点摩擦损失小传动效率高传动效率可达，是普通丝杠传动的倍，而驱动转矩仅为滑动丝杠螺母机因此，对传动元件和制造精度要求高，运动副之间摩擦力要小，要实行无间隙传动。这种系统的最高速度受步进电动机的频响特性限制，容易失步，低速时易发生共振和噪声，影响表面加工质量。该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。异步电动机或直流电动机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统该系统与开环系统的区别是由光栅感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向动运动，直到位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严格，设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。但是闭环系统设计和调整都有较大技术难度，设计调整不当，易出现不稳定现象。改造时可根据产品技术要求，决定是否有必要采用这种系统。交直流伺服电动机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。赛马场只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺机服电动机做成个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。.驱动元件选择步进电动机，直流伺服电动机，交流伺服电动机是目前常用的驱动元件。步进电机是种将电的脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的机电执行元件，它能快速的启动，制动和反转在定频率范围内各种运动方式都能任意的改变且不会失步，具有自整步的能力没有周累计误差，所以定位精度很高价格便宜。但由于步进电机的动态特性远不如交，直流伺服电机，尤其是运行的可靠性得不到保证。采用步进电机驱动的缺点是效率低，驱动惯量负载能力差，作高速运动时容易失步，目前已使用的较少。直流伺服电动机具有良好的启动制动和调速特性，可以方便地在宽范内实现平滑无级调速，因此在对伺服电动机的调速性能和启动性能要求较高的设备中，大都采用直流伺服电动机驱动。但由于直流伺服电动机存在着些固有的缺点，如它的电刷和换向器易磨损，需要经常维护等换向器换向时会产生火花，使电动机的最高转速受到限制，也使应用环境受到限制此外，它结构复杂，制造困难，所用钢铁材料消耗大统设计的基本要求数控铣床进给系统必须保证由数控装置发出的控制指令转换成速度符合要求的相应位移或直线位移，带动运动部件运动。根据工件加工的需要，在机床上各运动坐标的数字控制可以是相互独立的，也可以是联动的。总之，数控机对进给系统的要求集中在精度稳定性和快速响应三个方面。为满足这些要求，首先需要高性能的伺服驱动电机，同时也需要高质量的机械结构与之匹配。为提高进给系统机械结构性能主要采取以下措施提高系统机械结构的传动刚度主要是从传动元件的刚度消除传动元件之间的间隙尽可能缩短进给传动链的长度采用预紧措施这几方面为出发点考虑。采用低而稳定的摩擦传动副因为数控铣床进给系统多采用刚度高摩擦因数小而稳定的滚动摩擦副，如滚珠丝杠螺母副直线滚动导轨等。惯量匹配最佳惯量匹配目的是为保证伺服驱动电机的工作性能和满足传动系统对控制指令的快速响应的要求。由于在通常情况下传动系统机械结构的惯量总是大于要求的数值，故而在设计时为得到最佳的惯量匹配，总是希望传动系统中元件的质量和惯量要小些，降速比则要大些。提高传动件精度高质量的机械传动配合与高性能的伺服电动机使现代数控机床进给系统性能有了大幅度提高。.伺服系统对伺服电机的要求从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如.或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。般直流伺服电机要求在数分钟内过载倍而不损坏。为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受以上的角加速度的能力，才能保证电机可在.以内从静止启动到额定转速。电机应能随频繁启动制动和反转。随着微电子技术计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式混合方式走向全数字方式。由位置速度和电流构成的三环反馈全部数字化软件处理数字，使用灵活，柔性好。数字,经济型,数控,铣床,纵向,进给,机构,系统,设计,改造,优秀,优良图纸摘要本文主要研究了经济型中档精度数控铣床的纵向进给机构的设计及其改造。本文对数控铣床纵向进给系统的设计与改造方案进行了重点论述，对该机构的主要组成部件滚珠丝杠副交流伺服电机联轴器等进行了设计计算与选型。其中对滚珠丝杠副交流伺服电机的设计计算及选型作了详细论述。进行这设计主要是为了进步地提高数控铣床纵向进给机构的定位精度，重复定位精度以及改造手动进给装置，以使其能够可靠地运行，且能满足各项性能指标的要求,达到预期的结果,即满足设计任务书的要求。最后,本文还对各个零部件进行了设计,并绘制该数控铣床纵向进给机构和工作台与滑台的装配图。此结构简单可靠,可应用于相似的各类数控铣床上。关键词数控车床纵向进给设计改铣床的分类.数控铣床的用途和工艺特点.我国数控产业的现状.数控产业发展面临的问题.发展趋势.经济型数控铣床的改造第二章数控铣床进给传动装置设计要求.伺服系统机械传动结构设计特点.纵向伺服进给系统设计的基本要求.伺服系统对伺服电机的要求第三章总体设计方案论证.数控系统的选择.驱动元件选择.传动机构择选.联轴器选择.导轨副选择.总体设计方案的确第四章纵向进给机构的设计与计算.已知参数条件.滚珠丝杆副主要参数的确定.设计步骤.设计计算.滚珠丝杠选择滚珠丝杠精度滚珠丝杠选择.滚珠丝杠支承选择.滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧.选择伺服电机最大的切削负载转矩计算负载惯量计算空载加速转矩计算.伺服系统增益.精度验算伺服刚度滚珠丝杠的拉压刚度丝杠轴承的轴向刚度滚珠丝杠螺母的接触刚度挠性联轴节扭转刚度综合刚度弹性变形定位误差验算小结参考文献绪论.数控铣床简介科学技术的发展以及世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求超高速切削超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统伺服性能主轴驱动机床结构等提出了更高的性能指标的迅速发展和的不断成熟，又将对数控机的可靠性通信功能人工智能和自适应控制等技术提出更高的要求。随着微电子和计算机技术的发展，数控系统的性能日益完盖，数控技术的应用颔域日益扩大。数控铣床是在数控加工中心领域中最具代表性的种典型机床，在数控机床中所占的比率最大，数控加工中心柔性制造单元等都是数控铣床基础上派生或发展起来的。它具有功能性强加工范围广工艺较复杂等点，主要用于各种复习的平面轮廓曲面等零件的铣削加工，同时还可以进行钻扩镗攻螺纹等加工，在航空航天汽车制造机械加工和模具制造业中应用非常广泛。.数控铣床的组成数控铣床般由数控系统机床基础部件主轴箱进给伺服系统及辅助装置等几大部分组成。数控系统数控系统是机床运动控制的中心，通常数控铣床都配有高性能高精度集成软件的微机数控系统，具有直线插补圆弧插补刀具补偿固定循环用户宏程序等功能，能完成绝大多数的基本铣削以及镗削钻削攻螺纹等循环加工。机床基础部件通常是指底坐立柱工作台横梁等，是整个机床的基础和框架。主轴箱包括主轴箱和主轴传动系统，用于装刀具并带动刀具旋转主传动大多采用专用的无级调速电动机驱动。进给伺服系统由进给电动机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，其主轴垂直方向进给运动及工作台的横向和纵向进给运动均由各自的交流伺服电机来驱动。辅助装置包括液压气动润滑冷却系统和排屑防护等装置。.数控铣床的分类数控铣床品种繁多，规格不，可按通用铣床的分类方法分为以下类数控立式铣床数控立式铣床主轴轴线垂直于水平面，这种铣床占数控铣床的大多数，应用范围也最广。目前三坐标数控立式铣床占数控铣床的大多数，般可进行三轴联动加工。卧式数控铣床卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转台或万能数控转台的方式来实现四轴和五轴联动加工。这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在次装夹中通过转台改变零件的加工位置也就是通常所说的工位，进行多个位置或工作面的加工。立卧两用转换铣床这类铣床的主轴可以进行转换，可在同台数控铣床上进行立式加工和卧式加工，同时具备立卧式铣床的功能。.数控铣床的用途和工艺特点铣床是用铣刀进行切削加的机床,铣床的加工情况如图所示。在铣床上，用不同铣刀可以对平面斜面沟槽台阶形槽燕尾槽等表面进行加工，另外配上分度头或回转台还可以加工齿轮螺旋面花键轴凸轮等各种成型表面。故铣床的万能性强，应用范围很广。铣床的主参数是工作台面宽度及长度。图铣床上的典型工作铣床的工艺特点如下铣床的主轴带动铣刀作旋转主运动铣刀是多齿多刃连续进行切削多数铣床由工作台带动工件作直线进给运动铣刀在切削时，每个刀齿的切削过程是断续的，同时参加切削的齿数是变化的，每个刀齿的切削厚度也是变化的，因此容易引起机床振动铣削时，铣刀同时参加切削的齿数较多，便于采用较大的铣削速度和进给给量，因而生产效率高。.我国数控产业的现状当前，我国的数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期。也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。我国数控系统在技术上已趋于成熟，在重大关键技术上包括核心技术，已达到国外先进水平。目前，已新开发出数控系统种。自“七五”以来，国家直把数控系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的数控系统，掌握了国外直对我国封锁的些关键技术。.数控产业发展面临的问题当前,我国数控机床产业面临的挑战是国内市场占有率偏低。据有关资料表明,年国产数控机床的市场占有率仅为.。造成这种严峻的形势,除客观原因外,主要是产品的质量可靠性不过硬。“十五”期间,我国机械制造工业正朝着精密化柔性化集成化自动化智能化方面迅速发展,国内数控机床需求强劲,我国数控机床产业适逢极好的发展机遇。然而,我国加入后,国外生产的数控机床将会更多的进入我国市场,市场竞争更为激烈。提高国产数控机床市场占有率,关键在于提高质量和可靠性。几年来,经过对国内外数控机床的机械结构剖析和使用性能的调研,探索和总结了数控机床机械结构设计和制造的新技术。现时主要存在