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数控铣床X轴进给系统结构设计【机械毕业设计含11张CAD图+说明书，外文翻译开题报告】

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关键词：: 数控铣床进给系统结构设计机械毕业设计 11 十一 cad 说明书仿单外文翻译开题报告讲演呈文

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数控铣床X轴进给系统结构设计-英文翻译

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摘要：

本文主要设计数控铣床X轴进给系统结构部分，熟悉数控铣床X轴进给系统主要零件。设定好进给系统机械传动部分刚度要求以及承载能力，分析计算X向受力要求，到进给传动各零件进行成本分析。采用类比法，进行数控铣床X轴进给系统的设计。保证工作台行程能够达到要求，进给系统要求结构紧凑、便于操纵、容易维护、加工及装配工艺性好，同时要保证足够传动精度，传动要平稳。机械结构采用伺服电机与滚珠丝杠间接相连的方式，使用同步带相连接。设计过程中对各个零件的受力分析以及X轴向惯量匹配、转矩匹配和进给力的精确计算增加了进给系统的传动精度以及平稳性。滚珠丝杠副即承受转矩又承受扭矩，所以选择角接触轴承。轴承采用串联背靠背配置方式，丝杠采用两端固定，在进给传动中要求有较好的润滑效果。本论文提高设计者对进给系统机械传动零件选择与设计，以及对零件采购与设计制造成本进行分析计算的能力。

关键词：进给传动滚珠丝杠轴承

毕业设计说明书（论文）英文摘要

Title Structure design of X axis feed system of NC milling machine

Abstract

In this paper, the design of CNC milling machine X axis feed system structure, familiar with CNC milling machine X axis feed system main parts. Set up the mechanical drive part of the feed system, as well as the load capacity, the analysis and calculation of the X to the force requirements, to feed and drive the cost analysis of the parts. The design of X axis feed system of CNC milling machine is carried out by analogy method. Ensure that the work station can meet the requirements, the system requires a compact structure, easy to operate, easy maintenance, processing and assembly process is good, but also to ensure adequate transmission accuracy, transmission to smooth. The mechanical structure adopts the method that the servo motor is connected with the ball screw in an indirect way, and the mechanical structure is connected with the synchronous belt. In the design process of the various parts of the force analysis and X axial inertia matching torque matching and the precision of the feed force to increase the transmission accuracy and stability of the feed system. Ball screw pair is bearing torque and torque, solid angle contact bearing. Bearing with series back-to-back configuration, with fixed ends, the feed drive requires a good lubrication effect. In this paper, the designer of the feed system to improve the mechanical transmission parts selection and design, as well as parts procurement and design manufacturing cost analysis and calculation of the ability.

Key words: Feed drive Ball screw pair Bearing

前言 1

第一章?绪论 2

1.1选题背景及意义 2

1.2数控机床出现与影响 2

1.3数控系统演变 4

1.4数控铣床构成部件 5

1.5数控铣床功能特点 6

1.6数控机床分类及应用 7

第二章数控铣床进给传动部分设计 8

2.1传动方式选用 8

2.1.1进给传动特点 8

2.1.2滚珠丝杠副使用 8

2.2电机与丝杠连接方式的选择 10

2.3支承方法的选用 10

2.3.1轴承的选择 10

2.3.2轴承的配置方式 10

2.3.3预紧与间隙消除 12

第三章 X向进给系统结构设计 14

3.1已知条件数据 14

3.2滚珠丝杠副的计算 14

3.3 电机匹配计算 14

3.3.1 惯量匹配计算 14

3.3.2 转矩匹配计算 16

3.4 进给力计算 16

第四章?数控铣床进给传动的润滑与密封 17

4.1数控铣床进给传动润滑与密封的目的 17

4.2数控铣床进给传动的润滑 17

4.3数控铣床进给传动的密封 18

第五章数控铣床X轴进给传动结构设计经济分析 19

5.1技术成本分析的目的与意义 19

5.2成本计算的依据 19

5.3成本材料的构成 20

5.3.1非标准件费用 20

5.3.2标准件购买花费 21

第六章?总结 23

致谢 26

参考文献 28

附录A 装配图零件图 29

附录B 毕业论文光盘资料 30

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内容简介：: I 毕业设计说明书（论文）中文摘要摘要：本文主要设计数控铣床悉数控铣床定好进给系统机械传动部分刚度要求以及承载能力，分析计算 X 向受力要求，到进给传动各零件进行成本分析。采用类比法，进行数控铣床 X 轴进给系统的设计。保证工作台行程能够达到要求，进给系统要求结构紧凑、便于操纵、容易维护、加工及装配工艺性好，同时要保证足够传动精度，传动要平稳。机械结构采用伺服电机与滚珠丝杠间接相连的方式，使用同步带相连接。设计过程中对各个零件的受力分析以及 X 轴向惯量匹配、转矩匹配和进给力的精确计算增加了进给系统的传动精度以及平稳性。滚珠丝杠副即承受转矩又承受扭矩，所以选择角接触轴承。轴承采用串联背靠背配置方式，丝杠采用两端固定，在进给传动中要求有较好的润滑效果。本论文提高设计者对进给系统机械传动零件选择与设计，以及对零件采购与设计制造成本进行分析计算的能力。关键词：进给传动滚珠丝杠轴承业设计说明书（论文）英文摘要 C In NC NC up of as as of to to of NC is by a to is to to is in an is In of of of to of is a In of to as as of I 目录前言 . 1 第一章绪论 . 2 . 2 . 2 . 4 . 5 . 6 . 7 第二章数控铣床进给传动部分设计 . 8 . 8 . 8 . 9 . 10 . 10 . 10 . 11 . 13 第三章 . 14 . 14 . 14 机匹配计算 . 15 量匹配计算 . 15 矩匹配计算 . 16 给力计算 . 17 第四章数控铣床进给传动的润滑与密封 . 18 . 18 . 18 . 19 五章数控铣床 X 轴进给传动结构设计经济分析 . 20 . 20 . 20 . 21 . 21 . 22 第六章总结 . 24 致谢 . 27 参考文献 . 29 附录 A 装配图零件图 . 30 附录 B 毕业论文光盘资料 . 31 1 前言数控技术与数控机床是现代工业制造的重要基础，这个基础对一个优秀国家的经济发展和综合实力有很大影响，世界上每一个优秀国家为了能够提升国际地位以及为了得到更大的国家力量都在大力发展以数控技术为核心的先进制造技术。数控系统中有很多子系统，其中最主要的有进给伺服驱动系统。可以把数控装置比作为数控系统的“大脑”，那么我们就可以认为进给伺服系统就是数控系统中的“四肢”，进给伺服系统能够绝对正确地执行由数控系统发出来的程序指令，用来正确指使运动部件的运动方向，运动速度以及位移量。数控装置与机床本体之间的运动环节就是数控铣床的进给伺服系统，进给伺服系统的作用是接收数控装置发出的程序指令信号，由伺服电机和机械传动部分驱动数控机床的工作台等执行部分来实现工作台的进给量和快速运动。进给伺服系统可以根据编写程序准确地控制运动零件的位置量和移动速度，运动部件要按一定规律运动轨迹移动。进给伺服驱动系统主要包括电动机及及其控制和驱动装置等部件组成。伺服电机是进给系统的动力源，伺服电机能够提供执行部件所需要的动力，伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机和直线电动机。目前，数控机床采用的进给伺服系统一般是伺服电动机到滚珠丝杠到运动零件的方案。而在轻载的设备上有些已经采用直线电动机来直接驱动运动部件在导轨上移动，国外也逐渐开始在数控机床上采用直线电动机用于伺服机构驱动。 2 第一章绪论题背景及意义现代数控机床有很多从简单的数控铣床、数控车床，又慢慢地发展到加工中心这样的高精度机床。数控铣床用于平面和曲面零件加工，也可加工复杂面零件，如凸轮、工装夹具、模型等。并且还可以实现钻孔、扩孔、铰孔和镗孔加工。数控机床对进给运动准确性、加工中的平稳程度以及机器的反应速度要求非常高。传动精度主要表现在机械传动时误差要小；也就是运动件的移动间距要与程序输入的数值要相同。传动时的平稳程度就是在零件做工的时候或者多次震动后，能迅速地平定下来或保持不动的能力。动态响应特性。指电脑从下达指令开始到运动件完成移动之间的时间多少，以及部件瞬时加大运动速度的能力。在数控装置中为保证数控铣床进绐系统的传动精度、数控系统运动中的稳定性和数控程序的响应特性，对数控铣床机械传动装置总体要求是消除间隙、保证密封与润滑、减少摩擦力、减少传动件运动中产生的惯量、提高传动零件刚度和安装精度。优秀的进给系统有利于提高生产质量提高生产效率，能够大大增加零件生产精度，更利于实现高精度高要求零件生产加工。在这几个月时间里面增加了我的自学能力以及查阅书籍的能力。在讨论组中我们应该相互学习一起交流我们的心得，要准备一些需要的资料和文库，为后面计算、画图以及撰写论文做准备。因此对数控铣床动系统机构设计有很重要的意义。控机床出现与影响数控机床是数字控制机械的简称 1，它安装了可以指示运动件移动的系统，而且通过写出编写一些数字类型的命令就可以实现机械加工。这样的机械机床通过这些数字命令就可以完成制造的办法有很好的自动化效果。数控机床按照人工输入这些有规律的尺寸数值就能够自己加工制造好所需要的工件。数控制造可以制造形状不规律的工件，尺寸准确性程度高的产品以及加工个数不多的东西加工生产。数控机床也成为了现代化制造生产的新目标。伴随着现代加工水平的不停发展，对于机械零件产品质量和生产效率要求逐渐变高。在机械加工工艺过程机械设备的自动化生产是达到加工要求的最主要方 3 法之一。它不但可以提高零件精度产品质量、提高加工效率，而且可以降低生产成本同时改善工人的工作环境减少劳动力。大批大量生产加工方法广泛采用自动化机床、组合机床、标准机床和自动生产线，实行多个刀具、多工位、几个零件表面同时加工，以用来提高加工效率和实现自动化生产。这样的加工方法是刚性自动化，不适用于批量小的零件加工，因为小批量加工生产经常变化产品的种类，这要求生产线属于柔性自动化。数控系统的出现正好实现了这种加工方法。 1952年，三坐标联动机床问世，由美国麻省理工成功研制出利用脉冲原理的数控装置，并且把与一台普通立式铣床相连接。这是世界上的第一台也是第一代数控机床。 1958 年我国数控技术是起步阶段，直到 63左右我们也生产出了优秀的数控装置 2。刚刚开始时是一些有名的地方大学使用电子管进行生产制造的。我们一直到了 65年也成功开发晶体管数控机床。 1972年开始我国数控技术在车、铣、刨、磨、镗、钻等领域全面展开，加工中心在北京上海两地也研制成功。并且线切割机床由于结构不复杂、加工操作简单、使用方便、使用成本低因此在模具加工生产中得到了广泛推广。我国在 80年代向日本引进 5、 7、 3等一系列的数控系统和交流伺服电机和主轴私服电机技术，并且从美国、德国引进新的数控技术。我国数控机床能够在加工能力和产品质量方面有了很大提升。 90年代以后我国主要是向高效高端数控机械靠步。当今社会的数控装备发的展趋势有 7点： 1、高速、高精密化数控机床能够高效的缩短工进行程自动生成最短的加工路线从而增加其制造速度。在如今这个年代速度和准确度决定着一切，数控机床恰恰满足了这两个要求，能够缩短零件生产用的时间与此同时还可以保证工件的形状精度以及尺寸要求，进入 21世纪的同时也表明使用的机械产品也进入了高要求高精度时期。 2、越来越多人可以使用计算机，计算机也与非常多的家用设备、机械生产设备相结合，因此发展了起来得到了普及。从此机械零件图的绘制工作不需要使用过多人力，它能够取代人力画出图形。同时会对工件要求方面进行设计计算，提升了零件生产速度之外也降低了操作者在计算时的错误率，减少了机械零件报废率从而达到提高了企业经济效益的目的。 3、功能复合化我经常见到的加工中心就是复合化里面的一种。这样的机床加工工件时，能 4 够大大减少被加工零件装拆需要的时长。因为不需要经常换加工刀具因此零件加工过程中出现的错误就会变少，可以大大保证工件的形状与尺寸要求，工件加工需要的时间也得到了缩短。 4、控制智能化现代数控机床本身可以做到自我检测机床发生的故障，同时可以最大程度化自动修复出现的问题。 5、极端化由于现代社会的需要数控生产正在向两个方向发展。分别是非常小的工件加工以及体积很大的工件加工生产。 6、加工过程绿色化数控加工生产能够最大限度的使用毛坯材料，加工过后产生废料会减少到最少，避免不必要的浪费。加工生产绿色化已经成为可持续发展中最为重要的一环，工业生产中必须要提升对环境保护。 7、多媒体技术的应用多媒体技术的使用将数控加工生产操作变得不再困难，可以满足普通工人操作加工生产零件。能够做到对信息处理优越化与人工智能化，还能监控在数控加工操作过程中发生的故障等等。控系统演变最早的计算机于 1953年投入使用，这证明人类发明了可以增进和取代脑力做一定分工的工具，它为人类步入信息时代奠定了基础。以计算机为主导的核心技术，既可以通过现代通信等提高了人类生活的质量，还可以提高生产效率的飞速发展，开创了人类生产史的新纪元。信息技术的快速发展直接影响了未来知识经济的到来。 1952年计算机与机械机床相互连接产生了第一台数控机床。计算机技术及控制技术在机械制造设备中的应用对制造业发展有着很好的提升是技术的进步。普通机床变化很大，到现代数控机床有两个阶段六代机床发展。数控系统在过去 50年经历了两个阶段的发展以及有了六代机床产生，从五代以后发展起来的，从根本上解决了低可靠性，价格昂贵，应用极不方便这些极为关键的问题。因此在机械发达国家，大规模应用和普及数控系统也是在 80年代初以后实现的，即数控技术经过近 30年的发展，得到了推广和应用普及。一 5 直以来都被国外称为计算机数控（而在中国，它通常被称为数控（通常所说的 “ 数控 ” 就是 “ 计算机数控 ” 。控铣床构成部件数控铣床由五部分组成：用来记录机械加工过程中工件生产时的信息，比如加工时刀具走刀位置，以及加工参数。给进给系统发出命令进行生产加工。用来保存与执行操作者输入的数字程序，通过计算机整理为加工程序传达到伺服装置，它是机床中最重要最核心的东西。我们经常使用的数控系统有西门子、法兰克等等。 3。是数控机床传达运动的部分，包括动力源方面和机械传递运动方面，它根据数控系统提供的命令，来指示运动零件工作。对伺服系统的理解要求要很好，需要在最短时间内做出所需要的运动。用来计算运动零件在工作时的移动距离以及加工速度，将得到数值再传达到机床的大脑里面。体。床体是数控铣床的主体，机床本体的组成部分有床身、底座、立柱、横梁、滑块、工作台部分、主轴箱部分、进给系统、刀架等机械零件。机床本体在起步时期在通用机床上只是单单在变速装置、工作台、刀架换位等方面做出变化。实践表明，数控铣削除了切削用量大、连续加工时所产生的热量较多等影响加工精度外，还和是因为参与自动控制方法，在铣削加工过程中不能够像在普通机床上那样由人工进行干预加工或停止加工。所以数控机床设计比普通机床设计要求更高更加严格，制造精度要求要更精密。因此，在数控铣床设计过程中，有许多增加刚度、减少热变形、提高安装精度等措施，使数控铣床的外观造型、整体布局、机械传动系统和工装都有了较大的改善。主传动系统。它包括伺服电机、机械传动部分和主运动件（主轴）组成，主传动是将伺服电机运动和动力传到运动部件上来实现主切削运动。进给驱动系统。它包括伺服电机、传动部分和进给机构（如工作平台、刀架）等，其功能是将专用的私服驱动装置的运动和动力传递给执行器以实现进给切割运动。支承件。它是指床体、立柱、运动导轨和工作台等等，用来支承机械机床的各个部件，并使各个部件能够保持相对正确位置。 6 辅助装置。不同的数控机床辅助装置也有所不同，如气压装置、换刀装置、液压装置、冷却润滑系统等等。控铣床功能特点数控铣床的主要功能：（ 1）点位控制功能。实现孔系之间位置精度要求高场合加工。（ 2）连续轮廓控制功能。实现直线、圆弧插补及非圆曲线加工。（ 3）刀具半径补偿功能。根据标注尺寸直接编写程序，不需要考虑加工刀具半径，能够缩短编写程序计算时间减少工时。（ 4）刀具长度补偿功能。自动调整补偿所使用刀具长度。（ 5）旋转功能。可将编好的程序在平面加工时改变角度执行。（ 6）宏程序功能。可以使运动部分灵敏性得到提升，更方便工件加工。数控机床的加工特点： (1)加工精度高。现代数控零件加工时可以有效保证零件的形状与尺寸精度。在数控系统中，有对于加工刀具设定的补偿技能，提升了加工误差的校正和补偿，零件机械加工精度得到了很大提升。 (2)提高生产效率。数控生产会根据输入的数字信息自动选择最短的走刀路线，可以大大减少切削使用的时间，提升了加工速度。 (3)适应性与灵活性好。数控生产只要改变输入机床大脑的数字信息就可以对另一个工件工作，可以生产一些传统机械生产不了的工件。 (4)一机多用。现代化机械设备会安装有刀库，机床下达命令可以随时更换加工中需要的刀具，这样就可以完成工件很多个面生产，大大降低了机器的成本，减少了空间大小。 (5)数控生产方便预算出生产线所需要的成本，为企业下一步工作带来很多方便。（ 6）不需要专用夹具。在数控铣床生产中被加工零件可以使用螺栓、台虎钳等等普通的工具就可以达到安装固定的效果。不需要复杂的专用工具对零件进行装夹，可以减少使用复杂机械花费的金钱。（ 7)自动化加工。数控机床生产工件时，只要输入准确的数字指令，把毛坯固定在工作台上面，开动机器就可以加工好需要的产品。上班的工人不一定要死死盯在机器上面，可以监控好几台机器，解放工人的同时也减低了成本。 7 数控机床是可以生产任何工件又可以完成自己控制加工的机械机床。它能够决定机器移动部件谁先工作哪一个后工作，而且可以指挥进给部分的运动快还是慢，也可以根据输入数字信息指挥刀具运动路径。控机床分类及应用按运动控制分类：点控制、线控制与连续控制按私服控制分类：开环、半闭环与闭环按功能水平分类：经济型、普及型与高档型按工艺用途分类：金属加工机床、造型机床、特别加工机床机床应用 4： 1、生产加工批量小的零件； 2、零件精度要求严格，零件结构复杂，如箱体类零件； 3、需要进行多次改变设计的零件； 4、尺寸要求高的零件；5、价格高的零件，这样零件虽然生产批量不大，但是如果在加工过程中出现错误零件则会报废，会产生经济损失。 8 第二章数控铣床进给传动部分设计动方式选用给传动特点数控铣床进给传动对工件轮廓精度、运动准确性、反应速度和生产平稳性能都有影响 5。为此，进给传动有下面三个优点。 (1)摩擦抗力小为增加进给传动的运动准确性，必须减小各个零件之间的摩擦抗性还有动静阻力之间的差距。为了能够缩小进给零件在运动中的摩擦抗力，在进给运动中会大量使用滚动导轨等等这样的滚动摩擦。为了确保系统一致性，需要考虑有适当的阻尼。 (2)传动精度和刚度高进给传动结构系统的传动精度主要由机床进给结构、移动工件中间的空隙是按组装零件的尺寸精度和形状定的。所以在进给运动结构中常常使用加大预载力量或其它措施来消除空隙。减少传动链中齿轮个数，增加运动精度，增加螺钉的直径，可以提高刚度。 (3)运动部件惯量小运动部件产生的惯性对伺服机构传动有着重要影响，特别是对在高速工作中的部件。如果在组成传动结构的工件达到了硬度条件以及运动条件情况下，尽量降低组成工件自身的体重以及空间尺寸大小，可以用来减少惯量。 9 珠丝杠副使用滚珠丝杠副将转动与移动相互转换，广泛应用于数控铣床中。结构特点是在丝杠与丝杠螺母之间装上滚珠，使丝杠与螺母的运动形式为滚动方式，这样可以运动时的减少摩擦。 (1)滚珠丝杠螺母副的工作原理如图 2 滚珠丝杠副的工作原理。如图所示是分别加工有螺旋槽的丝杠与螺母，将滚珠安装在丝杠与螺母之间形成螺旋滚道中，当丝杠旋转时，滚珠沿螺旋槽方向向前滚动从而带动螺母移动，滚珠在螺旋滚道中形成一个回路。 (2)滚珠的循环方式有外循环和内循环两种方法。外循环 6。（图 2滚珠通过螺母外表面进入到螺旋滚道中的形式被称为外循环。如图所示。滚珠丝杠螺母副工作原理面上的螺旋槽或插管返回丝杠间重新进入循环。图 (a)是插管式，滚珠返回螺旋滚道的方式是通过螺母外部弯管，插管式结构形式简单，加工工艺性能好，但由于管道在螺母外面，所以空间尺寸较大。图 (b)是螺旋槽式，螺旋图 2作原理图图 2循环图 2循环 10 槽的结构比插管式结构径向尺寸小占用的空间体积小，但是螺旋槽式的加工工艺过程复杂。内循环（图 2螺母上装装有反向器使滚珠在内部实现循环，在运动过程中滚珠与丝杠一直相互接触，如图所示滚珠从滚道进入反向器，通过反向器滚珠通滚道滚到丝杠通道，从而能够实现滚珠循环。内循环式优点是径向尺寸小、结构紧凑、刚性好、滚珠摩擦损失小。缺点是反小向器加工制造困难。在本次结构设计中则是使用双螺母内循环。机与丝杠连接方式的选择电机与丝杠的连续方式可分为直接连接与间接连接两大类。使用联轴器、联轴套等将电动机与丝杠直接相连的连接方式为直接连接。本次进给系统结构设计电机与丝杠是采用间接连接方式连接，使用同步带传动将电机与丝杠相连接，因为设计中有足够大的空间满足使用间接连接的基本要求，同时使用间接连接存在降速比以满足转矩匹配和惯量匹配，增加传动效率。承方法的选用本传动系统的丝杠采用两端固定的结构方式，并使用两个串联角接触轴承背靠背形式支承丝杠传动。承的选择轴承 7。用于决定回转轴与它相连接工件直间的位置，能够达到支撑工件和达到导轨固定方向的做用。轴承属于滚动摩擦因此可以减少运动工件之间产生的摩擦。轴承安工作方法的不一样有滚动和滑动两种。滚动轴承内部的滚动体有：滚珠、圆柱、滚针等等，滚动轴承可以用于高的转动速度场合。滑动轴承可以抵抗高的压力，工作的时候不会有震动现象并且转动时发出来的声响低。这个大部分被安装在动力元件上面，体型大的电动机等等。滚动轴承由外圈、内圈、滚动体和保持架组成，滚动轴承体积娇小、滚珠与内外圈之间的阻力不高、转动准确性好、装拆方便等因此使用广泛。轴承的制造加工精度要求很高，与轴承配合安装的零件加工精度要求也很高，轴承受损后就不能达到正常使用效果，可能会导致轴承里面的滚动体和支架出现卡死现象。现代机械设备中如果出现由于轴承卡死而引发的故障，一般情况 11 下都是轴承与配合件安装没有达到要求造成的。准确的将轴承与相配合的工件连接在一起能够增加它的使用时长。本结构设计使用角接触轴承，轴承型号 :25)/ 轴承的配置方式轴一般情况下需要在两个端部都要固定，正常情况都是使用成对的轴承来做支承。如果轴就受到与轴垂直方向的力时就可以用向心轴承来固定轴的位置。在传动中轴不但受到与轴心垂直的力量还感受到和轴线平行的力时 ,需要使用接触球轴承来做固定。常用的配置与固定的方法有。（图 2 1、背对背排列当承受载荷中心位于轴承中心线外面时，此轴承配置方式称背对背排列方式。这种排列方法支承间距离大，悬臂距离小因此刚性好。轴承受到高温时轴承间隙增大 8，因此轴承不会卡死现象出现。 2、面对面排列当支承载荷作用中心位于轴承中心线里面时，此轴承配置方式称为面对面排列方式。面对面排列结构不复杂、装拆方便。轴受在高温容易出现轴承卡死，因此这样排列应该严格控制轴承间隙。 3、串联排列当如果受到力量作用点在轴线同一方向的方式称为串联排列。这种排列适合于轴向载荷大，需多个轴承联合承载的场合。轴的径向位置通常由两个支承配合控制，而轴向位置的限定方式和支承方式有这些。图 2承配置方式 a 背对背排列 b 面对面排列 c 串联排列 12 1、两端固定指轴的两个端部都固定住的支承方法（图 2。在传动中轴不但受到与轴心垂直的力量还感受到和轴线平行的力时，一般采用接触球轴承。使用两个端部固定的支撑形式轴承的开口和开口相对或者相反组合使用。在往轴上面组装轴承是通过移动轴套所在的地方，就可以得到想要的空隙大小和松紧程度。正是因为空隙可以任意改变，所以在一些准确性条件高的运动中都用轴承来支撑固定。 2、固定一游动支承轴在安装过程中将一个端部上面装配的轴承和箱体固定在一起不可以移动，还有的那个端部装配轴承时可以和轴产生相互移动。这样可以弥补轴在高温下申长和在零件生产装配是准确性不高产生轴尺寸变化引起的误差。不可移动的端部位置准确性要求高，通常用接触球轴承来做支撑固定。 3、两端游动支承轴的两个端部都是不用准确局限位置的，所以在生产装配时不用考虑轴线方向的间隙。在一些机械传动中轴被一些工件固定好了位置基本上都是使用这样的支撑方法。在传动过程中轴受到了高温变形，轴承都不可能被卡住不动。在速度快、准确性要求高和发出声音要求小的机械运动中使用接触球轴承。本次设计是将两接触球轴承，两个两个装配在一起并且两对的开口向反采用两端固定支承，可以承受结构传动中所产生的转矩与扭矩。 13 紧与间隙消除滚动轴承的预紧：指在轴承装配的时候在滚珠与内圈和外圈相互之间存在一些作用力和可以恢复的形状改变，可以降低在机械做工时出现的形状变化数值，提升准确性和传动可靠性。轴承的预紧方式有轴向预紧和径向预紧两种方式 9，轴向预紧方式有定位预紧（图 2和定压预紧（图 2两种方式。将轴承外圈或者内圈磨去一定厚度，以使轴承在一定的轴向载荷作用下产生预变形的方法称定位预紧。利用弹簧力承受承轴向载荷并预紧的方法称定压预紧。轴承与轴颈采用过盈配合连接这样轴承内圈膨胀，用来消除径向间隙并且产生一定预变形的方法，称轴承的径向预紧。通常情况下这种预紧可以通过带有锥孔的轴承内圈在带有锥面的衬套或者轴颈上位移来实现。本次数控铣床承形式以及配置方法如图 2 图 2位预紧图 2压预紧 14 图 2本次数控铣床有结构紧凑，强度刚性好等特点，并且采用双螺母能够有效的消除间隙。丝杠采用角接触球轴承串联背靠背形式支承，具有承载能力大，不容易出现“卡死”现象等优点。第三章 X 向进给系统结构设计知条件数据数控铣床 1、 0m、 000mm 最小进给单位 X:3、、 6005、门子 1、轴承型号 :25)/、工作台尺寸 800工作台 14 8、进给系统 0/60 珠丝杠副的计算 L=Lt= （ 3 丝杆受热申长系数， =12 105. / t 丝杆与床身之间床的温度， t=3 15 L 丝杆固定螺母中间的长度螺纹占丝杠全长 760/12028=丝杠在不一样的环境情况下受到高热量时形状会发生改变，取滚珠丝杠拉伸量为丝杠上面螺纹长度是整个丝杠长度的则丝杠的方向目标值为机匹配计算量匹配计算根据文献查的公式：移动部件的惯量 : (3转动部件的惯量：（ 3 有降速比时，各部件折算到电机轴上的惯量：（ 3 工作台及螺母质量 : 通过公式得：工作台到丝光的惯量：通过公式得：同步带带轮 1 转动惯量 : 同步带带轮 2 转动惯量 : 滚珠丝杠的转动惯量 : 2324 i 21其他3 工作台2422 2 244341 d 244342 d 24434s d 16 电机电子转动惯量为足 141 矩匹配计算电机转矩计算公式为： M=f+0 （ 3 不做工时到电机轴上面的力矩到电机轴上阻力产生的力矩机轴轴上的附加摩擦力由丝丝杆预紧时折算到（ 3 T 系统响应时间常数电机最大转速（ r/ L+ （ 3 T 为，系统开环增益，数值大小决定机床加工的反应速度，当得传动零件惯性变大，影响了位置准确性。通常情况数控机床 25。本次设计中取 0。根据以上公式计算 y 向的加速力矩，忽略（ 3 通过以上计算，电机转矩匹配。 0 0 a x 44 ）（6.9 m IL i4 7 给力计算 N(m，经 1:2降速，机械效率则进给力： (3本章节公式 3 3自机械设计手册 113046 18 第四章数控铣床进给传动的润滑与密封控铣床进给传动润滑与密封的目的数控铣床进给传动润滑的目的 11：减小摩擦发热，避免工作温度过高，降低磨损量，防止锈蚀量，散热 (油润滑 )，密封 (脂润滑 )。数控铣床进给传动密封的目的：可以防止润滑脂润滑油的流失；防止灰尘进入机械传动机构内部；控铣床进给传动的润滑选择润滑剂时应考虑的因素有： 1)轴承的工作温度不一样的润滑剂适于的温度范围不同。过高温度的工作环境下润滑剂的粘度下降、润滑效果降低、甚至导致润滑失效。正常的工作环境，应保证润滑油的粘度，对于球轴承不低于 1 310m 2 s，对于滚子轴承不低于210m 2 s。 2)轴承的工作载荷润滑油的粘度是随工作压力变化而变化的，当轴承所受载荷增大时，润滑区里面润滑油的压力也随之增加、粘度会降低，会导致油膜厚度减薄，以至于破裂。因此，轴承工作载荷越大的场合，所选润滑油的粘度也应该越大。数控铣床进给传动的润滑一般有两种： 1、润滑脂润滑脂是由润滑油、稠化剂和添加剂在高温环境下混合制成的。根据稠化剂的种类不同润滑脂可分为钙基润滑脂、钠基润滑脂等。润滑脂的选择依据是根据轴承的工作条件、温度、载荷的不同进行选择。大部分支承轴承润滑方式都采用脂润滑，脂润滑油膜强度高、粘度高、使用寿命长、轴承密封简单、防尘、防水进入轴承内部等优点。脂润滑的缺点是：转速较高时，产生摩擦消耗的功率比较大。润滑脂量的不足或者过多，都会导致轴承在工作过程中温升增大，过多润滑脂会加快轴承磨损，固润滑脂的用量要适当。润滑脂填充量占内部空间的 1 3 1 2。 2、润滑油 19 润滑油包括特制的矿物油、植物油和合成润滑油。润滑油内部运动时所产生摩擦阻力叫粘度。粘度数值能够影响润滑油的流动性以及在轴承表面形成润滑油膜的能力，润滑油选择的标准是粘度。在高速或者高温机械传动中的轴承，一般使用油润滑。油润滑的优点是：润滑可靠性高、摩擦系数小、有较好的冷却和清洗作用、同时可以使用很多种润滑方式以用来适应不同的工作条件。润滑油润滑需要复杂的密封装置以及供油设备，用来保证润滑油不会流失以及供油的连续性。当轴承完全淹没在润滑油中时，油面的高度要低于滚动体中心。转速较高情况下应使用滴油或油雾润滑。控铣床进给传动的密封数控铣床进给传动密封方式有静密封和动密封两大类。按密封件和零部件是否接触分接触式密封和非接触式密封。密封方式有机械密封以及压力密封。机械密封组成零件形状复杂不容易加工属于高要求工件，机械密封件的形状、尺寸大小要求以及装配的方式方法直接影响密封的可靠性和工作时间的长短。。机械零部件表面精度要求高且表面干净时通常使用压力密封。大部分是采用密封圈密封，用油液的压力使密封元件发生形状改变出而完成密封要求。本次设计中轴承使用润滑油润滑密封方式采用接触式密封（密封圈密封）。油润滑可以降低工作中产生的温度、润滑效果良好。接触式密封能够减少润滑油的流失同时可以防止杂质、灰尘进入，保证良好的工作环境。 20 第五章数控铣床 X 轴进给传动结构设计经济分析术成本分析的目的与意义技术经济分析可以增加经济利益、带动现代生产水平，虽然生产水平和经济科学是不相同的两个方面，但是两者密不可分，先进的生产技术可以带动一个国家发展，但这一切都是要建立在优秀的经济基础上。技术经济是利用总体计算生产设备以及所用原材料在不相同的时候，企业支出的本金不一样的问题。设计中通过对原材料的使用，加工方法设备的改变以及加工方式的改变来最大限度提升利益。通过利益分析，可以为公司带来不同盈利额，因此合理的成本分析是机械加工生产中对成本规划最有利的结果，为公司拟定经营方案时提供了很好的指标。在做产品设计的同时，要找出直接关系到生产本金存在的问题，加工生产前有一个好的利益分析计算能够给企业带来最大程度的利益效果。本计算的依据在课题设计时统计出每一个组成零件的个数，以及每一个组成件的生产费用就可以准确的计算出总的设计费用。依据计算公式：零件成本 =材料费用 +加工工时费用材料费用 =材料的单价材料的

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