XK712数控铣床Z向步进进给系统设计

引言

制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国或地区经济的实力，科技水平，生活水平和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力及机械制造装备的竞争。

随着社会生产和科学技术的发展，机械产品的性能和质量的提高。产品的更新换代也不断的加快。因此对机床不仅要求迅速适应产品零件的换代有教高的精度和生产率，而且应有教高的精度和生产率，生产的需要促使数控机床的产生。随着电子技术，特别是计算机技术的发展，数控机床迅速发展起来。数控机床的进一步设计的必要性可以解决形状复杂小批零件的加工问题，稳定加工质量和提高生产率。但是由于受其它条件的限制，例如价格、精度等问题。所以设计改造数控机床的进给系统是刻不容缓的。数控机床进给传动系统的设计，其中包括进给系统的轴向负载计算，导轨的设计与选型，滚珠丝杠螺母副的选型计算，进给传动系统的动态特性分析误差计算，驱动电动机的选型计算，驱动电动机与滚珠丝杠的连接等等。

通过这次毕业设计，可以达到以下目的：1，培养综合运用专业基础知识和专业技能来解决工程实际问题的能力；2，强化工程实践能力和意识,提高本人综合素质和创新能力；3，使本人受到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练,提高工程绘图、计算、数据处理、使用计算机、使用文献资和手册、文字表达等各方面的能力；4，培养正确的设计思想和工程经济观点，理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度以及积极向上的团队合作精神。

目录

第一章数控铣床概述 (4)

1.1 数控机床的产生和发展 (4)

1.1.1数控机床的产生 (4)

1.1.2数控系统的发展 (5)

1.2 我国数控技术的发展概况 (5)

1.2.1数控技术再国民经济中的重要地位 (5)

1.2.2.我国数控机床发展存在的问题与对策 (6)

1.3 数控机床的发展趋势 (7)

1.4 数控铣床的主要功能及特点 (8)

1.5数控铣床的分类和应用 (8)

1.5.1 数控铣床的分类 (8)

1.5.2 数控铣床的应用 (9)

第二章XK712数控铣床Z向的总体方案设计 (9)

第三章机床Z向步进进给系统机械部分设计算 (10)

3.1设计参数 (10)

3.2 铣削力的计算 (10)

3.2.2计算各切削力 (10)

F (10)

3.2.1计算主铣削力Z

3.3导轨的设计与选型 (11)

3.3.1 导轨概述 (11)

3.3.2滚动直线导轨副的计算 (12)

3.4滚珠丝杠螺母副的设计计算与选型 (14)

3.4.1导轨摩擦力计算 (14)

3.4.2滚珠丝杠螺母副轴向负载力的计算 (14)

3.4.3滚珠丝杠的动负载荷的计算与直径的估算 (15)

3.4.4初步确定滚珠丝杠螺母副及相应轴承的规格型号 (18)

3.4.5 滚珠滚珠丝杠螺母副的承载能力校荷 (21)

3.5机械传动系统的刚度计算 (23)

3.5.1机械传动系统抗拉刚度计算 (24)

3.5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度计算 (25)

2.6步进电机的选型与计算 (26)

2.6.1计算折算到电动机轴上负载惯量 (26)

2.6.2计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (27)

2.6.3步进电动机最大静转矩的选定 (29)

2.6.4步进电动机的性能校核 (29)

3.7联轴器的选型 (30)

3.7.1精密膜片弹性联轴器的选用原则 (30)

3.7.2精密膜片弹性联轴器型号的选用 (31)

3.9机械传动系统的动态分析 (31)

3.9机械传动系统的误差计算与分析 (32)

第四章微机数控系统的设计 (33)

4.1控制系统总体方案的拟定 (33)

4.2绘制控制系统结构框图 (33)

4.3选择中央处理单元（CPU）的类型 (34)

4.4存储器扩展电路设计 (35)

4.4.1程序存储器的扩展 (35)

4.4.2数据存储器的扩展 (36)

4.5接口电路及辅助电路设计 (36)

4.5.1 I/O接口电路设计 (36)

4.5.2步进电机接口及驱动电路 (37)

4.5.3其他辅助电路 (38)

课设小结 (39)

参考文献 (39)

第一章数控铣床概述

数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元等都是在数控铣床、数控镗床的基础上产生的，两者都离不开铣削方式。由于数控铣床工艺最复杂，需要解决的问题很多，因此，目前人们在研究和开发数控系统及自动编程语言软件时，也一直把铣削加工作为重点。

1.1 数控机床的产生和发展

随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且要求频繁改型，特别是在宇航、造船、军事等领域所需的机械零件，精度要求高，形状复杂，批量小。加工这类产品需要经常改装或调整设备，普通机床或专用化程度高的自动化机床一般不能适应这些要求。为了解决上述问题，一种新型的机床——数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。他综合应用电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果。

1.1.1数控机床的产生

世界上第一台成功研制的数控机床是一台三坐标的数控铣床，于1952年由美国帕森斯公司和麻省理工学院合作完成。早在1948年，美国在研制加工直升机叶片轮廓检查用样板的技工机床任务时，就提出了研制数控机床的初始设想。1949年，在美国空军部门的支持下，帕森斯公司正式接受委托，与麻省理工学院伺服机构实验室合作，开始从事数控机床的研制工作。经过三年时间的研究，于1952 年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床。其控制装置由2000多个电子管组成，占用一个普通实验室那么大。这台数控铣床的诞生，标志着机械制造的数字控制时代的开始。

1.1.2数控系统的发展

数控机床的发展是随着数控技术的发展而发展的。数控系统的发展经历了电子管—分立式晶体管—小规模集成电路—大规模集成电路—小型计算机—超大