XK5032数控立式铣床总体及纵向进给传动机构设计...docx

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毕业设计（论文）

XK5032数控立式铣床总体及

纵向进给传动机构设计

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摘要

目前机床数控设计的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控率不到3％。

用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控率。

当前在我国国民经济的各行各业发挥着越来越重要的作用，数控机床已经成为企业技术设计的首先设备之一。

我国的数控技术发展很快，呈现出高速度、高精度、高可靠性、多轴控制、工艺复合、集成化、智能化、网络化合环保化发展的态势。

与国外数控技术的发展相比，我国数控技术的发展仍然存在着较大差距。

通过该课题的研究，努力达到以下目的：

1、加强数控机床结构设计和模块化训练；

2、加强数控机床功能部件的选型与设计计算的训练；

3、加强数控机床的整机设计中应该把握的主要问题的训练

1）节省资金。

机床的数控设计同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，

关键词：

铣床，数控，伺服电机，滚珠丝杠

Abstract

Atpresent,thetransformationofNCmachinetoolsmarketinourcountrystillhasverylargedevelopmentspace,nowourcountrymachinetoolnumericalcontrolratelessthan3%.Useofordinarylatheprocessingproductsofpoorquality,lesscommonvarieties,lowgrade,highcost,longperiodofsupply,whichininternational,homemarketlackscompetitionability,affectabusinessdirectlyproduct,market,benefit,affectthesurvivalanddevelopmentofenterprises,sowemustenhancetherateofNCmachine.Atpresentinourcountryalltradesandprofessionsofnationaleconomyisplayinganincreasinglyimportantrole,CNCmachinehasbecomethefirstdeviceofthetechnologicaltransformationofenterprises.Numericalcontroltechnologyofourcountryisdevelopingveryquickly,showingahighspeed,highprecision,highreliability,multiaxiscontrol,compositetechnology,integrated,intelligent,networkcombiningenvironmentalprotectiondevelopment.Comparedwithforeigndevelopmentofnumericalcontroltechnology,numericalcontroltechnologyinChinastillhasalargegapinthedevelopmentof.

Throughtheresearch,effortstoachievethefollowingobjectives:

1,strengthenstructuredesignoftheNCmachinetoolandthemodulartraining;

2,strengthenthefunctionalcomponentsofNCmachinetoolselectionanddesigncalculationofthetraining;

3,strengthentheNCmachinetoolinmachinedesignshouldgraspthemainproblemsintraining

KeyWords:

millingmachine,Numericalcontrol,Step-by-step,servemotor,Ballbearingguidescrewnut

目录

摘要

Abstract

目录

第1章数控机床发展概述

1.1数控机床及其特点

1.1.1数控机床与普通机床的区别

1.1.2数控机床的适用范围

1.2数控机床的工艺范围及加工精度

1.3数控机床发展趋势

1.4机床数控设计的优越性

第2章数控机床总体方案的制订及比较

2.1总体方案设计的内容

2.1.1系统运动方式的确定

2.1.2伺服系统的选择

2.1.3执行机构传动方式的确定

2.1.4计算机的选择

2.2总体设计方案的确定

2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择

2.2.2计算机系统

2.2.3机械传动方式

第3章确定切削用量及选择刀具

3.1刀具选择

3.2切削用量确定

3.3切削三要素

3.4加工精度和表面粗糙度

3.5刀具材料

第4章传动系统图设计

4.1参数的拟定

4.2传动结构或结构网的选择

4.3转速图拟定

4.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制

第5章纵向进给传动机构装配图零件图的设计计算

5.1设计方案的确定

5.2纵向（X向）进给系统的设计

致谢

参考文献

第1章数控机床发展概述

近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。

目前国外机械设备的数控率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控率不足20%，随着我国机制行业新技术的应用，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（汽铣、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。

从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。

1.高速、高精加工技术及装备的新趋势2.轴联动加工和复合加工机床快速发展3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势4.重视新技术标准、规范的建立其中包括：

a.关于数控系统设计开发规范b.关于数控系统设计开发规范，加强数控铣床的整机设计中应该把握的主要问题的训练。

研究此课题的意义在于：

针对大学毕业生技能的需求，在培养过程中，加强实践环节，把自己置身于工程背景之中，以提高我们的专业水平。

通过此设计，我们可以初步掌握设计一般铣床的方法与步骤，可为我们今后工作打下良好的基础。

将大学三年所学到的知识进行汇总，考核我们所学知识的牢固度，检验我们运用知识的能力。

1.1数控机床及其特点

1.1.1数控机床与普通机床的区别

数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。

它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：

1.适合于复杂异形零件的加工

数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。

2.加工精度高

3.加工稳定可靠

实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠。

4.高柔性

加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。

在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。

5.高生产率

数控机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高，一般为普通机床的3～5倍，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。

6.劳动条件好

机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。

7.有利于管理现代化

采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。

8.投资大，使用费用高

9.生产准备工作复杂

由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。

10.维修困难

数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求很高。

1.1.2数控机床的适用范围

由于数控机床的上述特点，适用于数控加工的零件有：

·批量小而又多次重复生产的零件；

·几何形状复杂的零件；

·贵重零件加工；

·需要全部检验的零件；

·试制件。

对以上零件采用数控加工，才能最大限度地发挥出数控加工的优势。

1.2数控机床的工艺范围及加工精度

数控铣床是一种高精度、高效率的自动化机床，也是使用数量最多的数控机床，约占数控机床总数的25%。

它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件的加工，能够通过程序控制自动完成园柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。

由于数控铣床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补功能，有些数控铣床还具有非圆曲线插补功能以及加工过程中具有自动变速功能等特点，所以它的工艺范围要比普通铣床要宽得多。

1.精度要求高的回转体零件

由于数控铣床刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工精度要求高的零件，甚至可以以铣代磨。

2.表面粗糙度要求高的回转体零件

数控铣床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度小的均匀的零件。

使用恒线速切削功能，就可选用最佳速度来切削锥面和端面，使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。

数控铣床还适合加工各表面粗糙度要求不同的工件。

粗糙度要求大的部位选用较大的进给量，要求小的部位选用小的进给量。

3.轮廓形状特别复杂和难于控制尺寸的回转体零件

由于数控铣床具有直线和圆弧插补功能，部分铣床数控装置还有某些非圆曲线和平面曲线插补功能，所以可以加工形状特别复杂或难于控制尺寸的的回转体零件。

1.3数控机床发展趋势

1.高速、高效、高精度、高可靠性

（1）高速、高效加工

进入21世纪，机床向高速化方向发展:

大幅度提高加工效率、降低加工成本，提高零件的表面加工质量和精度.上世纪90年代以来欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。

（2）高精度、超精密化加工

当前，机械加工高精度的要求较普通的加工精度提高了一倍.达到5微米;精密加工精度提高了两个数量级，超精密加工精度进入纳米级（0.001微米），主轴回转精度要求达到0.01-0.05微米，加工圆度为0.1微米加工表面粗糙度Ra0.003微米等从精密加工发展到超精密加工〔特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。

其精度从微米级到亚微米级