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1、河南理工大学本科毕业设计摘要从研究数控铣床入手，借鉴国内外先进经验，设计一台用于ZK9350数控轴承保持架加工的专用数控钻铣床，满足了生产和设计的要求。整个数控钻铣床主要包括横纵向进给机构，立柱、横梁、底座、工作台等主要组部件。本次设计任务从整个数控钻铣床着眼，重点设计床身及滑台结构。从专用数控钻铣床的结构原理，设计特点，论述了采用矩形-燕尾形滑动导轨的优点。详细介绍了数控钻铣床的床身结构设计，并进行了分析。论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。详细介绍了数控龙门钻床的结构设计及校核，并进行了分析。另外汇总了有关技术参数。其中着重介绍了滑动导轨的原理及选用原则，中心在于立式钻铣床的布局形式
2、，关键在于床身的截面选择、箱体的壁厚选择及床身的强度，系统地对导轨生产、保养等环节进行了介绍，包括种类选择、参数选择、精度选择、润滑方式选择等。关键词 钻铣床 滚珠丝杠 伺服电机 滑动导轨AbstractBegins from the research CNC milling machine, to profit from the domestic and foreign advanced experiences, design one to use in the dedicated numerical control CNC drilling and milling machine for
3、ZK9350 CNC bearing cage processing, has satisfied the production and the design request. The entire milling machine including parts of the horizontal and verticalfeed mechanism, columns, beams, base, table and other major groups. The design tasks keeps the entire CNC drilling and milling machine in
4、mind, focus on the design of the bed and slide structure.Begins from the dedicated numerical control CNC drilling and milling machines principle of the structure, and discusses the advantages of a rectangle-dovetail shaped sliding rail.CNC drilling and milling machine bed structural design and analy
5、sis. discusses the use of servo motor and ball screw pair of the advantages.CNC gantry drilling machine described in detail the structure of the design and verification, and analyzed Addition, a summary of the technical parameters. In which introduced emphatically the principle of the sliding rail a
6、nd selection principles, the center is the layout form of vertical drilling milling machine, the key is the bed cross-section selection. Introduce rail production, maintenance and other aspects of the presentation, Including species selection, parameter selection, precision selection, lubrication mo
7、de selection and so on.Keywords : drilling and milling machine, bearing guide screw nut Step-by-steps the electrical machineryBall, sliding rail目录摘要IAbstractII1.综述11.1 国外数控机床业的发展状况及趋势11.2 国内数控机床业的发展状况及存在问题41.2.1 国内数控机床业的发展状况41.2.2 国内数控机床业存在问题51.3 数控机床的工作原理及组成71.3.1 数控机床的工作原理71.3.2 数控机床的组成71.4 专用数控钻铣
8、床的应用及意义71.4.1 专用机床71.4.2 钻铣床的应用92 专用数控钻铣床的床身及滑台112.1 专用数控钻铣床的床身112.1.1 专用数控钻铣床的床身的简介112.1.2 专用数控钻铣床的床身的应用及要求122.1.3 我国当前数控机床床身现状132.2 专用数控钻铣床的滑台132.2.1 专用数控钻铣床的滑台及作用132.2.2 导轨的简介、设计要求及步骤142.2.3 直线滑动导轨162.2.4 滚动导轨183 专用数控钻铣床的参数213.1 床身参数223.1.1机架的截面形状223.1.2 床身壁厚的选择233.1.3 合理布置加强肋243.1.4 支承件的设计253.1.
9、5 机架的联接结构设计283.2 导轨的参数293.2.1 导轨面的尺寸293.2.2 导轨间隙调整装置303.2.3 导轨材料的热处理303.2.4 滑动导轨磨损的基本形式313.2.5 导轨的润滑和防护313.2.6提高导轨的耐磨性措施323.3 滚珠丝杠副的设计333.3.1 滚珠丝杠介绍343.3.2 滚珠丝杠的结构343.3.3 滚珠丝杠原理353.3.4 滚珠丝杠的特点363.3.5 滚珠丝杠副结构类型363.3.6 滚珠丝杠副性能363.3.7 滚珠丝杠副在高速驱动时主要存在的问题373.3.8 滚珠丝杠的选用373.3.9 确定丝杠型号393.3.10 丝杠的校核计算393.4
10、 伺服电机的选择404 主传动系统的设计414.1主传动系统的设计414.1.1电主轴的概述414.1.2电主轴的结构424.1.3高速电主轴结构特点434.1.4电主轴工作原理444.1.5电主轴所融合的技术444.1.6电主轴的选型454.1.7主轴刚度和刚度损失的计算：475 总结49致谢50参考文献51 521.综述1.1 国外数控机床业的发展状况及趋势数控机床涌现至今已有60年,随科技特别是随着微电子、计算机技术的前进而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制作和应用领域技巧最先进、经验最多的国家。美国的特点是政府器重机床工业，美国国防部等部门不断提出机床的发展方向
11、、科研任务和供给充分的经费，特别讲究“效率”和“创新”,重视基础科研。因而在机床技巧上不断创新,如1952年研制降生界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成fms、1987年开创开放式数控系统等。由于美国起先充分发展了大批生产自动化所需的主动线,而且电子和计算机技术在世界上领先,因此为数控机床的主机设计、制作及数控系统打下扎实基础,又因一贯器重科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界上也一直领先。当今美国不仅生产宇航等应用的高性能数控机床,也为中小企业生产便宜实用的数控机床(如haas、fadal公司等)。德国政府一贯器重机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。特别讲究“
12、实际”与“实效”,保持“以人为本”,不断提升人员素质。在发展大批生产主动化的基础上,于1956年研制出第一台数控机床后,一直保持实事求是,不断稳步前进。德国特别重视科学实验,理论与实际相结合,基础科研与利用技巧科研并重。企业与大学科研部门紧密合作,对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特征问题进行深入的研究,在质量上千锤百炼。德国的数控机床质量及性能良好、出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别器重数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功效部件,在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统和heidenhain公司之精密
13、光栅,均为世界驰名,竞相采用。日本政府对机床工业之发展异常器重,通过方案、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在器重人才及机床元部件配套上学习德国,在质量管理及数控机床技巧上学习美国,甚至青出于蓝而胜于蓝。日本也和美、德两国类似,充分发展大批生产自动化,继而全力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。自1958年研制出第一台数控机床后,1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台),至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台,出口27,409台,占59%)。战略上先仿后创,先生产量大而广的中档数控机床,大批出口占领世界宽大市场。在上世纪80年代开端进一
14、步加强科研,向高性能数控机床发展。在策略上,起先通过学习美国全面质量管理(tqc),变为职工自觉群体运动。加速发展电子和计算机技术,为发展机电一体化的数控机床开道。日本在发展数控机床的过程中,狠抓要害,突出发展数控系统。日本fanuc公司战略正确,仿创联合,针对性地发展市场合需各种低中高级数控系统,在技巧上领先,在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人,科研人员超过600人,月产能力7,000套,销售额在世界市场上占50%,在国内约占70%,对加速日本和世界数控机床的发展起了重大增进作用。数控机床是集计算机、微电子、信息、传感、测试、机械制造技术为一体的高度机电一体化的产品，包括数控金属
15、切削机床、锻压机床、铸造机械、木工机床等彀其相关配套件。目前，数控机床主要指的是那些由主机、数控系统和相关配套件组成的金属切削机床和锻压机床。据国际咨询机构预测，今后世界上数控机床将以较高的速度发展，在金切机床中几乎所有品种均可实现数控化；数控系统向高度集成(采用64位CPU)、高分辨率(0.1um)、小型化方向发展I加工中心的定位精度在5tun以内，主轴转速达1万转min以上，最高迭45万转min，快速进给速度达lOOmmin。机械加工向工序复合化、智能化方向发展。未来工厂将广泛应用数控机床、柔性加工单元和柔性加工生产线，最终实现计算机集成制造系统。工厂可以灵活地根据用户需要，在短时间内设计、制造出全新的产品，实现更高精度、效率和效益。1) 高精度化。国外效控系统的设定单位由1um发展到0.1um和0.01um。1992年7月，日本FANUC公司在庆祝该公司成立二十周年的新成果展示会上，展示了实现纳米加工的整套技术，实现了0.001um脉冲的控制系统，能继续执行每个脉冲当量为0001um的伺服单元，伺服电机、气浮丝杠、气浮主轴等部件，能检测纳米级精度的高精度检测反馈系统。据资料介绍，这是世界上第一个真正实现纳米加工的成套技术。2) 高速化。快速行程已从24mmin提高到240mmi
