数控铣床X轴进给系统结构设计-开题报告.pdf

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1、南京工程学院工业中心本科毕业设计（论文）开题报告题目：数控铣床X轴进给系统结构设计专业：机械设计制造及其自动化班级：D机加工121学号：231120320学生姓名：李响楠指导教师：刘桂芝2016年3月11日本科毕业设计(论文)开题报告学生姓机械设计制造李响楠学号231120320专业名及其自动化指导教所在院刘桂芝职称教授级高工工业中心师姓名系课题来D课题性A源质课题名数控铣床X轴进给系统结构设计称采用类比法，进行数控铣床X轴进给系统的设计。达到X轴向受力要求，以及X轴进给系统的强度、刚度要求。毕业设计的具体内容：1、了解数控铣床X轴进给系统主要零件2、CAD绘制数控车床X轴驱动装配

2、图以及各个零件的零件图3、数控铣床X轴进给系统驱动电动机的选择型4、设计计算：X轴向惯量匹配的计算、X轴向转矩匹配的计算、X向进给力的计算、X向滚珠丝杠预拉伸量的计算5、滚珠丝杠的计算及选择6、正确设计选择进给系统的各个部件7、各个零件成本计算以及课题成本计算毕业设计内容本课题研究的意义：和意义本课题对数控铣床X轴进给系结构进行了设计，其意义如下：1、设计中的X轴向惯性、扭矩以及进给力的计算，以及各个零件受力分析计算有利于更深层次了解数控铣床，精确的计算分析可以大大提高今给系统的传动精度和传动的平稳性2、进给系统中采用了滚珠丝杆传动，为提高进给系统的灵敏度和定位精度且防止爬行，必须

3、降低数控铣床进给系统的摩擦，并减少静、动摩擦系数差，一般采用滚珠丝杠副。滚珠丝杠副效率可达85%—98%，是普通滑动丝杠副的2-4倍，且摩擦角小于1°，因此不会产生自锁现象。3、、进给伺服系统是数控装置和机床机械传动间的连接环节，是数控机床的重要组成部分，它包含机械、电子、机电等各种部件。伺服驱动电动机是今给系统的动力部件，它提高所需要的动力。在对进给系统设计的同时也对铣床整体有了更多的认真，对机床进给系统有更多掌握。4、优秀的进给系统有利于提高生产质量提高生产效率，能够大大增加零件生产精度，更利于实现高精度高要求零件生产加工。随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂

4、，且需求频繁改型，特别是在宇航.造船.军事等领域所需要的机械零件，精度要求高，形状复杂，批量小。加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机床或专用化程度高的自动化机床已不能适应这些要求。为了解决上述问题，一种新型的机床——数控机床应运而生。[1]这种新型机床具有适应性强加工精度高加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机自动控制伺服驱动精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后数控机床发展的方向。数控铣床发展趋势是[2]：1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机；1953年美空军与麻省理工学院协作，创制APT自动编程系统；1958年美国研制成功自动换刀装置

5、的数控机床，称为“加工中心”；1965年出现了小规模集成电路，数控系统发展到第三代；1970年以后美国英特尔公司开发使用了微处理器；20世纪80年代出现了柔性制造单元FMC。国内数控机床的发展[3]：中国从1958年开始研究数控技术，到20世纪60年代中期处于研制开发阶段。1965年进入晶体管数控装置的研制。60文献综年代末至70年代初研制成功了数控铣床。20世纪80述年代，中国先后从日本美国等国家引进了部分数控装置和伺服单元技术，并于1981年开始批量生产数控系统，包括数控装置和伺服单元。数控铣床X轴进给系统发展趋势[4-7]：铣刀的旋转为主切削运动，Y轴的驱动装置带动工件旋转以

6、及X轴驱动装置通过工作台带动工件沿X向的移动为进给运动，XY轴驱动装置相互配合，可保证铣削沿着加工螺纹的方向进给，螺纹的加工采用分层铣削的方式来逐渐达到螺纹的深度，在每一层采用XY两个轴同时进给，即XY平面直线进给的方式来合成螺纹的铣削进给。对于不同的螺距，可通过计算确定相应的XY同时进给值来保证，对于多头螺纹，则按照分头加工的原则，先加工完一头后编程让Y轴驱动装置带动工件转过相应角度后，再开始加工另一头螺纹，为保证加工的精度，加工前应保证工件轴线与X轴平行，同时铣刀的轴线要与工件轴线垂直相交；有许多因素均会对进给运动精度产生重要影响，如导轨的非线性、摩擦特性等。另外，单从零件精度

7、评判机床精度的角度来看，除了伺服运动轴的动态性能外，机床的机械运动精度的影响因素包括各轴间运动关系等因素是不可忽视的，在排除工艺和环境因素外，找出最能表现机床精度影响加工误差的型面有重大意义；用球杆仪和光栅尺同时测量了两轴联动精密工作台的走圆运动。上述研究中基于平动轴的跟踪误差研究较为深入细致，而针对五轴联动数控机床的转动轴引起的误差则研究较少；闭环控制系统中进行连续切削加工时，轮廓跟随精度与伺服驱动系统的稳态、动态特性关系，推导了跟随误差与轮廓误差之间的数学关系。伺