（图纸+论文）X6132铣床数控改造设计（全套完整）

丝杠传动时，计算公式式中折算到马达轴上的总惯量系统时间常数系统时间常数表示线路在导通瞬间允许电流值上升的速率。

时间常数越小，线路导通后电流上升越快，达到近似稳定值的时间越短反之则越长电机转速当时计算，时计算切削时的转速。

摩擦力矩式中ο导轨摩擦力丝杠螺距Ί齿轮降速比传动链总效率般取，现取.求得οƒ.。

附加摩擦力矩ο式中ο滚珠丝杆预加载荷．为使预紧后的双螺母机构在正向传动链受力运行时其反向传动链仍保证无间隙出现，要求预紧力的数值应大于最大轴向载前的倍。

ο轴.取ο丝杆螺距η传动链总效率ί齿轮降速比η滚珠丝杆未预紧时的效率，般取η.求得ο.。

切削力矩式中进给方向的最大切削力丝机螺距η传动链总效率η取.ί齿轮降速比。

所以初选步进电机五相十拍分配方式检验计算式中电机转动惯量系统转动惯量系统时间常数加速时间故由于采用步进电机驱动式中步进电机步距角，取.电机脉冲频率，取电机与丝杠间的降速比，取。

由机械设计手册表查得选取步进电机五相十拍分配方式丝杠寿命系数式中丝杠预期寿命取求得丝杠工作动载荷式中丝杠硬度系数，取.载荷性质系数，取.求得.根据原则，考虑丝杠导程初选滚珠丝杠型号，使选取的滚珠丝杠的额定负载大于计算最大工作负载。

如下表所示取滚珠丝杠直径，选用滚珠丝杠螺母副的型号为型切削力的计算结合本次改造式中铣削力系数取铣削深度即被加工表面的宽度，同时加工个工件，每个工件厚度为，故深度为每齿进给量取.铣削宽度即被切削金属层的深度，取铣刀公称直径，取刀齿数，取铣削力修正系数且工件材料系数取.前角系数取.。

故故可求出垂向切削分力按经验公式.求得纵向切削分力按经验公式.求得横向切削分力按经验公式.求得丝杠工作时轴向压力轴的计算铣削条件下在插补平面内合力铣削周平均铣削力取，铣削时丝杠轴向压力轴轴式中考虑到颠覆力矩的影响系数，般取.导轨当量摩擦系数。

取.移动部件的质量估计为重力加速度取.求得轴。

滚珠丝杠副工作负荷的计算及电动机的选择．丝杠的转速及电动机的选择数控改造多半采用开环步进式伺服驱动系统，本次改造也采用步进电机驱动丝杠。

开环步进伺服进给系统的设计计算步骤．脉冲当量取初选步进电机的步距角为计算降速比。

由于步进电机工作的特点是个脉冲走步，每步均有个加速过程，因而对负载惯量很敏感。

为满足负载惯量尽可能小的要求，同时也为满足要求的脉冲当量，常采用齿轮降速传动。

传动比式中步距角丝杠螺距，初取脉冲当量。

确定齿轮传动比及模数和有关尺寸因为步进电机中距角.，滚珠丝杆螺距离，要实现脉冲当量.，在传动系统中应加级齿轮降速传动，降速传动比.选，因传递的扭矩较小，取模数，齿轮有关尺寸如下表表齿轮的相关参数关系式根据结构草图计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的转动惯量，并计算电机力矩，再按步距角，电机力矩，允许的负载惯量等项要求来选取合适的步进电机。

惯量计算式中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，铣床，数控，改造，设计，毕业设计，全套，图纸，下载铣床数控改造摘要本文提供了种铣床的数控化改造方案，改造的主要模块有机械部分和数字控制电路部分。

机械部分主要是对丝杠驱动元件的改造。

改造后的系统是以步进电机为驱动执行元件的开环控制系统，控制系统使系统能够控制进给轴的转速，并实现其正反转控制工作台，实现其纵横向进给运动，以型单片机为控制处理芯片，通过键盘输入加工程序控制铣床数控化改造后是升降台式的。

使得改造后的机床能加工除了铣削键槽平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂如加工圆弧面斜面及凸轮等的零件。

改造后的数控机床具有高精高效及加工产品范围广等特点。

随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围动态性能加工精度和可靠性有了极大的提高轴的设计切削力的计算丝杠工作时轴向压力轴的计算滚珠丝杠副工作负荷的计算及电动机的选择滚珠丝杠副轴向刚度的计算滚珠丝杠副临界转速的验算.关于滚珠丝杠副性能的分析.横向轴的设计.轴承的选择轴承的寿命计算轴承布局轴承装置的设计轴承的配置轴承的配合轴承的润滑.本章小结结论致谢参考文献附录第章绪论.课题研究的背景必要性随着科学技术的发展，机械产品日趋精密复杂而且产品的生产周期短改型频繁。

这不仅对机床设备提出精度与效率的要求提出了通用性与灵活的要求。

特别是航空造船武器模具生产等精密加工的零件具有精度高形状复杂经常变动的特点。

因此机械产品部件的生产设备机床也相应的提出了高性能高精度化的要求。

利用计算机控制数控机床进行加工使得零件的加工变得十分的方便快速，很大程度上节约了人力和物力的使用，使得工业自动化程度更高。

但是许多企业由于资金等方面的约束不能及时引进先进数控机床，这样制约了生产率的提高，不利于自动化程度的提高。

因此各种机床的数控改造开发成为众多专业技术人员研究的。

并且目前在机械行业中，随着市场经济的发展，产品更新周期越来越短，中小批量的生产所占有的比例越来越大，对机械产品的精度和质量要求也在不断地提高与推进。

所以普通机床越来越难以满足加工的要求，同时由于技术水平的提高，数控机床的价格在不断下降，因此，数控机床在机械行业中的使用将越来越普遍，而对原有普通机床数控化改造也应是越来越广泛，依照设计任务本设计对立式铣床进行了数控化改造。

.数控机床的产生及发展简史随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件的生产设备机床也相应地提出了高性能高精度与高自动化的要求。

在机械产品中，单位与小批量产品占到，这类产品般都采用通用机床加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动化程度不高，基本上需要人工操作，难以提高生产效率和保证生产质量。

特别是些有曲线曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板手工操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。

数字控制机床就是为了解决单位小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化，并保证质量要求而产生的。

数控机床的发展简史在美国诞生了第台数控机床后，可划分为两个阶段第阶段数控阶段年。

早期采用数字逻辑电路组合成台机床，专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控，简称为数控。

第二阶段计算机数控阶段年现在。

到年，通用小型计算机作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控阶段。

.数控机床组成数控铣床是在般铣床的基础上发展起来的，两者的加工工艺相同，结构也有些相似，但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床，所以其结构也与普通铣床有较大区别。

数控铣床般由数控系统主传动系统进给伺服系统冷却润滑系统等几大部分组成．主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接影响。

．进给伺服系统由进给电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，包括直线进给运动和旋转运动。

．控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。

．辅助装置如液压气动冷却和润滑系统和排屑防护等装置。

．机床基础件通常是指底座立柱横梁等，它是整个机床的基础和框架。

数控铣床加工过程示意图如下图数控铣床加工过程示意图.机床数控化改造的必要性和迫切性数控机床是种典型的机电体化产品，它集精密柔性和集成与身，它可以较好的解决形状复杂精密小批多变的零件加工问题，能够稳定加工质量和提高生产效率，是种高度自动化机床。

其造价较低