毕业设计三坐标铣床的数控化改造.pdf

g3 毕 业 设 计（论 文） 设计(论文)题目：三坐标铣床的数控化改造 姓 名 : * 学 号 : * 系 部 : 机电工程系 专 业 : 机电一体化 年 级 : * 指导教师 : * g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g20 摘要 毕业设计是在原有普通铣床的基础上,对其进行改造,成为三坐标数控铣床。该机床 能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。 所设计的三坐标数控铣床，三个坐标方向的移动均由步进电机带动，主轴电机采用 交流电机，所有电机均由单片机进行控制。设计主要对数控铣床的机构进行设计，了解 单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y,Z工作台的传动机构设计，主要是滚珠 丝杠的运用；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；单片 机控制系统的设计，进一步熟悉其应用。 在数控机床系统中，加工精度和加工可靠性是伺服系统决定的，本文对普通铣床的 数控化改造进行了分g7616和设计，通过对普通铣床的数控化改造，g6656g20744了普通铣床的加工 能g2251和加工g14643g3364，g14514g11569了直g6613g17245g1184机床的g18200分g17268g18433，g1959有g5560g4013的g13567g9086g7032g11514。 关键词： 铣床, 数控, 三坐标 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g21 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 目录 摘要 . 1 Abstract . 错误！未定义书签。 前言 . 4 第一章 概论 . 5 1.1g3g3数控机床的产生及发展 . 5 1.2g3g3数控机床的组成及分类 . 6 1.2.1 数控机床的组成 . 6 1.2.2 数控机床的分类 . 7 1.3g3数控机床的特点及应用范围 . 8 1.3.1 数控机床的特点 . 8 1.3.2 数控机床的应用范围 . 8 第二章 设计主要参数及基本思想 . 9 2.1g3课题要求 . 9 2.1.1 题目名称（包括主要技术参数）及技术要求 . 9 2.1.2 课题内容及工作量 . 9 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g22 2.2g3g3设计原则 . 9 2.3g3g3总结构设计 . 10 2.3.1 数控机床的机构设计要求 . 10 2.3.2 提高机床的结构刚度 . 10 2.3.3 提高进给运动的平稳性和精度 . 11 第三章 三坐标数控铣床的设计和计算 . 12 3.1主传动系统的设计 . 12 3.1.1 主传动变速系统 . 13 3.2g3g3主轴系统计算 . 16 3.3.1 对进给伺服系统的基本要求 . 18 3.3.2 进给伺服系统的设计要求 . 19 3.3.3 进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 . 19 3.4进给传动的计算 . 20 3.4.1 X轴滚珠丝杠副 . 20 3.4.2 Y轴滚珠丝杠副 . 23 3.4.3 Z轴滚珠丝杠副 . 27 3.4.4滚珠丝杠的安装与使用 . 30 第四章 微机控制系统的设计 . 33 4.1微机控制系统组成及特点 . 33 4.1.1 微机控制系统的组成 . 33 4.1.2微机数控系统的特点 . 33 4.2 微机控制系统设备介绍 . 34 4.2.1 主控制器CPU的选择 . 34 4.2.2 存储器电路的扩展 . 35 4.2.3 I/O口电路的扩展 . 37 4.2.4 步进电机驱动电路 . 39 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g23 4.2.5 其它辅助电路设计 . 40 4.3g3g3程g5317g18206分 . 41 结论 . 45 参考文献 . 46 致 谢 . 47 前言 g3 g19647g11632g1258工g7338能在计g12743机g20150g3599的g9287g17983和g2561g4741，数控系统g5445g1941g14362g17970应控制g933g8273g13050系统 和g12174g13567g13697g13580的控制机理，不g1398g1959有g14362动g13638g12347g933g2173g20408控制g933g8273g13050控制g933g4502g1168控制g933g14362g17970 应控制g933工g14506g2546数g14362动g11087成g933三g13604g2096g1959g16021g1711g933运动g2546数动g5681g16021g1711等g2255能，g13884g1092g1258机g6234 面g7601为g2555g4013，g5286g1092有g7029g19660g16890g7133g1091g4582系统g1455g14362g16890g7133和g7029g19660g11521控g2255能g7460g17339g4540g2996。伺服系统 g7338能化的主轴交流g20641动和g7338能化进g13577伺服g16117g13726，能g14362动g16886g2139g17231g17837g5286g14362动优化g16947整g2546数。 直线电机g20641动系统以g1455用化。 用数控铣床加工g19750g1318g7206，g20422g1912应g13638制该g19750g1318的加工g12347g5311，g17929是数控铣床的工作g6455g1300。 g4662加工g12347g5311g17859g1941数控g16117g13726，g1981由数控g16117g13726控制机床主运动的g2568g17999g933g2655动g933g1676g8594g933进g13577 运动的方向g933g17999度和g1405移g18431，以g2554工g1318g16117g3945和g2023g2468g9174g9473的g5424g1955等动作，g1455g2096g1959g1086g16091加 工g19750g1318以g2554其g4531g17845g2265g16117g13726g1109g7788g6457g10135加工工g5311g16372定的g20138g5311g933运动g17816g17961加工g2090g12630合要求的 g19750g1318。 三坐标数控铣床的进g13577运动是数字控制的直g6613对象，不论点g1405控制还是连续控制， g16091加工工g1318的最后坐标精度和轮廓精度都受到进g13577运动的传动精度g933灵敏度和稳定性 的影响。为此，要注意以下三点进g13577运动要求： (1) 减少运动g1318的摩擦g2251。进g13577系统虽有许多元g1318，g1398摩擦阻g2251主要来g14362丝杠和 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g24 导g17816。丝杠和导g17816结构的滚动化是减少摩擦的重要措施之一。 (2) g6656g20744传动精度和刚度。在进g13577系统中滚珠丝杠和支承结构是决定其传动精度 和刚度的主要g18200g1318，因此，必须g20422g1912保证g4531们的加工精度。 (3) 减少运动惯g18431。进g13577系统中每个元g1318的惯g18431对伺服机构的g2655动和制动特性都有 直g6613的影响。尤其是处于g20744g17999运转的g19750g1318，其惯性的影响g7460大。 设计是在原有普通铣床的基础上,对其进行改造,成为三坐标数控铣床。该机床能通 过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。 所设计的三坐标数控铣床，三个坐标方向的移动均由步进电机带动，主轴电机采用交流 电机，所有电机均由单片机进行控制。 此设计主要对数控铣床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个 方面：X、Y、Z 工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；机床整体结构的设 计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；单片机控制系统的设计，进一步熟悉 其应用。 第一章 概论 1.1 数控机床的产生及发展 g19647g11632社会g11087产和科g4502技术的g2561g4741，机械产品日g17339精密复杂，g1092需频繁改型。特g2139是 在宇航、造船、军事等g20150g3599所需的g19750g1318，精度要求g20744，形状复杂，批g18431小。普通机床已 不能g17970应g17929些需求。为了满足上述要求，一种新型的机床数字g12347g5311控制机床（简称 数控机床）应运g13884g11087。 最早进行数控机床研制的是美国g1258。1952年，美国麻g11569理工g4502院成g2255地研制g2090一套 三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的数控机床。g1398g17929台数控机床仅是一台试验性的机床， 当g7206用的电子元g1318是电子管。直到1954年11月，第一台工业用的数控机床才g11087产g2090来。 从此以后，世界上其g1286一些工业国g4582g1167多g5424g4091g5424g2561、g11087产g2554应用数控机床。g6209国数 控机床的研制是从195g27年g17319步的。19g255年国g1973g5424g4091研制g7334体管数控系统。从g26g19年g1299g5424 g4091，数控技术g5295g8971应用于g17814、铣、g19179、g19335、g12056、g21935轮加工、点加工等g20150g3599，数控加工中 g5619在上g9127、g2375g1244研制成g2255。在g17929一g7206g7503，数控线g2103g2210机床由于结构简单，g1455用方g1519、g1319 g7788g1406g5369，在g8273g1959加工中g5575到了g6616g5295。19g275年，g6209国数控机床品种有了新的g2561g4741。 早g7503的数控机床控制系统采用电子管，体g12319大、g2255g13895g20744，g2586在军事g18200g19480应用。g2586有 在g5598处理机用于数控机床后，才g11599g8595g1455数控机床g5575到了普g2554。g11550g2173数控技术的主要g2561g4741 g17339g2287是：实现g20744g17999度，g20744可靠性，g20744精度，大g2255g10679，多g2255能；采用g5598处理机和g5598型计g12743 机，向g11632g3790g5482g2255能、g19581g1406造g1319、方g1519g1455用的g11550标进g4741；g12319g7601应用计g12743技术、系统工g12347理 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g25 论和控制技术的最新成g7628，g1791g17929g13612合g14362动化方向g2568g19865。 1.2 数控机床的组成及分类 1.2.1 数控机床的组成 数控机床的种g12971繁多，g1398从g13556成一台g4540整的数控机床上g16866，g4531由控制g1275g17240、数控g16117 g13726、伺服系统和机床本体丝大g18200分以g2554g17845g2265设g3895g13556成。g4018g3374（1）所g12138。 、 图1.1 数控机床组成示意图 1g714控制g1275g17240 控制g1275g17240是g6455g19750g1318加工g1553g5791传g17969到数控g16117g13726g2539的g1553g5791g17837体。控制g1275g17240有多种形g5439， g4531g19647g11632数控g16117g13726的g12971型不同g13884不同，g5224用的有g12463g4484g13544带、g12463g4484g2449、g12017带、g12017g11528等。g2582g3910， g19647g11632g38g36g39g18g38g36g48技术的g2561g4741，有些数控设g3895利用g38g36g39g18g38g36g48g17823g1318在其g1286计g12743机上g13638g12347，g10086后 通过计g12743机g1086数控系统通g1553，g4662g12347g5311和数g6558直g6613传g17969g13577数控g16117g13726。 2g17 数控g16117g3895 数控g16117g13726是数控机床的控制中g5619。g4531由g17859g1941g16117g13726、控制g16117g13726和g17859g2090g16117g13726等g13556成。g4018 g3374（2）所g12138，g2114线g7798g1973g1405数控g16117g13726。 g17859g1941g16117g13726受控制g1275g17240上的g1553g5791，g13567过g16886g2139g1086g16897g11825之后，g17969到控制运g12743器。g17929些g1553g5791 g4662作为控制g1086运g12743的原g4091g1485g6558。 控制运g12743器g7785g6558g17859g1941g16117g13726g17969来的g1553g5791进行运g12743，g5286g4662控制g2733g1300g17859g17969g5552g17859g2090g16117g13726，g17859 g2090g16117g13726g4662控制器g2561g2090的控制g2733g1300g17969到伺服系统，g13567g2255g10679g7022大，g20641动机床g4540成g11560应的动作。 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3 g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3 图1.2 数控装置组成示意图 3g17伺服系统 g6615 g2150 g1275 g17240 g19509 g16939 g7530 g17859 g1941 g16117 g3895 g6615 g2150 g3224 g17859 g2090 g16117 g13726 g1386 g7485 g7530 g7604 g6615g2150g1275g17240 g7072g6615g16117g3895g3 g1386g7485g16117g13726 g7530g5306g7516g1411 g17845g2265g16117g3895 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g26 伺服系统，g1238称g19647动系统，是一种能g3919g17423g17498g17859g1941的g6455g1300g1553g2599进行动作，从g13884g14823g5575精 g11934的g1405g13726、g17999度g6214g2251g17859g2090的g14362动控制系统。g4531是数控机床的g6295行机构，g2357g6428g20641动和g6295行 g1108大g18200分。伺服系统g6613受数控系统的g6455g1300g1553g5791，g5286g6457g10135g6455g1300g1553g5791的要求带动机床移动g18200 g1318运动，以加工g2090g12630合要求的g19750g1318。g6455g1300g1553g5791是以脉冲g1553g5791体现的，每一脉冲g1455机床移 动g18200g1318产g11087的g1405移g2587脉冲当g18431(g5224用的脉冲当g18431为g19g17g19g191g80g80g794g19g17g191g80g80)。 从g14362动控制理论的g16386度来分g7616，g7184论多g1144复杂的伺服系统，都是有一些g2255能元g1318g13556 成的。g3374（3）是由g2612g2255能元g1318g13556成的伺服系统基本结构方g7798g3374。 g3 g17859g1941g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g17859g2090g18431g3g3g3g3 g3g3g6455g1300g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3 g3 g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3 g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3g3 图1.3 伺服系统基本结构方框图 g11550g2173数控机床的伺服系统中，g5224用的g1405移g6295行机构有g2255g10679步进电机、直流伺服电动 机和交流伺服电动机，后g1108g13877都带有g1913电g13638g11825器等g1405g13726g9083g18431元g1318。 4g17 机床本体 机床本体是数控机床的主体，是用于g4540成g2612种g2103g2170加工的机械g18200分，g4531是在原有的 普通机床的基础上改进g13884g5575到的，g1959有以下特点： （1）数控机床采用了g20744性能的主轴g2554伺服系统传动系统，机械传动结构简化，传 动g19246g17843g11805。 （2）数控机床机械结构g1959有g17843g20744的刚度，阻g4716精度g2554g13888g12056性，g10013g2568形小。 （3）g7460多地采用g20744g7032传动g18200g1318，g4018滚动丝杠g2207，直线滚动导g17816等。 g19604了上述g3339个主要g18200分g3910，数控机床还有一些g17845g2265g16117g13726和g19572g4750设g3895，g4018电器，g9186压， 气动系统g1086g2023g2468、排屑、g10135明、储运等g16117g13726以g2554g13638g12347机、对g2096块等。 1.2.2 数控机床的分类 1g714 g2096g1959g11560对于工g1318移动的g17816g17961分g12971 （1） 点g1405控制数控机床 点g1405控制机床的特点是g2586控制移动g18200g1318的终点g1405g13726，即 控制移动g18200g1318由一个g1405g13726到g2582一个g1405g13726的精g11934定g1405，g13884对g4531们运动过g12347中的g17816g17961没有g1109 g7788的要求，在移动和定g1405过g12347中不进行任何加工。 （2）点g1405直线控制数控机床 直线控制数控机床的特点是g2096g1959g11560对于工g1318的运动 不仅要控制g1108点间的准g11934g1405g13726（距离），还要控制g1108点之间移动的g17999度和g17816g17961。 （3）轮廓控制数控机床 轮廓控制又称连续控制，大多数数控机床g1959有轮廓控制 g8708g17843 g1907g1318 g16947g14514 g1907g1318 g6295g15996 g1907g1318 g16091g6615 g4649g17041 g9083g18431g451g2557g20408g1907g1318 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g27 g2255能。其特点是能同g7206控制g1108个以上的轴，g1959有插g16021g2255能。 （4） g6295行机构的控制方g5439分g12971 2g714 g6457g20641动g16117g13726的特点分g12971 （1）g5424环控制系统 g4531是g6455不带反g20408g16117g13726的控制系统。g4531是g7785g6558g12463g4484带上的数g6558 g6455g1300g13567过控制运g12743g2561g2090脉冲g1553g2599g17859g2090到伺服g20641动g16117g13726，g1455g20641动伺服g16117g13726转过g11560应的g16386 度，g10086后g13567过减g17999g21935轮和丝杠螺母机构，转换为移动g18200g1318的直线g1405移。 （2） 闭环控制系统 g4531是g6455在机床的运动g18200g1318上安g16117g1405移g9083g18431g16117g13726，g4662加工中g9083 g18431到的实际g1405g13726值反g20408到数控g16117g13726中，g1086g17859g1941值的g6455g1300g11560比g17843，用比g17843的差值控制移动 g18200g1318，直到差值为g19750，即实现移动g18200g1318的精g11934定g1405。 （3） 半闭环控制系统 g4531是在g5424环控制系统的丝杠上g6214进g13577电动机的轴上g16117有g16386 g1405移检g9083g16117g13726。通过检g9083伺服机构的滚珠丝杠转g16386间g6613g9083移动g18200g1318的g1405移，g10086后g4662数g6558 反g20408g13577比g17843器进行比g17843，g17859g2090比g17843后的差值进行控制。 3g17 g6457加工方法分g12971 （1） g18433g4750g2103g2170g12971数控机床； （2） g18433g4750成型g12971数控机床； （3）数控特种加工机床； （4） 其g4531g12971的数控机床 4g17 g6457数控机床的性能分g12971 (1)g1406档数控机床； (2) 中档数控机床； (3) g20744档数控机床； 1.3 数控机床的特点及应用范围 1.3.1 数控机床的特点 数控机床是一个g16117有g12347g5311控制系统的机床。g4531是一种g20744度机电一体化的产品。特点 g4018下： （1）g17970应性g5482，加工精度g20744，g17240g18431稳定 （2）g11087产g10679g20744 （3）减轻劳动g5482度、改g2996劳动条g1318 （4）良g4013的g13567g9086g7032g11514 （5）有利于g11087产管理的现g1299化 1.3.2 数控机床的应用范围 从最g13567g9086的方面g2090g2561，数控机床g17970用于加工： g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g28 （1）多品种小批g18431g19750g1318； （2）结构g17843复杂，精度要求g17843g20744的g19750g1318； （3）需要频繁改型的g19750g1318； （4）g1319g7788昂贵，不容许报废的g1955键g19750g1318； （5）需要小g11087产周g7503的急需g19750g1318。 第二章 设计主要参数及基本思想 2.1 课题要求 2.1.1 题目名称（包括主要技术参数）及技术要求 三坐标数控铣床设计 （1）X、Y、Z轴的行g12347分g2139为 3g19g19g80g80、3g19g19g80g80、25g19g80g80; （2）进g13577精度g19g17g191g80g80； （3）X、Y、Z轴 快g17999进g13577g17999度分g2139为 6m/min、6m/min、3m/min； （4）工作台面尺寸3g19g19x5g19g19g80g80; （5）脉冲当g18431g19g17g191g80g80g18步； （g25）重复定g1405精度 g19g17g191g80g80g17 2.1.2 课题内容及工作量 (1) 简易数控铣床总g3374g36g19一张 (2)控制原理g3374设计g36g19一张 (3)计说明书一份1g172万字以上 (4)翻g168975g19g19汉字 注：全g18200g3374g13544用计g12743机绘制，说明书由计g12743机g17859g2090。 2.2 设计原则 g7785g6558设计要求和铣床的g1959体情况，课题的基本设计方案g4018下： （1）机床采用连续控制系统，定g1405方g5439采用g3790g18431坐标控制。 （2）考虑到机床加工精度要求不g20744，为了简化结构，g19581g1406成本，采用步进电机g5424 环伺服系统g20641动。 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g20g19g3 （3）进g13577传动的设计是机床设计的重点，数控机床必须有精g11934的进g13577传动系，才 会有g20744的精度和表面g17240g18431。考虑到电机步距g16386和丝杠导g12347g2586能g6457标准选用，为达到分辨 g10679g19g17g191g80g80的要求，需采用g21935轮g19581g17999传动，利用电子控制系统消g19604误差。 （4）为了保证一定的传动精度和平稳性，又要求机构紧凑，所以选用丝杠螺母g2207。 为g6656g20744传动刚度和消g19604间隙，采用有预加g17837荷的结构。 （5）传动系统要加上脉动g16117g13726。 以上为基本的设计方案，g19604了g17929些，课题应注意机床的几何精度的修g8595，数控g6455 g1300的显g12138和g1455用等。 2.3 总结构设计 2.3.1 数控机床的机构设计要求 g3数控机床的结构设计要求主要有以下方面: （1）有良g4013的抗振性能和g17843大的额定g2103g2170g2255g10679，g20744的静、动g5681刚度； （2）有g17843g20744的g10013稳定性和g17843g20744的几何精度、传动精度、定g1405精度； （3）有数控系统g2554其g1275g17240。 下面g6209们详述数控机床结构设计的主要要求 2.3.2 提高机床的结构刚度 机床的刚度是g6455g2103g2170g2251和其g4531g2251作用下,抵抗g2568形的能g2251。机床在g2103g2170过g12347当中， 要承受g2612种g3910g2251的作用，承受的静g5681g2251有运动g18200g1318和g16091加工g19750g1318的g14362重；承受的动g5681g2251 有：g2103g2170g2251、g20641动g2251、加减g17999g7206g5445g17319的惯性g2251、摩擦阻g2251等。g13556成机床的结构g18200g1318在g17929 种g2251作用下g4662产g11087g2568形。g4018固定连g6613表面g6214啮合运动表面的g6613触g2568形；g2612支撑g19750g1318的弯 曲和扭转g2568形，以g2554某些支撑g1318的局g18200g2568形等，g17929些g2568形都会直g6613g6214间g6613的g5445g17319g2096g1959和 工g1318之间的g11560对g1405移，从g13884导致工g1318的加工误差，g6214g13877影响机床g2103g2170过g12347的特性。 (1) 选择g2554布g13726隔板和筋条 床身的静刚度是直g6613影响机床的加工精度和其g11087产g10679的主要因素之一。g13884静刚度g2554 固有频g10679，是影响动刚度的重要因素。支承g1318的隔板和筋条的合理性，可g6656g20744构g1318的静、 动刚度。 (2) 结构刚度 g1086普通机床g11560比，数控机床应有g7460g20744的静、动刚度，g7460g4013的抗振性。机床的导g17816和 支承g1318通g5224是局g18200刚度最弱的g18200分，在本次设计中，采用双臂联g6613形g5439，X、Y轴导g17816g17843 窄。 (3) 采用焊g6613结构的构g1318 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g20g20g3 采用钢板和焊钢g13884不采用铸g1318的原因： 1）钢的弹性g8273g18431约为铸铁的g1108倍，因此采用钢板焊g6613结构床身有利于g6656g20744固有频 g10679。在形状和轮廓尺寸g11560同的g2173g6656下，g4018要求焊g6613g1318g1086铸g1318的刚度g11560同，则焊g6613g1318的臂 厚g2586需铸g1318的一半。 2）g4018g7628要求局g18200刚度g11560同，因局g18200刚度g1086臂厚的三次方成g8595比，所以焊g6613g1318的臂 厚g2586需铸g1318的g27g19%左右。 3）钢可以g6656g20744构g1318的谐振频g10679g1455共振不易g2561g11087。 4）钢板焊g6613能g4662构g1318做成全封闭的箱形结构，g6656g20744刚度。焊g6613结构床身的突g2090优 点是制造周g7503g11805，一般比铸铁快1g17g26-3g175倍。g11569g2539了制作木g8273和铸造工g5311，不易g2090废品。 焊g6613结构设计灵活，g1519于产品g7460新、改进结构。焊g6613g1318能达到g1086铸g1318g11560同，g11082g14371g7460g4013的 结构特性，可g6656g20744抗弯g6234面惯性g11801，减少g17240g18431。 合理的结构布局可以g6656g20744刚度，机床的工作g3940g18200分由于重g2251作用g4662会g1455机床g12539g7713产 g11087弯曲g2568形，g2103g2170g2251g4662g1455g12539g7713产g11087弯曲和扭转g2568形。g17929些g2568形g4662影响到加工精度。g7029本 次设计中g4662采取通过在g12539g7713上方安g16117g1108g13556定g9473轮来平g16017重g2251的方法，来减少g12539g7713的g2568 形，g6656g20744机床的刚度。 2.3.3 提高进给运动的平稳性和精度 g3数控机床g2612坐标轴进g13577运动的精度g7601大的影响g19750g1318的加工精度。在g5424环进g13577系统中 运动精度取决于系统g2612g13556成环g14514，特g2139是机械传动g18200g1318的精度；在闭环和半闭环进g13577系 统中，g1405g13726检g9083g16117g13726的分辨g10679对运动精度有决定性的影响，g1398是机械传动g18200g1318的特性对 运动精度g1167有一定的影响。通g5224在g5424环进g13577系统中，设定的脉冲当g18431为g19g17g191g80g80g7206，实 际的定g1405精度最g4013的情况g1167g2586能达到g19g17g1925g80g80。在闭环进g13577系统中，设定的脉冲当g18431（g6214 称最小设定单g1405）一般为g19g17g19g191g80g80，实际上定g1405精度g2586能达到g19g17g19g193g80g80，当g6455g1300进g13577系 统做单步进g13577（即每次移动g19g17g19g191g80g80）g7206，g5424g4091一g1108个单步g6455g1300，进g13577g18200g1318g5286不动作， 到第三个单步g6455g1300g7206才突g17443一g8677距离，以后又g4018此重复。g17929些现象都是因为进g13577系统的 g1406g17999g10332行现象g5445g17319的，g13884g1406g17999g10332行现象又决定于机械传动g18200g1318的特性。 本设计采取的方案有： （1）减少静、动摩擦系数之差 （2）g6656g20744系统的传动刚度。 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g20g21g3 第三章 三坐标数控铣床的设计和计算 3.1主传动系统的设计 主传动系统一般由动g2251g9408（g4018电动机）、g2568g17999g16117g13726g2554g6295行元g1318（g4018主轴、g2096g7654、工 作台），以g2554g5424g1676、换向和制动机构等g18200分g13556成。动g2251g9408为g6295行元g1318g6656g1483动g2251，g5286g1455其 g5575到一定的运动g17999度和方向,g2568g17999g16117g13726传g17986动g2251以g2554g2568换运动g17999度，g6295行元g1318g6295行机床 所需的运动，g4540成g7163转g6214直线运动。 现g1299g2103g2170加工g8595向g11632g20744g17999、g20744g7032和g20744精度方向g2561g4741，对机床的性能g6656g2090g17338来g17338g20744的 要求，g4018转g17999g20744，g16947g17999g14643g3364大，g5762扭g11801g16947g17999g14643g3364达1：1g19g19g7941：1g19g19g19，g5762g2255g10679g16947g17999g14643g3364 达1：1g19以上；g7460大的g2255g10679g14643g3364达2g172g79425g19g78g58，能在g2103g2170加工中g14362动g2568换g17999度；机床结 构简单，g3226g3872小，动g5681性能g4013，可靠性g20744等。数控机床主传动设计应满足g4018下特点： （1）主传动采用直流g6214交流电动机g7184g13527g16947g17999 （2）数控机床g20641动电动机和主轴g2255g10679特性的g2409g18301设计 （3）数控机床g20744g17999主传动设计 （4）数控机床采用g18200g1318标准、g8273块化结构设计 （5）数控机床的g7684性化、复合化 （g25）g15498g6415轴机床设计 为了g17970应数控机床加工g14643g3364g5295、工g14506g17970应性g5482、加工精度g20744和g14362动化g12347度g20744等特点， 要求主传动g16117g13726应g1959有以下特点： （1）g1959有g17843大的g16947g17999g14643g3364，g5286实现g7184g13527g16947g17999。g7184g13527g2568g17999传动在一定的g2568g17999g14643g3364g1973连 续改g2568转g17999，以g1519g5575到最有利的g2103g2170g17999度；能在运转中g2568g17999，g1519于实现g2568g17999g14362动化；能 在g17231g17837下g2568g17999，g1519于g17814g2170大g12575面g7206保g6449g5762定的g2103g2170g17999度，以g6656g20744g11087产g7032g10679和加工g17240g18431。 （2）g1959有g17843g20744的精度和刚度，传动平稳，g3226g20003g1406。数控机床加工精度的g6656g20744，g1086主 传动系统的刚度密g2103g11560g1955。为此，应g6656g20744传动g1318的精度g1086刚度，采用g20744精度轴承g2554合理 g16872g7228g13948g1098g6320g7519g4502g19602g3 g20g22g3 的支撑g17432距等，以g6656g20744主轴g13556g1318的刚性。 （3）良g4013的抗g19767性和g10013稳定性。数控机床一般g7186要进行g12999加工，又要精加工；加工 g7206可能由于g7133续g2103g2170、加工g1417g18431不均g2352 运动g18200g1318不平稳以g2554g2103g2170过g12347中的g14362g9712振动等 原因g5445g17319的冲g2091g2251g6214交g2568g2251的g5282g6304，g1455主轴产g11087振动，影响加工精度和表面g12999g13065度，g1109 重g7206g11082g14371g11876g3455g2096g1959g6214g19750g1318，g1455加工g7184法进行。因此主传动系统中的g2612主要g19750g18200g1318不g1398要 g1959有一定的刚度，g13884g1092要求g1959有足g3919的g6337制g2612种g5282g6304g2251g5445g17319振动的能g2251抗振性。抗振 性 用动刚度g6214动g7684度来g16017g18431。g1467g4018主轴g13556g1318的动刚度取决于主轴的当g18431静刚度 阻g4716比 g2554固有频g10679等g2546数。 机床在g2103g2170加工中主传动系统的g2561g10013g1455其中所有g19750g18200g1318产g11087g2568形，g11876g3455了g19750g18200g1318之 间的g11560对g1405g13726精度和运动精度造成的加工误差，g1092g10013g2568形g19584制了g2103g2170用g18431的g6656g20744，g19581g1406 传动g7032g10679，影响到g11087产g10679。为此，要求主轴g18200g1318有g17843g20744的g10013稳定性，通过保g6449合g17970的g18301 合精度，g5286进行g5594环g9174g9473保g6449g10013平g16017等措施来实现。 3.1.1 主传动变速系统 普通机床一般采用机械有g13527g2568g17999g16947g17999传动，g13884数控机床需要g14362动g2568g17999；g1092在g2103g2170g19558 g7903轴的不同直g5556，g2103g2170曲线g7163转面和g7133面g7206，需要g19647g2103g2170的直g5556的g2568化g13884g14362动g2568g17999，以 保g6449g2103g2170g17999度基本g5762定。g17929些g14362动g2568g17999又是g7184g13527g2568g17999，以利于在一定的g16947g17999g14643g3364g1973选用 到理g5923的g2103g2170g17999度，g17929g7783g7186有利于g6656g20744加工精度，又有利于g6656g20744g2103g2170g7032g10679。 机床主传动中g5224采用的g7184g13527g2568g17999g16117g13726有三大g12971：g2568g17999电动机、机械g7184g13527g2568g17999g16117g13726和 g9186压g7184g13527g2568g17999g16117g13726。 g7184g13527g2568g17999主传动系统设计原则： 一为g4717g18431选择g2255g10679和扭g11801特性g12630合传动系统要求的g7184g13527g2568g17999g16117g13726。g4018铣床主传动系 统要求g5762g2255g10679传动，g4705应该选择g5762g2255g10679g7184g13527g2568g17999g16117g13726。 g1212为g7184g13527g2568g17999系统g16117g13726单g10524g1455用g7206，其g16947g17999g14643g3364g17843小，尤其是g5762g2255g10679g16947g17999g14643g3364g5552g5552 小于机床实际需要的g5762g2255g10679g2568g17999g14643g3364。