数控车床纵向进给系统传动的方案设计
数控车床纵向进给系统传动的方案
设计
随着制造业技术的发展，数控工具的应用越来越广泛，而数控车床是机械加工中使用最广泛的一种数控机床。在数控车床的使用中，纵向进给系统传动方案的设计具有相当重要的意义，做好系统设计可有效提升产能和生产工艺。
一、数控车床纵向进给的基本原理及工作方式
数控车床纵向进给系统的主要原理是电机通过传动装置使刀架沿着转轴纵向轴向移动，将工件逐步加工成形。这里所指的传动装置，即是通过旋转电动机来传动球螺杆。而球螺杆就是在传动时通过与负荷间产生的滑移变形和滚动摩擦起到实现精度高的传动功能的很重要的柔性元件。
对于数控车床的使用，其主要的工作方式是将工件放置在工作台上，然后将刀架中的刀具逐渐地接触到工件表面上并继续进行削除，当达到所需的形状和尺寸时，就可以切断工件。
二、传动方案1：球螺杆传动
目前，球螺杆传动是目前数控车床纵向进给系统的主要传动方式。该方式主要是通过电机辅助驱动螺纹杆或同步带旋转，使得母轮的旋转产生大量的旋转运动，从而使螺杆上的小铜轮自动转动。同时，小铜轮的转动使得超静力耐磨材料发生侧向运动，以便传递到竖向滑块上。
这种传动方式传动精度高，速度快，加工效率高。同时，其具有压力大而拉扯力小，对系统的磨损小，能完成加工复杂的大型工件或大量工作的优点。但它也具有噪声大、操作和维护相对复杂等缺点，较难在小型数控加工中得到广泛应用。
三、传动方案2：伺服电机传动
除了球螺杆之外，伺服电机也可作为数控车床纵向进给系统的传动方案之一。主要特点是具有提高生产率、减少运行成本以及减轻人工干预的作用。
传动系统采用伺服电机驱动轴与对应进给器相连，当电机的输出信号产生时，即可自动控制工作台的位置。与传统的传动方案相比，它更加精确可靠，能够更好地满足当前市场需求。
但同时在操作上需要一定的技术水平，成本相对较高，所以不能适用于所有的加工项目。因此，在选择数控车床纵向进给系统传动方案时，不同的应用场景和制造商都需进行充分比较，选择最适应的方案以满足生产需求。
四、数控车床纵向进给系统传动方案设计的注意事项
1、稳定性：设计中需要考虑该系统的稳定性，尤其是在高速运行时。因为其稳定性是提高效率和保障安全的保证，需要避免机器出现不正常的震动而导致加工误差。
2、精度：纵向进给系统的经济性和高精度是约束设计中一个极其重要的因素，需要在设计时遵循这样的原则。
3、寿命：系统实际运行时间的寿命，也是设计决策中必须考虑的关键问题之一。这不能仅仅从技术角度来评估，还需要考虑其使用寿命、维修和更换的成本消耗。同时，还要考虑它的易于维护性和升级性。
4、可靠性：作为重要的生产设备，数控车床纵向进给系统的可靠性直接关系到生产效率和质量，设计过程中需要在不同的设计方案中进行权衡，从而找到合适的方案。
综上所述，数控车床纵向进给系统传动方案设计很大程度上关系到整个生产过程中的效率和质量，同时还对设备使用寿命、维修和更换的成本消耗等有着重要影响。设计者需要在充分比较中选择符合工艺要求的方案，确保生产设备的效率和质量的提升。
数控机床纵向进给设计
目录 摘要 (3) ABSTRACT (4) 前言部分 (5) 第1章绪论 (6) 1.1机床总体方案的设计 (6) 1.1.1 课程设计任务书 (6) 1.1.2 总体方案设计 (6) 1.2开环伺服进给系统机械部分设计 (6) 1.2.1 滚珠丝杠螺母副的计算选型 (6) 1.2.2 步进电动机的计算和选型 (6) 第2章机床机电一体化改造总体方案的设计 (7) 2.1课程设计任务书 (7) 2.1.1 题目 (7) 2.1.2 原始数据： (7) 2.1.3 主要技术参数： (7) 2.1.4 课程设计的内容及要求： (7) 2.2总体方案设计 (7) 2.2.1 系统的运动方式的确定 (7) 2.2.2 伺服系统的选择 (7) 2.2.3 执行机构传动方式的确定 (7) 2.2.4 数控系统的选择 (8) 第3章开环伺服进给系统机械部分设计 (8) 3.2计算切削力 (8) 3.3滚珠丝杠螺母副的计算选型（ (9) 3.3.1 计算进给牵引力 (9) 3.3.2 计算最大动负载 (9) 3.3.3 滚珠丝杠螺母副的选型 (10) 3.3.4 传动效率计算 (10) 3.3.5 刚度计算 (10) 3.3.6 稳定性校核 (12) 3.3.7纵向滚珠丝杠副的几何参数 (12) 3.4齿轮传动比计算 (12) 3.5步进电动机的计算和选型 (13) 3.5.1 等效转动惯量计算 (13) 3.5.2 电机力矩计算 (14) 3.5.3 计算步进电动机空载起动频率和切削时的工作频率 (16)
第4章机械传动机构的调整和结构的简要说明 (17) 4.1丝杠进给速度的调节 (17) 4.2轴向的预紧力的调整及定位 (18) 结论部分 (19) 设计体会 (20) 参考文献 (21) 谢词..............................................................................................错误！未定义书签。
C616纵向进给系统数控改造设计说明书(含cad图纸)
xx学院毕业设计 C616纵向进给系统数控化改造设计 说 明 书 学员： 学号： 姓名： 班级： 日期：
目录 1.绪论 (1) 2.机械部分设计 (2) 2.1 设计框图及机械结构改进设计 (2) 2.2转动惯量的计算 (3) 2.3 转动矩计算 (4) 2.4步进电机的选择 (6) 2.5纵向进给系统的设计与计算 (7) 2.5.1系统的脉冲当量 (8) 2.6切削力的计算 (8) 2.7滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9) 2.7.1计算进给牵引力 F (9) m 2.7.2 计算最大动载荷C (9) 2.8 传动效率的计荷 (11) 2.9 刚度验算 (13) 2.10齿转传动比的计算 (13) 2.10.1齿轮传动间隙的消除 (14) 2.11轴的设计与校核 (16) 2.12 初步估算轴的最小直径，并选择联轴器 (16) 2.12.1. 轴的结构设计 (17) 2.12.3按弯矩合成强度校核轴的强度 (18) 2.12.4按疲劳强度安全系数校核轴的强度 (21) 3.机床纵向伺服进给单元电气控制部分设计 (23) 3.1 电气控制系统方案的确定 (23) 3.1.1 步进电动机与丝杠的联接 (23) 3.1.2 8051单片机的选择 (24) 3.2 步进电动机开环控制系统设计 (24) 3.2.1 脉冲分配器 (25) 3.2.2 光隔离电路 (28) 3.2.3步进电动机驱动电路 (29) 3.3 8255可编程控制芯片的扩展 (30) 3.3.1 8255芯片的介绍 (30) 3.3.2 58051单片机与8255接口电路的设计 (30)
C6140数控车床纵向进给系统设计
专科毕业论文（设计） 题目_C6140数控车床纵向进给系统设计______________________ 学院工程技术学院 专业机电一体化 年级___08级__________________ 学号_____________________ 姓名____谭永恒_________________ 指导教师_____________________ 成绩_____________________ 年月日
目录 摘要............................................ 错误！未定义书签。第一章前言. (3) 第二章数控车床设计概述 ............................. 错误！未定义书签。第三章进给伺服系统概述 ............................ 错误！未定义书签。第四章横向进给系统的设计计算 ...................... 错误！未定义书签。 4.1切削力的计算.................................... 错误！未定义书签。 4.2滚动丝杆的设计计算.............................. 错误！未定义书签。 4.2.1强度计算...................................... 错误！未定义书签。 4.2.2效率计算...................................... 错误！未定义书签。 4.2.3刚度计算...................................... 错误！未定义书签。 4.2.4稳定性计算.................................... 错误！未定义书签。 4.2.5 齿轮及转矩的相关计算.......................... 错误！未定义书签。 4.2.6传动惯量的选择................................ 错误！未定义书签。 4.2.7所需转动力矩的计算............................ 错误！未定义书签。第五章步进电机的选择 ............................. 错误！未定义书签。 5.1一步进电机的选用原则............................ 错误！未定义书签。 5.1.1步距角........................................ 错误！未定义书签。 5.1.2精度.......................................... 错误！未定义书签。 5.1.3转矩.......................................... 错误！未定义书签。 5.1.4启动频率...................................... 错误！未定义书签。 5.2步进电机的选型.................................. 错误！未定义书签。总结与体会.......................................... 错误！未定义书签。致谢词.............................................. 错误！未定义书签。参考文献............................................ 错误！未定义书签。
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计
目录 1 绪论 (3) 1.1 数控系统的发展简史及国外发展现状 (3) 1.2 我国数控系统的发展现状及趋势 (3) 1.3 伺服系统的特点 (4) 1.4 设计的内容、目的和方法 (7) 2 总体方案设计 (8) 2.1 方案设计及总体布局 (8) 2.2 主切削力的计算 (8) 3 横向进给系统 (11) 3.1 已知技术参数 (11) 3.2 滚珠丝杠的计算及选择 (11) 3.3 校核 (14) 4 纵向进给系统 (20) 4.1 已知技术参数 (20) 4.2 滚珠丝杠的计算及选择 (20) 4.3 校核 (21) 5 床身及导轨 (26) 5.1 床身 (26) 5.2 导轨 (27) 6 数控系统选择 (29) 6.1 西门子数控系统的优点 (29) 6.2 数控连线图 (30) 7 数控编程 (31) 结论 (35) 致谢 (36)
1绪论 1.1数控系统的发展简史及国外发展现状 1949年美国帕森公司首先提出了机床数字控制的概念。1952年第一代数控系统——电子管数控系统的诞生。20世纪50年代末，完全由固定布线的晶休管元器件电路所组成的第二代数控系统——晶体管数控系统被研制成功，取代了昂贵的、易坏的、难以推广的电子管控制装置。随着集成电路技术的发展，1965年出现了第三代数控系统——集成电路数控系统。1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了第四代数控系统——小型计算机数控系统，然后，随着微型计算机以其无法比拟的性能价格比渗透各个行业，1974年，第五代数控系统——微型计算机数控系统也出现了。应用一个或多个计算机作为数控系统的核心组件的数控系统统称为计算机数控系统(CNC)。综上所述，由于微电子技术和计算机技术的不断发展，数控机床的数控系统也随着不断更新，发展非常迅速，几乎5年左右时间就更新换代一次[1]。 数控机床是先进制造业的基础机械，是最典型的多品种、小批量、高科技含量的机电一体化产品。欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产品进程，1990年日本机床产值数控化率达75％，美国达70．1％，德国达57％。目前世界数控机床年产量超过15万台，品种超过1500多种[2]。 1.2我国数控系统的发展现状及趋势 1.2.1 数控技术状况 目前，我国数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期，也是由封闭型向开放型过渡的时期。 我国数控系统在技术上已趋于成熟，在重大关键技术(包括核心技术)，已达到国际先进水平。自“七五”以来，国家一直把数控系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的数控系统，掌握了国外一直对我国封锁的一些关键技术。例如，曾 当长期困扰我国、并受到西方国家封锁的多坐标联动技术对我们已不再是难题，0.1m 量的超精密数控系统、数控仿型系统、非圆齿轮加工系统、高速进给数控系统、实时多任务操作系统都已研制成功。尤其是基于PC机的开放式智能化数控系统，可实施多轴控制，具备联网进线等功能既可作为独立产品，又是一代开放式的开发平台，为机床厂
机电一体化课程C6140数控车床纵向进给传动机构..
C6140卧式车床纵向进给系统数控化改造 设计设计说明书
一、绪论3 1.机床数控改造的意义3 2.数控改造的主要内容3 3.车床数控改造的必要性与可行性4 二、课题任务及要求4 1.题目:C6140卧式车床纵向进给系统数控化改造设计4 2．主要技术要求4 三、进给系统的改造与设计方案5 四、纵向进给系统的设计计算5 1.脉冲当量的确定5 2.切削力的计算5 3.滚珠丝杆螺母副的计算和选型6 4.同步带减速箱的设计7 5.步进电机的计算与选型9 6.同步带传递功率的校核13 五、绘制进给系统的装配图13 六、控制系统的硬件电路设计14 七、步进电机驱动电源选用17 八、总结19
一、绪论 1.机床数控改造的意义 普通卧式车床应用广泛，约占车床类总数的65%。卧式车床主轴转速和进给量的调整范围大，工艺范围广，能进行多种表面的加工。但其结构也有不足之处，如刚度低，抗震性差，传动件间存在间隙，精度不足，且受操作人员技能的限制较大。而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，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、尺寸多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。但从目前企业面临的情况看，因数控机床价格较贵，一次性投资较大而使中小型企业心有余而力不足。而机床的数控化改造由于其投资少、周期短，改造后能满足企业生产的需要，并且能有效地利用机床的剩余价值，成为中小型企业的首选。 a.节省资金 机床的数控改造同购置新机床费相比，一般可节省40% ～ 60% 的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般机床改造只需花新机床购置费的1/3，即使将原机床的结构进行彻底改造升级，也只需花费购买新机床60% 的费用，并可以利用车间现有的基础。 b.性能稳定可靠 因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。 c.提高生产效率 机床经数控改造后,即可实现加工的自动化，效率可比传统机床提高3～7 倍。对复杂零件而言，难度越高，功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用，而且可以缩短生产准备周期。 2.数控改造的主要内容 对卧式车床进行改造，主要是将纵向和横向进给系统改成用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；将手动的刀架换成能自动换刀的电动刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数、切削次序和刀具都可以按程序自动进行调节和更换，再加上纵、横
数控车床纵向进给系统传动的方案设计
数控车床纵向进给系统传动的方案 设计 随着制造业技术的发展，数控工具的应用越来越广泛，而数控车床是机械加工中使用最广泛的一种数控机床。在数控车床的使用中，纵向进给系统传动方案的设计具有相当重要的意义，做好系统设计可有效提升产能和生产工艺。 一、数控车床纵向进给的基本原理及工作方式 数控车床纵向进给系统的主要原理是电机通过传动装置使刀架沿着转轴纵向轴向移动，将工件逐步加工成形。这里所指的传动装置，即是通过旋转电动机来传动球螺杆。而球螺杆就是在传动时通过与负荷间产生的滑移变形和滚动摩擦起到实现精度高的传动功能的很重要的柔性元件。 对于数控车床的使用，其主要的工作方式是将工件放置在工作台上，然后将刀架中的刀具逐渐地接触到工件表面上并继续进行削除，当达到所需的形状和尺寸时，就可以切断工件。 二、传动方案1：球螺杆传动 目前，球螺杆传动是目前数控车床纵向进给系统的主要传动方式。该方式主要是通过电机辅助驱动螺纹杆或同步带旋转，使得母轮的旋转产生大量的旋转运动，从而使螺杆上的小铜轮自动转动。同时，小铜轮的转动使得超静力耐磨材料发生侧向运动，以便传递到竖向滑块上。
这种传动方式传动精度高，速度快，加工效率高。同时，其具有压力大而拉扯力小，对系统的磨损小，能完成加工复杂的大型工件或大量工作的优点。但它也具有噪声大、操作和维护相对复杂等缺点，较难在小型数控加工中得到广泛应用。 三、传动方案2：伺服电机传动 除了球螺杆之外，伺服电机也可作为数控车床纵向进给系统的传动方案之一。主要特点是具有提高生产率、减少运行成本以及减轻人工干预的作用。 传动系统采用伺服电机驱动轴与对应进给器相连，当电机的输出信号产生时，即可自动控制工作台的位置。与传统的传动方案相比，它更加精确可靠，能够更好地满足当前市场需求。 但同时在操作上需要一定的技术水平，成本相对较高，所以不能适用于所有的加工项目。因此，在选择数控车床纵向进给系统传动方案时，不同的应用场景和制造商都需进行充分比较，选择最适应的方案以满足生产需求。 四、数控车床纵向进给系统传动方案设计的注意事项 1、稳定性：设计中需要考虑该系统的稳定性，尤其是在高速运行时。因为其稳定性是提高效率和保障安全的保证，需要避免机器出现不正常的震动而导致加工误差。 2、精度：纵向进给系统的经济性和高精度是约束设计中一个极其重要的因素，需要在设计时遵循这样的原则。
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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
2046 C6132车床数控化改造及纵向进给机构设计(含全套毕业说明书和机械CAD图纸)综述
大学 毕业设计（论文） 题目：C6132型卧式车床的数控化改造 总体设计及纵向进给设计 院（系）： 专业： 班级： 学生姓名： 导师姓名：职称： 起止时间：
摘要 本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。在这里主要包括:主传动系统的改造、纵向进给系统的改造、横向进给系统的改造。而我主要是针对纵向进给系统进行机械改造。这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。 数控改造主要传动系统的机械改造。由于对经济型数控机床的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本。通过控制横进给系统，保证改造后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。为实现机床所要求的传动效率，采用步进电机经联轴器再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。 关键词：车床数控改造联轴器滚珠丝杠
Abstract This design is about the common Lathe C6132 transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design. NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed. Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw
卧式车床数控化改造设计——纵向进给系统的设计
目录 1 绪论 (1) 1.1 国内外数控机床的发展现状 (1) 1.2 数控系统的发展趋势 (2) 1.3 普通机床数控改造的意义 (3) 1.4 本文的设计任务 (3) 2 C6140普通车床数控改造的总体方案设计 (5) 2.1 C6140普通车床介绍 (5) 2.2 总体方案的确定 (6) 2.3 机械系统的改造设计方案 (8) 3 纵向进给系统的详细设计与计算 (13) 3.1 脉冲当量的确定 (13) 3.2 切削力的计算 (13) 3.3 滚珠丝杠螺母副的设计及计算 (14) 3.4 齿轮传动的计算 (18) 3.5 步进电动机的选择 (19) 4 传动间隙的调整与预紧及导轨的设计 (22) 4.1 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 (22) 4.2 进给系统传动齿轮间隙的消除 (23) 4.3 数控改造C6140车床导轨设计 (24) 5 数控系统硬件电路设计和软件设计 (28) 5.1 数控系统基本硬件组成 (28) 5.2 单板机控制系统的设计 (28) 5.3 软件设计 (31) 结束语 (33) 致谢 (34) 参考文献 (35)
1 绪论 1.1 国内外数控机床的发展现状 1.1.1 国内数控机床的发展现状 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。 1.1.2 国内数控机床的特点 （1）新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。 （2）数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。 2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。金切机床行业产值数控化率从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。 （3）数控机床发展的关键配套产品有了突破。 1.1.3 国外数控机床的发展现状 （1）国际机床市场的消费主流是数控机床。 1998年世界机床进口额中大部分是数控机床，美国进口机床的数控化率达70%，我国为60%。目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。 （2）国外数控机床的网络化。 随着计算机技术、网络技术日益普遍运用，数控机床走向网络化、集成化已成为必然的趋势和方向，互联网进入制造工厂的车间只是时间的问题。从另一角度来看，目前流行的ERP即工厂信息化对于制造业来说，仅仅局限于通常的管理部门（人、财、物、产、供、销）或设计、开发等等上层部分的信息化是远远不够的，工厂、车间的
数控铣床纵向进给轴设计课程设计word精品文档18页
数控铣床纵向进给轴设计 The Design of the Longitudinal Axis CNC Milling Machine 班级: 组员: 指导老师： 2019年7月 目录 课程设计任务要求 (3) 设计计算 (4) 工作台部件的装配图设计 (10) 滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (10) 计算机械传动系统的刚度 (11) 驱动电动机的选型与计算 (13) 机械传动系统的动态分析 (17) 机械传动系统的误差计算与分析 (18) 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (19) 设计总结……………………………………………… 组员分工………………………………………………
参考文献……………………………………………… 致谢词…………………………………………………课程设计任务要求 1.技术要求 工作台、工作和夹具的总质量m=840kg，其中，工作台的质量m0=440kg；工作台最大行程L P=550mm；工作台快速移动速度V max=15000mm/min；工作台采用滚动直线导轨，导轨的动摩擦系数 μ0.01；工作台的定位精度为25μm,重复定位μ=0.01、静摩擦系数= 精度为18μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。机床采用主轴电动机，额定功率P E=5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径D=100mm，主轴转速n=300r/min，切削状况如下表所示： 切削方式进给速度（m/min）时间比例（%）备注 强力切削0.6 10 主电动机满功率条件下切削一般切削0.8 30 粗加工 精加工切削 1 50 精加工 快速进给15 10 空载条件下工作台快速进给2.总体方案设计 为了满足以上技术要求，采用以下技术方案。 （1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。（2）工作台导轨采用滚动直线导轨。 （3）对滚珠丝杠螺母副进行预紧。 （4）采用伺服电动机驱动。 （5）采用锥环套筒联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠直连。
经济型数控车床进给伺服系统设(机 械 部 分 设 计)
第三章机械部分设计 纵向进给系统的设计与计算 1、纵向进给系统的设计经济型数控车床的改造一般是步进电机经减速驱动丝杠，螺母固定在溜板箱上，带动刀架左右移动。步进电机的布置，可放在丝杠的任一端。对车床改造来说外观不必项产品设计要求的那么高，而从改造方便，使用方面来考虑。一般都把步进电机放在纵向丝杠的右端。 2、纵向进给系统的设计计算，已知条件： 加工最大直径：在床面上?400mm 在床鞍上: ?210mm 最大加工长度： 1000mm 溜板及刀架重力：纵向 800N 刀架快速速度：纵向 2.4 mm/min 最大进给速度：纵向 0.6mm/min 主电机功率 7.5kw 启动加速时间 30ms 机床定位精度 0.015mm 此机床进给伺服系统脉冲当量选择： 根据机床精度要求确定脉冲当量，纵向：0.01mm/step, 横向：0.005 mm/step （半径） 3.1计算切削力 纵车外圆 - 6 -
主切削力F X （N）按经验公式估算： F X =0.67D5.1 m a x =0.67×4005.1=5360 车窗创身上加工最大直径，单位为mm 按切削力各分力比例： F z：F X ：F Y =1：0.25：0.4 F X =5360×0.25=1340 F Y =5360×0.4=2144 F X ——走刀方向的切削分力（N）； F Y ——垂直走刀方向的切削分力（N）。 3.2滚珠丝杠螺母副的计算和选型 滚珠丝杠副传动低效率高，摩擦损失小；启动力矩小，运动平稳，无爬行现象，传动精度高，同步性好，磨损小，使用寿命长，精度保持型好等优点。在经济型数控机床的进给系统中，广泛采用滚珠丝杠副传动机构来实现精密进给运动。 纵向进给丝杠设计如下： 1.计算进给率引力F m(N) 纵向进给为综合性导轨F m =K+f'( Z F+G) =1.15×1340+0.16(5360+800)=2530（N）式中 K-----考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨 为1.15; f'----滑动导轨摩擦系数：0.15～0.18 G------溜板及刀架重力：800N 2.计算最大动负载c - 7 -
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计数控车床是一种能够通过计算机程序自动控制刀具进行加工的机床， 它的主要进给系统包括纵向进给系统和横向进给系统。纵向进给系统主要 控制车床主轴在加工过程中的进给运动，而横向进给系统则控制刀具的横 向运动。 纵向进给系统的设计是为了实现主轴在加工过程中的进给运动。这个 系统通常包括主轴、进给电机、螺杆以及进给装置。进给电机通过控制螺 杆的旋转，驱动主轴进行进给运动。进给装置用于调整进给速度和步距。 在设计纵向进给系统时，需要考虑进给速度的范围和精度以及步距的调整 方式。 纵向进给系统的设计要考虑以下几个方面： 1.进给速度范围：根据加工要求，需要确定车床主轴的进给速度范围。这取决于加工材料的硬度和切削工具的性能。通常，进给速度范围应该能 够满足不同加工要求的需要，同时要保证加工过程的稳定性和精度。 2.进给速度控制：进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。在数控系统中，通过给进给电机提供特定的脉冲信号，来控制电机的 转速。例如，增加脉冲的频率可以提高进给速度，而减少脉冲的频率则可 以降低进给速度。 3.步距调整：步距是进给运动的基本单位，用于控制切削的量和加工 的精度。步距调整可以通过调节进给装置上的螺母位置来实现。在数控系 统中，可以通过输入相应的指令来调整步距大小，以满足不同的加工要求。 4.进给精度：进给精度是指车床主轴在进给过程中刀具位置的控制精度。进给精度的要求取决于加工物体的质量要求和几何要求。为了提高进
给系统的精度，可以采用高精度的进给电机、螺杆以及进给装置，并进行精确的校准和调试。 横向进给系统的设计是为了实现刀具在加工过程中的横向运动。这个系统通常包括刀架、进给电机、丝杆以及进给装置。进给电机通过控制丝杆的旋转，驱动刀架进行横向运动。进给装置用于调整进给速度和步距。在设计横向进给系统时，需要考虑刀具的精度要求和运动范围。 横向进给系统的设计要考虑以下几个方面： 1.进给速度范围：根据加工要求，需要确定刀架的进给速度范围。和纵向进给系统类似，进给速度范围应该能够满足不同加工要求的需要，同时要保证加工过程的稳定性和精度。 2.进给速度控制：进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。和纵向进给系统相似，通过给进给电机提供特定的脉冲信号来控制转速。 3.步距调整：步距调整可以通过调节进给装置上的丝杆位置来实现。在数控系统中，通过输入相应的指令来调整步距大小。 4.进给精度：横向进给系统的进给精度要求取决于加工物体的几何要求。为了提高进给系统的精度，可以采用高精度的进给电机、丝杆以及进给装置，并进行精确的校准和调试。 总之，数控车床的纵向进给系统和横向进给系统的设计都需要考虑进给速度范围、进给速度控制、步距调整和进给精度等方面的要求。通过合理设计和精确控制，可以实现高精度和稳定的加工效果。
数控机床纵向进给伺服系统设计
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 (3) 1.选择脉冲当量 (3) 2.计算切削力 (3) 1）纵车外圆 (3) 2)横切端面 (3) 3.滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (4) 1）纵向进给丝杠 (4) 2)轴承选择。 (8) 3）定位精度校核 (9) 4.齿轮传动比计算。 (10) 总结 (11) 参考文献 (12)
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：ISO 1.2 总体方案设计 1.2.1带有齿轮传动的进给运动 图1—1
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。 2.2.丝杠螺母副的选择与计算 2.2.1.丝杠螺母副的选择 1.内循环与外循环的选用说明 外循环滚珠丝杠是利用挡珠器一端修磨的圆环引导滚珠离开旋滚道进入回珠槽，以及引导滚珠由回珠槽，返回螺旋滚道，因管道突出与螺母外面，径向尺寸较大。内循环滚珠丝杠是借助反向器迫使滚珠丝杠翻越丝杠的齿顶进入相邻滚道，内循环是因回路短、工作滚珠数少，流畅性好，摩擦损失少，传动效率高，径向尺寸紧凑，轴向刚度好，承载能力强等优点，故而采用内循环滚珠丝杠。（制造有些困难） 2.滚珠丝杠的轴向间隙调整和预紧方法 滚珠丝杠的轴向间隙的调整和预紧方法的原理预普通丝杠螺母相同，但滚珠丝杠螺母机构间隙调整精度要求高，要求能作微调以获准确的间隙或预紧量。常用的方法有三种：垫片调隙式，螺纹调隙式，齿差调隙式，垫片调隙式常需垫片反复修磨，工作中不能随时调整，螺纹调隙式调整量难以精确控制。齿差调隙式精度可靠，多用于调整准确性要求较高的场合，
普通车床数控改造及横纵向进给系统设计
C6140普通车床数控改造及横纵向进给系统设 计 摘要 我国是传统的机械制造大国，但是设备及其落后，尤其是老的机械制造厂主要还是旧的机床，不能满足处理的条件。制造技术和设备的现状,与现代先进技术对大型故障机,尤其是大量闲置的普通机床进行改造、升级,尽快使这批设备在经济发展中发挥能力、创造效益,的确是许多企业不能忽视一个主题,是我国制造业的发展方向。这个话题是CA6140普通车床数控改造,其现实意义在于如何找到一个可行的和扩展设备改造方法的价值,传统的机械制造技术和设备产业技术升级,为了解决设备老化带来的问题。 关键词: 滚珠丝杠滚珠丝杠螺母副单片机步进电机
ABSTRACT China is a traditional machine manufacture great nation, however, its equipment level falls behind, In particular, in some Engineering works, and most of the machine is quite old, far from enough to meet the requirements of processing. In view of present manufacturing industry's technical equip present situation, makes the transformation, the promotion particularly with the modern vanguard technology to a large quantities of breakdown engine bed large quantities of idles ordinary engine bed, enables this batch of equipment by the small investment to display the potency, the creation benefit as soon as possible in the economic development, indeed is a many enterprise's noticeable topic, is our country manufacturing industry development direction.This topic is aims at CA6140 the ordinary worn out lathe to make the numerical control transformation, how does its practical significance lie in seeks for one kind feasible, to have the promoted value equipment to transform the method, carries on the technical promotion to the traditional machine manufacture profession's technical equip, solves the problem which the present equipment gets older brings. In this topic research process, the first convention numerically-controlled machine tool which used for the present factory has carried on the comprehensive investigation and the analysis. Keywords: Ball screw Ball the Screw Nut is Auxiliary Monolithic Machine Step-by-step Electric Motor.
CA6140车床数控化改造—纵向进给单元设计
CA6140车床数控化改造—纵向进给单元设计首先，我们需要了解纵向进给单元的作用。在车床加工过程中，纵向进给单元主要负责工件在纵向方向上的运动。数控化改造后的车床需要具备数控操作功能，通过编程实现工件的自动加工过程，而纵向进给单元就是负责按照程序要求实现工件在纵向方向上的运动。 纵向进给单元的设计需要考虑以下几个方面： 第一，选用合适的传动方式。常用的传动方式有导轨传动、滚珠丝杆传动和液压传动等。导轨传动适用于需求较高的切削工作，滚珠丝杆传动则适用于较粗的进给速度，液压传动可以实现较大的进给力。根据实际需求选择合适的传动方式。 第二，确定合适的进给速度和进给力。进给速度是指工件在纵向方向上每分钟移动的距离，进给力则是指工件在运动过程中受到的力。这两个参数需要根据具体的加工需求和工件材料来确定。一般来说，进给速度要根据加工工艺和切削条件进行选择，进给力则需要根据工件材料的硬度和切削速度来决定。 第三，设计合适的控制系统。纵向进给单元的数控化改造需要设计一个可靠的控制系统来实现工件的自动加工。控制系统需要包括控制器、编码器和电机等组成部分。控制器负责接收编程指令，并将其转化为电机运动控制指令。编码器则负责监测电机的运动状态，并将其反馈给控制器。电机则负责实现工件在纵向方向上的运动。 最后，需要对纵向进给单元进行测试和调试。在数控化改造完成后，需要对纵向进给单元进行测试和调试，以确保其正常运行和准确性。测试
主要包括工件的加工精度、加工速度和加工质量等方面的检验。同时，还需要对控制系统进行调试，确保其稳定性和可靠性。 综上所述，CA6140车床的数控化改造中的纵向进给单元设计是一个重要的环节。设计时需要考虑传动方式、进给速度和进给力等参数，并设计合适的控制系统。完成设计后还需要进行测试和调试，以确保纵向进给单元的正常运行和准确性。