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1、数控铲磨床纵向进给系统的设计摘 要铲磨床是滚刀、成型铣刀等复杂刀具的精加工机床。由于传统铲磨床加工精度下降、生产效率低，工人劳动强度大，本设计对传统铲磨床的纵向进给机构进行数控化改造来改善其上述不足之处。通过对目前工厂中传统的铲磨床进行研究，参考数控机床的相关文献，了解铲磨床纵向进给部分的工作原理，并深入分析铲磨床在加工的过程中各个零部件的受力情况，按寿命计算选择了丝杠的尺寸规格，并校核了额定动载荷、传动效率、刚度，最终选择了汉江机床厂生产的滚珠丝杠。通过对主轴受力的分析选择了用推力球轴承承受轴向力，用深沟球轴承承受径向力的形式。导轨的选取参考了汉江机床厂生产的滚动导轨，对导轨的寿命以及额定载
2、荷进行了校核，均能满足要求。电机根据滚珠丝杠的导程计算出的最高转速，和传动过程中的最大转矩选取了富士公司的伺服电机并对转动惯量进行了校核。由于采用了闭环系统，在查阅了光栅尺的相关参数后，选择FAGOR公司的光栅尺能使在规定的行程内定位分辨率达到要求。通过上述设计实现了铲磨床纵向进给系统的数控化改造，满足了加工精度的要求，具有加工稳定可靠，效率高等优点。关键词: 数控铲磨床;纵向进给系统;精加工;闭环系统Design of Longitudinal Feed System of CNC Relief Grinding MachineAbstractCNC relief grinding mach
3、ine is a complex tool finishing machine for hobbing cutter, formed mill cutter. Because traditional relief grinding machines accuracy and production efficiency is low, the workers labor intensity is too big .The purpose of the numerical control reformation for the longitudinal feed system of traditi
4、onal relief grinding machine is to improve the performance.After the traditional relief grinding machine had been researched in the factory at present, and reference related literature of CNC machine tools, The longitudinal feed part of relief grinding machine of working principle, and in-depth anal
5、ysis of relief grinding machine in the process of machining force situation of every parts and components.According to the life of screw，chosed the size of screw. And checked the dynamic load rating, transmission efficiency, stiffness. Ultimately chose the ball screw produced by Hanjiang Machine Too
6、l Factory . Through the analysis of the force acting on the spindle. A thrust ball bearing under axial force had been chosed, and a deep groove ball bearings bear radial force. With reference to the rolling guide produced by Hanjiang Machine Tool Factory, and calculating the life of rail and rated l
7、oad, All parameters of guide can satisfied the requirements. According to the highest speed of the motor which is calculated according to the lead of ball screw and maximum torque of transmission process, The servo motor Fuji Corp had been chosed. And the moment of inertia is checked. Due to the ado
8、ption of the closed-loop system, the related parameters of grating ruler lookup, The grating ruler produced by FAGOR company had been chosed, which can satisfied that Positioning resolution meet the requirements stipulated in the distance. Through the design , Implementation of the NC transformation
9、 of relief grinding machine longitudinal feed system, It meets the requirement of processing precision , and the processing is stable and reliable, high efficiency.Key words:CNC relief grinding machine; Longitudinal feed system; Finish machining;Closed loop system目 录1 绪论11.1概述11.2数控机床的优点21.3数控机床的组成2
10、2 总体方案设计62.1机床的运动关系62.2传动方案的设计62.2.1丝杠的选型及支撑方式的设计62.2.2检系统的选取72.2.3导轨的选定72.2.4丝杠和电机连接零件的选取82.2.5轴承类型的选取83 进给伺服系统机械部分计算与校核93.1 滚珠丝杠螺母副的计算和选型93.1.1额定动载荷93.1.2传动效率校核113.2轴承的计算和选型113.2.1推力球轴承的选型113.2.2深沟球轴承的选型123.3丝杠的刚度和稳定性校核133.3.1 丝杠的刚度校核133.3.2稳定性校核143.4导轨的计算和选型143.4.1滚动直线导轨副行程长度的寿命143.5 伺服电机的计算和选型15
11、3.5.1电机转速的选取163.5.2电机转矩的计算163.5.3转动惯量的校核173.6 编码器的选型184 进给系统机械部分结构设计194.1进给伺服系统装配图的设计194.2安装过程中应注意的问题195 总结21参考文献22致 谢23毕业设计（论文）知识产权声明24毕业设计（论文）独创性声明25IV1 绪论 1 绪论1.1概述我国目前机床总量为380万余台，而其中数控机床总数只有11.34万台，这说明我国机床数控化率不到3%。我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点，因此这
12、些产品在国际、国内市场上缺乏竞争了，这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。在过去的几十年，虽然金属切削的基本原理变化不大，但随着社会生产力的发展，要求制造业向自动化和精密化方向发展，而刀具材料和电子技术的进步，特别是微电子技术、电子计算机的技术进步，运用到控制系统中，既能帮助机床的自动化，又能提高加工精度。这些都要求对旧机床进行改造。另外，在经济方面，用机床的数控改造比更新设备节约50%的资金。再加上市场的原因，由于目前机床市场供给无法满足大量的机床设备的更新需要，因此更显示出机床数控改造的必要性。数控改造相对于购置数控机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床
13、有很多突出优点，由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不像购买新机那样，要重新了解机床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以根据技术革新的发展速度，及
14、时地提高生产设备的自动化水平和档次，将机床改造成当今水平的机床。由于铲磨床已经停止生产，因此将传统的铲磨床进行数控化改造很有必要。数控机床不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之一，也为我国传统机械制造技术朝机电一体化技术方向过渡的主要内容之一。5毕业设计（论文）1.2数控机床的优点相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：(1) 提高生产率。数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。采用最佳参数和最佳走刀路线，缩短加工时间，从而提高
15、生产率。(2) 数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量。由于它是按照程序自动加工不需要人工干预，其加工精度还可以利用软件进行校正及补偿，故可以获得比机床本身精度还要高的精度和重复精度。(3) 有广泛的适应性和较大的灵活性。通过改变程序，就可以加工新产品的零件，能够完成很多普通机床难以完成或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。(4) 可以实现一机多用。一些数控机床，可以自动换刀，一次装卡后，几乎能完成零件的全部加工部位的加工，节省了设备和厂房面积。(5) 可以进行精确的成本计算和生产进度安排，减少在制品，加速资金周转，提高经济效益。(6) 不需要专用夹具。采用普通的通用夹具就能满足数控加工的要求。节省了专用夹具设计制造和存放的费用。(7) 大大减轻了工人的劳动强度。因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制
