X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)资料
x502型立式铣床数控化改造
x502型立式铣床数控化改造1. 引言立式铣床是一种常见的铣床类型，它具有结构简单、工作台固定、适合加工小型零件等特点。
然而，在传统的立式铣床中，操作人员需要手动操作工作台和刀具的位置，效率低下，且精度受到操作人员经验和技能的限制。
为了提高生产效率和加工精度，可以对x502型立式铣床进行数控化改造。
2. 数控化改造的步骤数控化改造是将传统的机械设备转变为数控设备的过程，它可以通过自动化控制和程序控制来提高加工的精度和效率。
2.1 分析需求在对x502型立式铣床进行数控化改造之前，首先需要分析和确定改造的具体需求。
根据实际生产需求，可以确定改造后的数控立式铣床需要具备的功能和性能。
2.2 设计数控系统在确定数控化改造的需求之后，需要设计数控系统。
数控系统包括硬件和软件两个局部。
硬件方面，需要选择适宜的数控装置和驱动器，并根据机械结构进行适配。
软件方面，需要编写数控程序，并将其与数控装置相连接。
2.3 安装数控设备在设计数控系统之后，需要进行数控设备的安装。
安装数控装置和驱动器，连接机械结构，并进行相关的软硬件调试。
2.4 进行调试和测试安装数控设备之后，需要对其进行调试和测试。
通过测试可以验证数控设备的性能和功能是否到达要求，并进行相应的调整和改良。
2.5 进行培训和使用在数控化改造完成之后，需要对操作人员进行相关的培训，确保他们能够熟练地操作数控立式铣床，并正确使用数控系统进行生产。
3. 数控化改造的优势数控化改造可以带来许多优势，包括但不限于以下几点：•提高加工效率：数控铣床具有自动化控制和程序控制的特点，可以大大提高加工的效率和生产能力。
•提高加工精度：传统的手动操作容易受到操作人员经验和技能的限制，而数控铣床能够精确地执行程序控制，使加工精度大大提高。
•减少人力本钱：数控铣床可以减少人力投入，降低人力本钱，提高生产效率。
•提高工作环境：数控铣床具有低噪音、低振动等优点，改善了工作环境。
4. 结论x502型立式铣床数控化改造可以提高加工效率和加工精度，降低人力本钱并改善工作环境。
X5032普通立式铣床进行数控化改造
1.1.5
数控机床是一种典型的机电一体化产品，它集精密、柔性和集成与一身，它可以较好的解决形状复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能够稳定加工质量和提高生产效率，是一种高度自动化机床。其造价较低，改造周期短，可靠性高，改造技术也日趋成熟，加之我国特有的经济实用产品“经济型数控装置”的技术指标不断的提高，产品的更新和完善的进度不断的加快，产量不断的提高，故有广阔的前景，工业发达国家的军、民机械工业已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业进行改造。而我国在信息技术改造传统产业方面比发达国家落后约20年。随着我国现代化制造的不断推进，每年都有大量机电产品进口，这就说明了机床数控化改造的必要性和迫切性。
(2)CNC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；
(3)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，对机械部件重新装配加工，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；
(4)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，在原有基础上较大幅度地提高水平和档次的更新改造。
据最近有关资料表明我国机床总有量380余万台其中数控机床总数只有1134万台即我国机床数控化率还不到3而一些发达国家早已达到20以上因此我国机械制造水平与发达国家相比差距很大设备陈旧技术水平落后严重的影响了生产力的发展
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。
X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)资料
X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制）一．总体方案的确定首先先查出X502的参数如下表：X520立式铣床主要参数［机床用途］：Ｘ５０２型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面，其使用范围如下：（１）加工与主轴中心线平行的平面（２）加工与主轴中心线垂直的平面（３）利用主轴头的回转，加工具有一定斜度的平面（在±４５度范围内）（４）加工成形表面（５）铣切沟槽［机床特点］：结构简单，有足够的强度和刚性，保险装置较完善，并有较多的主体运动速度和进刀速度，主要适合中、小型零件的加工，如采用某些附件或夹具，使用范围广泛。
[技术参数]主轴端面到工作台最大３３０mm 最小30mm面的距离主轴中心线到床身垂直导轨的距离工作台的侧边到床身垂直导轨的距离最大１９５mm 最小45mm 工作台台面尺寸（长×宽）750×225工作台最大移动距离纵向（手动或机动）４５０mm 横向（手动）150mm 升降（手动）300mm刻度盘一格的移动量纵向0.05mm 横向及垂直0.05mm 刻度盘每转移动量纵向6mm 横向4mm 垂直3mm 工作台上的T型槽数目3个T型槽宽度14mm主轴锥孔锥度7:24主轴孔直径24mm主轴头最大回转角度±45度主轴头回转盘上的刻度值1度机床外形尺寸(长×宽×高)1200×1135×1630mm机床重量约1010kg主轴变速数8主轴转速47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分主轴驱动功率 1.45kw工作台纵向进刀数目8工作台纵向进刀量26/38/54/77/117/169/240/347mm/分进刀机构容许最大抗力1010kg主电机型号JO2-31-4型功率2.2kw 转数1430r/min电压220/380v冷却泵电机功率0.125kw 转数2800r/min 电压220/380v 将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比，根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。
X502型立式铣床微机数控改装(横向)
毕业设计（论文）题目：X502型立式铣床微机数控改装（横向）学院：机械工程学院专业：机电一体化工程2014年10月31日摘要数控机床具有高精度、高效、高速、高可靠性等优点，并且机床结构趋于模块化、数控功能专门化。
数控机床是集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体的典型的机电一体化产品。
它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式、使世界制造业的格局发生了巨大的变化。
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。
为了满足用户的需求，减少成本及各种浪费，我们不能一味的大量添置全新的数控机床，而是考虑把普通机床改造为数控机床。
普通机数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置即单片机数控系统，使其伺服电机型机床具有一定的自动化能力，使其传动系统更加符合要求，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。
我国数控系统发展具有以下3个特征：(l)高档数控系统技术已经突破。
如华中I型等数控系统，都具有多轴联动功能，快速进给速度在1.67m/s以上，具有较强的通信、管理功能。
(2)普及型数控系统技术已经成熟。
如北京机床研究所的BS9l系统，这些系统一般配有CRT显示器，可配置直流和交流伺服驱动，2~4轴联动。
(3)经济型数控系统仍有广阔的市场前景。
由于这类系统结构简单，价格便宜，非常适合中小型企业，目前仍是我国应用面最广的数控系统。
比较典型的有南京大方的JWK系列。
我国是机床生产大国，又是使用大国。
数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。
但是我国是发展中国家，许多企业财力薄弱，不可能花费大量的资金添置许多全新的数控机床，同时大量的通用机床不可能全部淘汰。
X502铣床机械部分数控改造设计
滚珠丝杠受工作负载 Ｐｍ 引起的导程变化量
ΔＬｉ
＝
Ｐｍｌ０ ＥＦ
＝１．２６×１０－ ５＝０．１２６μｍ
ｌ０ 为滚珠丝杠的基本导程， ｍｍ； Ｅ 为弹性模量， 钢的弹性 模量 Ｅ＝２１０ ＧＰａ； Ｆ 为滚珠丝杠截面积； 滚珠丝杠受扭矩
引起的导程变化量 Δｌ２ 很小，可忽略， 因此 Δｌ＝Δｌ１， 所以 导
ＣＡＤ／ＣＡＭ 等领域的教学与科研工作。
收稿日期： ２００６－ ０３－ ２２
７０ 机械工程师 ２００６ 年第 ９ 期
３结语
２．３ 横向减速齿轮的选用
对机床进行了机械部 分 的 改 造 以 后 ， 再配 以 ＪＷＫ－
根 据 前 面 确 定 的 步 距 角 θｂ＝１．５°／ｓｔｅｐ ， 脉 冲 当 量
δｐ＝０．０１ｍｍ／ｓｔｅｐ， 以 及滚 珠 丝 杠 螺 距 ｔ＝５ｍｍ， 得 到 Ｘ 向 减
速 齿 轮 的 传 动 比 ｉ＝ ３６０δｐ ＝ ３６０×０．０１ ＝０．４８。 选 择 齿 数
２．２ 步进电机选用
２．２．１ 确定脉冲当量 δｐ、步距角 θｂ 脉冲当量 δｐ 可选 ０．０１ ｍｍ／ｓｔｅｐ； 初步定步距角 θｂ 为
１．５°／ｓｔｅｐ。
２．２．２ 步进电机转矩上启动力矩的计算
Ｔｑ
＝
３６δ［ｐ
Ｆｓ＋μ（ Ｇ＋Ｆｚ） ２πθｂη
］
＝１５９Ｎｍｍ
式中， Ｆｓ： 运动方向的切削抗力， Ｆｓ＝１．１×２９８８＝３２８６．８ Ｎ；
最大动载荷 Ｑ＝ !３ Ｌｉ ｆｗ ｆＨＰｍ
式中， 取 ｆｗ＝１．２， ｆＨ＝１；
则， Ｑ＝ !３ Ｌｉ
ｆ
ｗ
ｆ
Ｈ
Ｐｍ＝
３
!
９
x5032立式铣床进给系统改造定稿大学论文
学号2011040191037密级武汉东湖学院本科生毕业论文(设计) X5032立式铣床进给传动系统改造院(系)名称：专业名称：学生姓名：指导教师：二〇一六年五月八日郑重声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风，所呈交的学术论文是本人在老师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。
除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表和撰写过得内容。
论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。
本人签名：日期：摘要数控机床是当代机械制造业中实现机电一体化先进设备的代表。
伴随着先进制造业的发展，旧机床的数控化改造，尤其是普通机床数控化改造早已成为摆在我们面前迫切而艰巨的任务。
本课题是对X5032铣床进给系统的数控改造方案，在数控技术的历史、现状和发展的基础之上，通过对X5032旧机床的分析，结合机床改造的思路，提出了数控化改造的方案。
主要是针对机械部分进行改造，即对丝杠、驱动元件步进电机和减速齿轮的改造。
改造后的铣床不仅能加工平面、铣削键槽、等简单的零件外，还能加工形状复杂（如圆弧面加工、斜面及凸轮等）的零件，具有精度高、效率高及加工产品范围广等特点。
机床经过改造后，可以凸显机床强大的工作能力和深度的可靠性，加工精度和生产率同时有较大的提高，给企业提供一条切实可行的路径。
[关键词]数控改造；进给传动；X5032铣床目录第一章引言 (1)1.1数控机床的发展简史 (1)1.2数控机床发展趋势 (1)1.2.1高速性、高效性、高精度、高可靠性 (1)1.2.3开放性 (3)1.3课题背景、意义 (3)1.4研究目标 (4)第二章机械传动系统的改造设计 (5)2.1机械传动系统改造设计方案 (5)2.1.1改造设计任务 (5)2.1.2总体方案设计的确定 (5)2.2机械传动系统改造设计与计算 (6)2.2.1已知条件 (6)2.2.2进给系统计算，设计 (8)2.2.2.1纵向（X向）设计计算 (8)2.2.2.2横向（Y向）设计计算 (20)2.3数控铣床的导轨 (28)第三章数控机床控制方式选择 (31)3.1步进电机的开环控制 (31)3.1.1步进电机的工作原理 (31)3.1.2开环控制系统构成 (31)3.2数控机床开环系统速度计算 (32)第四章结论与展望 (32)第五章致谢 (33)参考文献 (35)第一章引言1.1数控机床的发展简史从第一台电子计算机诞生开始，美国北密执安的小型飞机承包商帕尔森斯公为了制造飞机机翼轮廓的板状样板，提出了采用数字控制技术进行加工的思路，1949年由帕尔森斯企业与美国麻省理工学院伺服机构研究院合作开始从事数控机床的研制工作，1952年，研究出第一台实验性数控系统，并把它安装在一台立式铣床上，成为全球第一台数控机床，完美实现了同时控制三轴的运动。
X52立式升降台铣床数控化改造
技术路线技术路线选用国外数控系统。该技术路线的优 点是技术成熟，风险小，可靠性有保证。可选择的国外 数控系统有SIEMENS810C数控
系统和FANUC-OiMC数控系统。据掌握的资料，这两种数 控系统在技术成熟度和可靠性基本相当。该技术路线的 缺点是设备改造总费用较高。
改造后，一旦设备的使用时间超出保修期，其维修、技 术服务的费用相当昂责。技术路线二：选用华中HNC21M 型数控单元+华中伺服单元+登奇
的基础部件和结构件是否仍然完好；考察各坐标轴的机 械传动结构及导轨副的形式等是否适用；测量机床目前 的各项精度并与出厂精度进行对比，看是
否存在差距；综合总结目前机床存在的故障和历史上出 现过的重大故障。根据分析的结果，对照改造目标和典 型工件，编写改造设计说明书，做到改造
后的机床达到一定的先进性和实用性。下面以X52立式升 降台铣床的数控化改造为例，介绍旧机床改造的技术方 案设计。2铣床数控化改造技术方案
机床的状态及工艺要求来选择数控系统。首先是选择数 控制造厂商，目前世界上性能及信誉较好的有：西门子 （德国）、发那科（曰本）、三菱（曰本
）、NUM（法国）、FAGOR（西班牙）等。用户可在洋 细了解上述厂商数控系统的特点及性能价格比等指标的 基础上，选择一个比较适合的数控
系统。其次是根据机床的功能要求选择相应控制系统的 类型，做到既能满足机床全部功能要求又不提高标准。 在选择数控系统方面，要特别注意以下两
使用方便容易。成本低。总费用较技术路线的总费用低， 且当设备的使用时间超出保修期，其维修、购买配件、 得到技术服务的费用同采用国外系统相
比低得多。综合以上考虑，选择技术方案二。4华中数控 系统结构详析华中数控系统硬件结构如所示，系统由数 控单元、控制电柜和机床三部分组成。
X502型立式铣床数控化改造-硬件电路图-C语言源程序
课程设计说明书题目X502型立铣数控化改造设计机械工程学院专业机械电子工程班级0901 学号学生姓名指导老师完成日期2012年12 月22日题目：X502立铣数控化改造设计姓名：学院：专业：班级：学号：指导老师：教研室主任：一、基本任务及要求：1．设计任务：（1）硬件 X502立铣控制电路设计PLC或单片机控制；启动、停止、正转、反转、复位按键；状态指示灯；伺服放大、X轴、Z轴步进电机，能完成机床启动、停止、回零、描述直线、圆弧等控制要求。
（2）软件设计部分数控系统控制程序：直线、圆弧插补程序；启动、停止、复位开关控制程序；演示程序（20ms）；变频无极调速程序。
（3）机械机构设计设计并绘制改造部分装配图。
设计参数：脉冲当量：0.01mm/step；运动范围：X、Y ：0-100mm；v：0-1m/s；α：0-0.1m/s2；定位、重复定位精度：10μm。
2 要求（1）绘制硬件接线框图；系统控制流程框图；改造部分机械结构图，并保留手动操作功能。
（2）撰写设计说明书（5千字），并附程序清单及其功能注释。
（3）控制程序必须调试通过；机械改造部分须做必要的设计计算。
二、进度安排及完成时间：1. 设计时间三周（从2012年12月 3日至2012年12月 21 日）；2．进度安排：第1周：布置设计任务；补充相关知识；查阅资料；撰写绪论，确定系统组成方案。
第2周：机械结构设计。
绘制工作台改造部分的装配图、主要零件图。
硬件电路设计。
选择电气元件，绘制系统组成框图、外部接线图第3周：软件设计编写主程序、功能子程序；调试主要功能子程序；并记录存在的问题和解决的方法整理设计资料；按格式撰写设计说明书；上交设计作业（打印稿及电子文档），并参加答辩。
注：程序设计2-4人；硬件电路设计2-3人；机械结构设计2人目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 X502型立铣数控化改造设计的背景和意义 (2)第2章改造方案 (3)2.1机械结构改造方案 (3)2.1.1 主传动的数控改造 (3)2.1.2 进给传动的数控改造 (3)2.1.3机械结构方案确定 (4)2.2 控制部分的改造方案 (4)第3章机械改造部分的设计计算 (6)3.1工作载荷的计算 (6)3.2滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (7)3.2.1滚珠丝杠螺母副结构类型的选择 (7)3.3脉冲当量及传动比的选定 (11)3.3.1 确定系统脉冲当量 (11)3.3.2 传动比的选定 (11)3.4步进电动机的选择 (12)第4章控制系统硬件设计 (13)4.1 控制系统硬件概述 (13)4.2 主要控制模块设计简介 (14)4.2.1 单片机复位、晶振电路模块设计 (14)4.2.2 按键控制模块电路设计 (15)4.2.3步进电机控制电路模块设计 (16)4.2.4电磁继电器控制主轴模块电路设计 (17)第5章控制系统软件设计 (19)5.1 程序编译调试环境keil3介绍 (19)5.2 部分主要模块软件设计 (20)5.2.1 启动、停止、正转、反转、复位开关控制模块程序 (20)5.2.2 延时程序模块程序 (23)5.2.3 插补程序模块程序 (24)5.2.4 步进电机无极调速模块程序 (30)结论 (34)参考文献 (35)附录源程序 (36)附录b 硬件电路图第1章绪论1.1 引言数字控制（numerical control——NC）简称数控，是一种利用数字化信息对设备运动及加工过程进行控制的一种自动化技术。
X502铣床机械部分数控改造设计
ｎ为滚珠丝杠的转速（ ｒ ， ｉ ｒ ｍ） ／ ａ 取为 １ｒ ｉ； ０／ ｎ ｍ
最大 动载荷
Ｑ ／ ｉ ＝、 Ｌ ｆ Ｆ ｘ ９ ×１ ×１ × ． １ １ ． Ｋ ／ ． ． ４ ３＝ １ ７ Ｎ ２ １ ０ ０
ｈ ｏ ｇ ｏ ａｉ ｆ ｔｒ ｕ ｈ ｔ ｅＮＣ ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ０ ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ ｈ ｎ ｏ Ｘ５ ２ ｍｉ ｉ ｇｍａ ｈ ｎ ． ｌ
Ｋｅ ｏ ｄ ： ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ Ｎ ｎ ｖ ｔ ｎ Ｓｅ ｐｎ ｔ ｒ ｙｗ ｒ ｓ Ｍｉ ｉ ｇｍａ ｈ ｎ ， Ｃ ｉ ｏ ａ ｏ ， ｔｐ ｉ ｇｍｏｏ ｌ ｎ ｉ
２ 机械 部分 改装 设计
ｚ ——铣刀齿数 ，取 ｚ ４ ｃ ＝ ；广
ｃｚ ６８２： ｒ＝ ．
工件为碳钢， 取
计算得 ，Ｆ ２８ Ｎ ｚ ９８ 。 ＝
圆 柱 铣 刀 逆 铣 加 工 取 Ｐ＝ ．Ｆ， ０２ Ｆ，ｏ Ｈ１１ｚ Ｐｖ ． ｚＰ＝ ＝ ５
０３ ５ ｚ 则 Ｐ＝ ．７ ９ ８ １ ２ ． Ｐ ， Ｈ — ２ ．７ Ｆ。 ｏＯ３ ５Ｘ２ ８ ＝ ０５ ＝Ｘ — ２ｐ １ Ｎ； ／ ＋ｖ Ｐ
Ｘ０ ５ ２铣床 机械 部分数控 改造设计
戴 向云
（ 山东科技大学 机械 电子工程学院 ， 岛 ２ ６ １ ） 青 ６ ５０
摘
要： 通过对普通铣床 Ｘ ０ ５ ２机械部分进行数控化改造 ， 简述 了普 通铣床机械部分改造的一般方法
数控改造 步进 电机
和步 骤 。
关键词 ： 铣床
ＮＣ ｎｎｏ ａ ｉ ｎ ｓｇ ｏ ｅ ｈａ ｉ ａ ｓｅ ｉ ０ ｉ ｉ ｇ Ｍ ａ ｈ ｎ Ｉ ｖ ｔｏ Ｄｅ ｉ ｎ ｆＭ ｃ ｎ ｃ ｌ Ｓｙ ｔ ｍ ｎ Ｘ５ ２ Ｍ ｌ ｎ ｃ ｉ ｅ ｌ
X502铣床机械部分数控改造设计
根 据最 大动 载 荷 的值 ，可查 表 选 取 滚 珠 丝杠 的 型号
动 化水 平 和效 率 。本 文 以 Ｘ ０ 铣 床 的数 控改 造 为 例 ， ５２ 简 要 介绍 了对 普 通铣 床机 械 部分 改造 的一 般思 路 和 ， 动负 载 为 １５ ０ ， Ｄ ２５其 ４ ０ Ｎ 大于 （值， 以强度 足 够 。 ） 所
１ ／ｔ ｐ ． ｓｅ 。 ５￣
则 Ｐｌ０３ ５ ２ ８ ＝ｌ２ ．Ｎ；Ｌ、 ＋ ＝ ３ ６６Ｎ。 【 ．７ ￣ ９ ８ ｌ０５ ， ／ ３ ７ ． ＝
２ ． 步进 电机转 矩上 启 动力 矩 的计 算 ．２ ２
”
：
２１ 强 度计 算 ．２ ． 燕尾 型导 轨 Ｔ作 时 的轴 向力
对普 通 机 床进 行 数控 改 造 可 以使 它具 有 良好 的加 Ｔ 式 中 ， 取 ＝１ ，Ｈ ｌ ． 厂＝ ； ２ 精 度 ． 时还 具 有 数 控 加 Ｔ 的 功 能 ， 投 资 少 ， 于操 作 同 且 便
维修 ， 以采 用 最新 的控 制技 术 ， 时提 高生 产设 备 的 自 可 及
１ 引 言
文献 标识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ：０ ２ ２ ３ （ ０ ６ ０ — ０ ９ ０ １ ０ — ３ ３ ２ ０ ｝９ ０ ６ － ２
最大动载荷 Ｑ ｑ￣ｆｆＰ ＝ Ｔｗ ｌ 则，＝ Ｔ． ＝ Ｑ ｑ￣ｆｆ ｘ． ｌ３ ５＝． ｋ 。 １ ｘｘ． ６ ８ ８ Ｎ ２ ５ ８
维普资讯
ｉ 数控技术
Ｘ０ 铣床 ５２ 机械部分数控改 造设计
戴 向云
（ 东 科 技 大 学 机械 电 子 工 程 学 院 ， 山 山东 青 岛 ２ ６ １ ６ ５０）
摘 要 ： 通铣床 Ｘ ０ 机械部 分进 行了数控 化改造 ， 中简述 了普通铣床横 向进给机构改造的方法和步骤。 对普 ５２ 文 关键词 ： 铣床 ； 数控 改造 ； 步进 电机 ． 中圈分 类 号 ：Ｇ５ １ Ｔ ４
立式铣床PLC控制系统设计
机电工程学院课程设计说明书设计题目：X52K立式铣床PLC控制系统设计学生姓名：学号：专业班级：指导教师：2011年12月5日2011-2012学年第1学期机电控制综合设计课程设计设计题目名称：X52K立式铣床PLC控制系统设计院系名称专业班级：学生姓名：学号：指导老师：材料目录序号名称数量备注1 课程设计任务书 12 课程设计说明书 13 图纸 24内容摘要可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术、自动化技术、计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。
专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。
由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。
它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入/输出接口调理功能、人机界面功能。
在系统构成时，可由一台计算机与多台PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。
本次设计的内容主要是利用PLC对X52K型铣床的电器部分进行改造。
首先我对本设计进行总体的分析，使自己有一个大致的总体概念，然后仔细分析铣床，对车床主运动和进给运动还有其它的辅助运动，进行分析。
最后根据控制电路的线路图，编译PLC的梯形图，编译通过后，利用PLC实验台进行实验仿真。
因此使X52K铣床在完成原有的功能特点外，还具有安装简便、稳定性好、易于维修、扩展能力强等特点。
关键词：可编程控制器，X52K立式铣床，梯形图，电气控制目录第一章引言 (5)1.1 X52K立式铣床改造主要内容 (1)第二章电气控制原理 (2)2.1 主电路分析 (2)2.2控制电路分析 (3)第三章X52K万能铣床电气控制线路的PLC改造措施 (6)第四章系统元器件的选择 (7)3.1 PLC 类型的简介 (7)3.2 PLC型号的选择 (7)3.3 电动机选择 (8)3.4 其它元器件的选择 (8)3.4.1 交流接触器的选择 (8)3.4.2 中间继电器的选择 (9)3.4.3 保护电器的选择 (9)3.4.4 控制开关电器的选择 (9)第五章 PLC控制电路设计 (12)4.1 PLC的硬件电路框图 (12)4.2 车床控制PLC输入/输出接口分配表及电气原理图 (12)4.2.1 PLC控制原理电路设计 (13)第六章调试 (18)第七章设计总结及其致辞 (18)参考文献 (19)第一章引言随着社会生产力的发展，传统的继电器控制系统已经不能满足当今迅猛发展的社会的现代化生产要求，于是我们在选毕业设计课题之际，选定了课程设计课题——铣床PLC控制系统设计。
X5032立式铣床进给系统的数控改造
摘要数控机床是当今机械制造业中实现机电一体化的代表性先进设备。
随着先进制造业的发展，对旧机床的数控化改造，特别是普通股机床数控化改造已经成为摆在我们面前迫切而艰巨的任务。
本课题选择了对X5032铣床进给系统的数控改造方案，在叙述数控技术的历史、现状和发展的基础上，通过对X5032旧机床的分析，结构机床改造的思想，提出了数控化改造的技术方案。
改造的主要是机械部分，即对丝杠、驱动元件步进电机和减速齿轮的改造。
改造后的铣床除了能加工铣削键槽、平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件，具有高精、高效及加工产品范围广等特点。
控制方式可以是开环、闭环及半闭环。
机床改造后，显示了机床强大的工作能力和高度的可靠性，加工精度和生产率有较大的提高，是提高企业数控化率的一条切实可行的途径。
[关键词]数控改造进给 X5032铣床X5032 MILLING MACHINE FEED SYSTEM OF THE NUMERICAL CONTROLABSTRACTNC(numerical control)machine is the representative of advanced equipment in current mechanical manufacture industry． With the developing of modem manufacture industry,to retrofit old machine with NC，especially to study the ordinary milling—machine's retrofitted with NC has become more and more urgent and arduous for US．After introducing NC machine's history and current status and the analysis of old mathine X5032,a novel scheme for NC machine retrofitted and new NC machine selection is proposed .The main part to improve is the part of machine,which means improving screw,stepper motor and reduction gear.After transformation,the milling machine not only can be milling keyway ,flat, and the hole parts, but also processing of complex shaping parts(such as the processing of circular surface,slope,and cam,etc),and has high precision, wide rage of efficient and processed products features.The control way can be open loop,closed loop and semi-closed loop. After retrofitted the work ability and reliability of the second-hand had been enhanced greatly,so as to their working precision and productivity.It is proved that raising rate of NC control is a feasible way for enterprise to enhance their productivity and profit.【KEY WORDS】 NC transformation feed X5032 milling machine目录第一章绪论 (1)1.1数控机床的产生和发展 (1)1.1.1数控机床的发展简史 (1)1.1.2我国数控技术的发展 (1)1.1.3数控机床发展趋势 (4)1.2机床数控化改造业的发展及前景分析 (5)1.2.1链美国、日本和德国等发达国家把机床改造作为新的经济增长行业 (5)1.2.2机床数控化改造内容 (5)1.2.3机床数控化改造的优越性 (5)1.2.4机床数控化改造的现实意义和市场前景 (6)1.3课题背景、意义及研究目标 (6)1.3.1课题背景、意义 (6)1.3.2设备现状及鉴定 (7)1.3.3研究目标 (7)第二章数控机床及控制方式 (8)2.1数控机床的组成及工作原理 (8)2.1.1数控机床的组成 (8)2.1.2数控机床的工作原理 (8)2.2数控机床的控制方式选择 (9)2.2.1位置控制方式分类 (9)2.2.2步进电机的开环控制 (11)2.2.3数控机床开环系统速度计算 (12)第三章机械传动系统的改造设计 (13)3.1机械传动系统改造设计方案 (13)3.1.1改造设计任务 (13)3.1.2总体方案设计的确定 (13)3.2机械传动系统改造设计与计算 (14)3.2.1已知条件 (14)3.2.2进给系统计算设计 (16)3.2.2.1纵向（X向）设计计算 (16)3.2.2.2横向（Y向）设计计算 (27)3.3数控铣床的导轨 (34)第四章机床参数的设定与调试 (37)4.1系统常用技术参数设定 (37)4.2反向间隙补偿 (40)4.3丝杠螺距误差补偿 (41)4.4调试内容 (42)4.4.1调试步骤 (42)4.4.2常见故障及解决方法 (43)4.5本章小结 (43)第五章结论与展望 (44)5.1结论 (44)5.2尚需完善之处 (44)5.3建议 (45)第六章致谢 (46)参考文献 (47)第一章绪论1.1 数控机床的产生和发展历程1．1．1 数控机床的发展简史1946年世界上诞生了第一台电子计算机，同期美国北密执安的小型飞机承包商帕尔森斯公司(Parsons Corporation)为了制造飞机机翼轮廓的板状样板，提出了采用数字控制技术进行机械加工的思想，1949年由帕尔森斯公司与美国麻省理工学院伺服机构研究所合作开始从事数控机床的研制工作， 1952年，研制出第一台实验性数控系统，并把它装在一台立式铣床上，成为世界上第一台数控机床，成功实现了同时控制三轴的运动。
X502型立式铣床数控改装课程设计2018
实用标准文案X502型立式铣床微机数控改装一、设计任务将X502型立式铣床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控铣床。
该铣床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。
改装的目的一方面要提高加工精度，另一方面利用数控方法加工任意圆弧面或凸轮的曲面。
二、已知条件1、机床型号：X502型立式升降台铣床2、主要参数1)工作台面积（长×宽）：750×225(mm×mm)工作台最大行2)程纵向：500mm横向：200mm3)主轴中心（端面）至台面距离：80×300mm进给量：4)纵向：20mm~540mm横向：14mm~380mm5)工作台及夹具总重量：G=800N：度速给6)进速快精彩文档．实用标准文案纵向：2400mm横向：1600mm7)导轨类型：纵向：综合性导轨横向综合性导轨8)立铣头最大回转角：45度主轴转数级数：8级9)10)主轴转数公比：1:4111)主轴转数：n=47.5,67,95,132,190,265,375,530r/min12)驱动电机功率：N=2.2KW13)主轴的传动功率：N=1.45kW14)主轴孔径：24mm15)铣刀最大直径：32mm16)加速时间：30ms3、工件材料1）碳钢，合金钢2）铸铁4、刀具材料1）硬质合金2）高速钢精彩文档．实用标准文案三、设计要求改装后数控车床应具有的性能：改装要方便，原铣床的改动应尽可能少，如果数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，如果不需数控时，能很快改回原状。
控制部分要求运行可靠，维修方便，须防尘及抗干扰，改造成本低。
1、改装后应具有的基本功能及技术指标1）工艺范围：保持原有的铣床的工艺范围外，增加任意弧面和凸轮曲面的数控加工2）控制轴数：二坐标(纵向X、横向Y)3）同时控制纵、横向进给运动进行圆弧面和凸轮面加工4）脉冲当量：0.01mm/step5）重复定位精度：0.01mm6）定位精度：0.01mm7）加工精度：2级2、采用步进电机开环控制3、对微机数控系统的要求：微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，可在线编程、具有很高的性能价格比等特点。
X52立式升降台铣床电气 及PLC控制系统设计
攀枝花学院学生课程设计说明书题目：X52立式升降台铣床电气及PLC控制系统设计学生姓名：李通国学号：200710503023 所在院(系)：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2007级机制二班指导教师：谭兴强职称：副教授二〇一〇年十二月二十八日攀枝花学院教务处制本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
课程设计（论文）指导教师成绩评定表摘要采用继电接触器电路实现电气控制。
PLC专为工业环境应用而设计，其显著的特点之一就是可靠性高，抗干扰能力强。
X52K铣床电气控制线路设计为可编程控制器控制，可以提高整个电气控制系统的工作性能，减少维护、维修的工作量。
在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，工业现场中的这些自动控制问题，若采用可编程序控制器（PLC）来解决自动控制问题已成为最有效的工具之一，本文叙述PLC控制系统设计时应该注意的问题。
通过对X52K型立式升降台铣床的电气控制原理进行分析，然后确定输入点和输出点等，画出接线图和其梯形图。
再在程序输入机床后进行调试，实现了自动化控制，从而可以提高整个电气控制系统的工作性能。
关键词：X52K铣床；电气控制系统；PLC；梯形图目录摘要 (Ⅰ)1 绪论 (1)2 电气控制线路图及其原理分析 (2)2.1 X52K铣床的电气控制原理图 (2)2.2主电路分析 (2)2.3控制电路分析 (2)2.3.1主轴电动机M1的控制 (2)2.3.2进给运动的控制 (4)2.4圆形工作台的控制 (5)3 PLC设计方案的确定 (6)4 PLC设计X52K铣床 (7)4.1 PLC机型的选择 (7)4.2 PLC程序设计 (7)4.3 I/O接线图和梯形图 (8)4.4 PLC的程序语句表 (11)5 PLC调试 (14)课程设计总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 绪论铣床常用于机械齿轮、蜗轮蜗杆等特殊机械零件的加工，按照结构形式和加工性能的不同，可分为立铣、卧铣、龙门铣、仿形铣和专用铣床。
X5032型铣床经济型数控化改造说明书4资料讲解
3机械结构设计3.1基本参数基本参数：工作台宽：mm 320工作台及床鞍重量：纵向 N 800 横向 N 1200; 工作台的快移速度：纵向 m /m i n 2 横向 m /m i n 1 最大的快进速度：纵向 m /m i n 6.0 横向 m /m i n 3.0 主电机功率：kw 2.2 转速：450r/min 1工艺数据：主轴转速：5r/min 26走刀速度：m/min 55 刀具直径：mm 35 铣削宽度：7mm 铣削深度：2mm 3最小分辨率：纵向01mm .0 横向01mm .03.2确定系统脉冲当量经查阅资料，一般普通机床的经济型数控改造铣床常用的脉冲当量在0.005mm/-0.01脉冲的范围内，最后初步选定脉冲当量为0.01mm/脉冲。
3.3纵向进给系统的计算 3.3.1切削力的计算主切削力的大小与刀具的材料，工件的进给量、刀具进给量都有一定的关系。
铣刀一般选择高速钢立铣刀，铣削的材料一般选择碳钢。
86.0072.086.081.9-=Zd a a a C P p f e FZ Z (3.1) 式中：Z P —主铣削力；FZ C —刀具系数，68.2=FZ C ；e a —铣削接触弧深度，7=e a ； Z —铣刀系数，4=Z ；f a —每齿进给量，10.a f =； 0d —铣刀直径, 340=d ； 代入数据可得：N P Z 5540344401.072.6881.986.072.086.0=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-选用不对称切削的逆铣NP P N P P N P P Z Z V Z H 22164.0138525.055400====== 式中：H P ——沿铣刀半径方向上的分力V P ——在铣刀端面上垂直于进给方向上的垂直分力 0P ——沿进给方向上的轴向分力平面内合力为：N P P P VH 8.5685138555402222=+=+= (3.2) 在切削一周过程中的平均力为：N P P X 5.37908.56853232=⨯== (3.3) 3.3.2纵向丝杠的选择（1）计算进给牵引力m F切削阻力、运动结构的重力和切削力作用在导轨的摩擦力组成了滚珠丝杠进给的牵引力。
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。
X502铣床的数控化改造
安徽冶金科技职业学院毕业设计题目X502普通铣床的数控化改造系别机械工程系专业模具设计与制造班级模具设计与制造姓名胡祥强指导教师李皖毕业设计任务书设计课题：X502普通铣床的数控化改造（机械部分）毕业设计的主要内容:A. 机床数控化的概况。
B. 要有设计方案的论证。
C. X502铣床横、纵向进给的设计。
D. 电动机及传动齿轮的选择。
E. 说明书不少于1万字，设计图纸不少于3张。
院校：安徽冶金科技职业学院班级：07模具设计与制造学生：胡祥强指导老师：李皖目录设计任务书 (2)目录 (3)一前言 (5)二设计方案论证 (6)三横向进给系统的设计 (8)3.1工作台重量的估算与切削力的计算 (8)3.1.1工作台重量的估算 (8)3.1.2切削力的计算 (8)3.2滚珠丝杠的设计 (8)3.2.1工作台横向进给丝杆的轴向力 (8)3.2.2额定动载荷的计算 (9)3.2.3滚珠丝杠规格的初步选择 (9)3.2.4效率计算 (10)3.2.5刚度计算 (11)3.2.6稳定性计算 (11)3.2.7确定滚珠丝杠的规格 (12)3.3滚珠丝杠支承轴承的选择 (12)3.4横向步进电机及齿轮的选用 (13)3.4.1启动力矩的计算 (13)3.4.2最高频率计算及型号选择 (14)3.4.3齿轮设计 (15)四纵向进给系统的设计 (16)4.1工作台重量的估算和切削力的计算 (16)4.2滚珠丝杠的设计 (16)4.2.1计算载荷的计算 (16)4.2.2额定动载荷的计算 (16)4.2.3滚珠丝杠螺母副的初步选择 (17)4.2.4效率计算 (17)4.2.5刚度计算 (17)4.2.6稳定性计算 (18)4.2.7确定滚珠丝杠的规格 (19)4.3滚珠丝杠支承轴承的选择 (19)4.4纵向步进电机及齿轮的选用 (19)4.4.1启动力矩的计算 (19)4.4.2最高频率计算及型号选择 (20)4.4.3齿轮设计 (21)五结束语 (21)六致谢 (22)七参考文献 (22)一、前言数控机床可以较好的解决形状复杂、精密多品种及中小批零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，随着制造技术向自动化、柔性化方向的发展，当前机床的数控化率已经成为衡量一个国家制造工业水平的重要标志。
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X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制）一．总体方案的确定首先先查出X502的参数如下表：X520立式铣床主要参数［机床用途］：Ｘ５０２型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面，其使用范围如下：（１）加工与主轴中心线平行的平面（２）加工与主轴中心线垂直的平面（３）利用主轴头的回转，加工具有一定斜度的平面（在±４５度范围内）（４）加工成形表面（５）铣切沟槽［机床特点］：结构简单，有足够的强度和刚性，保险装置较完善，并有较多的主体运动速度和进刀速度，主要适合中、小型零件的加工，如采用某些附件或夹具，使用范围广泛。
[技术参数]主轴端面到工作台最大３３０mm 最小30mm面的距离主轴中心线到床身垂直导轨的距离工作台的侧边到床身垂直导轨的距离最大１９５mm 最小45mm 工作台台面尺寸（长×宽）750×225工作台最大移动距离纵向（手动或机动）４５０mm 横向（手动）150mm 升降（手动）300mm刻度盘一格的移动量纵向0.05mm 横向及垂直0.05mm 刻度盘每转移动量纵向6mm 横向4mm 垂直3mm 工作台上的T型槽数目3个T型槽宽度14mm主轴锥孔锥度7:24主轴孔直径24mm主轴头最大回转角度±45度主轴头回转盘上的刻度值1度机床外形尺寸(长×宽×高)1200×1135×1630mm机床重量约1010kg主轴变速数8主轴转速47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分主轴驱动功率 1.45kw工作台纵向进刀数目8工作台纵向进刀量26/38/54/77/117/169/240/347mm/分进刀机构容许最大抗力1010kg主电机型号JO2-31-4型功率2.2kw 转数1430r/min电压220/380v冷却泵电机功率0.125kw 转数2800r/min 电压220/380v 将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比，根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。
改造后的数控铣床要求结构简单、经济实用、易于推广普及，因此采用步进电机作为伺服元件，用来驱动纵横向工作台的进给运动。
拆除机床上原有的纵横向丝杠螺母机构，改用步进电机和一对减速齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。
下面为横向进给机构的机械部分改装设计。
控制介质数控装置步进电机工作台减速装置X502铣床传动系统图二．机械部分设计计算2.1.工作台横向进给部分改造设计2.1.1.脉冲当量、步距角和降速比的选择脉冲当量δ，步距角α，丝杠螺距t和降速比i之间的关系为δ=αt／i360°一般数控铣床δ取为0.01mm，α=1.5°，t=4mm，则减速比i为i=αt／δ360°=1.5°×4／﹙360°×0.01﹚=1.672.1.2.切削力的估算切削力由刀具的材料、铣削工具的材料、切削用量等许多因素决定。
设计机床时从计算铣削力开始估算电动机的功率。
对于现有机床的改造设计可以从已知机床的电动机功率和主轴上传递的功率反推出工作台进给时的铣削力。
该机床的主运动和进给运动均用一个电动机。
进给传动的功率较小，可以在主传动功率上乘以一个系数k，由机床设计手册查的铣床的k为0.85.主传动功率包括切削功率P c，空载功率P m0，附加功率P mc三部分，即总功率P=P c+P m0+P mc空载功率是机床无切削负载时主传动系统空载所消耗的功率，对于一般的轻载、高速的中小机床，可达总功率的50%，现取P m0=0.5P。
附加功率P mc是指有了切削载荷后所增加的传动件的摩擦功率，它直接与载荷大小有关。
可用下式计算，即P mc=（1－η）P c，所以总功率为P=P c+0.5P+（1－η）P c则P c=0.5P/(2－η)在进给传动中的切削功率P ct=k0.5P/(2－η)主轴上的传动功率为1.45kW，电动机功率为2.2kw，则η=1.45/2.2=0.66P ct=0.85×0.5×2.2/(2－0.66)=0.698（kw）切削时主轴上的转矩为T n=955000P ct/n (N·cm)主轴上的转速有8种，现有最低转速n=47.5r/min代入，则主轴上最大转矩为T n=955000×0.698/47.5=14033 (N·cm)铣刀的最大直径为32mm，主切削力F z=14033/3.2=4385﹙N﹚2.1.3.计算各切削分力依据《数控技术课程设计》中表2-1工作台工作载荷与切向铣削力的经验比值知：铣削条件为立铣时，逆铣状态下F1/F Z=（1.00~1.20）、F v/F Z=（0.20~0.30）、F c/F z=(0.35~0.40)故可得工作台横向切削力F c、纵向切削力F1和垂向切削力F v分别为F c=0.35F z=0.35×4385=1535NF1=1.00F z=1.00×4385=4385NF v=0.20F z=0.20×4385=877N2.2.滚珠丝杠设计计算和选择依据《机电一体化系统设计》中滚珠丝杠副的选择方法：在选用滚珠丝杠副时，必须知道实际的工作条件：最大的工作载荷F max （或平均工作载荷F cp)(N)作用下的使用寿命T（h）、丝杠的工作长度(或螺母的有效行程)l（mm）、丝杠的转速n（或平均转速n cp）（r/mim）、滚道的硬度HRC及丝杠的工况，然后按下列步骤进行选择。
2.2.1承载能力的选择计算作用于丝杠轴向最大动载荷F Q（N），然后根据F Q值选择丝杠的型号。
F Q=3L f H f W F max式中L：滚珠丝杠寿命系数（单位为106转，如1.5则为150万转），L=60nT/106(其中T为使用寿命时间，h)，普通机械为5000~10000、数控机床及其他机电一体化设备及仪器装置为15000、航空机械为1000；f W：载荷系数（平稳或轻度冲击时为 1.0~1.2，中等冲击时为1.2~1.5，较大冲击或振动时为1.5~2.5）；f H：硬度系数（HRC 58时为1.0，等于55时为1.11，等于52.5时为1.35，等于50时为1.56，等于45时为2.40）。
首先进行工作载荷的计算,对矩形导轨工作时的轴向力：Fμ=μ（W+f g+F v+F1）N式中：W——坐标轴上移动部件的全部重量（包括机床夹具和工件的重量，N）；μ——摩擦系数，随导轨形式不同而不同，对于贴塑导轨，μ=0.15；对于滚动直线导轨，μ=0.01；f g——镶条紧固力（N），其推荐值可查表2—3.依据导轨形式和主电机功率2.2kW贴塑导轨选定f g为500对于W值由于工作台质量约为100kg，其余未给定，故只能大概给定W=1000N.则Fμ=μ（W+f g+F v+F1）=0.15×（1000+500+4385+877）=1014.3N计算最大轴向负载力F max。
F max=F c+ Fμ=（1535+1014.3）N=2549.3N故其寿命值61060L nT=其中：使用寿命时间T 取15000小时，01000L vn =进给速度V 值的选取V=0.4m/min.L 0前边已经选取4mm 。
故01000L v n ==1000×0.4/4=100r/min 则61060L nT ==60×100×15000／106=90 因此 F Q =3L f H f W F max 可以计算，其中f H 选择为1，f W 选择为1.2故： F Q =3L f H f W F max=390×1×1.2×2549.3= 13709.3N依据计算所得最大动载荷的值以及前边的基本导程查《数控技术课程设计》表A-3常用滚珠丝杠型号及参数表选取FFZD3204-5公称直径d 0=32，基本导程L 0=4，丝杠外径d 1=31.1，钢球直径D W =3，丝杠底径d 2=28.9，动载荷C a =15kN ，静载荷C oa =46.5kN ，刚度K=1340(N/μm).2.2.2.效率计算滚珠丝杠副传动效率： )tan(tan ϕλλη+= 其中螺旋升角：'172)]32/(4arctan[)]/(arctan[00=⨯==ππλd P h ，其中ϕ为摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数f=0.003~0.004，其摩擦角约等于10'.故 )tan(tan θλλη+= =)'10'172tan('172tan 00+=0.93满足滚珠丝杠副效率要求。
2.2.3.刚度验算丝杠的拉压变形量 EA P F hm ±=1δ式中:A-滚珠丝杠的截面面积， ππ⨯==22)29.28()2(d A =655.97mm 2P h -丝杠导程，P h =4mm;E-弹性模量，MPa E 5101.2⨯=. 故mm EA P F h m 551104.797.655101.243.2549-⨯=⨯⨯⨯±=±=δ滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量δ2很小，可忽略，因此导程变化总误差为δ =1*1000δhP =074.041000⨯=18.5μm/m;查表知选用F 级精度滚珠丝杠允许的螺距误差为30μm/m ，故刚度足够。
2.2.4.稳定性验算失稳时的临界载荷F K22L EI f F z K π= 式中:E 为丝杆材料弹性模量,对钢a MP E 5101.2⨯=I 为截面惯性矩,对丝杆圆截面4422.34242649.28644mm d I =⨯==ππ2d 为丝杆底径,mm d 9.282=L 为丝杆最大工作长度,横向查参数取L=150mmz f 为丝杆支承方式系数取z f =2.0则有:kN L EI f F z K 53.63081502.34242101.20.225222=⨯⨯⨯⨯==ππ 稳定安全系数k n ：24755493.253.6308===m K k F F n 则有 k n []k n 〉选丝杆稳定安全系数，故满足稳定性要求。
2.2.5.确定滚珠丝杠副支撑轴承根据滚珠丝杠对轴承的要求，用于滚珠丝杠的轴承应具有较大的接触角。
600接触角推力角接触球轴承就是较好的与滚珠丝杠配套的专用轴承。
它的特点如下：①接触角大，保持架用增强尼龙注塑成形，可容纳较多的钢球，因此轴向承载能力大，刚度高；②既能承载轴向载荷，又能承受径向载荷，故支承结构可以简化；③根据载荷情况，轴承可以进行各种组合；④这种轴承是根据规定的预紧力组配好成组供应的，用户不需要自己调整；⑤启动摩擦力矩小，可以降低滚珠丝杠副的驱动功率，提高进给系统的灵敏度。