数控机床进给系统方案设计书

摘要

本设计是把普通数控车床改造成经济型数控车床。经济型数控车床就是指价格低廉、操作使用方便、比较适合我国国情的，动化的机床。采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算。比如：导轨的设计选型、滚珠丝杠螺母副的选型与计算。还进行了进给传动系统的刚度计算、进给传动系统的误差分析、驱动电机的选型计算、驱动电机与滚珠丝杠的联接、驱动电机与进给传动系统的动态特性分析等。

【关键词】车床、数控、传动系统

Abstract

This project is to alter the common lathe into the economical lathe. The economical lathe is a advanced and roboticized lathe that has low price, convenient operation, and adapt to the situation of our country and has installed cnc system. During the project we particularly dealt with the choice and calculation of every assembly. Such as:The choice and calculation of guideway, ballscrew nut pair and drive electromotor. Caculate the inflexibility of feed transmission system. Analyse the error of feed transmission system. Junction between drive electromotor and ballscrew. Dynamic analysis of drive electromotor and feed transmission system .

【Key words】Lathe；CNC；Transmission System

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

前言 (4)

1数控车床设计概述 (5)

1.1电动机的选择 (6)

1.2电动机类型和结构型式的选择 (7)

2进给伺服系统概述 (8)

3横向进给系统的设计计算 (10)

3.1设计参数 (10)

3.2切削力及其切削分力计算 (10)

3.3轨摩擦力的计算 (10)

3.4算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (11)

3.5定进给传动链的传动比i和传动级数 (11)

3.6珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (11)

3.7珠丝杠螺母副承载能力校核 (13)

3.8计算器械传动的刚度 (14)

3.9驱动电机的选型与计算 (15)

3.10械传动系统的动态分析 (18)

3.11机械传动系统的误差计算与分析 (18)

3.12确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (19)

4进给系统的结构设计 (20)

4.1滚珠丝杠螺母副的设计 (20)

4.2齿轮传动副的设计 (21)

4.3齿轮箱的设计 (22)

4.4床身及导轨 (22)

4.5中间轴的设计 (25)

4.6轴承端盖的设计 (25)

总结与体会 (26)

致谢词 (27)

【参考文献】 (28)

前言

我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的数控化率仅为6％。这些机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。

而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：

●可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

●可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7

倍。

●加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要

“修配”。

●可实现多任务序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。

●拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实

现长时间无人看管加工。

因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。此外，机床数控化还是推行FMC （柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

本次设计的内容是机床总体方案设计及总体布局图绘制、纵向及横向伺服进给机构的理论计算、结构设计及绘制装配图、典型零件绘制、数控系统（硬件连接图）设计、典型零件的数控车削加工程序编制及外文数据文献翻译，并撰写毕业设计论文。

设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，提高综合素质和创新能力，受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序