【正文】 、導(dǎo)程、滾珠列數(shù)等，確定某一型號(hào)。滾珠絲杠副已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,因此滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)歸結(jié)為滾珠絲杠副型號(hào)的選擇。滾珠絲杠副的傳動(dòng)是一種應(yīng)用較廣的機(jī)構(gòu),尤其是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的各種機(jī)構(gòu)中,滾珠絲杠副的傳動(dòng)是最簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而又可靠的。 KW（8）啟動(dòng)加速時(shí)間：由于采用了滾珠絲杠可提高系統(tǒng)的精度和縱向進(jìn)給整體剛度。同時(shí)，為了提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。決定采用MCS—51系列單片機(jī)組成微機(jī)作為數(shù)控裝置的核心，其代表為8038058751，經(jīng)過比較采用具有價(jià)格底、功能強(qiáng)、使用靈活等優(yōu)點(diǎn)的8031有擴(kuò)展系統(tǒng)的單片機(jī)，即用8031外接2764（EPROM）、6264（RAM）及8255（擴(kuò)展I/O）接口等芯片擴(kuò)展一個(gè)較簡(jiǎn)單的微機(jī)控制系統(tǒng)。暫停、循環(huán)加工、對(duì)工件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪、鏜以及攻螺紋等功能，故應(yīng)選擇連續(xù)控制系統(tǒng)，考慮到屬于經(jīng)濟(jì)控銑床加工精度有一定要求，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用伺服電機(jī)半閉環(huán)系統(tǒng)。（2）涂塑導(dǎo)軌：它是以環(huán)氧樹脂為基體，加入二硫化鉬和膠體石墨以及鐵粉等混合而成，再配以固化劑調(diào)勻涂刮或注入導(dǎo)軌面。它們主要包括以下兩種類型：（1）貼塑導(dǎo)軌：是以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬和石墨等填充劑混合燒結(jié)而成。WK401定位十字滑塊聯(lián)軸器主要性能特點(diǎn)有: （1）高扭距剛性和靈敏度 （2）零回轉(zhuǎn)間隙 （3）彈性十字滑快補(bǔ)償較大的徑向、角向、軸向偏差 （4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗油腐蝕和電氣絕緣 （5）定位螺絲固定 （6）鋁合金材料 目前，在普通機(jī)床上仍廣度泛地應(yīng)用滑動(dòng)導(dǎo)軌，因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、剛性好、抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。這種十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和一個(gè)兩面帶有凸牙的中間盤組成。（6）傳動(dòng)具有可逆性、不能自鎖 由于摩擦因數(shù)小、不能自鎖，因面使該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)具有可逆性，可以把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，還可以把直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，摩擦力小、靈敏度高、低速時(shí)無(wú)爬行 由于主要存在的是滾動(dòng)摩擦，不僅動(dòng)、靜摩擦因數(shù)都很小，且其差值小，因而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，動(dòng)作靈敏。當(dāng)絲杠和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿絲杠螺旋槽滾道滾動(dòng)，因此絲杠和螺母之間基本上為滾動(dòng)摩擦。經(jīng)過以分析并考慮對(duì)系統(tǒng)調(diào)速的加速時(shí)間的要求本題選用直流伺服電動(dòng)以滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。其結(jié)構(gòu)雖然比感應(yīng)電機(jī)復(fù)雜，但比直流電機(jī)簡(jiǎn)單。所以，在數(shù)控銑床的進(jìn)給系統(tǒng)中一般不用這種電機(jī)。（3）交流伺服電動(dòng)機(jī)則沒有直流伺服電動(dòng)機(jī)的上述缺點(diǎn)，且轉(zhuǎn)子慣量較直流伺服電動(dòng)機(jī)小，使得動(dòng)態(tài)上響應(yīng)更好。但由于步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性遠(yuǎn)不如交，直流伺服電機(jī)，尤其是運(yùn)行的可靠性得不到保證。賽馬場(chǎng)只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。但是可以獲得比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動(dòng)功率更大的特性指標(biāo)。這種系統(tǒng)的最高速度受步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的頻響特性限制，容易失步，低速時(shí)易發(fā)生共振和噪聲，影響表面加工質(zhì)量。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。在數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,根據(jù)橫向、縱向的不同精度要求,不同移動(dòng)質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等特點(diǎn),分別解決設(shè)計(jì)中的主要矛盾。工作臺(tái)的升降只能通過軸7手動(dòng)操作，縱向的機(jī)動(dòng)是通過萬(wàn)向接頭2將運(yùn)動(dòng)傳給軸而實(shí)現(xiàn)的。第三章 總體設(shè)計(jì)方案論證將一臺(tái)X502型數(shù)控銑床改造成經(jīng)濟(jì)型中檔精度數(shù)控銑床，改造目的主要是利用數(shù)控方法加工任意圓弧面和凸輪的曲面。由位置、速度和電流構(gòu)成的三環(huán)反饋全部數(shù)字化、軟件處理數(shù)字PID，使用靈活，柔性好。電機(jī)應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力。（1）從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小， /min或更低速時(shí)，仍有平穩(wěn)的速度而無(wú)爬行現(xiàn)象。（2）采用低而穩(wěn)定的摩擦傳動(dòng)副：因?yàn)閿?shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)多采用剛度高、摩擦因數(shù)小而穩(wěn)定的滾動(dòng)摩擦副，如滾珠絲杠螺母副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等。根據(jù)工件加工的需要，在機(jī)床上各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的數(shù)字控制可以是相互獨(dú)立的，也可以是聯(lián)動(dòng)的。為了達(dá)到這些要求，機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用低摩擦傳動(dòng)副，如滾動(dòng)導(dǎo)軌。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行部件組成?？v向進(jìn)給機(jī)構(gòu)：縱向伺機(jī)服電機(jī)為FB—15型直流伺服電機(jī)，滾珠絲杠仍安裝在原絲杠位置,其螺母副通過托架安裝在床鞍底部,滾珠絲杠兩端加裝接套、接桿及支承,與床身尾部步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)接。特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著國(guó)際上計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)正在不斷采用計(jì)算機(jī)、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就。中、小批量生產(chǎn)的比例明顯增加，對(duì)數(shù)控機(jī)床的柔性和通用性提出了更高的要求，希望市場(chǎng)能提供不同加工需求，能迅速高效、低成本地構(gòu)筑面向用戶的控制系統(tǒng)，并大幅度地降低維護(hù)和培訓(xùn)的成本，同時(shí)還要求具有網(wǎng)絡(luò)功能，以適應(yīng)未來(lái)車間面向任務(wù)和定單的生產(chǎn)組織和管理模式。然而,我國(guó)加入ＷＴＯ后,國(guó)外生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床將會(huì)更多的進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更為激烈。 當(dāng)前,我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率偏低。也是由封閉型系統(tǒng)向開放型系統(tǒng)過渡的時(shí)期。故銑床的萬(wàn)能性強(qiáng)，應(yīng)用范圍很廣。這樣既可以加工工件側(cè)面的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓，又可以實(shí)現(xiàn)在一次裝夾中通過轉(zhuǎn)臺(tái)改變零件的加工位置也就是通常所說的工位，進(jìn)行多個(gè)位置或工作面的加工。 數(shù)控銑床品種繁多，規(guī)格不一，可按通用銑床的分類方法分為以下3類：(1)數(shù)控立式銑床：數(shù)控立式銑床主軸軸線垂直于水平面，這種銑床占數(shù)控銑床的大多數(shù)，應(yīng)用范圍也最廣。（2）機(jī)床基礎(chǔ)部件通常是指底坐、立柱、工作臺(tái)、橫梁等，是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架。數(shù)控銑床是在數(shù)控加工中心領(lǐng)域中最具代表性的一種典型機(jī)床，在數(shù)控機(jī)床中所占的比率最大，數(shù)控加工中心、柔性制造單元等都是數(shù)控銑床基礎(chǔ)上派生或發(fā)展起來(lái)的。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的性能日益完蓋，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用頷域日益擴(kuò)大。（1）數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制的中心，通常數(shù)控銑床都配有高性能、高精度、集成軟件的微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、刀具補(bǔ)償、固定循環(huán)、用戶宏程序等功能，能完成絕大多數(shù)的基本銑削以及鏜削、鉆削、攻螺紋等循環(huán)加工。（5）輔助裝置包括液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)或萬(wàn)能數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)四軸和五軸聯(lián)動(dòng)加工。在銑床上，用不同銑刀可以對(duì)平面、斜面、溝槽、臺(tái)階、T形槽、燕尾槽等表面進(jìn)行加工，另外配上分度頭或回轉(zhuǎn)臺(tái)還可以加工齒輪、螺旋面、花鍵軸、凸輪等各種成型表面。當(dāng)前，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過渡的關(guān)鍵時(shí)期。自“七五”以來(lái)，國(guó)家一直把數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來(lái)支持，現(xiàn)已開發(fā)出具有中國(guó)版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，掌握了國(guó)外一直對(duì)我國(guó)封鎖的一些關(guān)鍵技術(shù)。“十五”期間,我國(guó)機(jī)械制造工業(yè)正朝著精密化、柔性化、集成化、自動(dòng)化、智能化方面迅速發(fā)展,國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床需求強(qiáng)勁,我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)適逢極好的發(fā)展機(jī)遇。現(xiàn)時(shí)主要存在有以下幾個(gè)問題：（1）缺乏產(chǎn)業(yè)規(guī)模（2）缺乏發(fā)展數(shù)控產(chǎn)業(yè)的政策和技術(shù)配套體系（3）缺乏技術(shù)創(chuàng)新，產(chǎn)品更新和產(chǎn)業(yè)調(diào)整的內(nèi)在動(dòng)力（4）面臨國(guó)外強(qiáng)手競(jìng)爭(zhēng)的巨大壓力隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、制造技術(shù)的進(jìn)步和人類生活水平的提高，以及社會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和品種的多樣化的要求趨勢(shì)日益增強(qiáng)。就體系結(jié)構(gòu)而言，當(dāng)今世界上的數(shù)控系統(tǒng)大致分為4種類型：傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)、“PC嵌入NC”結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)、“NC嵌入PC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控統(tǒng)、開放式數(shù)控系統(tǒng)。 縱橫向進(jìn)給系統(tǒng)原機(jī)床掛輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動(dòng)絲杠,光杠等全部拆除，縱向、橫向以伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，通過聯(lián)軸器與滾珠絲杠聯(lián)接實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。第二章 數(shù)控銑床進(jìn)給傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)要求 數(shù)控機(jī)床伺機(jī)服進(jìn)給系統(tǒng)是由伺服驅(qū)動(dòng)電路、伺服驅(qū)動(dòng)裝置。 為確定伺服系統(tǒng)的定位精度和工作穩(wěn)定性，在機(jī)構(gòu)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上都要求無(wú)間隙、低摩擦、高剛度、高諧振以及適宜的阻尼比。數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)必須保證由數(shù)控裝置發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)換成速度符合要求的相應(yīng)位移或直線位移，帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)。為提高進(jìn)