【正文】 計 機床的主要性能 本設(shè)計對數(shù)控車床的進給系統(tǒng)進行了設(shè)計，該車床主要用于小尺寸的軸類零件和盤類零件的精密加工。 本章小結(jié) 本章先介紹了數(shù)控機床的分類，特點與研究現(xiàn)狀，介紹了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，以及伺服系統(tǒng)的特點。 沈陽理工大學學士學位論文 6 本課題的研究內(nèi)容和方法 本 次設(shè)計的內(nèi)容是車床進給系統(tǒng)方案設(shè)計及總體布局圖繪制、縱向及橫向伺服進給機構(gòu)的理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制裝配圖、典型零件繪制及外文資料文獻翻譯，并撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。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。 隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)已開始采用高速、高精度的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。電機應具有耐受 4000rad/s2 以上的角加速度的能力，才能保證電機可在 以內(nèi)從靜止啟動到額定轉(zhuǎn)速。一般直流伺服電機要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載 4～ 6 倍而不損壞。 伺服系統(tǒng)對伺服電機的要求： 1）從最低速到最高速電機都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動要小，尤其在低速如 /min或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。提高伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能和可靠性，對于數(shù)控機床具有重大意義，研究與開發(fā)高性能的伺服系統(tǒng)一直是現(xiàn)代數(shù)控機床的關(guān)鍵 技術(shù)之一。它包含機械、電子、電機 (早期產(chǎn)品還包含液壓 )等各種部件，并涉及到強電與弱電控制，是一個比較復雜的控制系統(tǒng)。這些軸有的帶動工作臺，有 的帶動刀架，通過幾個坐標軸的綜合聯(lián)動，使刀具相對于工件產(chǎn)生各種復雜的機械運動，加工出所要求的復雜形狀工件。在數(shù)控機床中，伺服系統(tǒng)主要指各坐標軸進給驅(qū)動的位置控制系統(tǒng)。而數(shù)控機床技術(shù)水平的提高首先依賴于進給和主軸驅(qū)動特性的改善以及功能的擴大，為此數(shù)控機床對進給伺服系統(tǒng)的位置控制、速度控制、伺服電沈陽理工大學學士學位論文 5 機、機械傳動等方面都有很高的要求。 機床 它是用于完成各種切削加工的機械部分，是在普通機床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但也做了很多改進和提高，它的主要特點是：由于大多數(shù)數(shù)控機床采用了高性能的主軸及伺服傳動系統(tǒng)，因此數(shù)控機床的機械傳動結(jié)構(gòu)得到了簡化，傳動鏈較短；為了適應數(shù)控機床連續(xù)地自動化加工，數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)具有較高的動態(tài)剛度、阻尼精度及耐磨性，熱變形較小；更多地采用高效傳動部件，如滾珠絲杠副、直線滾動導軌等；不少數(shù)控機床還采用了刀庫和自動換刀裝置以 提高機床工作效率 [1]。 伺服系統(tǒng) 它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，包括驅(qū)動機構(gòu)和機床移動部件 ,它接受數(shù)控裝置發(fā)來的 各種動作命令，驅(qū)動受控設(shè)備運動。軟件由管理軟件和控制軟件組成。它由硬件和軟件組成。高級的數(shù)控系統(tǒng)可能還包含一套自動編程機或者 CAD/CAM 系統(tǒng)。常用的信息載體有穿孔帶等，通過相應的輸入裝置將信息輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。數(shù)控機床是典型的數(shù)控化設(shè)備，它一般由信息載體、計算機數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機床四部分組成。 沈陽理工大學學士學位論文 4 伺服系統(tǒng)的特點 數(shù)字控制，是一種自動控制技術(shù)，是用數(shù)字化信號對控制對象加以控制的一種方法。 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)性能日臻完善，數(shù)控系統(tǒng)應用領(lǐng)域日益擴大。而國外數(shù)控車床無論是設(shè)計水平，還是制造水平，都要高出國內(nèi)數(shù)控車床。目前，我國數(shù)控機床 (包括經(jīng)濟型機床 )品種約有 500 個 [2]。這些成功為中國數(shù)控系統(tǒng)的自行開發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ) [1]。特別重要的是，我國數(shù)控系統(tǒng)的可靠性已有很大提高， MPBF 值可以在 15000h 以上。例如，曾長期困擾我國、并受到西方國家封鎖的多坐標聯(lián)動技術(shù)對我們已不再是難題， m? 當量的超精密數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控仿型系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進給數(shù)控系統(tǒng)、 實時多任務操作系統(tǒng)都已研制成功。 我國數(shù)控系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于成熟，在重大關(guān)鍵技術(shù) (包括核心技術(shù) )，已達到國際先進水平。目前世界數(shù)控機床年產(chǎn)量超過 15 萬臺，品種超過 1500 多種 [2]。 數(shù)控機床是先進制造業(yè)的基礎(chǔ)機械，是最典型的多品種、小批量、高科技含量的機電一體化產(chǎn)品。應用一個或多個計算機作為數(shù)控系統(tǒng)的核心組件的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)稱為計算機數(shù)控系統(tǒng) (CNC)。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展， 1965 年出現(xiàn)了第三代數(shù)控系統(tǒng) ——集成電路數(shù)控系統(tǒng)。 1952年第一代數(shù)控系統(tǒng) ——電子管數(shù)控系統(tǒng)的誕生。概括起來，數(shù)控機床有以下幾方面的特點： 提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定； 提高生產(chǎn)效率，一般約提高效率 3~5 倍，使用數(shù)控加工中心機床則可提高生率5~10 倍； 可加工形狀復雜的零件； 減輕了勞動強度，改善了勞動條件； 有利于生產(chǎn)管理和機械加工綜合自動化的發(fā)展 。根據(jù)數(shù)控機床的功能和組成，一般分為以下幾類： 按坐標軸數(shù)分類：一般數(shù)控機床，數(shù)控加工中心機床，多坐標軸數(shù)控機床； 按特點分類：點位控制數(shù)控機床，直線控制數(shù)控機床，輪廓控制數(shù)控機床； 按有無測量裝置分類：開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)； 按功能水平分類：經(jīng)濟型，普及型，高級型。 數(shù)控機床的分類 數(shù)控機床的品種和規(guī)格繁多，分類方法不一。 控制介質(zhì)：以指令的形式記載各種加工信息； 數(shù)控裝置：接受輸入的加工信息，經(jīng)數(shù)控裝置運算處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應的脈沖； 伺服系統(tǒng)：把數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機床運動部件的機械位移；用于實現(xiàn)數(shù)控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。它與普通機床相比，其優(yōu)越性是顯而易見的，不僅零件加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且自動化程度極高，可減輕工人的體力勞動強度，大大提高了生產(chǎn)效率，特別值得一提的是數(shù)控機床可完成普通機床難以完成或根本不能加工的復雜曲面的零件加工，因而數(shù)控機床在機械制造業(yè)中的地位愈來愈顯得重要。 Servo feed system。伺服電動機；伺服進給系統(tǒng)；滾珠絲杠副 沈陽理工大學學士學位論文 II Abstract NC machine tools as typical electromechanical products, plays an enormous role in machinery manufacturing, it solutes the problems of modern machinery manufacturing plex, precision, small batches， changeable parts processing, also it can be able to stable quality of products, increase productivity greatly. In this paper, it mainly explore to the topic of mechanical parts of NC machine tools’ servo feed system, This article describes the designing method of the NC machine tools’ servo feed system , including designing the transmission system, choosing Ball Screws, servo motor, checking the accuracy and rigidity. Make out parts of NC machine tools’ servo feed system and assemble the parts with solidworks. Export 2D engineering drawing and make the animations of feed system, produce threedimensional cutaway views of Ball Screws and Rolling Guides. Key word: NC machine。同時運用軟件 Solidworks 做出伺服進給系統(tǒng)的零部件，以及將各個零部件進行裝配，二維工程圖出圖。沈陽理工大學學士學位論文 I 摘 要 數(shù)控機床作為機電一體化的典型產(chǎn)品 ,在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用 ,很好的解決了現(xiàn)代機械制造中結(jié)構(gòu)復雜，精密，批量小 ,多變零件的加工問題 ,且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量 ,大幅度提高生產(chǎn)效率。本論文主要對數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)的機械部分這一課題進行探討，文中詳細描述了數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計方法 ,包括傳動系統(tǒng)總體設(shè)計，滾珠絲杠副的選擇，伺服電動機的選擇 ,精度和剛度驗算。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控機床 。Servo motor。 Ball Screws 沈陽理工大學學士學位論文 III 目 錄 摘 要 ........................................................................................................................................................................ I Abstract ....................................................................................................................................................................II 1 緒論 ................................................................................................................................................................... 1 數(shù)控機床的概念 ................................................................................................................................. 1 數(shù)控機床的組成分類及特點 ............................................................................................................. 1 數(shù)控機床的組成 .................................................................................... 1 數(shù)控機床的分類 .................................................................................... 1 數(shù)控機床的特點 .................................................................................... 1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展簡史及國外發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................................................ 2 我國數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 .................................................................................................... 2 數(shù)控技術(shù)狀況 ........................................................................................ 2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 ............................................................................ 3 伺服系統(tǒng)的特點 ................................................................................................................................. 4 本課題的研究內(nèi)容和方法 ................................................................................................................. 6 本章小結(jié) .............................................................................................................................................. 6 2 進給系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 ..................