数控车床伺服进给系统结构设计毕业论文.docx
- 文档编号:251342
- 上传时间:2022-10-07
- 格式:DOCX
- 页数:74
- 大小:2.04MB
数控车床伺服进给系统结构设计毕业论文.docx
《数控车床伺服进给系统结构设计毕业论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数控车床伺服进给系统结构设计毕业论文.docx(74页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
沈阳理工大学学士学位论文
摘
要
数控机床作为机电一体化的典型产品,在机械制造业中发挥着巨大的作用,很好的解
决了现代机械制造中结构复杂,精密,批量小,多变零件的加工问题,且能稳定产品的加
工质量,大幅度提高生产效率。
本论文主要对数控机床伺服进给系统的机械部分这一课题
进行探讨,文中详细描述了数控机床伺服进给系统的设计方法,包括传动系统总体设计,
滚珠丝杠副的选择,伺服电动机的选择,精度和刚度验算。
同时运用软件
Solidworks
做
出伺服进给系统的零部件,以及将各个零部件进行装配,二维工程图出图。
关键词:
数控机床;伺服电动机;伺服进给系统;滚珠丝杠副
III
Abstract
NCmachinetoolsastypicalelectromechanicalproducts,playsanenormousrolein
machinerymanufacturing,itsolutestheproblemsofmodernmachinerymanufacturing
complex,precision,smallbatches,changeablepartsprocessing,alsoitcanbeabletostable
qualityofproducts,increaseproductivitygreatly.Inthispaper,itmainlyexploretothetopic
ofmechanicalpartsofNCmachinetools’servofeedsystem,Thisarticledescribesthe
designingmethodoftheNCmachinetools’servofeedsystem,includingdesigningthe
transmissionsystem,choosingBallScrews,servomotor,checkingtheaccuracyandrigidity.
MakeoutpartsofNCmachinetools’servofeedsystemandassemblethepartswith
solidworks.Export2Dengineeringdrawingandmaketheanimationsoffeedsystem,produce
three-dimensionalcutawayviewsofBallScrewsandRollingGuides.
Keyword:
NCmachine;Servomotor;Servofeedsystem;BallScrews
要........................................................................................................................................................I........
绪论 1
进给系统的总体方案设计 7
数控车床伺服进给系统X轴选型 11
目
录
摘
Abstract...................................................................................................................................................I.I.......
1
1.1
数控机床的概念 1
1.2
数控机床的组成分类及特点 1
1.2.1
数控机床的组成 1
1.2.2
数控机床的分类 1
1.2.3
数控机床的特点 1
1.3
数控系统的发展简史及国外发展现状 2
1.4
我国数控系统的发展现状及趋势 2
1.4.1
数控技术状况 2
1.4.2
数控系统的发展趋势 3
1.5
伺服系统的特点 4
1.6
本课题的研究内容和方法 6
1.7
本章小结 6
2
2.1
机床的主要性能 7
2.2
进给系统的精度要求 7
2.3
进给传动控制伺服系统的选择 7
2.4
进给系统的传动要求及传动类型的选择 8
2.4.1
进给系统的传动要求 8
2.4.2
传动类型的选择 8
2.5
电机与丝杠联接方式的选择 8
2.6
进给传动方案设计 9
3
3.1
滚珠丝杆机构的计算选型 11
数控车床伺服进给系统Z轴选型 22
3.1.2
精度等级选定 12
3.1.3
导程的计算和选定 12
3.1.4
丝杆支承方式选定 13
3.1.5
丝杆外径选定及校核 13
3.1.6
计算最大轴向载荷 13
3.1.7
轴向允许载荷计算 14
3.1.8
丝杠允许转速计算及校核 15
3.1.9
寿命计算及校核 16
3.2
电机的选型 16
3.2.1
转速的计算 16
3.2.2
驱动扭矩计算 17
3.2.3
计算角加速度 17
3.2.4
电机所需的加速扭矩 18
3.2.5
计算各种运动状态下点检所需要的驱动扭矩 18
3.2.6
电机转动惯量要求 18
3.3
滚珠丝杠副的支承的设计 19
3.4
同步齿轮带传动的设计 20
3.5
导轨的选择 20
4
4.1
滚珠丝杆机构的计算选型 22
4.1.1载荷的确定 22
4.1.2
精度等级选定 22
4.1.3
导程的计算和选定 23
4.1.4
丝杆支承方式选定 24
4.1.5
丝杆外径选定及校核 24
4.1.6
计算最大轴向载荷 24
4.1.7
轴向允许载荷计算 24
4.1.8
丝杠允许转速计算及校核 25
4.1.9
寿命计算及校核 26
4.2电机的选型 27
IV
沈阳理工大学学士学位论文
伺服进给系统的结构设计 33
论 42
谢 43
4.2.1
转速的计算 27
4.2.2
驱动扭矩计算 27
4.2.3
计算角加速度 28
4.2.4
电机所需的加速扭矩 29
4.2.5
计算各种运动状态下点检所需要的驱动扭矩 29
4.2.6
电机转动惯量要求 29
4.3
滚珠丝杠副的支承的设计 30
4.4
联轴器传动的设计 31
4.5
导轨的选择 31
5
5.1
solidworks实体设计的特征功能及其在本次设计中的应用 33
5.2
伺服进给系统主要零件的设计及装配 33
5.2.1
导轨的设计 33
5.2.2
Z轴丝杠螺母的设计 36
5.2.3
添加轴承 37
5.2.4
添加紧固件 37
5.2.5
X轴滑块的设计 38
5.2.6丝杠的设计 38
5.3
伺服进给系统零件的装配 39
5.4
伺服进给系统的装配图 40
结致
参考文献 44
附录A 45
附录B 57
V
1
绪论
1.1
数控机床的概念
数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,
是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。
它与普通机床相比,其优
越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻
工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特别值得一提的是数控机床可完成普通机
床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地
位愈来愈显得重要。
1.2
数控机床的组成分类及特点
1.2.1
数控机床的组成
数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。
1、控制介质:
以指令的形式记载各种加工信息;
2、数控装置:
接受输入的加工信息,经数控装置运算处理,向伺服系统发出相应
的脉冲;
3、伺服系统:
把数控装置的脉冲信号转换成机床运动部件的机械位移;用于实现
数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。
4、机械系统:
包括,主轴部分、进给系统、刀库和自动换刀装置(ATC)、自动托盘
交换装置(APC)等。
1.2.2
数控机床的分类
数控机床的品种和规格繁多,分类方法不一。
根据不完全统计,目前已有近500种
数控机床。
根据数控机床的功能和组成,一般分为以下几类:
1、按坐标轴数分类:
一般数控机床,数控加工中心机床,多坐标轴数控机床;
2、按特点分类:
点位控制数控机床,直线控制数控机床,轮廓控制数控机床;
3、按有无测量装置分类:
开环数控系统,半闭环数控系统,闭环数控系统;
4、按功能水平分类:
经济型,普及型,高级型。
1.2.3
数控机床的特点
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题,是一种灵活的、
8
高效能的自动化机床,尤其对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工,更
显示出其特有的灵活性。
概括起来,数控机床有以下几方面的特点:
1、提高加工精度,尤其提高了同批零件加工的一致性,使产品质量稳定;
2、提高生产效率,一般约提高效率3~5倍,使用数控加工中心机床则可提高生率
5~10倍;
3、可加工形状复杂的零件;
4、减轻了劳动强度,改善了劳动条件;
5、有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。
1.3
数控系统的发展简史及国外发展现状
1949年美国帕森公司首先提出了机床数字控制的概念。
1952年第一代数控系统——
电子管数控系统的诞生。
20世纪50年代末,完全由固定布线的晶休管元器件电路所组
成的第二代数控系统——晶体管数控系统被研制成功,取代了昂贵的、易坏的、难以推
广的电子管控制装置。
随着集成电路技术的发展,1965年出现了第三代数控系统——集
成电路数控系统。
1970年,在美国芝加哥国际机床展览会上,首次展出了第四代数控系
统——小型计算机数控系统,然后,随着微型计算机以其无法比拟的性能价格比渗透各
个行业,1974年,第五代数控系统——微型计算机数控系统也出现了。
应用一个或多个
计算机作为数控系统的核心组件的数控系统统称为计算机数控系统(CNC)。
综上所述,
由于微电子技术和计算机技术的不断发展,数控机床的数控系统也随着不断更新,发展
非常迅速,几乎5年左右时间就更新换代一次[1]。
数控机床是
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控车床 伺服 进给 系统 结构设计 毕业论文
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)