数控滑台毕业设计说明书Word格式文档下载.docx

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Fromthemid-twentiethcenturynumericalcontroltechnologytoemerge,NCmachinetoolsformechanicalmanufacturingindustryhasbroughttherevolutionarychange.NCmachininghasthefollowingcharacteristics:

machiningflexibility,highmachiningaccuracy,productivityhigh,reducelaborintensity,theoperatortoimproveworkingconditions,behelpfulforproductionmanagementmodernizationandimprovetheeconomicbenefitsofthe.CNCmachineisakindofhighintegrationofmachineryproducts,applicabletosmallbatchprocessingvarietiesparts,thestructureisrelativelycomplicated,higheraccuracyoftheparts,theneedforfrequentdakenparts,expensivedon'

tallowdiscardofthekeyparts,requirementsofprecisioncopyparts,needtoshortentheproductioncycleofurgentlyneededpartsand100%inspectionrequirementsofparts.Numerically-controlledmachinetool'

scharacteristicsandapplicationscopemakeitbecomenationaleconomicandnationaldefenseconstructiondevelopmentimportantequipment.

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引言

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。

机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。

随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。

目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。

本课题的总体思路是：

在满足基本传动的前提下，采用合理的传动方式，导轨采用合理的结构形式，实现交流伺服电机——联轴器——滚珠丝杠——

丝杠螺母座——滑鞍。

本设计要解决的主要问题是伺服电机的型号的选择，联轴器的设计与选择，滚珠丝杠的设计及滑鞍的设计等问题。

第一章数控滑台的结构设计和设计方案

1．1数控滑台的结构设计

本章主要对数控滑台的机械结构进行设计，其机械结构主要包括：

交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠、轴承、导轨、滑鞍等零部件的设计。

所采用的机械结构具有如下特点：

进给系统采用进给伺服电机直接带动滚珠丝杠，取消了齿轮减速机构，使机械传动结构简单，提高位移精度，减少传动误差；

轴承采用深沟球轴承，它主要承受径向载荷，亦能承受一定的双向轴向载荷，高转速时，可用来承受纯轴向载荷，并且价格便宜。

机床整体结构的刚度较高，运动控制精确及传动平稳。

1．2数控滑台的总体设计方案

对数控滑台而言，主要是纵横方向两个坐标的传动，根据设计任务要求，决定采用点位控制，用伺服电机驱动的开环控制系统，这样可以使控制系统简单，成本低，调试维修容易，为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，此工作台采用滚珠丝杠螺母副和滚珠滚动导轨，为尽量消除齿侧间隙。

1.交流伺服电机--交流电动机与直流伺服电机相比，交流电动机输出功率可比直流电动机提高10﹪～70﹪，此外，交流电动机的容量可比直流电动机造得大，达到更高的电压和转速。

现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动，交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。

2.联轴器—采用机械式结构的联轴器，这种联轴器的特点是大扭矩承载、高扭矩刚性和卓越灵敏度；

免维护、超强抗油和耐腐蚀性；

零回转间隙；

体积小巧的联轴器，总长度短

，结构简单。

3.滚珠丝杠—选用的滚珠丝杠精度高，并通过使用高纯净度的合金钢并采取特殊的表面热处理方式，使产品具有优异的耐久性。

4.丝杠螺母座—采用径向安装尺寸小，安装简便的丝杠螺母座。

5.滑鞍—采用田字格结构，彻底减轻滑鞍的重量，

数控滑台的总体结构如图1-1所示：

如图1-1

第二章数控滑台结构件的设计

2.1导轨的设计

一，机床导轨的功用

导轨在机器中十分重要，在机床中尤其重要。

机床导轨的功用是起导向及支承作用，即保证运动部件在外力的作用下（运动部件本身的重量、工件重量、切削力及牵引力等）能准确地沿着一定方向的运动。

在导轨副中，与运动部件联成一体的运动一方叫做动导轨，与文承件联成一体固定不动的一方为支承导轨，动导轨对于支承导轨通常是只有一个自由度的直线运动或回转运动。

二、导轨应满足的基本要求

1．导向精度

导向精度是指运动导轨沿支承导轨运动时直线运动导轨的直线性及圆周运动导轨的真圆性，以及导轨同其它运动件之间相互位置的准确性，影响导向精度的主要因素有：

导轨的几何精度，导轨的接触精度及导轨的结构形式，导轨和基础件结构刚度和热变形，动压导软和静压导轨之间油膜的刚度，以及导轨的装配质量等等。

2．刚度

导轨的刚度是机床工作质量的重要指标，它表示导轨在承受动静载荷下抵抗变形的能力，若刚度不足，则直接影响部件之间的相对位置精度和导向精度，另外还使得导轨面上的比压分布不均，加重导轨的磨损，因此导轨必须具有足够的刚度o

3．耐磨性

导轨的不均匀磨损，破坏导轨的导向精度从而影响机床的加工精度的材料、导轨面的摩掠性质，导轨受力情况及两导轨相对运动精度有关。

4．低速平稳性

当运动导轨作低速运动或微量移动时，应保证导轨运动平稳，不产生爬行现象，机床的爬行现象将影响被加工零件粗糙度和加工精度，特别是对高精度机床来说，必须引起足够的重视。

5．结构工艺性

在可能的情况下，设计时应尽量使导轨结构简单，便于制造、调整和维护。

应尽量减少刮研量，对于镣装导轨，应做到更换容易，力求工艺性及经济性好。

三，导轨的选择

•导轨的截面与组合如下图所示：

矩形三角形燕尾形圆形

四，导轨基本类型及特点

1．导轨按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨。

2．校运动轨迹可分为直线运动和圆周运动导轨o

3．按受力情况可分为开式导轨和闭式导轨。

如图7—38所示。

4．按摩掠性质可分为滑动导轨和滚动导轨。

滑动导轨按其表面摩掠形式又可分为：

①液体静压导轨，两导轨面间有一层静压泊膜，其摩掠性质属于纯液体摩掠，多用于进给运动导轨。

②液体动压导轨，当导轨面之间相对滑动速度达到一定值时，液体的动压效应使导轨面问形成压力泊膜，把导轨面隔开。

这种导轨属于纯液体摩擦，多用于主运动导轨。

③混合摩掠导轨，这种导轨在导向面间有一定的动压效应，但相对滑动速度还不足以形成完全的压力油楔，导轨面大部分仍处于直接触．介于液体摩掠和干摩掠（边界摩擦）之间的状态，大部分进给运动导轨属于此类型。

滚动导轨是两导轨面之间为滚动摩擦，导轨间采用该珠、滚柱或该针等为滚动体，目前它在进给运动中用得较多。

五，数控机床常用的滑动导轨

数控机床常用直线运动滑动导轨的截面形状的组合形式主要有：

三角形一矩形（图7—38）矩形一矩形（图7—39）。

这两种导轨的刚度高，承载能力强，加工、检验和维修方便。

为提高低速性能，减少爬行，提高导轨寿命，在动导轨上都贴有塑料带。

数控机床少用不贴塑的摩擦滑动导轨。

图7—38a为开式，没有压板，不能承受较大的翻转力矩，图7—38b是闭式，有压板可以承受翻转力矩，图7—39a为窄式导向，工作台由一条导轨的两侧导向；

图7—39b为宽式导向，由两条导轨的内侧导向，两个导向面的距离较大，热膨胀时变形量大，须留较大的侧向间隙，因而导向性不如窄式好。

贴塑导轨是一种金属对塑料的摩擦形式，届滑动摩擦导轨．它是在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其它化学材料组成的塑料薄膜软带，以提高导轨的耐磨性，降低摩擦系数，而支承导轨则是淬火钢导轨。

贴塑导轨的优点是：

摩擦系数低，在0.03~0.05范围内，动静摩擦系数接近，不易产生爬行现象；

接合面抗咬合磨损能力强，减振性好；

耐磨性高，与铸铁一铸铁摩擦付比可提高1~2倍；

化学稳定性好（耐水，泊）；

可加工性能好、工艺简单、成本低；

当有硬粒落入导轨面上也可挤入塑料内部，避免了磨损和撕伤导轨。

塑料藤膜是以聚四氖乙烯为基体，并与青饲料、铅粉等境料经混合、模压、烧结等工艺，最终形成根据实际需要尺寸的软带。

如图7—40所示。

六，滑动导轨的设计验算

导轨的变形主要是接触变形，有时也应考虑导轨部分局部变形的影响。

1.导轨的受力分析

导轨上所受的外力一般包括切削力、工件和夹具的重量、动导轨所在部件的重量和牵引力。

首先建立外力矩方程式，然后依次求牵引力，支反力和支反力矩。

具体受力分析可参看有关机床参考书。

2.计算导轨的压强

根据支反力可求出导轨的平均压强。

加入支反力矩的影响，就可以求出导轨的最大压强。

设计导轨时应合理选择许用压强，如许用压强取得过大，则会加剧导轨的磨损；

若取得过小，又会增加导轨的尺寸。

具体可参看有关机床标准。

五、提高导轨耐磨性措施

1.争取无磨损

保证完全的液体润滑，使润滑剂把摩擦面完全分隔开。

2.争取少磨损

1）正确选择摩擦副的材料和热处理

2）降低压强

3）改变摩擦性质