【正文】 目錄前 言 1緒論 2第一章 加工中心 4 加工中心發(fā)展史 4 加工中心的結(jié)構(gòu)及分類 4 立式加工中心 5第二章 機床基礎(chǔ)部件 7 加工中心布局方案 7 數(shù)控機床對機械結(jié)構(gòu)的基本要求 動剛度和良好抗震性 7 8 具有較高的運動精度和良好的低速穩(wěn)定性 8 具有良好的操作、安全防護性能 8 床身 8 床身的結(jié)構(gòu)與支承 8 床身的材料 9 立柱 9 立柱的結(jié)構(gòu) 9 立柱與床身的聯(lián)接 10第三章 進給系統(tǒng) 11 進給傳動系統(tǒng)的要求 11 伺服電機 12 伺服電機的選定 12 伺服電機與進給絲杠的聯(lián)接 15 15 滾珠絲杠螺母副的工作原理與特點 15 16 17 滾珠絲杠螺母副預(yù)緊 18 滾珠絲杠的設(shè)計計算 19 21 機床導(dǎo)軌 22第四章 結(jié) 論 25致 謝 26參 考 文 獻 27 28 前 言數(shù)控機床綜合了當(dāng)今世界上許多領(lǐng)域最新的技術(shù)成果，數(shù)控機床的制造業(yè)是體現(xiàn)國家綜合國力的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。其技術(shù)水平的高低和擁有量的多少是衡量一個國家工業(yè)化的重要標(biāo)志。2003年開始，中國就成了全球最大的機床消費國，也是世界上最大的數(shù)控機床進口國。我國數(shù)控機床的開發(fā)與日本、德國、前蘇聯(lián)等國基本同步，但由于相關(guān)工業(yè)基礎(chǔ)較差，尤其是作為數(shù)控系統(tǒng)的支持領(lǐng)域——電子工業(yè)的薄弱，致使數(shù)控機床發(fā)展速度緩慢。中國在數(shù)控機床上的發(fā)展還有相當(dāng)大的空間。加工中心是數(shù)控機床的代表，通俗點說給機床裝上數(shù)控系統(tǒng)后，機床就成了數(shù)控機床。當(dāng)然，普通機床發(fā)展到數(shù)控機床不只是加裝系統(tǒng)這么簡單，例如：從銑床發(fā)展到加工中心，機床結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。 加工中心是高度機電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具，自動對刀、自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序。減少了工件裝夾、測量和機床調(diào)整等輔助工序時間，對加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟效果。加工中心的發(fā)展趨勢：加工中心高效、高精、告訴的發(fā)v展趨勢。立式加工中心五軸聯(lián)動的趨勢。機床復(fù)合化，與機器人的有效結(jié)合以提高生產(chǎn)效率。 加工中心工作臺的進給運動是通過伺服驅(qū)動裝置實現(xiàn)的。伺服驅(qū)動裝置的性能，在很大程度上決定了機床的性能，因此研究和開發(fā)高性能的伺服進給系統(tǒng)，始終是研究現(xiàn)代數(shù)控機床的關(guān)鍵之一。進給系統(tǒng)不僅要求有合理的控制系統(tǒng)，而且要求對驅(qū)動元件和機械傳動裝置的參數(shù)進行合理選擇，以使整個進給系統(tǒng)工作時的動態(tài)特性相匹配。進給系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該在3個方面滿足整機的要求（1）穩(wěn)定性（2）精度要 求（3）快速響應(yīng)特性。在此將介紹一種適用于教學(xué)實踐研究的MCV200經(jīng)濟型加工中心的x、y、z軸進給系統(tǒng)部分。在設(shè)計過程中得到指導(dǎo)老師周明虎的大力支持，在此對周明虎老師表示衷心的感謝。由于本人水平有限，設(shè)計中錯漏及不及之處在所難免，敬請各位老師批評指正。 緒論 一 概述 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及世界先進制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求；超高速切削、超精密加工技術(shù)的應(yīng)用，對數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)、伺服性能、主軸驅(qū)動、機床結(jié)構(gòu)等提出了更高的性能指標(biāo)；FMS的迅速發(fā)展和CIMS的不斷成熟，又將對機床的可靠性、通信性能、人工智能和自適應(yīng)控制等技術(shù)提出了更高的要求。隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的性能將日益完善，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑷找鏀U大。 自從20世紀(jì)60年代世界上第一臺數(shù)控機床問世以來，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和機械制造技術(shù)等各相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代先進制造系統(tǒng)(FMS，CIMS等)中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)。由于機床數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜，種類繁多?，F(xiàn)在數(shù)控機床的“使用難、維修難”問題，已經(jīng)是影響數(shù)控機床有效利用的首要問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造技術(shù)的進步，以及社會對產(chǎn)品質(zhì)量和品種多樣化的要求越來越強烈。中、小批量生產(chǎn)的比例明顯增加，要求現(xiàn)代數(shù)控機床成為一種精密、高效、復(fù)合、集成功能和低成本的自動化加工設(shè)備。同時，為滿足制造業(yè)向更高層次發(fā)展，為柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)，以及計算機集成制造系統(tǒng)提供基礎(chǔ)設(shè)備，也要求數(shù)控機床向更高水平發(fā)展。 二 我國數(shù)控工業(yè)的發(fā)展概況中國是從1958年才開始研究數(shù)控技術(shù)，到20世紀(jì)60年代中期處于研制、開發(fā)階段。1965年進入晶體管數(shù)控裝置的研制。從20世紀(jì)70年代開始，數(shù)控技術(shù)在車、銑、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域全面展開。但由于電子元器件的質(zhì)量和制造工藝水平低，致使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性問題沒有得到解決，因此未能廣泛推廣。20世紀(jì)80年代，中國先后從日本、美國等國家引進了部分?jǐn)?shù)控裝置和伺服單元技術(shù)，并于1981年開始批量生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，包括數(shù)控裝置和伺服單元。在此期間，中國在引進、消化吸收的基礎(chǔ)上跟蹤國外先進技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出一些高檔的數(shù)控系統(tǒng)，如多軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)字仿形系統(tǒng)、為柔性單元配套的數(shù)控系統(tǒng)等。為了適應(yīng)機械工業(yè)生產(chǎn)不同層次的需要，還開發(fā)出多種經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，并得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在，中國已經(jīng)建立了以中、低檔數(shù)控機床為主的產(chǎn)業(yè)體系。 1985年，我國數(shù)控機床的品種有了新的發(fā)展。數(shù)控機床品種不斷增多，規(guī)格齊全。許多技術(shù)復(fù)雜的大型數(shù)控機床，重型數(shù)控機床都相繼研制出來。為了跟蹤國外現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，北京機床研究所研制出了JCSFMS1型和2型的柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)。這個時期，我國在引進，消化國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行了大量開發(fā)工作。一些較高檔次的數(shù)控系統(tǒng)(5軸聯(lián)動)，數(shù)字仿型數(shù)控系統(tǒng)為柔性單元配套的數(shù)控系統(tǒng)都開發(fā)出來了，并造出樣機。我國的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過“六五”，“七五”，“八五”，到“九五”的近20年的發(fā)展，基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)，生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)?！笆濉惫リP(guān)開發(fā)的成果：華中號、中華號、航天號和藍(lán)天號4種基本系統(tǒng)建立了具有中國自主版機的數(shù)控技術(shù)平臺。具有中國特色濟型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過這些年來的發(fā)展，有了較大的提高。它們逐漸被用戶認(rèn)可，在市場上站住了腳。目前我國數(shù)控機床生產(chǎn)廠有100多家，生產(chǎn)數(shù)控機床配套產(chǎn)品的企業(yè)有300余家，產(chǎn)品品種包括八大類2000種以上。目前已新開發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)80余種，分為3種型級，即經(jīng)濟型，普及型和高級型?！熬盼濉逼陂g數(shù)控機床發(fā)展已進入實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化階段，數(shù)控機床新開發(fā)品種300余種，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品大部分達到期際上20世紀(jì)80年代中期水平，部分達到90年代水平，為國家重點建設(shè)提供了一批高水平數(shù)控機床。 目前，我國的機床工業(yè)正從生產(chǎn)大國逐漸變?yōu)闄C床強國，主要體現(xiàn)在數(shù)控機床產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量不斷發(fā)展及提高。其中，特別是數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床的可靠性不斷提高。由于對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行了調(diào)整，新的數(shù)控產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，如多坐標(biāo)聯(lián)動、高速、高精等數(shù)控機床的研制成功。第一章 加工中心 加工中心發(fā)展史1952年世界上出現(xiàn)了第一臺數(shù)控機床，使多品種、中小批量的機械加工設(shè)備在柔性、自動化和效率上產(chǎn)生了巨大變革。加工中心（CNC MACHINING CENTER)又稱多工序自動換刀數(shù)控機床，工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機床按不同工序，自動選擇和更換刀具，自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其他輔助機能，依次完成工件幾個面上多工序的加工。并且有多種換刀或選刀功能，從而使生產(chǎn)效率大大提高。是當(dāng)今世界上產(chǎn)量最大，在現(xiàn)代機械制造業(yè)使用最廣泛的一種功能較全的金屬切削加工設(shè)備。首先，加工中心它是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加自動換刀裝置，可使工件在一次裝夾中能夠自動更換刀具，自動完成工件上的銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等工序的數(shù)控機床。第二，加工中心上如果帶有自動分度回轉(zhuǎn)工作臺或自動轉(zhuǎn)角度的主軸箱，可使工件在一次裝夾中自動完成多個平面和多個角度位置的多工序加工。第三，加工中心上如果帶有交換工作臺，工件在工作位置的工作