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1、编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目： 半闭环数控车床进给部件设计 信机 系机械工程及自动化专业学 号： . 学生姓名： .指导教师： （职称：副教授 ） （职称： ）2013年5月25日41无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 半闭环数控车床进给部件设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械92 学 号： 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日摘要本文对数控车床进给部件系统的设计进
2、行了重点论述，对该机构的主要组成部件：滚珠丝杠副、步进电机、传动齿轮等进行了设计计算与选型。其中对滚珠丝杠副、伺服电机的设计计算及选型作了详细论述。进行这一设计主要是为了进一步地提高数控车床进给机构的定位精度，重复定位精度，以使其能够可靠地运行，且能满足各项性能指标的要求，达到预期的结果，即满足设计任务书的要求。最后，本文还对典型零件进行了数控编程，并绘制了数控车床典型零件编程图、数控车床传动示意图、数控车床液压原理图以及该数控车床进给机构的装配图。此结构简单可靠，可应用于相似的各类数控车床上。当今的世界，制造业在经济发展中占有十分重要的地位，机械制造业更加是制造业中的支柱与核心。数控车床技术
3、的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。关键字：伺服进给、滚珠丝杠、数控。Abstract The article made a brilliant exposition on the designing and transformation scheme of the system of NC machine. The article also exposed brilliantly the
4、 mechanisms mail parts: the ball-screw pairs, Stepper motor, Transmission gear and so on. Doing the design is for the sake of improving the site precision and duplicate site precision of the system. So it can work credibility, meet the require of design assignment list. Besides, the author has write
5、d typical parts of the NC programming, designed and drawed CNC lathe programming diagram of typical components, CNC lathe drive diagram, CNC hydraulic schematic diagram and the CNC lathe feed mechanism assembly drawing. This mechanism is simple and reliable, it can apply to every similar NCmachine.I
6、n todays world, the manufacturing industry occupies a very important position in the economic development, machinery manufacturing industryy is the pillar and more core in the manufacturing industry. Application of numerical control lathe technology has brought the revolutionary change for the tradi
7、tional manufacturing industry, causes the manufacturing industry to become a symbol of industrialization, but also expands unceasingly along with the development of numerical control technology and applications, it beneficial to the peoples livelihood of some important industries (IT, automobile, li
8、ght industry, medical etc) plays a more and more important role in the development of, digital equipment required for these industries is a major trend of modern development. Keywords: servo feed, ball screw, nc.目录摘要IIABSTRACT III目录IV1 绪论12 双轴半闭环数控车床总体布局33 伺服进给部件的方案比较和确定43.1 数控系统的比较43.1.1 点位控制系统43.1
9、.2 直线控制系统43.1.3 联系轨迹控制系统43.2 控制方式的选择43.2.1 开环系统43.2.2 半闭环系统53.2.3 闭环系统53.3 增量系统和绝对系统的比较53.3.1 增量系统63.3.2 绝对系统64 X向伺服进给部件的设计 74.1 伺服驱动装置的设计74.1.1 伺服驱动装置的特点74.1.2 伺服驱动装置74.2 交流伺服电机的设计84.2.1 交流伺服电机的类型的确定84.2.2 确定伺服电机的型号84.3 传动结构的设计84.3.1 伺服电机与进给丝杠的联接确定方案84.3.2 联轴器的比较选用84.3.3 滚珠丝杠副的特点94.3.4 滚珠丝杠副轴向间隙的调整
10、和施加预紧力的方法94.3.5滚珠丝杠副支撑形式的确定104.3.6 滚珠丝杠副的设计选用114.3.7 丝杠轴承的选用114.4 导向机构的设计154.4.1导轨概述154.4.2 导轨的设计任务154.4.3方案比较确定154.4.4 导轨材料的选择164.4.5 直线滚动导轨副的精度选择164.4.6直线滚动导轨副型号的确定165 刀架的设计 175.1 数控车床刀架系统简介175.2 各种刀架的方案比较及选择185.2.1 排式刀架185.2.2 回转刀架185.2.3 带刀库的自动换刀装置185.3 几种典型回转刀架的选择与比较195.3.1 电机传动的回转刀架195.3.2 液压回
11、转刀架195.3.3 用于车削中心的可安置动力刀具的转档刀架196 Z向伺服进给部件的设计256.1 方案选择与确定256.1.1 机械传动系统方案的选择256.1.2 丝杠的选择266.1.3 导轨的选择276.1.4 联轴器的选择276.1.5 伺服电机的选择286.1.6 确定方案296.2 伺服进给装置的设计296.2.1 悬臂处的滚珠丝杠副296.3 滚动直线导轨306.3.1结构与特征306.3.2滚动直线导轨的优点316.3.3导轨镶装结构316.4 机械系统设计分析326.4.1计算传动比i326.4.2系统刚度计算336.4.3固有频率计算336.5 锥环无键联轴器336.6
12、 滚动轴承的选择346.6.1 常用滚动轴承的类型、特性和应用346.6.2滚动轴承类型选择346.6.3分析对比347 小结 37致谢 39参考文献 41半闭环数控车床进给部件设计1 绪论目前的数控车床大多采用交流伺服电机，控制系统半闭环形式，进给方向的精度一般为：X向0.005毫米，Z向0.01毫米。传动机构主要为滚珠丝杠副，导向机构多为滚动导轨、少数为滑动导轨（小型数控机床）。刀架形式一般为回转或液压式。电机一般为通常通过联轴器（多为弹性联轴器）直接与丝杠相连接，排屑装置多为平板履带式。为提高设计产品的质量，要重视所有的资料，深入探索研究；要重视考察实际现有产品与理论的结合；要重视采用有
13、效的设计方法和现代化的设计工具，要积极推广应用价值工程，优化设计，可靠性设计等方面。数控机床是新型的自动化机床，它对解决复杂型面和高精度零件的加工，对单件小批量的自动化等，都具有重要意义。数控车床利用数字化的信息对车床运动及加工过程进行控制，是一种可编程的通用加工设备，能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以特别适合加工形状复杂的轴类和盘套类零件。 与通用机床和专用机床相比，数控车床具有加工灵活、通用性强、能适应产品的品种和规格频繁变化的特点，能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，是一种柔性的、高性能的自动化车床，代表了现代控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品，因此被广泛应用于机械制造业。 数控车床的主传动系统包括主轴电机、传动系统与主轴组件，与普通机床相比，变速功能绝大部分由主轴电机的无级调速来承担，省去了繁杂的齿轮变速机构，结构简单，有些只有两极或三级齿轮变速机构系统用以扩大电机无级调速的范数控机床作为高自动化的机电一体化设备，其主
