【正文】 [M].化學(xué)工業(yè)出版社 .2020； [6] 王文斌 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .2020； [7] 熊運(yùn)昌 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) .1版 [M].清華大學(xué)出版社 .2020； [8] 李慶余 .機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) .2版 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 .2020； [9] 楊黎明 .機(jī)床零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].國防工業(yè)出版社 .2020； [10] 叢曉霞 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M]. 北京 .高等教育出版社 .； [11]鄧奕 . 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用 [M]. 北京 .國防工業(yè)出版社 .； [12] 王愛玲 . 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) [M]. 北京 .兵器工業(yè)出版社 .； [13] 蒙斌 . 數(shù)控原理與數(shù)控機(jī)床 [M]. 北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .； [14] 趙丁選 .光機(jī)電一體化設(shè)計(jì)使用手冊(cè) (下冊(cè) )[M]. 北京 .化學(xué)工業(yè)出版社 .； [15] 晏初宏 . 數(shù)控機(jī)床 [M]. 長沙 .中南大學(xué)出版社 .； [16] 王志明 . 數(shù)控技術(shù) [M]. 上海 .上海大學(xué)出版社 .； 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 致 謝 本文是在王志奎老師的熱情關(guān)心和指導(dǎo)下完成的并得到了徐照寶同學(xué)的幫助和支持，在此一并感謝。 我要感謝我的母校 — 南陽理工學(xué)院 ，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境 培養(yǎng)了我們 ；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會(huì) 了 我專業(yè)識(shí)。 王 老師平日里工作 繁忙 ，但 是 在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱數(shù)據(jù)到設(shè)計(jì)草案的確定 以及 修改，中期檢查 還有 后期 的 詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等 ， 整個(gè)過程中都給予了我指導(dǎo) 和幫助 。在設(shè)計(jì)的過程中，我參考了一些圖紙和設(shè)計(jì)案例，在參考的基礎(chǔ)上理解并分析其優(yōu)缺點(diǎn)做到并取長補(bǔ)短，對(duì)自己其中不合理的部分進(jìn)行了充分改進(jìn)。 Z 方向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)誤差計(jì)算 傳動(dòng)裝置的綜抗拉剛度： NFmmNKmmNK 1 8101 0 1 7 1 4m a x3m a x3m in?????導(dǎo)軌靜摩擦 由綜合抗拉剛度 minK 引起的反向死區(qū)誤差： mKF ? 3m inm a x ?????? 由傳動(dòng)剛度變化引起的定位誤差： 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 mmKKFK????8~132)101017 1()51~31(10)11(333m a xm i nm a x??????????? 目前高精度的小型機(jī)床，死區(qū) 誤差控制到 5um 或更?。惠^高精度的中小型 機(jī)床控制在 m25~ ?）（ 之間；而中型控制的大型點(diǎn)控制的數(shù)控機(jī)床約為m125? 左右，所以，合格。它的截面角度是由載荷的大小和導(dǎo)向要求來確定的，一般情況下定位900，但是為了增加承載面積減小比壓，在導(dǎo)軌高度不變的情況下，應(yīng)采用比較大的頂角一般來說是 1150 左右。齒形帶的標(biāo)注方法是： zb ???? m齒數(shù)，既寬度模數(shù) 。在本課題中我們選擇的是圓弧齒同步齒形帶。 圖 32步進(jìn)伺服電機(jī)外形尺寸 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 帶動(dòng) X 方向滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型 hm PVn max? (319) 電機(jī)轉(zhuǎn)速： mi n3 7 50 0 a x rPVn hm ??? 折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量 dJ 2h1 )2( ?PWJ ? (320) 滑動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 2322h1 )(30)2( mkgPWJ ?????? ?? 432s LdJ ??? (321) 滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 26434 mkgLdJ ???????? ??? 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量： 231d mkgJJJ s ????? 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩： iPFWT XL ???? ??? 2g (322) mNiPFWT XL 0 4 g ???? ???????? ???? 電動(dòng)機(jī)軸的加速轉(zhuǎn)矩： mJ — 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )(602a dmam JJtnT ?? ? (323) )( 3752)(602 3a ?????????? ? mmdmam JJJJtnT ?? 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)矩： mmla JJTTT ??????? 取安全系數(shù) k=2 則需轉(zhuǎn)矩： eqm kTT ? (324) mmeqm JJkTT 8 57 0 ) 9 28 5 (2 ?????? 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初選電機(jī)型號(hào)為： 3 056S2 mkgJBQ ???? 其轉(zhuǎn)子慣量為： mNJT m 4eq ??????? ? 4m MJT m ??????? ?， 503562 BQS ? 的保持轉(zhuǎn)矩為 》 ，步角 ??? 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 電機(jī)驗(yàn)算： ?60360??? mm nf (325) min375n m r? ，則對(duì)應(yīng)的頻率為 36037560 360 Hnf mm ?????? ??? 。 驗(yàn)算系統(tǒng)剛度：由 mNF ?16 7 1 0 ????定位精度 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 mNFZdKK aQbb ? 1 8 1 233 m a x20 ????????? 401 14 606 60s 222 ?NLdKu???? mNR ?1017? )111(1 ?????RKKKbs。m。 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 其參數(shù)為： maama ddKNCKNCKNCmmP 2200h ,16d,4 ????????? 3maxp FF ? （ 37） 計(jì)算預(yù)緊力： NFF a xp ??? 計(jì)算行程補(bǔ)償值，絲杠有效行程： hPL ）（行程 14~8u ?? （ 38） mmPL h 3 4 84123 0 014~8u ?????? ）（行程 3u ??? tLC （ 39） Δ t溫度變化值， 2～ 3℃； ?uL 滾珠絲杠有效行程， mm。因?yàn)樗菨L動(dòng)摩擦摩擦系數(shù)很小。 （ 2）它的運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，沒有爬行。 因?yàn)槊慨?dāng)數(shù)控裝置發(fā)出一個(gè)脈沖后經(jīng)過 10倍頻的伺服放大（細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)）也既是將一個(gè)脈沖細(xì)分為 10 個(gè)脈沖然后作用于電機(jī)，因此根據(jù)絲杠導(dǎo)程、步距角和脈沖當(dāng)量的關(guān)系。但響應(yīng)速度過快會(huì)造成系統(tǒng)的超調(diào)，甚至?xí)绊懴到y(tǒng)的不穩(wěn)定。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的慣性、剛度、阻尼以及系統(tǒng)增益都有關(guān)系。如圖 21 中的實(shí)線部分為開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本的結(jié)構(gòu)。 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 2 數(shù)控 車 床 進(jìn)給伺服系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu) 和 工作原理 及基本要求 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理 步進(jìn)伺服進(jìn)給伺服系統(tǒng)它是以移動(dòng)物件的位置變化還有它的速度的變化作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)。為提高驅(qū)動(dòng)性能還有它們的使用連接方等面的智能化，比如說前饋控制以及電動(dòng)機(jī)參數(shù)的數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 自適應(yīng)控制和自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等。 NEF 400/600 的主 要特點(diǎn)如下 ：（ 1） 伺服系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)部分精度高 ；（ 2） 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差比較低 ；（ 3） 高穩(wěn) 定 性 的 鑄 鐵 床 數(shù)控車床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 身 ；（ 4） 標(biāo)配 12 位刀塔 VDI 30（ NEF 600： VDI 40）；（ 5） 標(biāo)配自動(dòng) （ 液壓 ） 控制尾座 ；（ 6） 數(shù)字驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度 ；（ 7） 主軸回轉(zhuǎn)精度可達(dá)到納米級(jí)（ 8）通過新型長身結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更佳的排屑。 “ 十二五 ” 是我們國家數(shù)控機(jī)床發(fā)展的一個(gè)很重要的時(shí)間段 ， 這時(shí)全世界已經(jīng)從最困難的金融危機(jī)中走出來 ， 國內(nèi)需求拉動(dòng)的效果非常明顯。提高我們的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，受到本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，使我們的工程繪圖、查閱各專業(yè)產(chǎn)書籍、解決和解決問題的 能力以及使用手冊(cè)等基本技能得到訓(xùn)練和提高。 本課題要求我們結(jié)合本專業(yè)所學(xué)的知識(shí)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)與工作原理的分析，按要求對(duì)參數(shù)進(jìn)行選擇、設(shè)計(jì)、校核，實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度和工作的平穩(wěn)性。 該課題的實(shí)施主要是培養(yǎng)我們運(yùn)用已學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行分析、解決實(shí)際問題的能力同時(shí)也是 為了對(duì)我們所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)綜合的考查，為我們以后的工作和學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。 ［ 關(guān)鍵詞 ］ 數(shù)控車床；進(jìn)給機(jī)構(gòu)；滾珠絲杠 ；伺服系統(tǒng) Numerical Control Lathe Stepping Servo System is Designed Mechanical design manufacturing and automation CHENG Sheng— jin Abstract： This topic is mainly to huazhong nc lathe CJK6032A stepping servo system design,The lathe is a teaching model of CNC lathe,Its small dimension, high cutting speed, is in of huazhong CNC lathes feed mechanism on the basis of full understanding， Then the mechanical parts of the CNC lathe feed system design and i