交流驱动数控铣床y轴进给系统设计大学论文.doc

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1、交流驱动数控铣床Y轴进给系统设计系部：机电工程系专业：机械电子工程班级：1308班姓名：卜凡学号：2013090836目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1数控技术与数控机床11.2数控铣床与其进给系统21.3总体设计方案的拟定2第二章机床横向进给系统机械部分计算与设计52.1脉冲当量的选择与切削力的计算52.2伺服电机的选择62.3导轨设计72.5造型过程8第三章零件的数控加工及程序编制93.1数控工艺分析和加工路线的确定93.2数控机床的选型93.3定位基准、装夹方案和对刀点93.4选择刀具103.5控制系统总体方案的拟定10结论17参考文献18数控铣床（500mm

2、）Y轴进给系统设计摘要近年来，我国经济飞速发展，既促进和带动了制造业的发展，也使其遇到了严峻的挑战，迫切地需要改造传统的加工制造模式。这其中很重要的一条就是使用更高速、更精确、更可靠的数控机床来代替普通的人工机床。本文就是在这样的背景下，借助先进的CAX软件—UGNX5.0，通过对其他数控机床的分析与观察，根据实际要求，分析、设计数控铣床（500mm）横向进给系统。特别值的一提的是，本文摒弃了传统的二维设计方法，利用UG进行三维参数化造型设计，直接生成工程图纸和加式代码，这对于缩短设计周期，提高设计质量和产品的加工生产效率有着重要的意义。第一章绪论1.1数控技术与数控机床数控技术

3、是现代制造技术的基础。它综合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械等高新技术，因此广泛应用于机械制造业。数控机床替代普通机床，从而使得制造业发生了根本性的变化，并带来了巨大的经济效益。目前，数控技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为国际间科技竞争的重点。数控技术的应用将机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论、检测技术以及光电磁等多种学科技术融为一体，使制造业成为知识、技术密集的大学科范畴内的现代制造业，成为国民经济的基础工业。1.2数控铣床与其进给系统数控铣床可以人为立式、卧式和立卧两用式数控铣床，各类铣床配置的数控系统不同，其功能也不尽相同，主要

4、有点位控制功能、连续轮廓控制功能、刀具半径自动补偿功能、刀具长度自动补偿功能、镜像加工功能、固定循环功能和特殊功能。具备自适应功能的数控铣床可以在加工过程中把感受到的切削状况（如切削力、温度等）的变化，通过适应性控制系统及时控制机床改变切削用量，使铣床及刀具始终保持最佳状态，从而可获得较高的切削效率和加工质量，延长刀具使用寿命。数控铣床在配置了数据采集系统后，就具备了数据采集功能。目前已出现既对实物扫描采集数据，又能对采集到的数据进行自动处理生成数控加工程序的系统，这些为进行设计制造一体化工作提供了手段。数控机床的进给系统是数控装置与机床本体的传动环节，其作用是接收数控装置发出的

5、进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件实现工作进给和快速运动。它能根据指令信号精确的控制执行部件的运动速度与位置，以及几个执行部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。1.3总体设计方案的拟定一、系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统和连续控制系统。本次设计的机床要求具有定位、直线插补、顺、逆圆弧插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。二、控制方式的选择伺服系统可分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。本次设计的机床精度要求高，但考虑到经

6、济及调试等问题，选用半闭环型的控制系统。三、机械传动方式目前数控铣床的纵向和横向多采用伺服电机，进给系统的机械传动链采用滚珠丝杠、静压丝杠和无间隙齿轮副等，以尽量减小反向间隙。我们这里拟采用的是滚珠丝杠副传动，以减少摩擦系数，提高进给机构的整体刚度。滚珠丝杠与电机间用联轴器直接连接，以消除间隙。第二章机床横向进给系统机械部分计算与设计2.1主要参数如下：工作台面积(长×宽)　　　900×320mm工作台左右行程(X向)630mm　　工作台前后行程(Y向)500mm　　主轴上、下行程(Z向)500mm工作台最大承重600kg主轴端面至工作台面距离125-625mm刀具最大尺寸φ10

7、0×250mm　刀具最大重量　　6kg主轴最高转速　8000rpm进给速度5-5000mm/min快速移动速度15000mm/min主电机功率7.5kw主轴最大输出扭矩94N.m定位精度《JB/T8772.4-1998》X:0.01mm，Y、Z：0.01mm全程进给电机扭矩8N.m起动加速时间（ms）：302.2伺服电机的选择伺服电机的选用，应考虑三个要求：最大切削负债转矩，不得超过电机的额定转矩，电机的转子惯量应与负载惯量相匹配（匹配条件可根据伺服电机样本提供的匹配条件，也可以