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1、目录目录 摘要（中文）I（英文）.II 第一章 概述1 1.1 立式磨床的简介.1 1.2 立式磨床的特点.1 1.3 立式磨床横向进给系统的深入研究.2 1.3.2 研究方向和内容6 1.4 设计方法实现及预期目标.6 1.5 交流伺服电机的选择.9 1.6 进给精度的保证.10 1.7 直线滚动导轨副的选择.10 第二章 立式磨床横向进给系统的整体设计112.1 计算进给牵引力（N）11cF2.2 导轨摩擦力的计算.11 2.3 计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力.13 2.4 确定进给传动链的传动比.13 2.5、滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算.132.6 最大动载荷的计算.14QF2.7
2、规格型号的选择.14 2.8、伺服电机的选择.15 2.9 滚珠丝杠螺母副承载能力校核.16 第三章 床身材料的选择及壁厚的设计18 3.1 对立式磨床总体研究；进行立磨总体布局机构设计.18 3.2 立式磨床的材料及床身分析.19 图 3.4.23 第四章 三维造型24 结束语271摘 要立式磨床由工作台、动力及传动装置、导轨基座、横向导轨和导板台、纵向导轨及导 板、磨具及抛光轮组成。工作台是立式的，与动力及传动装置相连；导板基座与工作台相 对而立，横向导轨装配在导轨基座上，横向导板台套装在横向导轨上，两个纵向导轨则固 定在横向导板台上，磨具与抛光轮装置均安装在纵向导板上。通过操作台控制可使
3、磨具及 抛光轮沿横向与纵向任意移动,消除了卧式磨床工作台水平放置所造成周边下垂，并降低了 运动阻力，节约能耗。由于适用范围更广、加工精度更高、功能更全面、可靠性更好等。 突出的进步就是均能一次装夹在一个工位上完成零件的外圆、内圆、端面等多个磨削表面 的多工序加工，克服了重复装夹带来的累积误差及辅助时间的浪费，从而达到高效率、高 精度、高可靠性。 随着现代科技的发展, 机械制造业面临着高速度、高精度等新的挑战, 高速进给系统 成为高速高精度数控车床的关键环节之一。由于进给系统刚度低、惯量大, 难以获得高进 给速度和高加速度,为了提高高速高精度数控车床的定位精度和传动精度, 除了正确设计、 选择进
4、给系统部件, 精确计算其强度、稳定性和驱动力矩外, 还要对进给系统的刚度进行 合理设计, 减少因刚度引起的失动量, 以确保加工定位精度。 横向进给系统是数控装置和机床机械传动部件间的联系环节，是数控机床的重要组成 部分。它包含机械、电子、电机(早期产品还包含液压)等各种部件，并涉及到强电与弱电 控制，是一个比较复杂的控制系统。横向进给的确是一个相当复杂的任务。提高伺服系统 的技术性能和可靠性，对于数控机床具有重大意义，研究与开发高性能的伺服系统一直是 现代数控机床的关键技术之一。床身，作为主要支承件的床身至关重要，其结构性能的好坏直接影响着机床的各项性能指标。其结构的合理性和性能的好坏直接影响
5、着数控车床的制造成本；影响着车床各部件之间的相对位置精度和在工作中各运动部件的相对运动轨迹的准确性。关键词：立式磨床 横向进给 数控 传动系统 床身2AbstractVertical grinder from the bench, power and transmission equipment, rail base, horizontal rails and the guide plate units, the vertical rails and guide, composed of abrasive and polishing wheel. Table is vertical, and
6、connected with the power and transmission device; guide base and the table relative standing, horizontal guide rails mounted on the base, horizontal guide rail station set in the horizontal, two vertical rails are A fixed platform in the horizontal guides, grinding and polishing wheel devices are in
7、stalled in the vertical guide plate. By grinding and polishing wheels can console control along an arbitrary horizontal and vertical movement, eliminating horizontal horizontal grinding table caused by peripheral sag, and reduce the movement resistance, saving energy consumption. As for the broader,
8、 higher precision, more comprehensive, better reliability and so on. Highlight the progress that is a fixture can be completed at a station part of the cylindrical, inner circle, face and other multi-process grinding surface processing, to overcome the accumulated errors caused by repeated clamping
9、and supporting a waste of time, So as to achieve high efficiency, high precision and high reliability.With the development of modern technology, machinery manufacturing industry is facing a high-speed, high precision and other new challenges, high-speed high precision feed system as the key to one o
10、f the CNC lathe. Stiffness of the feed system is low, large inertia, it is difficult to obtain high feed speed and high acceleration, high speed precision CNC lathe to improve positioning accuracy and driving accuracy, in addition to the design, select the feed system components, accurate calculatio
11、n of its strength, stability And driving torque, but also the stiffness of the feed system reasonably designed to reduce the loss of momentum caused by stiffness in order to ensure processing accuracy.Horizontal feed system is the machine tool numerical control devices and mechanical transmission co
12、nnecting link between parts, is an important part of CNC machine tools. It includes machinery, electronics, motor (early product also contains hydraulic), and other components, and relate to the strong electric and electronic control, is a more complex control systems. Traverse is indeed a very comp
13、lex task. Servo system to improve the technical performance and reliability, of great significance for CNC machine tools, high-performance servo systems research and development of modern CNC machine tools has been one of the key.Machinebed, as the main supporting pieces of the bed is essential, and
14、 its structure will affect the performance of the machine performance. The rationality of its structure and performance of a direct impact on manufacturing cost CNC lathe; influence lathe parts and precision of the relative position between the work of all moving parts in relative motion trajectory
15、accuracy.Key words : Vertical Grinder Cross feed CNC Transmission Machine bed3第一章第一章 概述概述1.1 立式磨床的简介立式磨床的简介立式磨床由工作台、动力及传动装置、导轨基座、横向导轨和导板台、纵向导轨及导板、磨具组成(如下图 1.1)。工作台是立式的，与动力及传动装置相连；导板基座与工作台相对而立，横向导轨装配在导轨基座上，横向导板台套装在横向导轨上，两个纵向导轨则固定在横向导板台上，磨具与抛光轮装置均安装在纵向导板上。通过操作台控制可使磨具及抛光轮沿横向与纵向任意移动。本发明消除了卧式磨床工作台水平放置所造成
16、周边下垂，并降低了运动阻力，节约能耗。对被加工的工件研磨和抛光可在同一设备上进行，方便操作人员随时观察或检验研磨或抛光状态。在立式磨床上，工件直立安装在卡盘中。在卧式磨床上，夹紧力必须保证工件不会落在卡盘的外面。竖直夹紧的工件只要求有足够的夹紧力来抵抗磨削力。重力有利于磨削过程，而不是阻碍磨削。由于固定在立式磨床上只需要较小的夹紧力，所以工件变形可能较少。这减小了圆度误差的几率。根据试验工件得到的结果来看，立式磨床可以达到小于0. 39m 的圆度误差。 图 1.11.2 立式磨床的特点立式磨床的特点立式磨床可以从事外径、内径和表面磨削。根据工件的形状，这三项工作全都可以在一次装卡内实施。当这种情况可能时，就避免了由于多次装卡而引起的误差。可以更精确地保持内径和外径之间的圆度，以及内径、外径与表面的垂直度。因为工件和磨削主轴是竖直的，所以实际上没有下弯的问题要解决。机床结构本来就是刚性的。 立式磨床更易装载和卸载。手工装载和卸载无需在起动卡盘的同时支撑工件。操作者只需简
