数控龙门铣床设计 工作台进及系统
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。
数控铣床XY工作台与控制系统设计
毕业设计（论文）报告纸数控铣床XY工作台与控制系统设计摘要随着现代信息技术的发展，以提高产品加工的生产效率为主的高度自动化和提高产品质量为主的精密化成为现代机械加工技术发展的两个主要方向。
人们对数控机床、精密仪器和仪表以及各种精密机械设备提出了越来的精度要求，X—Y工作台是这些设备实现高精密加工的重要部件，对于提高产品的加工起着尤为重要的作用。
本论文针对铣床工作台机构及其控制系统进行设计，主要包括伺服电动机的选型,滚珠丝杠的选型、强度校核及生产设计中应注意的问题,连接伺服电机和滚珠丝杠副的联轴器的选型，导轨的设计。
根据系统的功能要求,选择数控系统的CPU,同时还需要扩展程序存储器、数据存储器以及步进电机驱动电源的选择。
通过对工作台机械传动链的系统设计以期满足机床进给系统的定位精度和静动态性能，从而确保机床的加工精度.关键字：X-Y工作台，伺服系统，滚珠丝杠，步进电机毕业设计（论文）报告纸The design of CNC milling machine system XYworkbench and control systemAbstractWith the development of modern information techniques, the high automation with the main purpose of improving the production efficiency of product process and the accuracy with the accuracy with the main aim of improving the quality of product have been becoming the two major directions of the modern technique of mechanical process. People on the CNC machine tools, precision instruments and meters and all kinds of sophisticated machinery and equipment raised higher and higher precision, X-Y workbench is that important components of these high-precision machining equipment to achieve the core components，for improving the quality of processed products play the particularly important role。
数控机床的进给传动系统概述
进给传动系统
• 4.4 齿轮齿条副与双导程蜗杆副传动
• 4）双导程蜗杆副的蜗杆支承直接安置在支座上，只需保 证支承中心线与蜗轮中截面重合，中心距公差可略微放宽 ，装配时，用调整环来获得合适的啮合侧隙，这是普通蜗 杆副无法办到的。 • 5）双导程螺杆副不足之处是制造困难。
图4-14 滚珠丝杠副的结构原理
进给传动系统
• 4.3 数控机床用丝杠传动副
• 2.特点 • 1）摩擦损失小，传动效率高，可达90%～96%，功率消 耗只相当于常规丝杠螺母副的1/4～1/3。 • 2）采用双螺母预紧后，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙， 提高了传动刚度。 • 3）摩擦阻力小，动、静摩擦力之差极小，能保证运动平 稳，不易产生低速爬行现象。 • 4）不能自锁，有可逆性，既能将旋转运动转换为直线运 动，又能将直线运动转换为旋转运动。 • 5）运动速度受到一定限制，传动速度过高时，滚珠在其 回路管道内易产生卡珠现象。 • 6）制造工艺复杂。
进给传动系统
• 4.1 概述
• 3.弹性联轴器
无键联接；
依靠弹性钢片 组对角联接传 递转矩。
图4-4 直接联接电动机轴和丝杠的弹性联• 4.安全联轴器 防止过载造成整个运动传动机构零件损坏。
图4-5 安全联轴器工作原理
进给传动系统
• 4.1 概述
• TND360型数控车床的安全联轴器
图4-6 TND360型数控车床的纵向滑板的传动系统图 1—旋转变压器和测速发电机 10—滚珠丝杠 2—直流伺服电动机 3—锥环 11—垫圈 12、13、14—滚针轴承
4、6—半联轴器
5—滑环 7—钢片 8—碟形弹簧 9—套
15—堵头
16—压紧螺钉 17—压紧外环 18—压紧内环 19—压紧套
铣床的数控X-Y工作台设计
论文（设计）任务书注：本表按自然班填写。
于动员时发给学生。
不够纸请另附页。
前言设计目的数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节，学生学完技术基础课和专业课，特别是“数控技术及应用”课程后应用的，它是培养学生理论联系实际、解决实际问题能力的重要步骤。
本课程设计是以机电一体化的典型课题---数控系统设计方案的拟定为主线，通过对数控系统设计总体方案的拟定、进给伺服系统机械部分设计，计算以及控制系统硬件电路的设计，使学生能够综合应用所学过的机械、电子和微机方面的知识，进行一次机电结合的全方面训练，从而培养学生具有初步设计计算的能力以及分析和处理生产过程中所遇到的问题的能力。
设计要求课程设计是机床数控系统课程的十分重要实践环节之一。
通过课程设计可以初步树立正确的设计思想，了解有关的工业政策，学会运用手册、标准、规范等资料；培养学生分析问题解决问题的实际能力，并在教师的指导下，系统地运用课程和选修课程的知识，独立完成规定的设计任务。
课程设计的内容是改造设备，实现以下几部分内容的设计训练。
如精密执行机构（或装置）的设计、计算机I/O接口设计和驱动电路以及数控化电气原理设计等。
说明书的内容应包括：课程设计题目总体方案的确定、系统框图的分析、电气执行元件的选用说明、机械传动设计计算以及机械和电气及其他部分（如环形分配器等）的说明。
该课程设计的内容及方法，可以归纳如下：1.采用微型计算机（包括单片机）进行数据处理、采集和控制。
主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制等。
2.选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。
主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用，考虑电机选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。
3.精密执行机构的设计。
主要是考虑数控机床工作台传动装置的设计问题：要弄清机构或机械执行元件的主要功能（传动运动、动力、位置装置、微调、精密定位或高速运转等），进行力矩、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。
数控龙门铣床设计
数控龙门铣床设计首先，机床结构部分。
数控龙门铣床一般采用龙门式结构，即横梁作为横梁纵向移动的导向梁。
这种结构可以提供稳定的支撑和刚性，保证机床的精度和稳定性。
同时，可以根据加工件的大小和形状调整龙门的高度和宽度，增强机床的适应性。
其次，轴向结构部分。
数控龙门铣床通常包括X轴、Y轴和Z轴三个轴向。
X轴为横梁沿纵向移动的轴向，Y轴为工作台沿横向移动的轴向，Z轴为刀具上下移动的轴向。
这三个轴向通过精密的滑轨和直线导轨实现，可以实现机床的高精度运动和定位。
再次，工作台结构部分。
数控龙门铣床的工作台一般采用液压或电机驱动的滑台，可以实现工作台的快速移动和定位。
工作台上通常有多个T型槽，用于夹持工件和夹具。
同时，工作台还可以通过液压系统或机械手动装置实现旋转和倾斜，以满足不同加工需求。
其次，导轨系统部分。
导轨系统是数控龙门铣床的重要组成部分，直接影响机床的定位精度和运动平稳性。
一般采用线性滚动导轨，包括滑块、滑轨和滚珠轮等。
滑块通过滑轨进行滑动，滚珠轮起到承载和导向作用，保证机床轴向的平稳运动。
最后，控制系统部分。
数控龙门铣床的控制系统一般采用PLC或CNC控制系统。
通过编程设定机床的速度、进给量、切削深度等加工参数，实现自动化加工。
同时，还可以通过监控系统实时监测机床的运行状态和工件加工情况，提高生产效率和加工质量。
综上所述，数控龙门铣床的设计涉及到机床结构、轴向结构、工作台结构、导轨系统、控制系统等多个方面。
只有充分考虑这些因素，合理设计机床的各个部分，才能提高机床的性能和加工精度，满足不同加工需求。
同时，还需要时刻关注新技术的发展和应用，不断改进和完善数控龙门铣床的设计。
课程设计数控立式铣床XY工作台机电系统设计说明书
《机电一体化》课程设计数控立式铳床XY工作台机电系统设计院系:汽车学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机电一班组长:雷博文组员：金亮、黄明亮、夏佳、熊秀成指导教师：蒋强目录一、设计目的 (3)二、设计任务 (3)三．总体方案的确定 (4)1、机械传动部件的选择..................................... ••:•. (3)(1) 导轨副的选用 (4)(2) 伺服电动机的选用 (4)(3) 工作台的选用 (4)2、................................................................. 控制系统的设计.. (4)3、................................................................. 绘制总体方案图.. (5)四、.......................................... 直线伺服电机的计算与选型51、.............................................. 导轨上移动部件的重量42、...................................................... 铣削力的计算43、........................................................ 载荷的计算74、............................................................ 初选型号75、............................................ 直线伺服电机可用性验算8五、........................................... 直线滚动导轨副的计算与选型81、直线滚动导轨选择理由 (8)2、直线导轨额定寿命L 的计算和选型 (10)3、光栅尺的选择 (11)4、工作台的选型 (12)六、PLC选型 (13)七、....................................................... 伺服放大器选型18八、控制系统硬件电路设计 (20)结束语 (21)参考文献 (22)一、设计目的课程设计是一个很重要的实践性教学环节，要求学生综合运用所学的理论知识，独立进行设计训练，主要目的：1) 通过本设计，使学生全面地，系统地了解和掌握数控机床得基本组成及其相关基本知识，学习总体方案拟定、分析与比较的方法。
数控Y工作台与控制系统设计方案
数控Y工作台与控制系统设计方案数控Y工作台与控制系统设计方案一、背景随着科技的不断发展和进步，数控机床迅速发展。
数控机床是通过计算机来实现工件加工的机床，利用数控技术可以实现高精度、高效率、高质量的机械加工。
Y工作台作为数控机床上的工作位置可进行多方向移动，适合进行多角度的加工。
本方案旨在设计一种数控Y工作台以及相应的控制系统，以满足不同大小、不同形状的工件加工要求。
二、设计方案2.1 数控Y工作台设计方案数控Y工作台由上下平台和左右移动部分组成。
平台上可安装工件进行加工，左右移动部分可以控制工件在水平平面上移动。
2.1.1 上下平台上下平台由硬质铝材料制成，可实现高精度的加工。
其表面设计均匀分布的固定螺钉，可使工件固定在平台上，避免在加工过程中产生移动。
上下平台支持旋转，可使工件在加工过程中进行旋转以便完成不同角度的加工。
2.1.2 左右移动部分左右移动部分由一个线性导轨与电机、减速器组成。
电机通过齿轮传动减速器驱动导轨的滑块，实现工作台的左右移动。
导轨是由高强度铝材料制成，耐磨性能好且机械强度高，可确保移动的精度和稳定性。
2.2 控制系统设计方案2.2.1 控制芯片控制芯片采用高性能的ARM架构芯片，可实现高速运算和数据处理。
它具有256KB的RAM和4MB的Flash存储器，具有充足的存储空间和计算能力，可运行复杂的加工程序。
2.2.2 驱动电机驱动电机采用步进电机，使用专用的驱动器进行驱动，以实现高精度和高速度的移动。
步进电机可以精确控制每一个步进角度，使得工作台的移动位置具有高度精确度。
2.2.3 控制软件控制软件拥有强大的功能和易用的接口，可支持多种加工操作。
其中包括自动调整加工的刀具位置、加工速度等功能，可根据工件大小和形状灵活调整。
控制软件还支持多种常见的加工文件格式，如G代码、IGES、DXF等，用户进行加工操作时可根据需要选择文件格式。
三、总结数控机床已经成为现代机械加工的主要手段之一，其中数控Y工作台是一种重要的机床组件。
定梁式数控龙门铣床整体结构设计
定梁式数控龙门铣床整体结构设计梁式数控龙门铣床是一种常见的数控机床，它的整体结构设计非常重要。
本文将从整体结构设计的角度出发，探讨梁式数控龙门铣床的设计要点和优化方法。
梁式数控龙门铣床的整体结构主要由机床床身、龙门横梁、工作台、滑块、主轴箱、进料机构、控制系统等组成。
其中，机床床身是数控龙门铣床的基础结构，承受整个机床的重力和切削力。
龙门横梁起到支撑和导向工作台的作用，承受加工过程中的惯性力和切削力。
工作台是工件安装和加工的平台，具有往复运动和旋转运动的功能。
滑块是主轴箱的运动装置，用于控制主轴的上下运动。
主轴箱包括主轴、减速器、驱动装置等，是数控龙门铣床的核心部件。
进料机构用于控制工作台的前进、后退和左右移动。
控制系统负责对整个机床的运动进行控制和监测，保证加工的精度和稳定性。
在整体结构设计中，需要考虑以下几个方面。
首先，应根据加工要求确定机床的加工范围和刚度需求，以确定床身的尺寸和形式。
其次，龙门横梁的尺寸和结构应考虑工作台的大小和负载要求，保证工作台的稳定性和刚度。
工作台的大小和形式应考虑加工件的尺寸和类型，以满足加工的要求。
滑块的结构和运动方式应具有足够的刚度和精度，以确保主轴的运动稳定和加工精度。
主轴箱的结构和轴承选择应考虑主轴的转速和刚度要求，以保证加工质量。
进料机构的结构和运动方式应根据加工件的尺寸和复杂程度来确定，以提高加工效率和质量。
最后，控制系统的性能和功能应与机床的结构相匹配，以实现精确的加工控制和监测。
在梁式数控龙门铣床整体结构设计中，需要注意优化设计。
首先，应采用适当的材料和结构形式，以提高机床的刚度和稳定性。
其次，应优化各组件的尺寸和位置，以减少功耗和噪声，并提高加工精度和效率。
此外，应选择合适的传动方式和轴承结构，以提高机床的工作精度和可靠性。
最后，应合理布置各部件和管线，以提高机床的维护便利性和使用寿命。
总之，梁式数控龙门铣床的整体结构设计是决定其加工质量和效率的关键因素。
定梁式数控龙门铣床整体结构设计
定梁式数控龙门铣床整体结构设计摘要：根据国内与国外對于龙门铣床的研究情况来看，此次设计一种可以用于加工各种复杂的零件的龙门数控铣床，符合实际的生产需要。
其结构主要包括了横向进给机构、纵向仅给机构、工作台以及立柱等的组成部分。
其运行是采用伺服电机然后是滚珠丝杠进行传动。
总体上讲述了其所包含的结构、特点以及其工作原理。
并且具体的阐述了此铣床的整体结构以及校核的方法对其进行了分析。
龙门铣床；数控；伺服电机；滚珠丝杠1 机床的设计要求数控龙门铣床的总体方案设计主要包括了：（1）总体布局设计：各个部件的位置、各个部件的运动进行分析、还有其整体的外观。
（2）技术参数设计：各个部件的尺寸、刀具的转速和进给量、电机的功率和所能承载的力。
（3）结构优化设计：整个机床的刚度、运动特性、受热性能等。
此机床符合国家的标准，其参数为：工作台的整体尺寸为：3000×1200mm，工作台所能承受的最大载荷为2吨，能够具有高的速度和效率，结构简单稳定，精度高且用于铣削较为复杂的零件。
2 设计方案我所设计的铣床主要是工作台能够做纵向移动的数控龙门铣床。
这种工作台移动的数控龙门铣床主要的特点包括了（1）成本低，生产较为简单。
这种龙门铣床的整体的长度必须比工作台行程的长度多两倍。
而移动式的龙门铣床的整体的长度就得是龙门架的侧面宽度与纵向行程之和。
（2）这种机床的动态响应好。
这种机床的龙门架是固定在立柱上的，所以当工作台移动时其所切屑的稳定性好，这样便保证了机床所加工零件的精度和动态响应性。
我所采用的为西门子 4-05的数控系统，因为这个数控系统具有龙门轴的同步功能。
这一项功能能够让龙门框架的进给轴（X1，X2）达到无机械偏差的位移的目的。
可以对运动的值进行比对，能够检测出很小的偏差并且及时的更正，增大了其精度。
铣床的整体装配图如下图所示：3 主轴箱的设计要求（1）使其所调节的速度范围能够达到其最大值而且能够进行无极变速。
（2）提高主轴箱的刚性与稳定性，以及它的精度。
数控铣床XY工作台1
2.控制系统的设计
• 根据技术指标中最高控制速度，以及数控系 统的经济性要求，选用MCS-51系列的8位单 片机AT89S52作为控制系统的CPU，应该能够 满足任务书给定的相关指标。
• 要设计一台完整的控制系统，在选择CPU之 后，还需要扩展程序存储器、数据存储器、 I/O接口电路等。
步进电机控制XY轴系统总体框图
•减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠 丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机 的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴 上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消 间隙机构。为此，本例决定采用无间隙齿轮传 动减速箱。
考虑到X、Y两个方向的加工范围相同，承 受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量， X、Y两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装 置、伺服电动机拟采用相同的型号和规格。
fk
2
根据公式
Fk
Fk
EI
2
ka
F m 计算失稳时的临界载荷
远大于工作载荷 F m
故丝杠不会失稳 。
G系列滚珠丝杠副尺寸参数
规格 代号
D d 1o a C h1 PW D0 2 a
公称直 径
导 程
Ph
滚珠 直径
DW
丝杠 底径
d2
丝杠 外径
d1
循环 列数 G 4
额定载荷 /N
Ca
d0
3206 -4 32
F max
W
4
F
查表根据工作载荷
Fm a x
初选直线滚动导轨副的型号为KL系
列的JSA-LG15型
•距离额定寿命L的计算
f H fT f C f R Ca L 50 fW F max
移动式数控龙门铣床的总体设计
移动式数控龙门铣床的总体设计--------------------------------------------------------------------------------2006.10.08 阅读：24次本文所述的移动式数控龙门铣床是指龙门框架作纵向移动的龙门铣床。
移动式龙门铣床的最大优点是：（1）机床占地面积小。
工作台移动式龙门铣床，整机长度必须两倍于纵向行程长度，而移动式龙门铣床的整机长度只需纵向行程加上龙门架侧面宽度即可。
（2）机床的动态响应好。
移动式龙门铣床采用的是固定工作台，一般与床身整体铸出，龙门框架纵向运动的驱动力矩等值不变，不会因工件的承载重量的改变而变化，从而保证了加工精度和机床的响应性能。
笔者独立设计的移动式数控龙门铣床（图1），现已作为专机投入生产应用，能满足大型铸件、钢件的镗、铣、钻等多工序加工；配上直角铣头，还可对工件的4个侧面进行加工。
由于设计思想正确，配套零部件质量过关，该机床各项指标均已达到数控龙门铣床相关国家标准的要求。
该龙门铣床的主要设计参数如下：工作台面积为1800mm×4000mm，X轴行程为4000mm，Y轴行程为2000mm，Z轴行程为750mm，主轴功率18.5kW，各轴快速进给为10m/min。
一、机械部分设计整机分为床身、龙门架、滑台、主轴箱、三轴进给驱动机构机械部分及相关数控伺服部分。
现把设计过程中的重点阐述如下。
床身是本次设计工作的基础，床身的尺寸设计影响着对整机的设计，而且设计的合理性直接影响到整机的刚度。
床身的截面形状为Π形（图2）。
床身的上平面即工作台面设计有9 条T 形槽，为方便床身工作台面和# 形槽的精刨加工，槽完全贯通。
床身的左、右两下脚各设计有一个狭长平面，用来安放滚动直线导轨副。
笔者把导轨面设计在床身的两下侧，主要是考虑力的传递方向与卸荷问题。
因床身会受到龙门框架的重力、切削力和工件的重力，这样的设计可使龙门框架的重力直接传入到机床的基础上，而床身只受到工件的重力。
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(X轴)及控制系统设计
毕业设计说明书设计题目：学生班级学号指导教师继续教育学院二零一二年三月毕业设计任务书一、设计题目立式数控铣床工作台（X轴）及控制系统设计二、主要设计参数及技术指标1、数控铣床的X轴(纵向)、Y轴(升降)、Z轴(横向)为微机控制，采用步进电机驱动，滚珠丝杠传动。
2、工作台、工件和夹具的总重量为m=918kg，所受重力为W=9000N，其中工作台的质量为m0=510 kg，所受重力为Wo=5000N；3、工作台的最大行程为Lp=600mm；工作台的快速移动速度为Vmax=20000 mm /min；工作台采用滚动直线导轨，导轨的动摩擦、静摩擦系数u=0.01；4、工作台的定位精度为20um5、机床采用主轴伺服电动机，额定功率P E=5.5KW,机床采用端面铣刀进行强力切削,铣刀直径D=125mm,n=272r/min。
6、机床的工作寿命为10年（约20000小时）7、数控铣床的切削状态表:三、设计内容及工作量（一）设计计算说明书一份0.7—0.8万字（二）、图纸部分1、X轴(纵向)伺服传动机构装配图 A0一张2、机床硬件电路图 A0一张四、设计的基本要求：能按时独立完成课程设计规定的全部内容，方案选择正确，论据充分，对设计中的主要问题分析深入，解决合理，有独立见解，能很好运用所学理论和提供的资料解决设计中的问题，能独立查阅和正确引用中外文参考资料，说明书文字通顺、清楚、选用数据论证合理、计算准确，图面整洁。
五、进程安排六、主要参考文献1、《机床设计手册》机械工业出版社2、《机床设计参考图册》上海科技出版社3、《经济型数控机床系统设计》张新义机械工业出版社4、《数控铣床床设计》文怀兴化学工业出版社5、《机械设计手册》机械工业出版社或化学工业出版社一、目录二、正文第一章数控技术的产生、发展第二章数控技术的特点第三章数控机床及加工中心的发展趋势第四章主要计算（电动机的选型、齿轮、丝杠、轴承的选择及校核）第五章总结第六章参考文献（不少于十本）。
数控X-Y工作台设计X向进给系统设计指导书
设计题目：X-Y工作台X向进给系统设计作者：卢助威（陕理工机械工程学院机自083班，陕西汉中 723003）指导老师：黄崇莉摘要：各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。
一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。
机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。
新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。
关键词：X-Y工作台，8031，驱动器，步进电动机，程序存储器，数据存储器，丝杠，导轨目录1.引言： (3)2.设计任务 (4)3. 总体方案的确定 (5)3.1机械传动部件的选择 (5)3.1.1导轨副的选用 (5)3.1.2丝杠螺母副的选用 (5)3.1.3减速装置的选用 (5)3.1.4伺服电动机的选用 (5)3.1.5检测装置的选用 (5)3.3系统组成框图 (6)4.机械传动部件的计算与选型 (7)4.1导轨上移动部件的重量估算 (7)4.2铣削力的计算 (7)4.3直线滚动导轨副的计算与选型 (7)4.3.1 块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取 (7)4.3.2 距离额定寿命L的计算 (8)4.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (8)4.4.1 最大工作载荷Fm的计算 (8)4.4.2 最大动工作载荷FQ的计算 (9)4.4.3 初选型号 (9)4.4.4 传动效率η的计算 (9)4.4.5 刚度的验算 (9)4.4.6 压杆稳定性校核 (10)4.5步进电动机减速箱的选用 (10)4.6步进电动机的计算与选型 (10)4.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量J eq (10)4.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq (11)4.6.3 步进电动机最大静转矩的选定 (13)4.6.4 步进电动机的性能校核 (13)5机电一体化系统进给伺服系统设计 (15)6.步进电动机的驱动电源选用 (16)7．工作台控制系统的设计 (18)致谢 (19)参考文献 (20)1.引言：现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
数控铣床X-Y工作台结构设计说明书
数控铣床X-Y工作台结构设计说明书目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1 课题来源及研究目的和意义 (4)1.2 数控铣床的现状及趋势 (4)1.3 数控铣床进给机构的方案分析..........................错误！未定义书签。
1.3.1 机械结构分析....................................错误！未定义书签。
1.3.2 机械结构总体方案和布局..........................错误！未定义书签。
第2章机械结构的设计..................................错误！未定义书签。
2.1滚珠丝杠的设计 (13)2.2滚珠丝杠副丝杠副传动法面截形，循环方式等的确定 (14)2.3滚珠丝杠的预紧 (15)2.4滚珠丝杠选取与校核 (17)第3章滚动轴承的选取与计算 (20)3.1 轴向滚珠丝杠轴和径向滚珠丝杠轴受力分析 (20)3.2 计算轴承寿命 (22)3.3当量载荷 (23)第4章步进电机的选取及设计计算 (26)4.1转动惯量计算 (26)4.2将负载质量换算成电机输出轴上的转动惯量 (27)4.3计算电机输出的总力矩 (27)4.4负载起动频率估算 (27)第5章联轴器的选取 (28)第6章齿轮减速器的选取 (28)第七章进给系统精度校核 (33)7.1支承滚珠丝杠轴承的变形 (33)7.2支承滚珠丝杠轴承的轴向变形 (34)第八章关于Solidworks设计 (35)8.1 草图绘制 (36)8.2基准特征，参考几何体的创建 (37)8.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建 (38)8.4工程图的设计 (39)8.5装配设计 (40)第九章三维设计总结 (41)结论 (37)参考文献 (42)致谢 (43)摘要X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单。
实现方便而且能够保证一定的精度。
数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计--课程设计
机电一体化课程设计题目:数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号班级指导教师成绩2010年6月目录一、设计任务 (1)1.1机电一体化课程设计题目 (1)1.2数控铣床工作台等相关部件的基本参数 (1)二、系统总体方案框图及分析说明 (1)2.1总体方案设计 (1)2.2绘制总体方案图 (2)三、机械系统设计计算、各部件类型选择说明及进给传动系统的示意图与说明 (2)3.1移动部件的重量估算 (2)3.2负载的分析计算 (2)3.3导轨副的分析计算，选型，效核 (4)3.4丝杠螺母副的计算，选型，效核 (5)3.5绘制进给传动系统示意图 (8)3.6直流伺服电动机的计算，选型，效核 (8)3.7减速器的选用 (9)3.8验算系统的等效转动惯量 (10)四、控制系统硬件电路设计 (13)4.1微机的选用 (13)4.2存储器的选用与扩展 (14)4.3译码电路设计 (17)4.4接口电路设计等 (18)4.5驱动电路的设计 (19)4.6绘制控制系统原理框图 (18)五、传感器的选择与设计说明 (19)5.1选择传感器 (19)5.2传感器与微机的接口电路 (22)六、课程设计总结与心得体会 (23)七、参考资料 (24)一、设计任务1.1机电一体化课程设计题目数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计1.2数控铣床工作台等相关部件的基本参数能用键盘输入命令控制工作台的运动方向；能实时显示当前运动位置；具有越程指示报警及停止功能；能有位置检测装置，能进行调节并反馈给控制系统；工作台尺寸：700×800×50mm工作台T型槽：5×18mm工作台最大承重：800kgX—Y—Z轴行程：600×800×350mm电主轴输出功率：15kw变频主轴转速：15000r/min最高位移速度：15m/min最大加工速度：8m/minX—Y—Z轴最小分辨率（即脉冲当量）：0.001mm定位精度：±0.005/300mm重复定位精度：0.005mm二、系统总体方案框图及分析说明2.1总体方案设计（1）系统的运动方式与伺服系统为了使铣床的性能满足基本要求，选x、z轴坐标快进为15m/min，水平拖力F x=30kN，则要求电动机功率P=Fv=（30×15/60）kW=7.5 kW，选用步进电机则满足不了要求，例如，200BF001反应式步进电机，其最大静转矩为14.7N.m，最高空载运行频率为11000 step/s，步距角为α=0.16°/step，若取最高工作频率下的工作转矩为最大静转矩的1/4，则高速运行工作状态下所需功率为P H=1/4×14.7×11000×0.16×（2π/360）W=0.1129kW，如果选用步进电机，则会降低快速性要求。
（说明书）龙门铣床主轴箱、进给系统及工作台的设计
龙门铣床的主轴箱、进给系统及工作台的设计（）摘要：本文主要是针对龙门铣床的主轴箱、进给系统及工作台的设计。
根据特定的设计要求，结合龙门铣床的运动特点，进行一次较为系统设计。
本次设计所有进给机构均采用滚珠丝杠进行传动，并由步进电机电机进行驱动。
本次设计重点是对于主轴箱、进给系统的机械部分进行设计，包括转速图的拟定、齿轮的设计、轴最小轴直径的设计、轴承的选取、滚珠丝杠的选取等。
关键词：龙门铣床；主轴箱；工作台；进给系统；Milling machine headstock, feed systems and the design of thetableLiu Zhendong(Mechanical Engineering School Inner Mongolia University of Science and TechnologyBaotou 014010 )Abstract:This article is mainly for milling machine design. Depending on the specific design requirements, combined with the milling machine movement characteristics, to conduct a more systematic design, including the design of the headstock, the feed system design, table design. The design of all ball screw feed mechanism are used for transmission, motor driven by stepper motors. The design focuses on the mechanical part of the milling machine design, including the speed chart in the formulation, gear design, minimum shaft diameter shaft design, the selection of bearings, ball screw selection and so on.Keywords:Milling machine; headstock; workbench; feed system目录绪论 (1)第一章设计条件 (2)第二章车床主传动系统方案设计 (2)2.1 主传动的组成及要求 (2)2.1.1 主传动的组成 (2)第三章主传动系统的运动设计 (3)3.1 主传动功率 (3)3.2.驱动源的选择 (4)3.3 转速图的拟定 (4)3.3.1传动方案 (4)3.3.2结构网或结构式各种方案的选择 (5)3.3.3.绘制转速图 (6)3.4齿轮齿数的确定 (8)3.5传动系统图的拟定 (8)第四章主运动部件结构的设计 (9)4.1 带传动设计 (9)4.1.1 确定计算功率 (9)4.1.2 选取V带型 (10)4.1.3 验算带速和确定带轮直径 (10)4.2 确定计算转速 (12)4.2.1 主轴 (12)4.2.2 各传动轴 (12)4.2.3 各齿轮 (12)4.3 各传动组齿轮参数的确定 (13)4.3.1 传动组a (13)4.3.1.1 按齿面接触强度设计 (13)4.3.1.2 按齿根弯曲强度设计 (15)4.3.1.3几何尺寸计算 (16)4.3.2 传动组b (17)4.3.2.1 按齿面接触强度设计 (17)4.3.2.2 按齿根弯曲强度设计 (18)4.3.2.3几何尺寸计算 (20)4.3.3 传动组c (20)4.3.3.1 按齿面接触强度设计 (21)4.3.3.2 按齿根弯曲强度设计 (22)4.3.3.3几何尺寸计算 (24)4.4齿轮参数总结 (24)4.5 确定各轴最小直径 (25)4.6 主轴组件设计 (26)4.6.1 各轴结构的计算 (26)4.6.1.1.主轴 (26)4.6.1.2. Ⅰ轴 (31)4.6.1.3. II轴 (32)4.6.1.4. Ⅲ轴 (32)第五章进给系统设计 (33)5.1进给系统的设计要求 (33)5.2滚珠丝杠的选择 (34)5.3 工作台的进给运动 (34)5.3.1 工作台的设计 (34)P (36)5.3.1 滚珠丝杠副的导程h5.3.2 滚珠丝杠副的载荷及选丝杠： (36)5.4 横梁的垂直进给运动 (42)P (42)5.4.1 滚珠丝杠副的导程h5.4.2 滚珠丝杠副的载荷及选丝杠： (42)5.5主轴箱在横梁上的水平进给运动 (47)P (47)5.5.1 滚珠丝杠副的导程h5.5.2 滚珠丝杠副的载荷及选丝杠： (48)参考文献 (54)致谢 (55)绪论1.龙门铣床的发展趋势龙门铣床是一种用于对工件进行铣削加工的机床，能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。
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
一、概述
立式数控铣床工作台（X轴）进给传动系统是立式数控铣床的重要组成部分，用于实现工件在X轴方向进给的动作，主要由主轴、进给传动系统、X轴轴承和X轴导致等组成。
X轴进给传动系统的设计要考虑到主轴转速和负载，确保精度要求，以及简单可靠的结构和易于操作、维修的特点，它具有低噪声、低振动及定位精度高等特点。
二、系统要求
1、主轴转速：4,000~4,500RPM
2、负载：20kg
3、定位精度要求：±0.02mm
4、运行噪声：≤85dB
5、振动指数：1.3m/s2
6、运行环境：温度-5℃~40℃。
湿度：≤75%
三、X轴进给传动系统的结构
X轴进给传动系统由主轴、进给系统、X轴轴承、X轴导轨和控制系统组成。
1、主轴
主轴是传动系统的核心部件，主要用于接收变压器输出的电流，并依靠主轴转速实现X轴的行走，运行时需要考虑变压器负载、外形尺寸和精度等要求。
2、进给系统
进给系统由进给部件、芯轴、锥齿轮和减速器等组成，主要用于实现X轴的运动，其中锥齿轮和芯轴采用热处理进行硬度提高，以满足进给精度要求。
3、X轴轴承。
完成龙门铣床加工工件端面工作过程控制系统设计
完成龙门铣床加工工件端面工作过程控制系统设计
数控龙门铣床加工是指使用数控龙门铣床对零件进行相关的操作。
一般龙门铣床只能沿工作台纵向铣削，对横向端面的技工是无能为力的，特别是较长零件的端面。
对于侧面个可利用水平铣头进行铣削，而相对的另一侧面就不能进行铣削。
遇到以上的加工面，须在龙门铣床进行铣削，这样就增加了零件的加工周期，同时也很难好挣这些加工面的位置精度。
为了解决上述问题，须配备附件，在一次装卡不尽肯能完成更多的加工面，缩短大型零件的加工周期和保证精度等。
龙门铣床简称龙门铣，是具有门式框架和卧式长床身的铣床。
龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工表面，加工精度和生产效率都比较高，适用于在成批和大量生产中加工大型工件的平面和斜面。
数控龙门铣床还可加工空间曲面和一些特型零件。
车端面时注意事项：
1、车刀的刀尖应对准工件中心，以免车出的端面中心留有凸台。
2、偏刀车端面，当背吃刀量较大时，容易扎刀。
背吃刀量ap的选择：粗车时ap=0.5～3mm，精车时ap＝0.05～0.2mm。
3、端面的直径从外到中心是变化的，切削速度也在改变，在计算切削速度时须按端面的至大直径计算。
4、车直径较大的端面，若出现凹心或凸肚时，应检查车刀和方刀架，以及大滑板是否锁紧。
为使车刀准确地横向进给，应将中滑板紧固在床身上，用小刀架调整背吃刀量。
5、端面质量要求较高时，末尾一刀应由中心向外切削。