（图纸） 安装座A3.dwg

（图纸） 弹簧拉板A3.dwg

（图纸） 电主轴A3.dwg

（其他） 定梁式数控雕铣机结构设计开题报告.doc

（其他） 定梁式数控雕铣机结构设计论文.doc

（图纸） 滑座A1.dwg

（图纸） 机头部装图A0.dwg

（其他） 计划周记进度检查表.xls

（其他） 任务书.doc

（图纸） 丝杠A3.dwg

（图纸） 拖板A1.dwg

（图纸） 直线导轨副A4.dwg

（图纸） 总装配图A0.dwg

1、述三项合计，.快速移动时所需转矩.最大切削负载时所需转矩.从上面计算可以看出，和三种工况下，以快速空载起动所需转矩最大，即以此项作为校核步进电动机的依据。当步进电动机为五相十拍时，.则最大静转矩为.型步进电动机最大转矩为，大于所需最大静转矩，可以满足此项要求。.本章小结本章主要是向进给运动的设计，通过步进电机旋转运动通过联轴器传递给滚珠丝杠来实现其直线往复的运动实现方向准确的进给运动。设计包括了伺服电机和滚珠丝杠的选型校核。结论.课题研究的主要结论本文以数控雕铣机机械结构的设计为研究目标，从提高雕铣机的运动精度和稳定性入手，对电主轴进行设计，方向的进给运动以及方向的垂直运动实现的设计，滚珠丝杠电机的选择，轴承等的校核几个方面进行研究。通过上面各章的论述可以得出如下主要结论采用龙门定梁式结构实现雕铣机在铣削时保证良好的刚度和稳定性并完成了雕铣机机械结构的总装配图。主轴采用电主轴的形式满足雕铣机进行雕刻的高转速加工的需要完成了电主轴轴承支承的选择润滑安装，冷却及其选用，并完成了零件图的设计。向进给主要通过伺服电机的旋转运动通过联轴器传递给滚珠丝杠来实现其直线往复的运动，采用拉伸弹簧和伺服电机的制动来作为滚珠丝杠副的制动装置，实现向的垂直进给运动带动滑块和拖板，完成伺服电机和滚珠丝杠的选型校核，绘制了丝杠，滑块和拖板的零件图。通过步进电机旋转运动通过联轴器传递给滚珠丝杠来实现其直线往复的运动实现方向准确的进给运动完成伺服电机和滚珠丝杠的选型校核。通过对数控雕铣。

2、图.所示。图.直线导轨的安装结构对向工作台，导轨和均采用台肩定位，基准侧导轨用内六角圆柱头螺钉顶紧定位，使基准导轨的基准侧面紧贴滑座的的侧基面台肩非基准侧的导轨在用螺钉顶紧定位时，侧面只需轻靠在定位台肩上，不能顶紧，以避免因过定位影响运行的灵活性和精度。基准侧滑块座和非基准侧滑块座的安装均采用螺钉顶紧定位，使滑块座的基准侧面紧靠在拖板的基准面上。这种双导轨定位方式，能有效抵抗高速加工时的振动和冲击，且安装调整简单方便。.本章小结本章主要是向进给运动的设计，采用了伺服电机通过联轴器带动滚珠丝杠将旋转运动变成滑块沿着轴做往复的上下运动的方案。设计主要包括了伺服电机的选型和校核，滚珠丝杠的设计和校核，滚珠丝杠的制动装置的设计，联轴器的选用。向进给运动计算.滚珠丝杠的选型与校核计算丝杠最大动载荷滚珠丝杠的直径，滚珠的列数和圈数，应按当量动载荷选择。丝杠的最大载荷，为切削时的最大进给摩擦力。最大进给力设定。作为粗略的估计，最大切削力取为.最大背向力.所以丝杠的最大载荷为.丝杠的最小载荷为摩擦力.平均载荷为最大进给时，丝杠的转速定为最小进给时，定为，故平均转速丝杠的平均工作寿命取为。，.。.得当量动载荷.滚珠丝杠螺母副的选型查滚珠丝杠样本，选择型外循环单螺母滚珠丝杠副。额定动载荷。，符合要求。丝杠，.，导程，钢球直径.，每个螺母滚珠有列。预加载荷，即，远大于最大载荷的。丝杠副精度为级。传动效率计算刚度计算画出此向进给丝杠支承方式草图如图.所示图.向进给丝杠支承方式草。

3、比所以条件满足有效转矩.所以条件满足瞬时最大转矩.所以条件满足最大转数所以条件满足经校验，所选电机符合要求。表伺服电机主要计算计算项计算值负载惯量.•负载转矩.•有效转矩.•瞬时最大转矩.•最大转速.滚珠丝杠的支承结构及制动装置目前，各类轴承中用得最多的是推力角接触球轴承。数控机床选用这种角接触球轴承，通常需要把个以上的轴承组合起来，且施加预紧力来使用。其组合形式有背靠背组配方式面对面组配方式串联组配方式。在数控机床上选用此种轴承时，为了易于吸收滚珠螺母与轴承之间的不同轴度，般采用组配方式滚珠丝杠副支承方式通常有以下几种丝杠两端均固定。这种支承方式，可以对丝杠施加适当的预拉力，提高丝杠支承刚度，可以部分补偿丝杠的热变形。丝杠端固定，另端支承。可以避免或减少丝杠因自重而出现的弯曲。同时丝杠热变形可以自由地向端伸长。丝杠端固定，另端自由。这种支承方式用于行程小的短丝杠。数控雕铣机的向滚珠丝杠副的支承结构采用丝杠端固定，另端支承。因为机床在加工工件时会产生热量，引起丝杠发热产生热变形。如果丝杠两端都进行固定预紧，虽然提高了丝杠的轴向刚度，但丝杠就没有了热变形的伸缩余量，会导致丝杠的扭曲变形，失去原本的直线度，影响机床的精度。由于滚珠丝杠副的逆传动效率很高，逆向传动不能自锁，因此当它处于垂直安置时必须另外设有制动装置，以防止伺服电机在停止转动时，运动部件由于自重而产生的逆传动，也可以防止因偶然因素造成的事故。雕铣机采用拉伸弹簧和伺服电机的制动来作为滚珠丝杠副的制。

4、图最大牵引力为，支承间距，丝杠螺母及左端实际是右端两个轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的。丝杠的拉伸或压缩变形量根据.得，可算出.由于两端均采用角接触球轴承，且丝杠又进行了预拉伸，故其拉压刚度可以提高倍，其实际变形量为滚珠与螺纹滚道间接触变形系列列.圈滚珠，螺旋滚道接触变形.，因进行了预紧，所以.滚珠丝杠轴承的轴向接触变形采用角接触球轴承滚动体直径.，滚动体数量，.因施加预紧力，故.根据以上计算，得.可见总变形量小于定位精度。稳定性校核产生失稳的临界负载可用下式计算此时稳定性安全系数.可见该丝杠稳定性满足要求。.电动机的计算与选型初选步进电动机计算步进电动机负载转矩.估计步进电动机起动转矩.计算最大静转矩如取五相十拍，则.计算步进电动机运行频率和最高起动频率初选步进电动机型号根据估算出的最大静转矩查得最大静转矩为，可以满足要求。校核步进电动机转矩前面所述为初选步进电动机的转矩计算，均为估算。初选之后，应该进行校核计算。等效转矩惯量计算传动系统折算到电动机轴上的总的转动惯量可由下式计算.参考同类型机床，初选步进电动机，其转子转动惯量.，.代入上式，得考虑步进电动机与传动系统惯量匹配问题。基本满足惯量匹配的要求。电动机转矩计算机床在不同的工况下，其所需转矩不同，下面分别按各阶段计算。快速空载起动转矩在快速空载起动阶段，加速转矩占的比例较大，具体计算公式如下，.将前面数据代入，式中各符号意义同前。.起动加速时间，折算到电动机轴上的摩擦转矩.附加摩擦转矩.上。

5、两大类。挠性联轴器又可按是否有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器。选择种合用的联轴器类型可以考虑所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振的要求,联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小，两轴相对位移的大小和方向，联轴器的可靠性和工作环境联轴器的制造安装维护和成本等几点。在数控雕铣机床中，轴采用非金属弹性元件联轴器，把伺服电机和滚珠丝杠联结起来。带弹性元件扰性联轴器除有补偿性能外，还具有缓冲和减震作用，此外非金属弹性元件联轴器能保证伺服电机与丝杠的同轴度，即使伺服电机与丝杠安装时的同轴度不是很精确，也可通过非金属弹性元件连轴器来调节。同时能够补偿丝杠与电动机的相对位移，非金属弹性元件联轴器制造方便，易获得各种结构形状，更重要的是，它具有较高的阻尼性能，而高的阻尼性能，又可以提高机床的抗震性。弹性联轴器的装卸也非常方便。.向导轨导轨的功用是承受载荷和导向导轨应满足如下要求精度高承载力大刚度好摩擦阻力小运动平稳结构简单导向精度高等，直线运动导轨的截面形状主要有四种矩形三角形燕尾形和圆柱形，矩形导轨具有承载能力大刚度高制造简便，因数控雕铣机床要求有良好的灵活性以满足机床的高速雕刻要求，本机床轴方向上采用艾必希型高精度直线导轨。直线滚动导轨通常两条成对使用，可以水平安装，也可以垂直或倾斜安装。为保证两条导轨平行，通常把条导轨作为基准导轨。其安装形式有单导轨定位和双导轨定位，数控雕铣机床三轴方向上均采用双导轨定位，数控雕铣机床直线导轨的安装结构如。

6、.其中，负载质量。.滚珠丝杠导程。代入式.得换算到电机轴负载惯量.其中，减速比。因无减速器，所以中间机构的惯量。应没有采用减速机构，因此代入得负载转矩的计算对外力的转矩.其中，外作用力。.滚珠丝杠导程。代入式.得换算到电机轴负载转矩.η效率。电机与丝杠采用弹性联轴器连接，其η.旋转数的计算.电机所需转速进给速度。已知滚珠丝杠导程。减速比。因无减速结构，所以代入得电机的初步选定定电机的转子惯量为负载的以上的电机初步选台达，规格低惯量。额定转速额定转矩.•瞬时转矩.•电动机惯量选定电机的额定转矩.比换算到电机轴负载转矩大的电机的额定转矩加减速转矩的计算.瞬时最大转矩有效力矩的计算必要的瞬时最大转矩为.有效转矩.校验负载惯量适用的惯量比所以条件满足有效转矩.所以条件满足瞬时最大转矩.所以条件满足最大转数所以条件满足经校验，所选电机符合要求。表伺服电机主要计算计算项计算值负载惯量.•负载转矩.•有效转矩.•瞬时最大转矩.•最大转速.滚珠丝杠的支承结构及制动装置目前，各类轴承中用得最多的是推力角接触球轴承。数控机床选用这种角接触球轴承，通常需要把个以上的轴承组合起来，且施加预紧力来使用。其组合形式有背靠背组配方式面对面组配方式串联组配方式。在数控机床上选用此种轴承时，为了易于吸收滚珠螺母与轴承之间的不同轴度，般采用组配方式滚珠丝杠副支承方式通常有以下几种丝杠两端均固定。这种支承方式，可以对丝杠施加适当的预拉力，提高丝杠支承刚度，可以部分补偿丝杠的热变形。丝杠端固定。

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