三坐标数控磨床设计论文.doc

第1页中文摘要本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。所有电机均有单片机进行控制。此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；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；数控装置的设计，了解其控制原理。设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。关键词：数控三坐标铣床第2页英文摘要Thisdesignisfortri-coordinatenumericalcontrolgrindingmachine.Thismachinetoolcanworkalongthecurveandstraightlinethroughco-operationofthreeaxles.Bychangingtheabrasivewheelitcanalsoprocessdifferenttypeandoutline.Andthusimprovethequalityofitssurface.Furthermore,thismachinetoolcanhandletheface-improvingprocessofothertoolsandcomponents.Thetri-coordinateNCcurvedsurfacegrindingmachineworkheadisconnectedwithstandpostbymeansofamouse-toothdevice.Itcanchangetheanglebetweenthemainaxleandworkdesk.Themotionoftri-coordinatedirectionisurgedbyDC.Theworkdeskisfixedatbothends,thusitcanreachthehighaccuracy.Threecoordinatedirectionmoveandurgebydirectcurrentserveelectricalmachineryandrealizehalfcloseringsystemthroughspeedfeedbackandpositionfeedback.Mainshaftadoptandexchangeelectricalmachinerybyelectricalmachinery,goonstepspeedregulationtotheirbyconverter.Allelectricalmachineriesarecontrolledbytheone-chipcomputer.Inthiswaytheproductproducedarewithhighqualitywemainlydesignthestructureofthenumericallycontrolledmillingmachine,andfindoutcontrolprncipleofsingletoolmachine:ThedesignofthetransmissionstructureofX、Yworktable.Mainlytheapplicationofbollbeany；Assitingsystemwiththecontrolofopen-loopsystemanditsworkingprinples；Thedesignofthewholemachinestructureanditadvantagesanddisadvantages；Thedesignofthenumericallycontrolleddevice,anditscontrolprinciples.Inthisdesign,wefullyconsiderthepracticalordersofeconomy,technologyandapplicabilityandchoosetheleastplantogettheleasteffect.KeyWords:NumericalControlTri-coordinateMillingMachine第3页目录中文摘要.1英文摘要.2目录.3第一章概论.11.1数控机床的产生与发展.11.2何谓数控机床.11.3数控机床的应用范围.11.4数控机床的基本组成.21.5数控机床的分类.21.6数控机床的工作过程.21.7数控机床的特点.21.8磨削概论.21.9三坐标数控磨床.3第二章总体结构设计.62.1提高机床的结构刚度的设计.62.2提高机床的抗振性的措施.72.3提高机床灵敏度.7第三章进给伺服系统结构设计.83.1进给伺服系统的作用.83.2进给伺服系统的设计要求.83.2.1对进给伺服系统的基本要求.83.2.2进给伺服系统的设计要求.93.3进给伺服系统的组成.93.4进给伺服系统的分类.93.5给伺服系统的数学模型。.103.5.1数控机床的位置调节系统.103.5.2进给伺服系统的数字模型.103.6进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析.103.6.1时间响应性.103.6.2频率响应特性.113.6.3稳定性分析.113.6.4快速性分析.113.6.5伺服精度.113.7驱动元件的设计.123.7.1.选用伺服电动机.123.7.2选用交流伺服电机.123.8机械传动部件的设计.14第四章床身与导轨.204.1床身设计.204.1.1床身结构的基本要求.204.1.2床身的结构.204.1.3床身的截面形状.204.1.4钢板焊接结构.214.1.5箱体封沙结构.21第4页4.2导轨设计.214.2.1对导轨的要求.214.2.2滑动导轨.214.2.3贴塑滑动导轨.214.2.4导轨结构.224.2.5导轨设计.224.2.6导轨的材料.22第五章主传动系统结构设计.235.1主传动系统的设计要求.235.2主传动变速系统的设计.235.3主轴组件设计.235.3.1对主轴组件的性能要求.235.3.2主轴组件的组成和轴承选型.245.3.3主轴组件的技术要求.255.3.4主轴组件的动态特性.265.3.5主轴轴承的润滑.265.4选择主轴电机.275