数控机床进给系统设计
CK6140数控车床进给系统设计(全套图纸+论文)
摘要CK6140型数控机床，主运动系统采用1.26和1.58两种公比的混合公比传动系统，并用双速电机驱动，结构简单转速范围广。
合理地确定有关结构参数及动力参数，并对传动轴、齿轮、键等进行粗算及检验计算。
粗选步进电机及滚珠丝杠，构成开环控制系统。
关键词：数控；机床；开环控制第1章绪论1.1数控机床的发展趋势我国数控机床产量持续高速增长，根据市场需求和技术发展趋势，应重点推进高效、精密为核心的数控机床“”级工程，加强民展性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础，镄的民展一直备受人们关注。
数控机床以其卓越的柔性的自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目。
它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进成为先进制造技术的一项核心技术。
通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用，促进了数控机床性能和质量的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。
近6年来，我国数控金切机床（简称数控机床）产量一直以年均增长超过30％速度发展。
据初步统计，2004年数控机床的产量为51860台，事比增长40.8％，数控机床的消费量约74000台，事比增长32％。
数控机床需求的旺盛也促进了2004年内建的三资和民营机床厂以及数控机床品种的明显增加。
与此同时，甸进口的数控机床数量也在逐年同步增加，而且进口数控机床的消费额的增长趋势更快。
2004年数控机床的进口数量同比年增长30％，而进口消费额的增长却达52％，从而导致国产数控机床在国内市场消费额中的所占比例已不足30％。
之所以出现这一现象，其主要原因在于国内市场对技术和附加值高的高效、精密和高性能大型、重型数控机床需求增长，需要靠进口解决。
振兴我国数控机床市场占有率应着重于剖析数控机床及由其组成的制造系统（生产线）的技术现况及民展趋势，探讨使其能适应变批量，多品种、高质量、低成本以及具有快速响应的柔性和符合环保的未来生产模式的解决方案。
立式数控铣床进给传动系统设计
课程设计任务书目录1.概述 (3)1.1技术要求 (3)1.2总体设计方案 (3)2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 (3)2.1主切削力及其切削分力计算 (3)2.2导轨摩擦力的计算 (4)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (4)2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (5)3.工作台部件的装配图设计 (9)4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (9)4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (9)4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (9)4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (10)5.计算机械传动系统的刚度 (10)5.1机械传动系统的刚度计算 (10)5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 (11)6.驱动电动机的选型与计算 (11)6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。
(11)6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (12)6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (13)6.4选择驱动电动机的型号 (14)7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (14)7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (14)7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 (15)8. 课程设计总结 (15)9.参考文献 (15)1.概述1.1技术要求工作台、工件和夹具的总质量m=918kg，其中，工作台的质量510kg；工作台的最大行程Lp=600 mm;工作台快速移动速度18000mm/min；工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数为0.15，静摩擦系数为0.12；工作台的定位精度为30μm，重复定位精度为15μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。
机床采用主轴伺服电动机，额定功率为5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径125mm，主轴转速310r/min。
切削状况如下：数控铣床的切削状况1.2总体设计方案为了满足以上技术要求，采取以下技术方案：（1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。
数控机床横向进给系统及结构设计
数控机床横向进给系统及结构设计数控机床横向进给系统及结构设计是数控机床中的一个重要部分，它直接影响到机床的加工精度、工作效率和生产成本。
在数控机床横向进给系统及结构设计中，需要考虑机床的加工要求、切削力的大小、进给速度的要求以及机床的稳定性等因素。
首先，数控机床横向进给系统的结构设计需要满足机床的刚性要求。
因为加工过程中会产生较大的切削力，所以机床的结构需要具有足够的刚性来抵抗这些力的影响，以保证机床的稳定性和加工精度。
一般来说，数控机床的横向进给系统常采用直线导轨或滚珠丝杠来进行传动，以增加机床的刚性。
其次，数控机床横向进给系统的设计需要考虑进给速度的要求。
在机床的加工过程中，进给速度对于加工效率和产品质量都有着重要的影响。
因此，在设计机床横向进给系统时，需要根据加工要求和机床的机械性能来确定进给速度的范围，并选择合适的传动机构和驱动装置，以保证机床能够稳定地工作。
另外，数控机床横向进给系统的机械结构设计还需要考虑工件夹持的方式和刀具的切削过程。
在数控机床加工中，工件夹持对于加工精度和工件表面质量有着重要的影响。
因此，在设计进给系统时需要选择合适的夹具形式，并确保夹持方式稳定可靠。
此外，在切削过程中，刀具的选择、刀具的切削参数以及刀具的冷却方式也需要考虑进去。
最后，数控机床横向进给系统还需要考虑到对于各种故障的容错性和维护性的要求。
在机床的运行过程中，可能会出现各种故障，而这些故障的解决和维护会对机床的稳定性和使用寿命产生影响。
因此，在设计进给系统时，需要考虑到对故障的容错性设计和维护的便利性，以保证机床能够稳定地运行。
综上所述，数控机床横向进给系统及结构设计是一个综合性的过程，需要考虑到机床的加工要求、切削力的大小、进给速度的要求以及机床的稳定性等因素。
通过合理的设计，可以使机床的进给系统更加稳定可靠，从而提高加工效率和产品质量。
数控机床纵向进给伺服系统设计综述
陕西科技大学目录1.1 设计任务 (2)1.设计题目： (2)2.设计内容与要求 (2)1.2 总体方案设计 (2)1.2.1带有齿轮传动的进给运动 (2)1.3 机床进给伺服系统机械部分设计计算 (2)1.选择脉冲当量 (2)2.计算切削力 (2)1）纵车外圆 (2)2)横切端面 (2)3.滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (3)1）纵向进给丝杠 (3)2)轴承选择。
(7)3）定位精度校核 (8)4.齿轮传动比计算。
(9)总结 (10)参考文献 (11)数控机床纵向进给伺服系统设计1.1 设计任务1.设计题目：数控机床纵向进给伺服系统设计2.设计内容与要求课题说明某一数控机床纵向进给伺服系统设计要求如下：纵向最大进给力为5000N，工作台重300Kg，工件及夹具的最大重量为500Kg，工作台纵向行程680mm，进给速度1～4000mm/min，快速速度15m/min。
导轨为矩形，表面粘贴聚四氟乙烯软带（摩擦系数为：0.04）。
要求的定位精度为±0.006mm。
设计内容——传动系统设计，主要包括运动转换机构、连接支撑方式等。
设计参数如下：(1)纵向行程：680mm(2)最大加工直径：在床面上 400mm在床鞍上 210mm(3)最大加工长度：1000mm(4)纵向进给速度：0.001～4m/min(5)纵向快速速度：15m/min(6)工作台重：300Kg(7)工件及夹具的最大重量：500Kg(8)摩擦系数为：0.04(9)代码制：ISO1.2 总体方案设计1.2.1带有齿轮传动的进给运动图1—1图1—2数控机床的伺服进给系统采用闭环系统，由于是数控机床纵向伺服系统，总体方案，从电动机出来带有齿轮传动，配上滚珠丝杠（采用滚珠丝杠可以提高系统的精度和纵向进给整体刚度）。
1.3 机床进给伺服系统机械部分设计计算1.选择脉冲当量根据设计任务书要求确定脉冲当量，纵向为0.01mm/步，横向为0.005mm/步（半径）。
数控车床纵向进给传动系统设计(含全套CAD图纸)
XXXX大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：专业：题目：数控车床纵向进给系统设计指导教师：职称:职称:20**年12月5日任务书学院专业班级学生：题目：数控车床纵向进给系统设计课程设计从20** 年12 月22 日起到20** 年1 月 5 日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：课程设计的内容：（1）设计数控车床纵向进给系统传动设计；结构设计；主要零件设计（选择一个主要零件轴或齿轮）（2）编写设计说明书主要内容包括：机床的用途及主要技术参数，数控车床纵向进给系统传动的方案设计、动力计算、结构设计、零件设计、结果分析、设计体会及今后的改进等设计过程设计要求：车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。
设计参数：最大加工直径为D max=400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2；行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.cm.s-2；主要参考资料：机床课程设计指导书，挂图，机床设计手册、数控机床等教材2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：（1）图纸进给系统装配图A1一张；消隙齿轮箱装配图A1 一张；（2）说明书方案设计、运动设计、结构设计、零件设计、结果分析、体会及今后的改进、参考资料3目录一、数控机床进给系统概述 (1)二、主要设计任务参数 (3)三、数控车床纵向进给系统传动的方案设计 (3)1、纵向进给系统设计的基本要求 (3)1、带有齿轮传动的进给运动................................... (3)2、经同步带轮传动的进给运动 (4)3、电机通过联轴器直接与丝杠联接 (5)四、运动设计 (5)1、降速比计算 (5)2、减速齿轮的确定 (6)五、丝杠螺母机构的选择与计算 (6)1、动载强度计算 (6)2、静强度计算 (7)3、临界转速校核 (8)4、额定寿命的校核 (8)六、动力计算 (8)1、传动件转动惯量的计算 (8)2、电动机力矩的计算 (9)七、丝杠螺母机构的传动刚度计算 (10)八、结构设计 (11)1、滚珠丝杠的支承 (11)2、滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧 (12)九、主要结构性能及特点的分析 (12)十、总结与体会 (13)参考文献 (14)一、数控机床进给系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示：图1-1数控机床进给系统伺服相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：（1） 提高生产率。
数控车床进给系统设计
数控车床进给系统设计一、进给系统的结构设计1.可靠性高：进给系统的关键零部件应采用优质的材料和加工工艺，以保证系统的稳定性和长寿命。
2.刚性好：进给系统的结构应具备足够的刚度，以保证在高速切削和大负载的工况下，机床能够保持稳定运行。
3.灵活性强：设计时应考虑到不同工件的加工要求，进给系统应能够快速调整和变换，以满足不同工件的加工需求。
二、进给系统的控制方法设计1.PTP控制方式：即点对点控制方式，根据工件形状和切削要求设计程序，实现工件形状的控制和切削路径的规划。
2.直线插补控制方式：通过数学模型进行直线切削路径的插补计算，实现工件形状的控制和切削路径的规划。
3.圆弧插补控制方式：通过数学模型进行圆弧切削路径的插补计算，实现工件形状的控制和切削路径的规划。
三、进给系统的传动方式设计传统数控车床进给系统的传动方式有液压传动和蜗杆传动两种，在设计进给系统时需要选择合适的传动方式，以满足不同加工工况的需求。
1.液压传动：液压传动以其可适应性强、能源利用率高等优点，在高负载和高速切削的工况下表现出较好的性能。
2.蜗杆传动：蜗杆传动以其结构简单、体积小、传动精度高等优点，在精密加工和高速加工的场合得到广泛应用。
四、进给系统的反馈装置设计进给系统的反馈装置是保证机床加工精度的重要组成部分，主要分为位置反馈和力反馈两种。
设计反馈装置时需要考虑以下几个因素：1.精度要求：根据机床加工的精度要求选择合适的反馈装置，以保证加工精度的稳定性。
2.反馈方式：根据加工工况选择合适的反馈方式，如光电编码器、脉冲等。
3.反馈信号的处理：对反馈信号进行合理的滤波和放大处理，以保证控制系统的稳定性和精度。
总之，数控车床进给系统的设计直接影响机床的加工精度和工作效率。
在设计进给系统时应考虑到结构、控制方法、传动方式和反馈装置等方面的因素，以满足不同加工要求。
同时，还需要对系统进行可靠性和稳定性分析，以确保数控车床的长期稳定运行。
数控机床横向进给设计
数控机床横向进给设计数控机床横向进给设计是数控机床中的一个重要环节。
横向进给是指工件在加工过程中在横向方向上的移动。
横向进给的设计对机床的性能和加工质量起着决定性的作用。
本文将从数控机床横向进给的定义和原理、横向进给的控制方式以及横向进给的优化设计等方面进行详细阐述。
首先，数控机床横向进给的原理是通过控制数控系统来实现工件在横向方向上的运动。
横向进给系统主要由进给轴、导轨、精确的传动系统、机械紧固装置等组成。
数控系统通过控制进给电机来控制进给轴的移动，从而实现工件在横向方向上的进给。
其次，数控机床横向进给的控制方式有点位控制和插补控制两种。
点位控制是指根据设定的坐标信息，将工件移动到预定位置。
插补控制是指根据设定的插补路径，通过数学计算来控制工件在横向方向上的移动，实现更复杂的加工工艺。
在数控机床横向进给的优化设计中，主要考虑的因素有进给速度、进给方式和加工精度等。
进给速度是工件在进给轴上移动的速度，直接关系到加工效率。
进给方式是指工件在横向方向上的运动方式，常见的有连续进给和插补进给两种。
连续进给是指工件在进给轴上不停地进行运动，适用于加工直线型工件；插补进给是指工件在进给轴上按照预设的路径进行移动，适用于加工曲线型工件。
加工精度是指工件在横向方向上的加工精度，决定了加工零件的质量。
在优化设计中，应根据具体的加工要求来确定合适的进给速度、进给方式和加工精度。
进给速度要根据工件的材料和加工方式来确定，不能过快或者过慢。
进给方式要根据工件的形状和加工要求来选择，确保工件的加工精度。
加工精度要根据工件的尺寸要求和加工精度要求来确定，必须保证工件的尺寸和形状与图纸要求一致。
此外，在数控机床横向进给的设计中，还要考虑进给轴的刚性和工件的稳定性。
进给轴的刚性要足够强，以确保工件在加工过程中的稳定性和精度。
工件的稳定性则要通过合适的夹持方式和工件支撑来保证，避免在加工过程中的振动和变形。
综上所述，数控机床横向进给的设计是数控机床中的一个关键环节。
数控机床进给系统设计
数控机床进给系统设计数控机床是一种经过控制软件进行操作的自动化机床。
进给系统是数控机床的一个重要组成部分，主要实现工件在加工过程中的运动控制。
进给系统的设计要兼顾稳定性、精度和效率，以满足不同加工需求的要求。
首先，数控机床的进给系统设计需要考虑运动平稳性。
在加工过程中，工件需要按照预定的路径进行运动，因此进给系统需要具备优秀的轨迹控制能力。
可以采用闭环控制方法，通过传感器实时检测工件位置，进行修正和调整，保证工件按照精确的路径进行运动。
其次，数控机床的进给系统设计需要考虑位置精度。
位置精度是指工件在加工过程中的位置误差。
位置误差会对加工质量产生重要影响，特别是对于高精度加工而言。
因此，进给系统需要具备高精度的位置控制能力，能够准确控制工件的位置和轨迹。
另外，数控机床的进给系统设计还需要考虑运动速度和加速度。
工件在加工过程中需要以一定的速度进行运动，因此进给系统需要具备相应的运动速度和加速度控制能力。
运动速度和加速度过大会导致机床振动过大，降低工件加工质量，过小则会影响加工效率。
因此，进给系统需要根据不同加工需求进行合理的速度和加速度设置。
此外，进给系统的设计还需要考虑运动平滑性。
运动平滑性是指工件在运动过程中的平滑度和连续性。
进给系统需要具备平滑的运动特性，避免突变和跳动，从而保证工件表面质量的连续性和一致性。
最后，数控机床的进给系统设计还需要考虑传动方式和控制方式。
传动方式可以选择螺杆传动、齿轮传动或直线导轨传动等，根据加工需求和机床类型进行选择。
控制方式可以选择基于位置、速度或力控制等，根据具体应用进行选择。
综上所述，数控机床的进给系统设计需要兼顾运动平稳性、位置精度、运动速度和加速度、运动平滑性、传动方式和控制方式等因素。
通过合理的设计和调试，可以提高数控机床的加工质量和效率，满足不同加工需求的要求。
数控机床进给系统设计
机械制造装备设计数控铣床进给系统设计系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：082113姓名：许现款学号：021108052指导教师：王艳红日期：2011-12-13数控机床进给系统设计1总体方案设计１.１对进给伺服系统的基本要求带有数字调节的进给驱动系统都属于伺服系统，进给伺服系统不仅是数控机床的一个重要组成部分，也是数控机床区别于一般机床的一个特殊部分。
数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为：定位精度要高；跟踪指令信号响应要快；系统的稳定性要好。
１.２进给伺服系统的设计要求机床的位置调节对进给伺服系统提出了很高的要求，其中在静态设计方面：（1）能够克服摩擦力和负载，当加工中最大切削力为20000N——30000N时，电机轴上的转矩需要10N.m——40N.m；；（2）很小的进给移动量。
目前最小分辨率为0.1m（3）高的静态扭转刚度；（4）足够的调速范围；（5）进给速度均匀，在速度很低是无爬行现象。
在动态设计方面有：（1）具有足够的加速和制动装矩，以便快速的完成启动和制动；（2）具有良好的动态传递性能，以保证在加工中获得高的轨迹精度和满意的表面质量；（3）负载引起的轨迹误差尽可能小。
对数控机床机械传动部件则有以下要求：（1）被加速的运动部件具有较高的惯量；（2）高的刚度和良好的阻尼；（3）传动部件在拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等方面具有尽可能小的非线性。
１.３总体方案进给伺服系统总体方框图如下图３.１所示。
２进给伺服系统机械部分设计进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括：确定脉冲当量，计算切削力，滚珠丝杆螺母副的设计、计算与选型，齿轮传动计算，步进电机的计算和选型等。
微机光电隔离光电隔离光电隔离功率放大功率放大功率放大步进电机步进电机步进电机向向向图3.1进给伺服系统总体方框图２.１确定脉冲当量，计算切削力１确定系统的脉冲当量脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量，它是衡量数控机床加工精度的一个重要参数，因此。
数控车床进给系统、传动系统设计
摘要数控车床进给系统是指能分别沿着X 向和Y向做进给运动的系统，是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。
模块化的X-Y数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。
其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。
导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。
控制系统根据需要，可以选取用标准的工作控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。
该设计从确定小型数控车床的方案入手，设计进给系统的装配图和主要零件图。
确定数控车床数控系统后，详细论述进给传动系统各组成部分，以及各部分的计算和选用。
关键词：数控车床; 进给系统; 装配图; 零件图AbstractThe design starts with identifying the program of small CNC lathe, and begins to design the system assembly drawing and the main part drawing. After identifying CNC lathe system, discuss the various components of the feed drive system in detail, as well as part of the calculation and selection. The design uses a top-down design method, starting from the overall structure, then the components of the design. In the design, full use of standardization, serialization, universal, increase interoperability easy for maintenance. And improve production efficiency to meet the needs of different users.Control systems for small CNC lathes which the project develops and designs, with small size、small footprint、compact、technically advanced、high productivity and strong practicability. It is suitable for small batch processing of small parts, small enterprises, electronic components manufacturing enterprises and individual enterprises, the ideal processing equipment. It can also be used for high secondary school, technical school of electrical and mechanical specialty CNC practice, experimental teaching.Keywords:CNC Lathe Feeding System Assembly Drawing Parts Drawing目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1序言 (1)1.2设计主要任务 (2)2 进给系统设计 (3)2.1总体方案设计 (3)2.1.1 概述 (3)2.1.2 机械系统设计 (3)2.2伺服电机设计 (5)2.2.1 伺服电机概述 (5)2.2.2 伺服电机选择 (6)2.3滚珠丝杠副介绍 (9)2.3.1 滚珠丝杠副概述 (9)2.3.2 滚珠丝杠副特点 (10)2.3.3 滚珠丝杠副结构 (11)2.4滚珠丝杠副设计 (12)2.4.1 设计滚珠丝杠副原理 (12)2.4.2滚珠丝杠副选择 (13)2.4.3 滚珠丝杠副预紧 (14)2.4.4滚珠丝杠副校核 (14)2.5滚珠丝杠副密封与润滑 (16)2.6滚轴丝杠副支撑选择及轴承选用 (17)2.6.1 支撑方式选择 (17)2.6.2 轴承选择 (18)2.6.3 轴承配合与润滑 (19)2.7联轴器简介 (20)2.8联轴器基本要求 (21)2.9联轴器选择 (21)2.10联轴器校核 (23)2.10.1 转矩校核 (23)2.10.2 销抗剪强度校核 (23)3 导轨设计 (24)3.1导轨概述 (24)3.2导轨分类 (24)3.3导轨选型与长度计算 (24)3.4导轨副技术要求 (25)3.5导轨的间隙调整 (26)4 防护罩设计 (28)4.1基本要求 (28)4.2选择设计 (28)4.3其他设计 (29)4.3.1 基本要求 (29)4.3.2 支撑架设计 (30)总结 (31)致谢 (31)参考文献 (33)1 绪论1.1 序言数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，是现代化工业生产中一门新型的，发展十分迅速的高新技术。
CKS6132数控车床纵向进给系统及尾架的设计
滚 动 导 轨 的优 点 是 摩 擦 系 数 小 ， 动、 静 摩 擦 系数 基本相 同， 可 以预 紧 ， 定 位精 度 高 ， 不 会 产 生 爬 行 现
和降低工人劳动强度。
此次 设计 主要 是 数控 机 床 Ｃ Ｋ Ｓ ６ １ ３ ２ 纵 向进 给 系 统 的设计 ， 以及 车床 尾架 和 液压 系统 的设 计 绘 图 ， 还 有 机 床数 控 系 统 的选 择 和连 接 以及 典 型 零 件 的数 控
相对 于传统机床 ， 数控机床有 以下明显 的优越性 ： 缩
短 加工 时 间 ，从 而 提 高生 产 率 ；提 高 零 件 的加 工 精 度 ，稳 定 产 品质 量 ；有 广 泛 的适 应 性 和较 大 的灵 活
堆 积在导轨上 ， 也便 于安装 自动排 屑器 ； 操作方便 ，
易 于安装 机 械 手 ， 实现 单 机 自动 化 ； 机床 ， 外形整洁 、 美观 ， 容易 设置 封 闭式 防护 。斜 床身 导轨倾 斜 的角 度
目前 数控 车床 的纵 向和 横 向多 采 用交 流 伺 服 电
精 度 的机 械 传动 装 置 的磨损 、 惯 性 及 间隙 的存 在 ， 故 机 ， 进 给系 统 的机械 传 动链 采用 滚 珠丝 杠 、 静 压 丝杠 和无 间隙齿 轮副 等 ， 以尽量减 小反 向 间隙 。我们 这里
性， 可以实现一机多用 ， 节省 了设备和厂房面积 ； 可
以进行 精 确 的成 本计 算 和 生产 进 度 安 排 ，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
中， 倾斜角度小 ， 排屑不便 ； 倾斜角度大 ， 导轨的导向
MJ—50型数控车床进给传动系统设计-文献综述
毕业设计文献综述院（系）名称工学院机械系专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师2012年03 月10日数控机床进给传动系统设计摘要：本文介绍了数控机床的发展，数控机床伺服进给系统的基本组成和设计要求，进给系统的总体设计，沿Z轴（纵向）和X轴（横向）进给系统设计以及进给系统的精度分析。
关键词：数控机床，伺服进给系统，精度分析前言数控机床是一种装有计算机数字控制系统的机床，数控系统能够处理加工程序，控制机床自动完成各种加工运动和辅助运动。
与普通机床相比，数控机床能够自动换刀，自动变更切削参数，完成平面、回旋面、平面曲线和空间曲面的加工，加工精度和生产率都比较高，因而应用日益广泛。
它可以帮助人类完成很多危险、繁重、重复的体力劳动。
[1]数控技术是现代科学技术高度集成和交融的产物，它涉及机械、控制、电子、计算机、人工智能、知识库系统以及认识科学等众多学科领域，是当代最具有代表性的机电一体化技术之一。
人类文明的发展、科技的进步已和数控机床的研究、应用产生了密不可分的关系。
为了适应社会的需求，各院校都比较重视数控技术和控制技术等课程在机械设计及其自动化专业的开设，使培养的学生懂得数控机床设计方面的技术。
经过50多年的发展，现代数控技术在工业、农业、国防、航空航天、商业、旅游、医药卫生、办公自动化及生活服务等众多领域获得了越来越普遍的应用。
1数控机床的发展20世纪40年代末，美国开始研究数控机床，1952年，美国麻省理工学院(mit)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。
这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。
数控技术到现在已发展到第六代，第一代采用的是电子管，第二代采用的是晶体管，第三代是小规模集成电路，第四代采用了CNC技术，第五代应用了微处理器技术，而第六代数控机床以个人计算机（PC机）为平台。
数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。
数控机床进给传动系统设计方案分析
数控机床进给传动系统设计方案分析数控机床进给传动系统是数控机床的重要组成部分之一，对机床的精度、效率和可靠性影响重大。
本文将基于近年来国内外研究成果，对数控机床进给传动系统设计方案进行分析探讨。
一、传动方式选择常见的数控机床进给传动方式主要有螺杆副、滚珠丝杠副、液压传动、齿轮传动和软件控制等。
不同的传动方式有各自的特点和适用范围。
1、螺杆副螺杆副具有传动精度高、刚性好、噪音低等优点，适用于慢速大力的进给运动。
但是，它的效率低、摩擦力大、易磨损、不适合高速运动。
2、滚珠丝杠副滚珠丝杠副相对螺杆副来说效率更高，适用于高速进给运动。
但是，它的传动精度受制于滚珠杆的制造精度，而且滚珠很容易受损。
3、液压传动液压传动具有传动力矩大、响应速度快等优点，在铣削和切削加工中有较好的适应性。
但是，液压传动的系统复杂，维护不易，而且液压油需要定期更换。
4、齿轮传动齿轮传动的优点是传动精度高、能承受较大的力矩，适用于高速进给运动。
但是，它的噪音较大，容易出现波动，而且需要灵活的齿轮摆动机构。
5、软件控制软件控制是一种新的进给传动方式，它通过精确的计算控制电机的旋转角度和速度，精确实现进给精度。
但是，软件控制的成本较高，需要高精度的编码器。
根据不同的机床类型和加工工艺，选择合适的传动方式，可以在传动效率、精度和可靠性之间取得平衡。
二、传动控制技术传动方式是进给传动系统的核心，而控制技术也是影响系统性能的关键因素之一。
常见的传动控制技术包括闭环控制和开环控制两种。
1、闭环控制闭环控制是指传感器将实际位置反馈给控制器，通过对设定值和实际值的差进行比较和调整，控制伺服电机的转速和转角，以实现精确控制。
闭环控制具有稳定性好、精度高等优点，但是需要更多的硬件和软件支持，成本较高。
2、开环控制开环控制是指系统只控制电机的转速，不对传感器信号进行反馈调整，只能通过实验调节来实现控制精度。
开环控制具有简单、成本低等优点，但是精度和稳定性不如闭环控制，容易受到噪声和温度等环境影响。
数控车床纵向进给系统设计
本科毕业设计（论文）通过答辩目录第1章概述 (1)1.1设计目的 (1)1.2进给系统概述 (1)第2章运动设计 (2)2.1传动方案拟定 (2)2.2丝杠螺母副的选择与计算 (2)2.2.1丝杠螺母副的选择 (2)2.2.2丝杠螺母副的计算 (3)2.2.3滚珠丝杠螺母副的验算 (4)第3章动力计算 (8)3.1电动机的验算 (8)3.2齿轮的计算 (10)3.3轴的设计 (13)总结 (19)参考文献 (20)数控车床纵向进给系统设计第1章概述1.1.设计目的机床课程设计是在金属切削机床之后进行的实践性环节，其目的在于通过机床进给运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到结构构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件设计、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析、结构设计与计算能力。
1.2.进给系统概述进给系统的特点是速度低、消耗功率少、受力小，而速度越低越易出现爬行现象，而一般的捣鬼由于受摩擦力下降特性的影响，很难满足高精度的要求，特别是对于数控而言更不能适应精度要求。
而滚珠丝杠副基本上是滚动摩擦，摩擦阻力小，切摩擦阻力的大小几乎与运动速度完全无关，这样就有效的保证了运动的平稳性，克服了爬行现象的产生。
而且滚珠丝杠摩擦损失小，传动效率高，运动灵敏、低速时无爬行现象、轴向刚度高、寿命长、维护简单且具有传动可逆性并反向精度高等优点故而选用滚珠丝杠螺母副传动。
陕西科技大学课程设计说明书第2章运动设计2.1.传动方案拟定2.1.1.总体传动框图如下图：2.1.2.具体的分析过程：因设计要求系统为开环系统从而使系统简化，若直接将电机与滚珠丝杠联必会引起丝杠温度过高即磨损加剧使其寿命降低。
故在其两者之间加一消隙齿轮箱，一是使丝杠速度降低，而则是消除系统传动中的间隙，提高传动精度，并有效减少反向运动死区现象，消息齿轮箱与丝杠可采用联轴器形式连接，这样便确定了如上图所示的传动方案。
(毕业设计)数控车床横向进给系统的设计
安徽工业大学毕业设计年级：大四系部：自动化专业：机电工程课题名称：数控机床横向进给设计学生姓名：戴海涛指导教师：冯本秀教师职称：讲师2010年6月20日摘要数控机床集中了传统的自动机床、精密机床和万能机床三者的优点，将高效率、高精度和高柔性集中于一体。
而数控机床横向进给技术水平的提高首先依赖于进给和主轴驱动特性的改善以及功能的扩大，为此数控机床对进给伺服系统的位置控制、速度控制、伺服电机、机械传动等方面都有很高的要求。
数车床改造是指以机械位置作为控制对象的自动控制系统。
在数控机床中，伺服系统主要指各坐标轴进给驱动的位置横向进给控制系统。
伺服系统接受来自CNC 装置的进给脉冲，经变换和放大，再驱动各加工坐标轴按指令脉冲运动。
这些轴有的带动工作台，使刀具相对于工件产生各种复杂的机械运动，加工出所要求的复杂形状工件。
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。
关键词：横向进给数控化车床改造AbstractNumerical control lathe have following outstanding superiority than traditional lathe include:Can process out complicated parts, such as the Landscape orientation curve coming o ut in traditional machine tooling, curved surface etc; Because computer have superb op eration ability is can instantaneous to calculate out each coordinate axis instantaneous amount of exercise that should move accurate, Landscape orientation compound into th e complicated curve or curved realize automation automatically etc; Therefore can realiz e that nobody guards and processes for a long time.Numerical control lathe reform system, should reach in the design: There is high quiet dynamic rigidity; The coefficient of friction between the vice sport is little, the tran smission has no interval ; Landscape orientation to operate and maintenance. Lathe nu merical control should try one's best and reach and require while being above-mention ed when the transformation. Can't think and link numerical control device and ordinary lathe together and reach numerical control request of lathe, Also should carry on to m ain part corresponding transformation enable their reaching certain designing requireme nt, Purpose of transforming that could be expectedLandscape orientation the numerical control of lathe transforms the key step: The technology of the transformation I Whether the technology lay, circuit move towards a nd be regular, adjust components and parts position, seal and not essential to decorat e etc. At last debugging it.Key words: landscape orientation numerical control lathe reform目录摘要............................................................. .2 Abstract (3)目录 (4)第一章引言 (5)1.1 设计目的及方法 (5)1.2 进给系统概述 (6)第二章进给传动设计 (7)2.1 主切削力计算及技术参数 (7)2.2 滚珠丝杠螺母副的选择与计算 (9)2.2.1滚珠丝杠螺母副的选择 (9)2.2.2丝杠螺母副的计算 (10)2.2.3滚珠丝杠螺母副的校核 (12)第三章动力计算 (17)3.1 支撑轴承的设计 (17)3.2 伺服电机的选择 (17)结论 (18)致谢语 (19)参考文献 (20)第一章引言1.1 设计目的及方法设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，提高综合素质和创新能力，受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高，培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度，加强团队合作精神。
数控车床伺服进给系统结构设计毕业论文
摘要数控机床作为机电一体化的典型产品,在机械制造业中发挥着巨大的作用,很好的解决了现代机械制造中结构复杂，精密，批量小,多变零件的加工问题,且能稳定产品的加工质量,大幅度提高生产效率。
本论文主要对数控机床伺服进给系统的机械部分这一课题进行探讨，文中详细描述了数控机床伺服进给系统的设计方法,包括传动系统总体设计，滚珠丝杠副的选择，伺服电动机的选择,精度和刚度验算。
同时运用软件Solidworks做出伺服进给系统的零部件，以及将各个零部件进行装配，二维工程图出图。
关键词：数控机床;伺服电动机；伺服进给系统；滚珠丝杠副AbstractNC machine tools as typical electromechanical products, plays an enormous role in machinery manufacturing, it solutes the problems of modern machinery manufacturing complex, precision, small batches，changeable parts processing, also it can be able to stable quality of products, increase productivity greatly. In this paper, it mainly explore to the topic of mechanical parts of NC machine tools’ servo feed system, This article describes the designing method of the NC machine tools’ servo feed system , including designing the transmission system, choosing Ball Screws, servo motor, checking the accuracy and rigidity. Make out parts of NC machine tools’ servo feed system and assemble the parts with solidworks. Export 2D engineering drawing and make the animations of feed system, produce three-dimensional cutaway views of Ball Screws and Rolling Guides.Key word: NC machine;Servo motor; Servo feed system; Ball Screws目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 数控机床的概念 (1)1.2 数控机床的组成分类及特点 (1)1.2.1 数控机床的组成 (1)1.2.2 数控机床的分类 (1)1.2.3 数控机床的特点 (2)1.3 数控系统的发展简史及国外发展现状 (2)1.4 我国数控系统的发展现状及趋势 (3)1.4.1 数控技术状况 (3)1.4.2 数控系统的发展趋势 (4)1.5 伺服系统的特点 (4)1.6 本课题的研究内容和方法 (6)1.7 本章小结 (7)2 进给系统的总体方案设计 (7)2.1 机床的主要性能 (8)2.2 进给系统的精度要求 (8)2.3 进给传动控制伺服系统的选择 (8)2.4 进给系统的传动要求及传动类型的选择 (9)2.4.1 进给系统的传动要求 (9)2.4.2 传动类型的选择 (9)2.5 电机与丝杠联接方式的选择 (10)2.6 进给传动方案设计 (11)3 数控车床伺服进给系统X轴选型 (12)3.1 滚珠丝杆机构的计算选型 (13)3.1.2 精度等级选定 (14)3.1.3 导程的计算和选定 (15)3.1.4 丝杆支承方式选定 (15)3.1.5 丝杆外径选定及校核 (15)3.1.6 计算最大轴向载荷 (16)3.1.7 轴向允许载荷计算 (16)3.1.8 丝杠允许转速计算及校核 (17)3.1.9 寿命计算及校核 (19)3.2 电机的选型 (19)3.2.1 转速的计算 (19)3.2.2 驱动扭矩计算 (20)3.2.3 计算角加速度 (21)3.2.4 电机所需的加速扭矩 (21)3.2.5 计算各种运动状态下点检所需要的驱动扭矩 (21)3.2.6 电机转动惯量要求 (22)3.3 滚珠丝杠副的支承的设计 (22)3.4 同步齿轮带传动的设计 (24)3.5 导轨的选择 (25)4 数控车床伺服进给系统Z轴选型 (26)4.1 滚珠丝杆机构的计算选型 (26)4.1.1载荷的确定 (27)4.1.2 精度等级选定 (27)4.1.3 导程的计算和选定 (28)4.1.4 丝杆支承方式选定 (29)4.1.5 丝杆外径选定及校核 (29)4.1.6 计算最大轴向载荷 (29)4.1.7 轴向允许载荷计算 (30)4.1.8 丝杠允许转速计算及校核 (31)4.1.9 寿命计算及校核 (33)4.2 电机的选型 (33)4.2.1 转速的计算 (33)4.2.2 驱动扭矩计算 (34)4.2.3 计算角加速度 (35)4.2.4 电机所需的加速扭矩 (35)4.2.5 计算各种运动状态下点检所需要的驱动扭矩 (35)4.2.6 电机转动惯量要求 (36)4.3 滚珠丝杠副的支承的设计 (37)4.4 联轴器传动的设计 (39)4.5 导轨的选择 (39)5 伺服进给系统的结构设计 (40)5.1 solidworks实体设计的特征功能及其在本次设计中的应用405.2 伺服进给系统主要零件的设计及装配 (41)5.2.1 导轨的设计 (41)5.2.2 Z轴丝杠螺母的设计 (45)5.2.3 添加轴承 (46)5.2.4 添加紧固件 (46)5.2.5 X轴滑块的设计 (47)5.2.6 丝杠的设计 (47)5.3 伺服进给系统零件的装配 (48)5.4 伺服进给系统的装配图 (49)结论 (51)致谢 (52)参考文献 (53)附录A (54)附录B (69)1 绪论1.1 数控机床的概念数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。
铣床数控轴进给系统设计
１ 控制型式 的选择和分析
１１ 开环 进 给伺 服 系统 ．
统 的运 动 精 度 主要 取 决 于检 测 装 置 的检 测 精 度 ， 也
与传动链的误差无关 ， 因此其控制精度高。闭环控制 数控机床的定位精度高 ， 但调试和维修都较困难 ， 系
成本高。 开环伺服系统 由步进 电动机和步进 电动机驱动 统复杂 ， 半闭环 ： 半闭环伺服机构是 由比较线路 、 伺服放 线路组成 。 数控装置根据输入指令 ， 经过运算发出脉 伺服马达 、 速度检测器和位 置检测器组 成 。 冲指令给步进 电动机驱动线路 ，从而驱动工作 台移 大线路 、 位置 检 测器 装在 丝 杠或 伺 服 马达 的端 部 ，利 用 丝 杠 动 一 定 距离 。这 种伺 服 系 统 比较 简单 ， 作稳 定 ， 工 容 易掌握使用 ， 但精度和速度的提高受到限制 。 只用于 的回转角度间接测 出工作台的位置。常用 的伺服马 达有宽调速直流 电动机 、宽调速交流电动机和电液 光电式脉冲发 开环控制系统的数控机床结构简单 ，成本较低。 伺服马达。位置检测器有旋转变压器、 这种伺服机构所能达到的精度 、 速 但是， 系统对移动部件的实际位移量不进行监测， 也不 生器和圆光栅等。 能进行误差校正。因此， 步进电动机的失步、 步距角误 度和动态特性优 于开环伺服机构 ，为， 依靠链轮轮齿的链节 进给伺服 以数控机床 的各坐标 为控制对象 ， 产 的啮合来传递运动和动力 ，链传动时属于带有中间 生机床的切削进给运动。为此 ， 要求进给伺服能快速 挠性的啮合传动。 ． 调节坐标轴的运动速度 ， 并能精确地进行位置控制 。 ３４ 滚 珠 丝杠 螺 母副
磁栅 。
输入 的指令位移值进行 比较 ，用差值对机床进行控 具有较丰富的自诊断、 报警功能。软件伺服是基于微 制， 使移动部件按照实际需要 的位移量运动 ， 最终实 处理器 的全数字伺服系统 。其将各种控制方式和不 现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲 ， 闭环系
数控机床进给系统设计
数控机床进给系统设计数控机床是一种利用数字控制技术来操作机床进行加工的设备。
其中，进给系统是数控机床的核心部件之一，主要负责实现机床轴向运动的精确控制。
本文将从设计原理、系统构成和性能要求三个方面，对数控机床进给系统进行详细阐述。
一、设计原理数控机床进给系统的设计基于三轴坐标系，即X轴、Y轴和Z轴。
当工件需要在不同方向上进行加工时，可以通过对这三个坐标轴的控制，实现工件在平面和立体方向上的运动。
进给系统的基本原理是将需要控制的轴运动距离和速度转换为数字信号，通过数字控制器产生的脉冲信号驱动伺服电机，实现机床的精确控制。
二、系统构成数控机床进给系统由三个主要组成部分构成：数字控制器、伺服驱动器和伺服电机。
数字控制器是整个系统的大脑，负责生成运动指令、计算速度和位置等参数，并将其转换为脉冲信号。
伺服驱动器接收数字控制器发送的脉冲信号，将其转换为电流信号，并通过电机的转矩控制反馈实现机床运动控制。
伺服电机则是进给系统的执行机构，根据伺服驱动器的控制信号，转化为机床轴向的运动。
三、性能要求数控机床进给系统在设计中需要具备多项重要性能要求，以满足机床加工的精度和效率要求。
首先，系统需要具备高速响应能力，能够快速准确地响应指令并实时控制机床轴向运动。
其次，系统需要具备高精度定位能力，能够实现亚微米级的定位精度，以满足精密加工的要求。
此外，系统还需具备较大的负载能力，能够承受较大的加工力矩，以应对各种加工过程中的需求。
同时，在设计中还需要考虑系统的稳定性和可靠性，以确保系统的长期稳定运行，并减少维护和故障排除的成本。
总结起来，数控机床进给系统是数控机床的核心组成部分之一，其设计原理基于三轴坐标系的控制，通过数字控制器、伺服驱动器和伺服电机的协同工作，实现机床轴向运动的精确控制。
进给系统的设计需要满足高速响应、高精度定位、较大负载和稳定可靠等多项性能要求，以保障机床加工的高效精度。
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数控机床进给系统设计第一章、数控机床进给系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示：图1-1数控机床进给系统伺服由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。
1.1、伺服系统对伺服电机的要求（1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min 或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。
（2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。
一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。
（3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。
电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。
（4）电机应能随频繁启动、制动和反转。
随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。
使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。
由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。
数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。
数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。
这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。
1.2、伺服系统的分类数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。
驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。
机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。
检测元件与反馈电路组成检测系统。
进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。
闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。
根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。
半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。
前者把丝杠包括在位置环内，后者则完全置机械传动部件于位置环之外。
全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。
开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。
由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。
全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数，而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系，故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。
因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。
闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。
数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。
伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。
交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。
直流伺服电动机引入了机械换向装置。
其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。
同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。
电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。
为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。
交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。
一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。
1.3、主要设计任务参数车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。
最大加工直径为D=400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴，向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2；max行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.m2。
第二章、数控车床纵向进给系统传动的方案设计数控机床进给驱动对位置精度、快速响应特性、调速范围等有较高的要求。
实现进给驱动的电机主要有三种：步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。
目前，步进电机只适应用于经济型数控机床，直流伺服电机在我国正广泛使用，交流伺服电机作为比较理想的驱动元件已成为发展趋势。
数控机床的进给系统当采用不同的驱动元件时，其进给机构可能会有所不同。
电机与丝杠间的联接主要有三种形式，如图2-1所示。
2.1、带有齿轮传动的进给运动数控机床在机械进给装置中一般采用齿轮传动副来达到一定的降速比要求，如图2-1a）所示。
由于齿轮在制造中不可能达到理想齿面要求，总存在着一定的齿侧间隙才能正常工作，但齿侧间隙会造成进给系统的反向失动量，对闭环系统来说，齿侧间隙会影响系统的稳定性。
因此，齿轮传动副常采用消除措施来尽量减小齿轮侧隙。
但这种联接形式的机械结构比较复杂。
(c)(a)(b)图2—1 电机与丝杠间的联接形式2.2、经同步带轮传动的进给运动如图2-1b）所示，这种联接形式的机械结构比较简单。
同步带传动综合了带传动和链传动的优点，可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声，但只能适于低扭矩特性要求的场所。
安装时中心距要求严格，且同步带与带轮的制造工艺复杂。
2.3、电机通过联轴器直接与丝杠联接如图2-1c）所示，此结构通常是电机轴与丝杠之间采用锥环无键联接或高精度十字联轴器联接，从而使进给传动系统具有较高的传动精度和传动刚度，并大大简化了机械结构。
在加工中心和精度较高的数控机床的进给运动中，普遍采用这种联接形式。
根据进给系统的要求及设计要求，选择带有齿轮传动的进给运动，选用最佳降速比，可以提高机床的分辨率，并使系统折算到驱动轴上的惯量减少；尽量消除传动间隙，减少反向死区误差，提高位移精度等。
第三章、运动设计3.1、降速比计算功率步进电动机型号为110BF003，其主要技术参数为最大静转矩为7.84N m •,步距角0.75°,电机转动惯量：J =1.8×10-2 ㎏.m 2；快速空载启动时电动机转速500/min r 。
进给传动链的脉冲当量0.01/mm P δ=.选滚珠丝杠的螺距为12mm.由0.7512 2.53603600.01S i θδ⨯===⨯ （3—1） 式中 θ ——步进电动机的步距角δ ——脉冲当量，mm S ——丝杠螺距, mm 3.2、减速齿轮的确定选择一级减速器，选齿轮120Z =，250Z =，模数2m mm =，齿宽20b mm =。
选择斜齿轮调隙，齿轮的参数如表3—1。
3—1齿轮参数表第四章、丝杠螺母机构的选择与计算已知条件：工作台及刀架重：110㎏,所以重量为9.81101078G N =⨯=最大行程：1280mm ，失动量：0.01mm δ=，工作台最高速度：max 5/min v m = 查表选择丝杆预期寿命： 15000h L =小时 ， 摩擦系数0.2μ=。
则导轨的静摩擦力F O 。
0.21078215.6O F G N μ==⨯= （4—1）最大轴向负载0max 1609.81568F N =⨯=4.1、动载强度计算当转速10/min n r >时，滚珠丝杠；螺母的主要破坏形式是工作表面的疲劳点蚀，因此要进行动载强度计算，其计算动载荷()Cc N 应小于或等于滚珠丝杆螺母副的额定动负荷，即c d H eq r C f F F =≤ （4—2)式中 d f ——动载荷系数，见表3 —1; H f ——硬度影响系数，见表3-2; eq F ——当量动负荷，N;r F ——滚珠丝杠；螺母副的额定动负荷，N ； 'T ——寿命，以610r 为一个单位。
660'10neqTT =(4—3) 式中 T ——使用寿命，h ；按设计机床要求取T=15000h N ——循环次数：eq n ——滚珠丝杠的当量转速，r/min 。
1000max 10005416.67/min 12eq V n r S ⨯=== (4—4）代入上式得666060416.6715000'3751010neqT T ⨯⨯=== （4—5）表4-1 动载荷系数d f1.22.51.5表4-2 硬度影响系数H f 、'H f52.5 40 1.35 3.85 1.40当工作载荷单调连续或周期行单调连续变化时，则00max21117.23eq F F F N +≈= （4—6） 式中 0F 0max F ——最大和最小工作载荷，N 。
查表4—1 4—2取d f =1.5 H f =1.56代入上式得1.5 1.561117.218851.9918.85c d H eq N KNC f F ⨯⨯==== （4—7）4.2、静强度计算当转速10/min n r ≤时，滚珠丝杠螺母的主要破坏形式为滚珠接触面上产生较大的塑性变形，影响正常工作。
因此，应进行静强度计算，最大计算静载荷0()c F N 为0max 'c d H orF f f F F =≤ （1—10）式中'H f ——硬度硬度影响系数，见表5—2；取'H f =1.67.0r F ——滚珠丝杠螺母副的额定静负荷，N 。
代入得0max ' 1.5 1.5615683669c d H F f f F N ==⨯⨯= （4—8）根据计算额定动负载荷和额定静负荷初选滚珠丝杠副型号为50125CBM -。
其基本参数为公称直径050d mm =，导程12S mm =，滚珠直径7.144Dw mm =。
额定动负荷39348Ca N =，额定静负荷0108290r F N =。
动载荷与静载荷载均满足要求。
4.3、临界转速校核对于高速长丝杠有可能发生共振，需要算其临界转速，不会发生共振的最高转速为临界 转速(/min).c n r22229910c cf d n L = （4—9）20 1.2wd d D =- （4—10）式中 ——临界转速计算长度，m ；——丝杠支撑方式系数。
两端固定时， 代入数据得20 1.250 1.27.14441.427w d d D mm=-=-⨯=2222224.730.041991099105548.3/min1.28c c f d n r L ⨯===远远小于其最大速度，故临界转速满足。
4.4、额定寿命的校核滚珠丝杠的额定动载荷39348aC N =，已知其轴向载荷max 1568a a F F N ==，滚珠丝杠的转速max 416.67/min n n r ==，运转条件系数 1.2w f =，则有3636639348()10()109145101568 1.2a a w C L r r F f =⨯=⨯=⨯⨯ （4—11） 69145103657996060416.67h L L h h n ⨯===⨯ （4—12） 滚珠丝杠螺母副的总工作寿命36579915000h L h h =≥，故满足要求。