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摘 要
本全面阐述了XK5036数控铣床的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。详细介绍了XK5036数控铣床的结构设计及校核，并进行了分析。另外汇总了有关技术参数。
其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产、应用等环节进行了介绍。包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。
关键词：铣床，数控，伺服电机，滚珠丝杠
Abstract
Elaborated comprehensively the numerical control CNC planer type milling machine's structure principle, the design feature, elaborated has used step-by-steps the electrical machinery and the ball bearing guide screw nut vice-merit. Introduced in detail the numerical control CNC planer type milling machine's structural design and the examination, and have carried on the analysis. And has compiled the related technical parameter.
In which introduced emphatically the ball bearing guide screw principle and selects the principle，To ball bearing links and so on guide screw production, application has systematically carried on the introduction. Including the type choice, the parameter choice, the precision choice, the round-robin mode choice, the principle as well as the factory choice which matches with the main engine and so on.
Key Words: milling machine, Numerical control, Step-by-step, serve motor, Ball bearing guide screw nut
目 录
摘 要 II
Abstract III
目 录 IV
第1章 数控机床发展概述 1
1.1 数控机床及其特点 1
1.1.1 数控机床与普通机床的区别 2
1.1.2 数控机床的适用范围 2
1.2 数控机床的工艺范围及加工精度 3
1.3 数控机床的发展趋势 4
1.3.1 高速化 4
1.3.2 高精度化 4
1.3.3 功能复合化 5
1.3.4 控制智能化 5
1.3.5 体系开放化 6
1.3.6 驱动并联化 6
1.3.7 极端化(大型化和微型化) 7
1.3.8 信息交互网络化 7
1.3.9 新型功能部件 7
1.3.10 高可靠性 8
1.3.11 加工过程绿色化 8
1.3.12 多媒体技术的应用 8
第2章 数控机床总体方案的制订及比较 9
2.1总体方案设计的内容 9
2.1.1系统运动方式的确定 9
2.1.2伺服系统的选择 9
2.1.3执行机构传动方式的确定 10
2.1.4计算机的选择 10
2.2总体设计方案的确定 10
2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择 10
2.2.2计算机系统 10
2.2.3机械传动方式 11
第3章 确定切削用量及选择刀具 1
3.1刀具选择 1
3.2切削用量确定 1
3.3切削三要素 2
3.4加工精度和表面粗糙度 2
3.5刀具材料 5
第4章 传动系统图设计 6
4.1 传动系统设计 6
4.1.1 参数的拟定 6
4.1.2 传动结构或结构网的选择 6
4.1.3 转速图拟定 8
4.1.4 齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制 11
4.2 传动件的估算与验算 15
4.2.1 传动轴的估算和验算 15
4.2.2 齿轮模数的估算与验算 17
4.3 展开图设计 22
4.3.1 结构实际的内容及技术要求 22
4.3.2 齿轮块的设计 24
4.3.3 传动轴设计 26
4.3.4 主轴组件设计 29
4.4 制动器设计 33
4.5 截面图设计 35
4.5.1 轴的空间布置 35
4.5.2 润滑 35
4.5.3 箱体设计的有关问题 37
第5章 纵向进给系统的设计与计算 38
5.1设计方案的确定 38
5.2 机械部分设计与计算 38
5.2.1纵向进给系统的设计与计算 38
致 谢 47
参考文献 48
第1章 数控机床发展概述
数控机床(Numerical Control Machine Tools)是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。
数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程大致如下：
1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。
1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。
1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。
1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。
1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。
20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。
20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。
数控机床特点
1.1 数控机床及其特点
数控机床特点
1.1.1 数控机床与普通机床的区别
数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：
1. 适合于复杂异形零件的加工
数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。
2. 加工精度高
3. 加工稳定可靠
实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠。
4. 高柔性
加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。
5. 高生产率
数控机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高，一般为普通机床的 3～5 倍，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。
6. 劳动条件好
机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。
7. 有利于管理现代化
采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。
8. 投资大，使用费用高
9. 生产准备工作复杂
由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。
10. 维修困难
数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求很高。
1.1.2 数控机床的适用范围
由于数控机床的上述特点，适用于数控加工的零件有：
·批量小而又多次重复生产的零件；
·几何形状复杂的零件；
·贵重零件加工；
·需要全部检验的零件；
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