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1、- -XXXXX毕业论文姓 名： 学 号： 班 级： 指导教师： 题目：数控滑台的设计技术要求：1. 滑鞍垂直于丝杠方向宽度600800mm2. 滑鞍平行于丝杠方向尺寸600800mm3. 滑台行程500700mm4. 滑台总高度500mm600mm5. 滑鞍及移动部件总质量5001000kg6. 滑鞍最大移动速度15m/min7. 移动部件的定位精度由丝杠及伺服电机来保证，设计时可暂不考虑8. 导轨用普通导轨，不能选用直线运动导轨摘要从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件
2、，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、构造较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精细复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用围使其成为国民经济和国防建立开展的重要装备。本设计对数控机床的滑台局部进展了研究，报告了对我国数控机床的原理进展了分析。关键词：数控机床数控滑台丝杠ABSTRACTFrom the mid-twentieth century numerical control technology to emerge, NC m
3、achine tools for mechanical manufacturing industry has brought the revolutionary change. NC machining has the following characteristics: machining flexibility, high machining accuracy, productivity high, reduce labor intensity, the operator to improve working conditions, be helpful for production ma
4、nagement modernization and improve the economic benefits of the. C machine is a kind of high integration of machinery products, applicable to small batch processing varieties parts, the structure is relatively plicated, higher accuracy of the parts, the need for frequent daken parts, expensive dont
5、allow discard of the key parts, requirements of precision copy parts, need to shorten the production cycle of urgently needed parts and 100% inspection requirements of parts. Numerically-controlled machine tools characteristics and application scope make it bee national economic and national defense
6、 construction development important equipment.KEYWORDS:numerical control machineC Slip setsscrew目录摘要2ABSTRACT3第 1 章数控滑台的构造设计和设计方案71.1数控滑台的构造设计71.2数控滑台的总体设计方案7第 2 章滚珠丝杠副的计算82.1滚珠丝杠副支撑方式的选择82.2丝杠导程P确实定82.3承载能力校核82.3.1切削力的计算82.3.2摩擦阻力F1的计算92.3.3承载能力校核92.3.4确定允许的最小螺纹底径102.3.5初步确定滚珠丝杠副的规格代号112.3.6确定滚珠丝杠副
7、预紧力112.3.7行程补偿值与与拉伸力112.3.8确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格122.3.9滚珠丝杠副工作图设计122.3.10传动系统刚度132.3.11刚度验算及精度选择152.3.12验算临界转速17第 3 章交流伺服电机选择计算193.1计算折算到电动机轴上的负载惯量193.2计算折算到电机轴上的负载力矩193.3计算电动机轴上的加速力矩Tap203.4计算横向进给系统所需要的折算导电剂轴上的各种力矩203.5选择驱动电动机的型号20第 4 章数控滑台构造件的设计224.1导轨的设计224.1.1机床导轨的功用224.1.2导轨应满足的根本要求224.1.3导轨的选择234
8、.1.4数控机床常用的滑动导轨234.2滑鞍的设计244.3滚珠丝杠螺母副与电机的连接244.4联轴器的设计与选择244.4.1联轴器的作用244.4.2联轴器的构造原理及型号选择254.4.3联轴器型号的选择及其计算27结论28致29参考文献30引言从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、构造较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件
9、、要求精细复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用围使其成为国民经济和国防建立开展的重要装备。 进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃开展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备开展的良机，也遭遇到参加世界贸易组织后剧烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的开展是解决机床制造业持续开展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用围还在不断扩大，并且不断开展以更适应生产加工的需要。 目前，数控机床的开展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并
10、联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床开展的趋势和方向。本课题的总体思路是：在满足根本传动的前提下，采用合理的传动方式，导轨采用合理的构造形式，实现交流伺服电机联轴器滚珠丝杠丝杠螺母座滑鞍。本设计要解决的主要问题是伺服电机的型号的选择，联轴器的设计与选择，滚珠丝杠的设计及滑鞍的设计等问题。第 1 章 数控滑台的构造设计和设计方案1.1 数控滑台的构造设计本章主要对数控滑台的机械构造进展设计，其机械构造主要包括：交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠、轴承、导轨、滑鞍等零部件的设计。所采用的机械构造具有如下特点：进给系统采用进给伺服电机直接带动滚珠丝杠，取消了齿轮减速机构，使机械传动构造简单，提
11、高位移精度，减少传动误差；轴承采用深沟球轴承，它主要承受径向载荷，亦能承受一定的双向轴向载荷，高转速时，可用来承受纯轴向载荷，并且价格廉价。机床整体构造的刚度较高，运动控制准确及传动平稳。1.2 数控滑台的总体设计方案对数控滑台而言，主要是纵横方向两个坐标的传动，根据设计任务要求，决定采用点位控制，用伺服电机驱动的开环控制系统，这样可以使控制系统简单，本钱低，调试维修容易，为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，此工作台采用滚珠丝杠螺母副和滚珠滚动导轨，为尽量消除齿侧间隙。1. 交流伺服电机-交流电动机与直流伺服电机相比，交流电动机输出功率可比直流电动机提高1070，此外，交流电动机的容量可比直
12、流电动机造得大，到达更高的电压和转速。现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动，交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。2. 联轴器采用机械式构造的联轴器，这种联轴器的特点是大扭矩承载、高扭矩刚性和卓越灵敏度；免维护、超强抗油和耐腐蚀性；零回转间隙；体积小巧的联轴器，总长度短 ，构造简单。3. 滚珠丝杠选用的滚珠丝杠精度高，并通过使用高纯洁度的合金钢并采取特殊的外表热处理方式，使产品具有优异的耐久性。4. 丝杠螺母座采用径向安装尺寸小，安装简便的丝杠螺母座。第 2 章 滚珠丝杠副的计算2.1 滚珠丝杠副支撑方式的选择两端固定的支承形式，选背对背60角接触推力球轴承2.2 丝杠导程P确实定丝杠导程的选择
13、一般根据设计目标快速进给的最高速度为Vmax、伺服电机的最高转速Nmax、及电机与丝杠的传动比i来确定,根本丝杠导程应满足式为:PP: 滚珠丝杠副的导程 mmVmax:工作台最高移动速度 mm/minNmax:电机最高转速 r/min：Vmax=15m/min=15000mm/min Nmax=1500r/min 因伺服电机与丝杠直联，i=1P=15000/1500=10 mm 车床改造中取整数所以取P=10mm2.3 承载能力校核2.3.1 切削力的计算Fc=0.67D15Fc：Ff：Fp=1:0.1:0.15式中，D为车床床身上的最大回转直径(mm)。Fc为垂直向的切削力NFf为进给方向上
14、的分力NFp为吃刀方向上的分力ND=500(mm)Fc=0.67*50015 =7490.83NFf=0.1 Fc=0.1*7490.83=749.08NFp=0.15 Fc=0.15*7490.83=1123.62N2.3.2 摩擦阻力F1的计算溜板箱与导轨为滑动摩擦，摩擦系数u0.0802取u=0.1F1=G+ Fc*u式中G-工作台质量设为800kgF1=8000+7490.83*0.1=1549.083N2.3.3 承载能力校核计算丝杠的最大动载荷QCam=式中 L为滚珠丝杠的寿命系数单位为1* L=60NT/其中T为使用寿命时间H,两班制工作十年 所以取T=20000，电机最大转速N=3000为硬度系数HRC=58时为1.0，等于55时为1.11，52.5时为1.35，50时为1.56，45时为2.40因为HRC=58，所以=1.0载荷系数平稳或轻冲击时为1.01.2中等冲击时为1.21.5，较大冲击时为1.52.5机床属于中等冲击所以=1.2Cam -额定动载荷=Fp +F1=1123.62+1549.083=2672.703NL=60NT/=3600那么Cam =49154.82N2.3.4 确定允许的最小螺纹底径1 估算丝杠允许的最大轴向变形量 1/31/2重复定位精度 1/41/5定位精度: 最大轴向变形量m：工作台的
