数控铣床进给系统的设计
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。
XK5040数控铣床主轴箱进给机构及控制系统设计
XK5040数控铣床主轴箱进给机构及控制系统设计XK5040数控铣床是一种高精度的数控加工设备，其主轴箱、进给机构及控制系统的设计对整个机床的性能与精度至关重要。
首先，我们来看主轴箱的设计。
主轴箱是整个数控铣床的核心部件，负责转动刀具进行加工。
在设计主轴箱时，需考虑以下几个关键因素：主轴转速范围、刚性和稳定性、换刀系统和冷却系统。
对于主轴转速范围，需要根据实际加工要求和材料特性来确定。
主轴转速的选择要考虑到加工效率和加工质量。
另外，还需考虑主轴的刚性和稳定性，以确保在高速转动时不产生振动和弯曲。
此外，还需设计一个高效的换刀系统，实现自动化的换刀操作，以提高生产效率。
冷却系统的设计也很重要，可通过冷却液使主轴和刀具保持适宜的温度，确保长时间连续运行时不会过热。
接下来是进给机构的设计。
进给机构是用来控制工件在坐标轴方向上的运动，使刀具能够按照预定的路径进行加工。
在设计进给机构时，需考虑以下几个因素：进给速度、精度、刚性和传动方式。
进给速度的确定需要结合加工要求和材料特性，确保在一定的时间内完成加工任务。
精度是指进给机构能够按照预定的路径进行精确的移动，需考虑进给机构的定位精度和反复定位精度。
为了保证加工质量，进给机构的刚性也很重要，可以通过选用合适的材料和结构来提高刚性。
传动方式的选择要考虑到进给的平滑性和稳定性，常见的传动方式有滚珠丝杠和直线导轨等。
最后是控制系统的设计。
控制系统是整个数控铣床的大脑，负责对机床各个部件进行协调和控制。
在控制系统的设计中，需考虑以下几个方面：控制方式、控制精度、编程方式和人机界面。
综上所述，XK5040数控铣床的主轴箱、进给机构及控制系统设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
合理的设计将直接影响到机床的性能和加工效率。
因此，在设计过程中需要充分考虑实际需求和技术限制，确保设计出符合要求的数控铣床。
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Z3.3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。
数控加工-XK5040数控立式铣床进给系统设计 精品
20XX届设计说明书XK5040数控立式铣床进给系统设计院(系)、部：机械设计及其自动化学院学生姓名：杨铁生指导教师：孙和俊专业：机械设计制造及其自动化班级： 07-7完成时间： 20XX年目录1 概述 (2)2 设计的意义 (3)2.1 国内外对比 (3)2.2 生产中的应用 (3)3 设计计算 (9)3.1 电机的选择 (9)3.2 V带的传动设计 (9)3.3 主轴的设计 (12)3.4 键的计算选择 (13)3.5轴承的选择 (14)3.6 轴承座的选择 (14)3.7 轴强度的校核 (14)3.8轴承的校核 (18)4 机架的设计 (20)设计感想 (22)参考资料 (23)1 概述——————2 设计进给系统的意义2.1 国内外对比——————2.2 进给系统在铣削生产中的应用——————1．1横向进给系统的设计采用半闭环机床进给系统，滚珠丝杆拖动工作台。
传感器与电机轴相联，用来检测电机转角和转速，并把它们转换为电信号反馈给数控装置，传感器采用脉冲编码器。
（1）横向进给系统的设计计算工作台重量： W=112Kgf=1120N(根据图纸粗略计算) 时间常数： T=25 ms滚珠丝杠基本导程： Lo=6mm行程： S=500mm步距角： 075.0=α/step快速进给速度： 1max =V 500mm/min（2）工作台选择：(mm)工作台宽度B=400工作台面长度L=800立式主轴端面到工作台面的最小距离H2=100工作台T 形槽宽度b/mm(按GB/T158-1996):18主轴前端锥度号（按GB/T3837-2001）:501.2横向进给系统的设计计算（1）切削力计算 (硬质合金端铣刀铣削碳素钢)铣削力： 0.75 1.11.30.27750p w f z z o a a a Z F K F d n⋅=⋅⋅ 式中：p a ————铣削深度 f a ————每齿进给量w a ————铣削宽度o d ————刀具直径n ————刀具转速Z ————刀齿数p a 取3，f a 取0.1，w a 取60，Z 取4，o d 取100，1001000318.5100v n D ππ==⨯=r/min 则有： 0.75 1.11.30.2604()100775030.1318.5z z F K F ⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=4718N 工作台纵向进给分力载荷:F L =0.4Fz=0.4×4718=1887 N工作台横向进给分力载荷：F C =0.5Fz=0.5×4718= 2359 N工作台垂直方向分力载荷：F V =0.9Fz=0.9×4718=4246 N1.3丝杠与导轨设计：由《机床设计手册》3部件、结构及总体设计，选用回转运动滚动导轨，（用于低速回转工作台）。
立式数控铣床进给传动系统设计.doc
中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造及其自动化题目：数控技术课程设计——立式数控铣床进给传动系统设计4 指导教师：职称:职称:2009年12月23日中北大学课程设计任务书2008/2009 学年第 1 学期学院：机械工程与自动化学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：课程设计题目：数控技术课程设计——立式数控铣床进给传动系统设计起迄日期：12月23日～12月31日课程设计地点：指导教师：系主任：下达任务书日期: 2009年12月 23日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 (4)2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 (4)2.1主切削力及其切削分力计算 (4)2.2导轨摩擦力的计算 (5)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (5)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 (8)4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (8)4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (8)4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (8)4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (8)5.计算机械传动系统的刚度 (9)5.1机械传动系统的刚度计算 (9)5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 (10)6.驱动电动机的选型与计算 (10)6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。
(10)6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (11)6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (11)6.4选择驱动电动机的型号 (12)7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (13)7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (13)7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 (13)8. 课程设计总结 (13)9.参考文献 (13)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）。
(完整版)XK5040数控立式铣床进给系统设计
湖南科技大学2007届毕业设计（论文）材料院（系）、部：机电工程学院学生姓名：赵东方指导教师：黄开有教授专业：机械设计制造及其自动化班级： 0301学号: 20031811362007 年 5 月材料清单1、毕业设计（论文)课题任务书2、毕业设计（论文)开题报告3、中期检查表4、指导教师评阅表5、评阅教师评阅表6、答辩及最终成绩评定表7、毕业设计说明书8、附录材料湖南科技大学毕业设计（论文)任务书系(教研室）主任: （签名)年月日学生姓名：赵东方学号： 2003181136 专业: 机械设计制造及其自动化1 设计（论文)题目及专题：XK5040数控立式铣床进给系统设计2 学生设计（论文)时间：自3 月5日开始至 6 月1日止3 设计（论文)所用资源和参考资料:1、陈宏钧主编，《实用机械加工工艺手册》，机械工业出版社，1996.12.2、赵家奇编,《机械制造工艺学课程设计指导书》—2版。
---北京:机械工业出版社，2000.10.3、浦林祥主编,《金属切削机床夹具设计手册》，机械工业出版社，1995.01.01.4、刘文剑主编，《夹具工程师手册》,黑龙江科学技术出版社，1992.01。
01。
5、机械加工工艺装备设计手册编委会编写，《机械加工工艺装备设计手册》，机械工业出版社，1998年6月。
6、徐圣群主编,《简明机械加工工艺手册》，上海科学技术出版社，1991。
2。
7、李云主编，《机械制造及设备指导手册》.-- 北京:机械工业出版社，1997.8。
8、哈尔滨工业大学编，《机械制造工艺设计手册》，哈尔滨工业大学出版社，1981年5月。
9、上海市金属技术协会编，《金属切削手册》,上海科学技术出版社，1994.4年。
10、东北重型机械学院，洛阳工学院,第一汽车制造厂职工大学编写，《机床夹具设计手册》第二版，上海科学技术出版社。
11、李益民主编，《机械制造工艺设计简明手册》,哈尔滨工业大学出版社，1993年4月。
立式数控铣床进给系统设计
立式数控铣床进给系统设计
立式数控铣床的进给系统是数控铣床中至关重要的一个系统，
其主要作用是控制刀具的进给量和进给速度，以确保加工效率和精度。
以下是立式数控铣床进给系统的设计要点：
1. 选择适当的进给机构：进给机构是实现进给运动的关键部分，应该选择高精度、高刚性的进给机构，如球螺丝、滚珠丝杠等。
2. 设计合适的静态刚度：立式数控铣床在加工过程中会产生较
大的载荷和切削力，因此进给系统需要足够的静态刚度以保证加工
精度和稳定性。
3. 设计合理的动态响应：进给系统的设计应考虑动态响应，以
确保切削过程中刀具可以及时响应，保证加工质量。
4. 控制进给速度：进给速度的控制是进给系统的核心，通常通
过数控系统实现，可以根据加工件的不同要求选择不同的进给速度。
5. 添加自动调整功能：为了提高加工效率和精度，进给系统应
具有自动调整功能，例如动态补偿、自适应控制等。
6. 考虑安全和可靠性：进给系统的设计应考虑到安全和可靠性，例如添加保护装置、检测设备等，以避免意外事故的发生。
立式铣床的数控改造—进给系统设计
立式铣床的数控改造—进给系统设计随着电子技术的不断进步和发展，立式铣床数控改造已经成为了机械行业重要的发展方向之一。
在机电一体化的大趋势下，数字控制系统的应用不断扩大，立式铣床数控改造面临的机遇和挑战也愈发明显。
其中，进给系统设计是立式铣床数控改造中至关重要的一环，控制着加工精度和效率的提高。
本文将从立式铣床进给系统的设计入手，探讨数控改造对立式铣床进给系统的影响及改造方案。
一、立式铣床进给系统的设计立式铣床进给系统是控制床身的线性轴（x、y、z轴）运动的关键部分，在数控改造中需要根据加工工艺要求，设计出符合加工精度和加工速度要求的进给系统。
进给系统的设计需要考虑以下几个方面：1. 轴的移动距离与速度每个轴的移动距离与速度是决定加工效率的重要因素。
进给系统要能够满足不同尺寸的零件加工要求，应根据加工工艺和机床工作范围来合理设计轴的移动距离和速度。
例如，加工小尺寸零件时，x、y轴的速度可以达到50m/min，而加工精度要求高的大尺寸零件时，速度可降至10m/min。
2. 进给系统的精度进给系统的精度直接影响零件加工的精度。
数控系统的进给精度普遍在0.1mm，但在特殊工艺下需要达到0.01mm，因此需要根据加工要求和机床精度来确定进给精度。
3. 进给系统的加减速度在加工过程中机床的加减速度也需要精准控制，否则就会出现加工精度不稳定的情况，影响加工质量。
因此，在设计进给系统时需要考虑加减速度的控制。
二、立式铣床数控改造对进给系统的影响立式铣床数控改造对进给系统的影响主要体现在以下几个方面：1. 数控系统对进给系统的控制数控系统可以精确控制立式铣床进给系统的移动距离、速度、精度和加减速度等参数，提高进给系统的精度和加工效率。
2. 数控系统的自动补偿数控系统具有自动补偿的功能，可以对进给系统进行补偿，提高加工精度和稳定性。
3. 机械手与进给系统的协作数控改造后的立式铣床还可以与机械手协作，提高生产效率和自动化程度。
X5032铣床进给系统数控毕业设计.
摘要本次毕业设计主要研究了X5032铣床进给系统数控改造,首先是在图书馆和网上查阅了大量的资料,对X5032铣床有了一个大概的了解,记录了相关的数据,也对要改造的部分改造后的尺寸数据有了一个大致的评估。
再是在改造设计的过程中，通过大量的资料，初定了部分参数，然后根据这些参数计算选用滚珠丝杠副和步进电机，而减速机构只进行了简单的设计。
最后在画图时，借助了CAD等软件工具，并且手绘了一张齿轮零件图。
X5032铣床进给系统改造前与改造后差别不是很大，主要改造的部分就是替换滚珠丝杠和步进电机。
滚珠丝杠部分根据动载荷选取，然后再进行校核，包括刚度和压杆稳定性校核；步进电机是根据初步计算的转矩选取，然后在进行转矩校核，解决频率问题。
至于减速齿轮，考虑到步进电机传动的转矩较小，故可以不进行减速齿轮和轴的校核。
通过进行进给系统的数控改造，使我较深入的了解了铣床进给系统的结构，以及数控方面的相关知识，也确实感受到了对普通机床进行数控改造带来的巨大经济效益。
AbstractThe graduation design mainly studies numerical control reform about feeding system of milling machine X5032.At first，I look up a large amount of material from the library and the Internet and it let me jeneral understanding to milling machine X5032. I write down some data of the machine and also take a rough evaluation of the size and data about the part which will be reformed to.At second,I Preliminarily determine some parameters in the reconstruction design process,then choose the ball screw assembly and stepping motor according to these parameters. And the reduction gear institutions made only simple design.At last,I not noly drawing some figure by the software tools such as CAD,but also hand draw a A1 drawings about reduction gear.There is not a very big difference between transformation of the former and after the transformation of the X5032 milling machine feeding system,and the main part of the reform is to replace the ball screw and stepping motor. The selection of ball screw according to the dynamic load, and then check out, including stiffness and push rod stability checking. Stepping motor is according to the torque of preliminary calculation selection, then check the torque and solving the problem about frequency. As for the reduction gear, considering drive torque of stepping motor is small, so checking for the reduction gear and axis is unnecessary.T hrough CNC transform of feeding system, make me a deep understanding of the structure about milling machine feeding system, also the knowledge about numerical control aspects.I indeed feel that numerical control transform to general-purpose machine tool take us great economic benefits.绪论 (5)1.课题目的与意义 (5)2.研究范围与主要解决问题 (7)1.X5032铣床基本介绍 (8)1.1 定义： (8)1.2 应用范围： (8)1.3 X5032立式铣床主要结构特点： (8)1.4 X5032立式铣床主要技术参数： (9)1.5 应用行业： (9)2.铣削力的计算 (10)2.1 改造后的相关参数 (10)F： (10)2.2计算铣削力c3.滚珠丝杠副设计 (11)3.1 概述 (11)3.1.1 简介 (11)3.1.2 滚珠丝杠副的特点及应用 (11)3.1.3 滚珠丝杠副的结构形式 (12)3.1.4 滚珠丝杠副的精度和性能 (13)3.1.5 滚珠丝杠副计算、选用的基本原则 (14)3.2 X向滚珠丝杠副的设计 (14)F的计算： (14)3.2.1 进给牵引力m3.2.2 最大动负载C的计算 (15)3.2.3 选取滚珠丝杠副 (16)3.2.4 滚珠丝杠副压杆稳定性校核 (16)3.2.5 滚珠丝杠副的临界转速校核 (17)3.2.6 滚珠丝杠副的刚度校核 (18)3.3 Y向滚珠丝杠副的设计 (19)3.3.1进给牵引力*mF的计算： (19)3.3.2 最大动负载*C的计算 (20)3.3.3 选取滚珠丝杠副 (21)3.3.4 滚珠丝杠副压杆稳定性校核 (21)3.3.5 滚珠丝杠副的临界转速校核 (22)3.3.6 滚珠丝杠副的刚度校核 (23)4. 齿轮减速器设计 (25)4.1 概述 (25)4.1.1 齿轮传动优缺点 (25)4.1.2 齿轮传动的分类 (25)4.1.3 齿轮失效形式的介绍 (26)4.1.4 齿轮设计准则 (28)4.1.5 齿轮的材料及其选择原则 (29)4.2 齿轮减速器传动比计算 (31)4.2.1 传动比设计的注意事项 (31)4.2.2 X向齿轮减速器传动比计算 (33)4.2.3 Y向齿轮减速器传动比计算 (36)5 步进电机的计算与选择 (38)5.1 概述 (38)5.1.1 步进电机的特点与种类介绍 (38)5.1.2 步进电机的工作原理 (39)5.1.3应用步进电机时应注意的事项： (41)5.2 X向步进电机的计算与选择 (42)5.2.1 初选步进电机 (42)5.2.2 校核步进电机转矩 (43)5.3 Y向步进电机的计算与选择 (48)5.3.1 初选步进电机 (48)5.3.2 校核步进电机转矩 (50)结论 (56)谢辞 (57)绪论1.课题目的与意义制造业是国民经济和国防建设的基础性产业,先进制造技术是振兴传统制造业的技术支撑和发展趋势,而数控技术是先进制造技术的基础技术和共性技术。
立式数控铣床工作台进给传动系统的设计
立式数控铣床工作台进给传动系统的设计数控铣床是一种通过控制系统对工具进行运动控制并对工件进行加工的机床。
在数控铣床中，工作台的进给传动系统起着关键的作用，影响着工作台的移动速度、精度和稳定性。
因此，对于立式数控铣床工作台（X 轴）进给传动系统的设计至关重要。
一、选用合适的传动方式在传动系统的设计中，首先需要选择合适的传动方式。
常见的传动方式有蜗轮蜗杆传动、滚珠丝杠传动和直线导轨传动等。
这些传动方式各有优缺点，需要根据具体的工作要求和预算来选择。
例如，蜗轮蜗杆传动可以提供较大的传动比，适用于高速和高精度的加工，但成本较高。
滚珠丝杠传动具有高速、高精度和较低的摩擦损耗，是一种常用的传动方式。
直线导轨传动具有高刚性和稳定性，适用于大型铣床。
二、优化传动结构为了提高传动效率和减少传动误差，传动结构的设计也非常重要。
例如，在滚珠丝杠传动系统中，应根据实际需求选择合适的导程和螺旋角，以确保工作台的移动速度和加工精度。
同时，应优化螺杆的预紧力和润滑方式，以减少传动误差和磨损。
另外，还可以采用双螺杆传动或多点支撑的方式，提高传动刚性和稳定性。
三、加强系统的刚性和稳定性立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统必须具有足够的刚性和稳定性，以保证加工精度和表面质量。
可以通过增加横梁的强度、加大导轨和导轨座的尺寸、合理布置压板和紧固件等方式来增强系统的刚性。
同时，还可以通过使用高精度的轴承和精密的配合来减小系统的摩擦和间隙，提高系统的稳定性。
四、选择适当的驱动和控制系统立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的驱动和控制系统也需要根据实际需求来选择。
可以选择伺服电机驱动系统，通过与编码器和控制器的配合，实现精确的位置控制和速度调节。
另外，还可以选择闭环步进电机驱动系统，具有简单、易用和成本低的优势。
需要根据加工要求和预算来选择适当的驱动和控制系统。
总之，立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的设计对于加工质量和效率至关重要。
XK5040数控铣床主轴箱、进给机构及控制系统设计
引言数控机床是一种高技术设备,它可以通过改变数控程序,适应不同零件的自动加工,而且可以采用较大的切削用量,利用软件进行精度校正和补偿,从而提高生产效率、加工精度和加工质量,可以实现工序集中、一机多用,能完成复杂型面的加工。
数控机床是现代制造业的关键设备,一个国家的数控机床的产量和技术水平在某种程度上反映了这个国家的制造业水平和竞争力。
因此数控机床是将来机床研制的重点。
本文针对经济型数控立式铣床及其控制系统的设计作简要的讨论。
数控铣床是机械和电子技术相结合的产物，，它的机械结构随着电子控制技术的在铣床上的饿应用，以及铣床性能提出的新要求，而逐步变化。
与不同铣床相比数控铣床用三个数控伺服系统替代了传统的机械进给系统，其外形和结构与普通铣床类似。
数控铣床的设计主要是进行主运动系统与进给系统的机械结构设计和控制系统设计第一章总体设计1.1、铣床简介铣床是一种用途广泛的机床。
它可以加工平面(水平面、垂直面等)、沟槽（键槽、T型槽、燕尾槽等）、多齿零件上齿槽（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等）、螺旋形表面（螺纹和螺旋槽）及各种曲面。
此外，它还可以用于加工回转体表面及内孔，以及进行切断工作等。
由于铣床使用旋转的多齿刀具加工工件，同时有数个刀齿参加切削，所以生产效率高，但是，由于铣刀每个刀齿的切削过程是断续的，且每一个的切削厚度又是变化的，这就使切削力相应地发生变化，容易引起机床振动，因此，铣床在结构上要求有较高的刚度和抗振性。
铣床的类型很多，主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣床、工具铣床和各种专门化铣床等。
随着科学技术的进步，数控铣床得到了越来越广泛的应用，它一般分为立式和卧式两种，一般数控铣床是指规格较小的升降台数控铣床，其工作台宽度多在400mm以下，规格较大的数控铣床，例如工作台宽度在500mm以上的，其功能已向加工中心靠近，进而演变成柔性制造单元。
数控铣床多为三坐标、两轴联动的机床，也称两轴半控制，即X、Y、Z三个坐标轴中，任意两个都可以联动。
立式数控铣床工作台进给传动系统的设计
立式数控铣床工作台进给传动系统的设计首先，立式数控铣床的工作台（X轴）进给传动系统需要具备高精度、高刚性和高可靠性的特点。
因此，在设计中需要选择合适的传动方式和传动元件，并进行系统的优化设计。
传动方式有很多种，如直线导轨传动、滚珠丝杠传动、齿轮传动等。
根据立式数控铣床的特点和要求，一般采用滚珠丝杠传动。
滚珠丝杠传动具有传动精度高、刚性好、反应灵敏等特点，适用于高精度的数控铣床。
滚珠丝杠的选择需要考虑工作台（X轴）的负载、速度和精度要求。
一般来说，工作台负载越大，所需密封循环滚珠丝杠的精度越高；而速度越高，所需螺帽的刚性越大。
因此，在设计中需要根据具体要求选择合适的滚珠丝杠规格。
在滚珠丝杠传动系统中，螺帽是受力最大的部件，因此螺帽的设计也是很关键。
螺帽需要具备良好的刚性和耐磨性，以保证传动的稳定性和寿命。
一般来说，尽量选择存在预紧力的预紧螺帽，以减小螺母的游隙，提高传动的精度。
除了滚珠丝杠传动外，还可以考虑结合其他传动方式，如伺服电机等。
伺服电机作为传动设备的一种，能够实现精确的位置控制和高速运动。
在设计中，可以选择合适的伺服电机，并进行精确的校准和调试，以实现更高的工作精度和效率。
此外，还需要考虑工作台（X轴）进给传动系统的润滑方式。
对于滚珠丝杠传动系统，需要进行润滑和维护，以减小运动阻力和摩擦损失。
一般来说，采用中空滑道和滚珠滚道的润滑方式，可以提高传动的平稳性和寿命。
总之，立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统的设计需要根据具体要求选择合适的传动方式和传动元件，并进行系统的优化设计。
通过合理的设计和选择，可以提高机械性能和工作精度，满足不同加工要求。
同时，对传动系统的润滑和维护也需要重视，以保证系统的可靠性和寿命。
经济型数控铣床主传动及进给传动结构及控制系统设计
摘 要科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高要求。
机械 加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最主要的措施之一。
它不仅提高产品的质 量、提高生产效率、降低生产成本、还能够大大改善工人的劳动条件。
大批量的自 动化生产广泛采用自动机床、组合机床和专用机床以及专用自动生产线，实行多刀、 多工位同时加工，以达到高效率和高自动化。
但这些都属于刚性自动化，在面对小 批量生产时并不是适用，因为小批量生产需要经常变化产品的种类，这就要求生产 线具有柔性。
而从某种程度上说，数控机床的出现正是很大的满足了这一要求。
数 控铣床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。
数控装置的 作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。
也就是通过计算 机控制铣削。
数控技术是现代制造技术的基础。
它综合了计算机技术、自动控制技 术、自动检测技术和精密机械等高新技术，因此广泛应用于机械制造业。
数控机床 替代普通机床，从而使得制造业发生了根本性的变化，并带来了巨大的经济效益。
可以预见，高级自动化技术将进一步证明数控机床的价值，并且正在更为广阔的开 拓着数控机床的应用领域。
关键词：自动机床，经济型铣床，步进电机，滚珠丝杠副，数控机床ABSTRACTThe continuous development of science and technology, mechanical products, and productivity of the quality of the increasing number of requests. The automation of the process to achieve the above requirements. It not only improves product quality, increase productivity, reduce production costs, but also can greatly improve the working conditions of workers. Largescale automated production, the widespread use of automatic machines, machine tool and special machine tools and automatic production lines, while the implementation of multitool, multibit processing in order to achieve high efficiency and degree of automation. These are rigid automation in the face of small batch production, it is not suitable for small batch production, is often necessary to change the type of product, which requires a flexible production line. But to a certain extent, the CNC machine tool is a great meet this requirement. The general control of the media, and numerical control device, the servo system of the CNC milling machine, the body composed of four parts. The numerical control device to control the media, the role of CNC equipment, servo system, four components of the Machine Tool. It is computercontrolled milling machine. CNC technology is the basis of modern manufacturing technology. It combines computer technology, automatic control technology, automatic detection technology, precision machinery and hightech, it is widely used in machinery manufacturing industry. Instead of general machine tools, CNC machine tools, the manufacturing sector to produce fundamental change, and bring huge economic benefits. It is foreseeable that advanced automation technologies will further demonstrate the value of CNC machine tools, CNC machine tool applications open up a broaderKey words: automatic machine, economic type milling machine, Stepping Motor, Ball Screws目 录1 绪论 (1)1.1 选题目的及其意义 (1)1.2 文献综述 (1)1.3 设计任务 (2)2 总体方案的确定 (4)2.1 机械传动部件的选择 (4)2.2 控制系统的设计 (4)3 机械传动部件的计算与选型 (5)3.1 导轨上移动部件的重量估算 (5)3.2 铣削力的计算 (5)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型 (5)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (6)3.5 同步带的计算与选型 (11)3.6 步进电动机的计算与选型 (13)3.7 主轴部件的计算与选型 (16)4 机械标准件的选型与校核 (23)4.1 销连接的选型与校核 (23)4.2 联轴器的选型与校核 (23)4.3 轴承的分类及选用 (25)4.4 键的分类及选用 (28)5 微机控制系统的设计 (29)5.1 微机控制系统组成及特点 (29)5.2 微机控制系统设备介绍 (29)参考文献 (33)致 谢 (34)1 绪论1.1 选题目的及其意义本课题来源于基本的工程实际应用，数控机床是机电一体化产品中应用教广泛的一 个方向，数控铣床是数控机床中使用最多的机床之一，随着中国工业化进程的推进，数 控机床在生产实践中的应用会更加的普及，考虑到数控机床的构造相对复杂，因此以经 济型数控机床为入口，对该设备进行研究。
数控铣床向进给系统设计
数控铣床向进给系统设计引言数控铣床是一种利用数控技术控制铣刀在工件表面上进行铣削加工的机床。
向进给系统是数控铣床的重要组成部分，其设计的好坏直接影响到数控铣床的加工精度和效率。
本文将介绍数控铣床向进给系统的设计要点，包括进给方式、进给传动、进给伺服系统等。
进给方式数控铣床的进给方式通常有手动进给和自动进给两种。
手动进给主要是通过手轮控制机械进给，适用于较简单的加工任务。
而自动进给则是通过数控系统控制电机进给，具有高精度和高效率的特点。
进给传动进给传动是将电机的旋转运动转换为工作台的线性运动，常用的进给传动方式有螺旋副传动和齿轮传动。
螺旋副传动螺旋副传动是通过螺旋副将电机的旋转运动转换为工作台的线性运动。
螺旋副由丝杠和蜗轮组成，丝杠与蜗轮的啮合形式决定了传动的精度和刚性。
常见的螺旋副传动方式有普通螺旋副、滚珠螺旋副和滚筒螺旋副。
齿轮传动齿轮传动是通过齿轮将电机的旋转运动转换为工作台的线性运动。
齿轮传动具有传动稳定、传动效率高等优点，但对于工作台的定位精度和可靠性要求较高。
进给伺服系统进给伺服系统是数控铣床向进给系统的核心部分，主要由伺服电机、编码器、伺服控制器和驱动器等组成。
伺服电机伺服电机是将电能转换为机械运动的装置，常用的伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机。
伺服电机的选择应根据数控铣床的加工需求和性能指标进行。
编码器编码器是用于测量电机转动角度和速度的装置，常用的编码器有增量式编码器和绝对式编码器。
编码器的精度和分辨率直接影响到数控铣床的定位精度。
伺服控制器伺服控制器是控制伺服电机运行的主要设备，主要功能包括速度闭环控制、位置闭环控制、加速度控制等。
伺服控制器的性能决定了数控铣床的动态响应和运动平稳性。
驱动器驱动器是用于将控制信号转换为电机运动的装置，常用的驱动器有脉冲方向式驱动器和模拟伺服驱动器。
驱动器的稳定性和响应速度会直接影响到数控铣床的动态性能。
总结数控铣床向进给系统的设计对机床的加工精度和效率起着至关重要的作用。
XK5040数控立式铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计
优秀设计（20**届）本科生毕业设计（论文）XK5040数控立式铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计20**年5月20**届毕业设计（论文）课题任务书院(系)：专业：本科毕业设计（论文）开题报告（20**届）20**年1月10日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。
本科毕业设计（论文）中期报告摘要数控机床即数字程序控制机床，是一种自动化机床，数控技术是数控机床研究的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。
随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术、工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大的提高。
本文主要对XK5040数控立式铣床及控制系统进行设计，首先分析立式铣床的加工特点和加工要求确定其主参数，包括运动和动力参数；根据主参数和设计要求进行主运动系统、进给系统和控制系统硬件电路设计。
主要进行主运动系统和进给系统的机械结构设计及滚珠丝杠和步进电机的选型和校核；对于控制系统由于这里主要针对经济型数控铣床的设计，这里采用步进电机开环控制，计算机系统采用高性能价格比的MCS-51系列单片扩展系统，主要进行中央处理单元的选择、存储器扩展和接口电路设计。
由于本文采用8031单片机控制系统，因此，设计出的立式铣床性能价格比高，满足经济性要求。
可实用于加工精度较高的场合。
关键词数控技术，立式铣床，设计ABSTRACTThe numerical control engine bed is the digital process control engine bed, is one kind of automated engine bed, the numerical control technology is the core which the numerical control engine bed studies, is the manufacturing industry realization automation, the network, the flexibility, the integrated foundation. Along with the manufacture technology development, the modern numerical control engine bed with the aid of the modern design technology, the working procedure intensification and the new function part caused the engine bed the processing scope, the dynamic performance, the processing precision and the reliability had the enormous enhancement .This article mainly carries on the design to the XK5040 numerical control vertical milling machine and the control system, first analyzes the vertical milling machine the processing characteristic and the processing request determines its host parameter, including movement and dynamic parameter; Carry on the host kinematic scheme according to the host parameter and the design request, enters for the system and the control system hardware circuit design. Mainly carries on the host kinematic scheme and enters for the system mechanism design and the ball bearing guide screw and electric stepping motor shaping and the examination; Regarding control system because here mainly aims at the economy numerical control milling machine the design, here uses electric stepping motor open-loop control, the computer system uses the high performance price compared to the MCS-51 series monolithic expansion system, mainly carries on the central processing element the choice, the memory expansion and the connection circuit design .Because this article uses 8,031 monolithic integrated circuits control system, therefore, designs the vertical milling machine performance price is higher than, satisfies the efficient request. But practical to processing precision higher situation .Key words：Numerical control technology，Vertical milling machine，Design目录摘要................................................................................................................................ - 11 - 1 总体设计...................................................................................................................... - 15 - 1.1、铣床简介.................................................................................................................. - 15 - 1.2、 X K5040型数控铣床的总体布局、主要技术参数及总传动系统图 ................... - 15 - 1.2.1 XK5040型数控铣床的总体布局 ......................................................................... - 15 - 1.2.2 XK5040型数控铣床的主要技术参数 ................................................................. - 16 -1.2.3 总传动系统图...................................................................................................... - 18 -2 主运动系统设计.......................................................................................................... - 18 - 2.1 传动系统设计............................................................................................................ - 19 - 2.1.1参数的拟定............................................................................................................. - 19 - 2.1.2 传动结构或结构网的选择.................................................................................... - 19 - 2.1.3 转速图拟定............................................................................................................ - 20 - 2.1.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 ................................................................. - 23 - ２.２传动件的估算与验算........................................................................................ - 26 - 2.2.1传动轴的估算和验算............................................................................................. - 26 - ２.２.２齿轮模数的估算................................................................................................ - 28 - ２.３展开图设计............................................................................................................ - 32 - ２.３.１结构实际的内容及技术要求............................................................................ - 32 - ２.３.２齿轮块的设计................................................................................................ - 33 - ２.３.３传动轴设计.................................................................................................... - 35 - ２.３.４主轴组件设计................................................................................................ - 37 - ２.４制动器设计............................................................................................................ - 42 - ２.４.１按扭矩选择.................................................................................................... - 42 - ２.５截面图设计.......................................................................................................... - 43 - ２.５.１轴的空间布置.................................................................................................. - 44 - ２.５.２操纵机构........................................................................................................ - 44 - ２.５.３润滑................................................................................................................ - 44 - ２.５.４箱体设计的确有关问题.................................................................................... - 45 - ３进给系统设计.............................................................................................................. - 46 - ３.１总体方案设计........................................................................................................ - 46 - ３.１.１对进给伺服系统的基本要求............................................................................ - 46 - ３.１.２进给伺服系统的设计要求................................................................................ - 47 - ３.１.３总体方案............................................................................................................ - 47 - ３.２进给伺服系统机械部分设计................................................................................ - 48 - ３.２.１确定脉冲当量，计算切削力............................................................................ - 48 - ３.２.２滚珠丝杆螺母副的计算和造型 ........................................................................ - 50 - ３.２.３齿轮传动比计算................................................................................................ - 56 - ３.２.４步进电机的计算和选型................................................................................ - 57 - ３.２.５进给伺服系统机械部分结构设计 ................................................................ - 65 - ４控制系统设计.............................................................................................................. - 68 - 4.1绘制控制系统结构框图............................................................................................. - 69 - 4.2.选择中央处理单元（CPU）的类型 .......................................................................... - 69 - 4.3存储器扩展电路设计................................................................................................. - 70 - ４.３.１程序存储器的扩展............................................................................................ - 70 - ４.３.２数据存储器的扩展........................................................................................ - 71 - ４.４I/O接口电路及辅助电路设计............................................................................. - 71 - ４.４.１I/O接口电路设计....................................................................................... - 71 - ４.４.２步进电机接口及驱动电路............................................................................ - 72 -４.２.３其他辅助电路................................................................................................ - 73 - 参考文献............................................................................................................................ - 75 - 致谢.. (74)附录（英文翻译及实习报告）......................................................... 错误！未定义书签。
X502型立式铣床横向进给系统数控改造毕业设计论文
变速箱中齿轮用于传递动力和运动。它的精度选择主要取决于周围速度。采用同一精度时，周围速度越高，振动和噪声越大，根据实验结果，周围速度增加一倍，噪音约增加6dB。工作平稳性和接触误差对振动和噪音的影响比运动误差更大。所以这两项精度应选高一级，为了控制噪音，机床上主传动齿轮都选用较高的精度，大都用7-6-6,这里主运动齿轮的精度选为7-6-6。
式中： ---为传动系统各部件惯量折算到电机轴上的总等效转动惯量（
---为电机最大角加速度（ ）
---为运动部件最大快进速度对应的电机最大转速（ ）
t---为运动部件从静止启动加速到最大快进进给速度所需时间（s）,取t=0.025s
则有：
空载摩擦力矩：
式中： G---运动部件总重力（N）
---为导轨摩擦系数，取0.2
数控技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，己成为当今制造业的发展方向。我国是世界上机床产量最多的国家，但在数控机床的产品竞争力仍然处于较低的水平。因为开发一台新的数控机床的周期比较长，不能及时针对用户的需求提供满意的产品。为此我们应该在普通机床上考虑，不能一味的大量添置全新的数控机床，这样会造成资金投资量大，成本高，而且又会造成原有设备闲置浪费。把普通机床改造为数控机床不失为一条提高数控化率的有效途径。普通机床数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。这种机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床缺点和存在的问题，生产效率高，尤其适合中国机床拥有量大、生产规模小的具体国情。
(3)响应速度快
所谓快速响应特性是指进给系统对指令输入信号的相应速度及瞬态过程结束的迅速程度，即跟踪指令信号的响应要快;定位速度和轮廓切削进给速度要满足要求;工作台应能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指令进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象。进给系统响应速度的大小不仅影响机床的加工效率，而且影响加工精度。
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
X5032立式铣床进给系统的设计数控改造
引言数控机床对进给传动系统的要求：数控机床进给传动系统承担了数控机床各直线坐标轴、回转坐标轴的定位和切削进给。
无论是点位控制、直线控制还是轮廓控制，进给系统的传动精度、灵敏度和稳定性直接影响被加工件的最后轮廓精度和加工精度。
为此，对进给系统中的传动装置和元件要求具有长寿命、高刚度、无传动间隙、高灵敏度和低摩擦阻力的特点，如导轨必须摩擦力比较小、耐磨性要高，通常采用滚动导轨、静压导轨等。
为了提高转换效率，保证运动精度，当旋转运动被转化为直线运动时，广泛应用滚珠丝杠螺母副。
为了提高位移精度，减少传动误差，对采用的各种机械部件首先保证它们的加工精度，其次采用合理的预紧来消除轴向传动间隙。
虽在进给传动系统中采用各种措施消除间隙，但仍然可能留有微量间隙。
此外由于受力而产生弹性变形，也会有间隙，所以在进给系统反方向运动时仍由数控装置发出脉冲指令进行自动补偿。
数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床；其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；其四是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造.一、总体方案的确定1.1 设计的基本参数：原始数据：工作台宽：320mm;工作台及床鞍重量：纵向 800N 横向 1200N;工作台快移速度：纵向 2m/min 横向 1m/min;最大快进速度：纵向 0.6m/min 横向 0.3m/min;主电机功率：2.2kw；转速：1450rpm工艺数据：主轴转速：265rpm 走刀速度：55m/min刀具直径：35mm铣削宽度：7mm 铣削深度：32mm最小分辨率：纵、横向0.01mm其余数据按实际情况确定1.2 设计内容：（1）总体方案确定及可行性论证。
数控铣床主运动系统、进给系统及控制系统设计
优秀设计摘要数控机床即数字程序控制机床，是一种自动化机床，数控技术是数控机床研究的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。
随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术、工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大的提高。
本文主要对XK5040数控立式铣床及控制系统进行设计，首先分析立式铣床的加工特点和加工要求确定其主参数，包括运动和动力参数；根据主参数和设计要求进行主运动系统、进给系统和控制系统硬件电路设计。
主要进行主运动系统和进给系统的机械结构设计及滚珠丝杠和步进电机的选型和校核；对于控制系统由于这里主要针对经济型数控铣床的设计，这里采用步进电机开环控制，计算机系统采用高性能价格比的MCS-51系列单片扩展系统，主要进行中央处理单元的选择、存储器扩展和接口电路设计。
由于本文采用8031单片机控制系统，因此，设计出的立式铣床性能价格比高，满足经济性要求。
可实用于加工精度较高的场合。
关键词数控技术，立式铣床，设计ABSTRACTThe numerical control engine bed is the digital process control engine bed, is one kind of automated engine bed, the numerical control technology is the core which the numerical control engine bed studies, is the manufacturing industry realization automation, the network, the flexibility, the integrated foundation. Along with the manufacture technology development, the modern numerical control engine bed with the aid of the modern design technology, the working procedure intensification and the new function part caused the engine bed the processing scope, the dynamic performance, the processing precision and the reliability had the enormous enhancement .This article mainly carries on the design to the XK5040 numerical control vertical milling machine and the control system, first analyzes the vertical milling machine the processing characteristic and the processing request determines its host parameter, including movement and dynamic parameter; Carry on the host kinematic scheme according to the host parameter and the design request, enters for the system and the control system hardware circuit design. Mainly carries on the host kinematic scheme and enters for the system mechanism design and the ball bearing guide screw and electric stepping motor shaping and the examination; Regarding control system because here mainly aims at the economy numerical control milling machine the design, here uses electric stepping motor open-loop control, the computer system uses the high performance price compared to the MCS-51 series monolithic expansion system, mainly carries on the central processing element the choice, the memory expansion and the connection circuit design .Because this article uses 8,031 monolithic integrated circuits control system, therefore, designs the vertical milling machine performance price is higher than, satisfies the efficient request. But practical to processing precision higher situation .Key words：Numerical control technology，Vertical milling machine，Design目录摘要.................................................................................................................................. - 1 - 1 总体设计........................................................................................................................ - 5 - 1.1、铣床简介.................................................................................................................... - 5 - 1.2、 X K5040型数控铣床的总体布局、主要技术参数及总传动系统图 ..................... - 5 - 1.2.1 XK5040型数控铣床的总体布局 ........................................................................... - 5 - 1.2.2 XK5040型数控铣床的主要技术参数 ................................................................... - 6 -1.2.3 总传动系统图........................................................................................................ - 8 -2 主运动系统设计............................................................................................................ - 8 - 2.1 传动系统设计.............................................................................................................. - 9 - 2.1.1参数的拟定............................................................................................................... - 9 - 2.1.2 传动结构或结构网的选择...................................................................................... - 9 - 2.1.3 转速图拟定............................................................................................................ - 10 - 2.1.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 ................................................................. - 13 - ２.２传动件的估算与验算........................................................................................ - 16 - 2.2.1传动轴的估算和验算............................................................................................. - 16 - ２.２.２齿轮模数的估算................................................................................................ - 18 - ２.３展开图设计............................................................................................................ - 22 - ２.３.１结构实际的内容及技术要求............................................................................ - 22 - ２.３.２齿轮块的设计................................................................................................ - 23 - ２.３.３传动轴设计.................................................................................................... - 25 - ２.３.４主轴组件设计................................................................................................ - 27 - ２.４制动器设计............................................................................................................ - 32 - ２.４.１按扭矩选择.................................................................................................... - 32 - ２.５截面图设计.......................................................................................................... - 33 - ２.５.１轴的空间布置.................................................................................................. - 34 - ２.５.２操纵机构........................................................................................................ - 34 - ２.５.３润滑................................................................................................................ - 34 - ２.５.４箱体设计的确有关问题.................................................................................... - 35 - ３进给系统设计.............................................................................................................. - 36 - ３.１总体方案设计........................................................................................................ - 36 - ３.１.１对进给伺服系统的基本要求............................................................................ - 36 - ３.１.２进给伺服系统的设计要求................................................................................ - 37 - ３.１.３总体方案............................................................................................................ - 37 - ３.２进给伺服系统机械部分设计................................................................................ - 38 - ３.２.１确定脉冲当量，计算切削力............................................................................ - 38 - ３.２.２滚珠丝杆螺母副的计算和造型 ........................................................................ - 40 - ３.２.３齿轮传动比计算................................................................................................ - 46 - ３.２.４步进电机的计算和选型................................................................................ - 47 - ３.２.５进给伺服系统机械部分结构设计 ................................................................ - 55 - ４控制系统设计.............................................................................................................. - 58 - 4.1绘制控制系统结构框图............................................................................................. - 59 - 4.2.选择中央处理单元（CPU）的类型 .......................................................................... - 59 - 4.3存储器扩展电路设计................................................................................................. - 60 - ４.３.１程序存储器的扩展............................................................................................ - 60 - ４.３.２数据存储器的扩展........................................................................................ - 61 - ４.４I/O接口电路及辅助电路设计 ........................................................................... - 61 - ４.４.１I/O接口电路设计..................................................................................... - 61 -４.４.２步进电机接口及驱动电路............................................................................ - 62 - ４.２.３其他辅助电路................................................................................................ - 63 - 参考文献............................................................................................................................ - 65 - 致谢.. (74)附录（英文翻译及实习报告）......................................................... 错误！未定义书签。
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目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 ..............................................................................................................................- 1 -1.1 数控技术与数控机床 ...................................................................................................- 1 -1.2 数控机床的特点及发展趋式 .......................................................................................- 1 -1.3 数控铣床与其进给系统 ...............................................................................................- 3 -1.4 总体设计方案的拟定 ...................................................................................................- 3 - 第二章机床横向进给系统机械部分计算与设计.....................................................................- 5 -2.1 脉冲当量的选择与切削力的计算 ...............................................................................- 5 -2.2滚珠丝杆螺母副的计算和选型 ....................................................................................- 6 -2.3 伺服电机的选择 .........................................................................................................- 12 -2.4 导轨的设计及滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧......................................................- 15 -2.5联轴器的选用 ..............................................................................................................- 16 - 第三章三维实体造型设计及图纸生成 ..................................................................................- 17 -3.1 工具软件UG的介绍..................................................................................................- 17 -3.2 造型过程 .....................................................................................................................- 17 - 参考文献 ....................................................................................................................................- 21 - 致谢 ............................................................................................................................................- 22 -数控铣床（320mm）Y轴进给系统三维设计及加工专业：学号：学生姓名：指导教师：摘要近年来，我国经济飞速发展，既促进和带动了制造业的发展，也使其遇到了严峻的挑战，迫切地需要改造传统的加工制造模式。
这其中很重要的一条就是使用更高速、更精确、更可靠的数控机床来代替普通的人工机床。
本文就是在这样的背景下，借助先进的CAX软件—UG NX 5.0，通过对其他数控机床的分析与观察，根据实际要求，分析、设计数控铣床（320mm）横向进给系统。
特别值的一提的是，本文摒弃了传统的二维设计方法，利用UG进行三维参数化造型设计，直接生成工程图纸和加式代码，这对于缩短设计周期，提高设计质量和产品的加工生产效率有着重要的意义。
关键词：数控铣床；进给系统；加工Three-dimensional Design And Manufacturing Of Feed Machanism In NC Mill Machine ToolAbstractThese years,the economy of China is developing very fast which pushes the manufacturing industry to a new step as well as bringing great challenge,making it necessary to refresh the traditional mode of ing numerical control(NC) machine tool in stead of ordinary machine tool is one of the important ways to reach our goals,as the fomer is faster,more accurate and more relliable.On the background of this,thanks to the powerfull three-dimensional CAX software,it is very convenient to analyse,design and produce,compared of the traditional two-dimensional method.In this paper,after careful studying of the other NC machine tools,based on pratical requriment which has been provided by our teacher,we have designed the feed mechanism(Y-orit ation) of mill NC machine tool(320mm).One of the things that I’m eager to share with you is what a wonder to use UG in the process of design and shaping.With the help of UG, we can produc the engineering deawing and code for production immediently after three dimensional modeling which is a great help to the production.All in all , we can design a better machine in a shorte time.Keyword:NC Mill Machine Tool;Feed System;Manufacturing第一章绪论1.1 数控技术与数控机床数控技术是现代制造技术的基础。
它综合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械等高新技术，因此广泛应用于机械制造业。
数控机床替代普通机床，从而使得制造业发生了根本性的变化，并带来了巨大的经济效益。
目前，数控技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为国际间科技竞争的重点。
数控技术的应用将机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论、检测技术以及光电磁等多种学科技术融为一体，使制造业成为知识、技术密集的大学科范畴内的现代制造业，成为国民经济的基础工业。
数控技术是当今柔性自动化和智能自动化的技术基础之一，它使传统制造工艺发生了显著的、本质的变化。
随着数控技术的不断发展和应用，工艺方法和制造系统的不断更新，形成了CAD、CAM、CAPP、CAT、FMS等一系列具有划时代意义的新技术、新工艺的制造系统。
在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润主要电机出口产品。
世界贸易强国在进行国内机电产品贸易的同时，把高技术的机电产品出口打入国际市场，作为发展出口经济的重要战略措施，数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。
数控铣床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。
1.2 数控机床的特点及发展趋式随着科学技术的发展，制造技术的进步，以及社会对产品质量和品种多样化的要求越来越强烈。
中、小批量生产的比例明星增加，要求现代数控机床成为一种精密、高效、复合、集成功能和低成本的自动化加工设备。
同时，为满足制造业向更高层次发展，为柔性制造单元、柔性制造系统，以及计算机集成制造系统提供基础设备，也要求数控机床向更高水平发。
世界数控机床产业发展的基本共识是朝着高速高效化、精密化、复合化、智能化、信息化、环保化和设计模块化的方向发展。
高速高效化高速和超高速加工技术可以提高加工效率，也是加工难削材料、提高加工精度、控制振动的重要保障。
其技术关键是提高机床的主轴转速和进给速度。
比如进一步提高高速电主轴最高转速及功率、扭矩，采用传感技术进行振动监测和诊断，进一步轻量化进给系统，采用直线电机和力矩电机的直接驱动方式，由刀具主轴部件实现机床的3个直线坐标运动等。