数 控 铣 床 纵 向 进 给 轴 设 计
ZXK7532数控立式钻铣床主运动、进给系统与控制系统的设计说明
第1章机床总体布局设计1.1 机床总体尺寸参数的选定根据设计要求并参考实际情况，初步选定机床主要参数如下：工作台宽度×长度400×1600mm主轴锥孔7∶24工作台最大纵向行程300mm工作台最大横向行程375mm主轴箱最大垂直行程400mm主轴转速级数12级主轴转速围30~1500r/minX、Y轴步进电机130BF001（反应式步进电动机）Z轴步进电动机130BF001（反应式步进电动机）主电动机的功率 4.0KW主轴电动机转速1440r/min机床外形尺寸（长×宽×高）150×1200×2300mm机床净重500Kg1.2 机床主要部件及其运动方式的选定1.2.1 主运动的实现因所设计的机床要求能进行立式的钻和铣，垂直方向的行程比较大,因而采用工作台不动,而主轴箱各轴向摆放为立式的结构布局；为了使主轴箱在数控的计算机控制上齿轮的传动更准确、更平稳，工作更可靠，主轴箱主要采用液压系统控制滑移齿轮和离合器变换齿轮的有级变速。
1.2.2 进给运动的实现本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制，因此在X、Y、Z三个方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副，其动力由步进电机通过调隙齿轮传递。
1.2.3 数字控制的实现采用单片机控制，各个控制按扭均安装在控制台上，而控制台摆放在易操作的位置，这一点须根据实际情况而定。
1.2.4 机床其它零部件的选择考虑到生产效率以及生产的经济性，机床附件如油管、行程开关等，以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外购形式。
1.3 机床总体布局的确定根据以上参数及主要部件及其运动方式，则可拟定机床的总体布局图，详细图纸请参照1号A1图纸。
第2章 主传动的设计2.1 议定转速图2.1.1 确定结构式和结构网式：1.主传动的确定n max ，n min 和公比Ф的确定：根据ZJK-7532的使用说明书，初步定主轴转速围为95～1600r ／min ，则Ф＝1-Z n R =1minmax -z nn ＝11951600＝1.29 ………………………………(2.1) 由设计手册取标准值得：Ф=1.26。
数铣基础知识及工艺编程剖析
加工中心的分类
1、按功能特征分
(1) 镗铣加工中心：有一般立式、卧式镗铣加工中心和龙门式加工中心 等种类。以镗铣为主，适用于加工箱体、壳体以及各种复杂零件的特 殊曲线和曲面轮廓的多工序加工。适用于多品种小批量的生产方式。 (2) 钻削加工中心：它以钻削为主，刀库形式以转塔头形式为主。适用 于中小零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及连续轮廓铣削等多工序加工。 (3) 复合加工中心：它主要指五轴复合加工，可自动回转主轴头，进行 立卧加工。在主轴自动回转后，在水平和垂直面实现刀具自动交换。
加工中心的自动换刀装置
自动换刀装置的用途是按照加工需要，自动地更换装在主轴上的 刀具。自动换刀装置是一套独立、完整的部件。
1、自动换刀装置的形式
回转刀架 如：车削中心 带刀库的自动换刀装置：镗铣类加工中心
带刀库的自动换刀装置是镗铣加工中心上应用最广 的换刀装置，主要有机械手换刀和刀库换刀两种方式。
刀具制造麻烦！ 刀具编码
刀 具 编 码
刀座编码方式是预先对刀库中的刀座(用编码钥匙等方法) 进行编码，并将与刀座编码相对应的刀具放入指定的刀座中； 换刀时，根据刀座编码选刀，使用过的刀具也必须放回原来的 刀座中。
多采用此种！
刀座编码
目前应用最多的是计算机记忆跟踪式选刀。这种方式的特点是，刀具号和存 刀位置或刀座号对应地记忆在计算机的存储器或可编程控制器内。 不论刀具存放 在哪个地址，都始终记忆着它的踪迹。在刀库上装有位置检测装置。这样刀具可以 任意取出，任意送回。刀具本身不必设置编码元件，结构大为简化，控制也十分简 单，计算机控制的机床几乎全都用这种选刀方式。在刀库上设有机械原点，每次选 刀运动正反向都不会超过180°的范围。 当选刀动作完成后，即处于等待状态， 一旦执行到自动换刀的指令，即开始换刀动作。
卧式车床数控化改造设计—纵向进给系统设计另外有完整图纸
卧式车床数控化改造设计—纵向进给系统设计另外有完整图纸⽬录1 绪论 (1)1.1 国内外数控机床的发展现状 (1)1.2 数控系统的发展趋势 (2)1.3 普通机床数控改造的意义 (3)1.4 本⽂的设计任务 (3)2 C6140普通车床数控改造的总体⽅案设计 (5)2.1 C6140普通车床介绍 (5)2.2 总体⽅案的确定 (6)2.3 机械系统的改造设计⽅案 (8)3 纵向进给系统的详细设计与计算 (13)3.1 脉冲当量的确定 (13)3.2 切削⼒的计算 (13)3.3 滚珠丝杠螺母副的设计及计算 (14)3.4 齿轮传动的计算 (18)3.5 步进电动机的选择 (19)4 传动间隙的调整与预紧及导轨的设计 (22)4.1 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 (22)4.2 进给系统传动齿轮间隙的消除 (23)4.3 数控改造C6140车床导轨设计 (24)5 数控系统硬件电路设计和软件设计 (28)5.1 数控系统基本硬件组成 (28)5.2 单板机控制系统的设计 (28)5.3 软件设计 (31)结束语 (33)致谢 (34)参考⽂献 (35)1 绪论1.1 国内外数控机床的发展现状1.1.1 国内数控机床的发展现状近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在⼤中企业已有较多的使⽤，在中⼩企业甚⾄个体企业中也普遍开始使⽤。
在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使⽤外，⼤都处于单机运⾏状态，并且相当部分处于使⽤效率不⾼，管理⽅式落后的状态。
2001年，我国机床⼯业产值已进⼊世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额⽐上⼀年增长25%。
但由于国产数控机床不能满⾜市场的需求，使我国机床的进⼝额呈逐年上升态势，2001年进⼝机床跃升⾄世界第2位，达24.06亿美元，⽐上年增长27.3%。
近年来我国出⼝额增幅较⼤的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加⼯机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压⼒机、⽊⼯机床等。
数控铣床设计说明书
1.1数控机床的产生和发展历程1.1.1数控机床的发展简史1946年世界上诞生了第一台电子计算机，同期美国北密执安的小型飞机承包商帕尔森斯公司(Parsosncoproraitno)为了制造飞机机翼轮廓的板状样板，提出了采用数字控制技术进行机械加工的思想，1949年由帕尔森斯公司与美国麻省理工学院伺服机构研究所合作开始从事数控机床的研制工作，1952年，研制出第一台实验性数控系统，并把它装在一台立式铣床上，成为世界上第一台数控机床，成功实现了同时控制三轴的运动。
1954年11月，在帕尔森斯专利基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司(Bendixocproratjno)生产出来，从此，传统机床产生了质的变化。
50多年过去了，数控系统由当时的电子管起步，经历了两个阶段六代的发展，即：硬件逻辑数控，简称为数控（NC）阶段经历了三代，即1952年第一代—电子管；1995年第二代—晶体管和印刷电路板；1965年第三代—小规模集成电路，由于它体积小，功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高，数控系统发展到第三代。
计算机数控(计算机数字的控制，简写为CNC)阶段也经历了三代，即1970年第四代—小型计算机，1974年第五代—微处理器(MNC)和1990年第六代—基于Pc的阶段。
数控系统发展到了第五代以后，从根本上解决了可靠性低、价格昂贵、应用不方便等极为关键的问题，并在上世纪七十年代末八十年代初以后首先在美国、日本、欧洲等工业发达国家得到大规模普及应用。
1.1.2 我国数控技术的发展1.1.2.1我国数控技术经过了研制开发、引进技术、消化吸收、科技攻关和产业攻关几个过程，并得到了飞速发展。
从1958年起，由一些科研院所、高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发，由于受到当时国产电子元器件水平低、部门经济等因素的制约，未能取得较大的进展。
在改革开放以后，经过“六五”(1981一1985年)的引进国外技术，“七五”(1986一1990年)的消化吸收和“八五”(1991一1995)国家组织的科技攻关和“九五”(1996一2000年)国家组织的产业化攻关，才使得我国数控技术逐步取得实质性的进展，一些较高档次的数控系统(五轴联动)，分辨率为0.002 m的高精度数控系统、数字仿形数控系统、为柔性单元配套的数控系统都开发出来，并造出样机，开始了专业化生产和使用。
X6132铣床纵向滚珠丝杠副的设计
Ｘ １ ２铣床 进行 数控 改 造 ， 以显 著提 高 机 ６３ 可 床性 能 和减轻操 作 者劳动 强度 。合 理选 用和设计 各零 部件 ， 保 证 改造 效 果 和 降低 成 本 。下 面 以 可 Ｘ １ ２铣床 数控 改 造 为例 ， 绍 滚 珠 丝 杠 副 设 计 ６３ 介
的方 法 。
Ｋ 一 １ １ （ ｆｎ） ３ ０ Ｎ／ａ ，
所 以求 得 ：ｄ ≥ ８ｍｍ １ （ ） 据 ｄ ×Ｎ 值得 ： ２根 。 ｄ ≤ 可 ０ ０— ４ ７ 。 ７ ０ ０ ６
．
螺母 预 紧力 ：
Ｆ ≈ Ｆ ／ ３— ３ ０ （ ５ ７ Ｎ）
取 Ｎ— Ｎ１ ，
取 Ｆ ３ ０ （ 。 ０ ０ Ｎ） 一
其 中： Ｎ 一Ｎ１ ５ ０ｒｉ＿ ， —１ ０ ｎ 。 ａ
－： 厂 与丝 杠杠安 装 方式 有关 的临 界 转速 系数 ，
由于是 “ 固定 一一 固定” 装 方 式 ， 文献 Ｅ － 取 安 查 ｚＩ ，
－一２ １ ， 厂 ． ９
（） ２ 螺纹 滚道 接触 刚度 Ｋ 、 从 Ｊ Ｓ产 品样本 得 ： Ｃ
０ ６ ０ ００ １０ ０ ０ ０
５０ ２ ５０ ２ ５０ ２
１０ ０ ５ ０ ４０ ０ ３０ ０
３ Ｏ ６ Ｏ ｌ Ｏ
般 进 给 强 力切 削
式 中 ： 厂 —— 载荷 性 质 系 数 ， 查 文 献 资 料 ２ 根 可 ， 据工作 状态 ， 取 一 １２ ．。
１ 、 ２… — —
对应 Ｆ 、２ １Ｆ …时 的转速 ｒ ｍｉ， ／ ｎ
切削 方式 ： 铣削 或钻 削 ， 一般 工作 状态 。 工作 条件 ： 见表 １ 所示 ：
表 １ 工 作 条 件
数控龙门铣床技术规格及要求
机床描述
液压、 液压、润滑部分
本设备液压系统的主要零部件（如液压泵、电 磁阀、减压阀、压力继电器等）使用德国力士 乐原装产品。 液压系统配有恒温油箱和自动循环冷却装置。 液压系统设计油面液位报警、油温报警、回流 堵塞报警、最低工作压力报警等安全监控装置 。 有完善的润滑系统，各运动轴可实现定时、定 量全自动润滑和点动强制润滑，并可进行检测 与报警。
中庸机敏
诚实守信
机床描述
机械部分
滑枕（Z轴）结构采用包容式贴塑滑动导轨副，耐磨且 保证切削的稳定性，Z轴驱动采用交流伺服电机驱动滚 珠丝杆旋转，实现滑枕垂直运动。配备液压平衡系统 ，确保Z轴移动平稳。 主轴采用交流伺服主轴电机实现无级调速。主轴采用 内循环油液冷却，避免主轴热变形。主轴可自动拉刀 ，就近配备松拉刀按钮。主轴可自动定向，定向方式 准确可靠。
中庸机敏
诚实守信
机床描述
本设备结构设计合理，有足够的强度、刚 度以及良好的稳定性，并且其构件具有良 好的耐磨性和较小的热变形，精度稳定可 靠；本设备在环境温度0～45℃，相对湿度 ≤95%条件下，能正常连续工作24小时，且 精度稳定。
中庸机敏
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机床描述
所选用的机械、液压、电气、电子元件是优质的 、成熟的、可靠的系列产品。 有可靠的安全保护、报警、保险措施，以防止误 操作或意外事故致使机器受损或人身伤亡。 零件和仪表及全部图纸资料的度量单位全部采用 国际单位SI标准；所有仪表、零部件的设计、制 造及所用材料应符合ISO和IEC标准或其他同等标 准。 技术先进，操作直观简便，易于维护和维修。
数控龙门铣床
江西奈尔斯西蒙斯赫根赛特中机有限公司
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设备用途
设备用途： 设备用途： 主要用于各种大、中等尺寸和大、中等重量的 铸件、板件、盘类件、壳类件、模具等多品种 零件的加工，工件一次装夹后可自动高效、高 精度的连续完成铣、钻、镗、铰、攻丝等多种 工序大批量、高效、高精度加工。集机、电、 液、数控于一体的高自动化、高精度、高效率 的通用机床。。 适用于航空、造船、重型机械、机车、发电、 机床、轻工、纺织、印刷、模具等制造行业。
TK6920型数控铣镗床主轴箱的计算机辅助分析及改进设计
根据设 计 、 程实 际及 计算 要求 ， 如下 简化 假设 ： 工 做 忽 略温度变化 的带来 的变形 及 应力 影 响 ， 于 可靠 性地 偏
简 化 螺 孔 、 槽 及 圆 角 等 细 部 结 构 的 离 散 化 处 理 。 主 凹
图 ２ 最 大 位 移 变 形 云 图
轴箱为 铸 造 结 构 ， 料 为 Ｈ ３ ０ 材 Ｔ ０ ，其 密 度 为 ７ ０ ｋ／ ４ ０ ｇ
图 ３ 应 力 分 布 图
虑 主轴 箱在 铣 削 刚度 最 薄 弱 时 的工 况 ， 行 空 间 力 进 系静 力分析 和计 算 ， 出 主 轴 箱 所 承 受 的作 用 力 主 得 要 有 加 工 时 的切 削 力 、 锤 拉 力 、 枕 压 力 、 轴 箱 重 滑 主
自身 重 力 等 。 采 离 散 化 模 型 及 边 界 条 件 所 示 施 加 载
孔 、 螺 纹 、 沟 槽 以 及 平 面 的 铣 削 加 工 ； 用 回 转 切 切 可 台进 行 相 对 方 向 镗 孔 和 多 面 加 工 ， 可 以 用 小 直 径 还
，
主 要 用 于 布 置 机 床 主 轴 及 变 速 机 构 、 纵 机 构 和 操
润 滑 系 统 等 。 主 轴 箱 除 了 保 证 运 动 参 数 外 ， 具 有 应 较 高 的 传 动 效 率 和 足 够 的 刚 强 度 ， 应 噪 声 低 、 动 还 振
计 ， 试 了新 的 改 变 约 束 的 方 法 ， 初 始 设 计 进 行 对 比 分 析 ， 主 轴 箱 的 结 构 设 计 及 改 造 提 供 理 论 依 尝 与 为
据 。
关键 词 ： 主轴 箱 ； 限元 ； 力分析 ； 束 ； 化 有 静 约 优
中 图 分 类 号 ： Ｈ１３ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ
数控铣床零件加工工艺设计说明书
数控铣床零件加⼯⼯艺设计说明书技师学院毕业论⽂题⽬：数控铣床零件加⼯⼯艺设计系部：机电⼯程系专业：数控加⼯姓名：指导教师：摘要随着科学技术飞速发展和经济竞争的⽇趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加⼯技术作为先进⽣产⼒的代表，在机械及相关⾏业领域发挥着重要的作⽤，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。
数控编程技术是数控技术重要的组成部分。
从数控机床诞⽣之⽇起，数控编程技术就受到了⼴泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分。
以数控编程中的加⼯⼯艺分析及设计为出发点，着⼒分析零件图，从数控加⼯的实际⾓度出发，以数控加⼯的实际⽣产为基础，以掌握数控加⼯⼯艺为⽬标，在了解数控加⼯铣削基础、数控铣床⼑具的选⽤、数控加⼯⼯件的定位与装夹、拟定加⼯⽅案、确定加⼯路线和加⼯内容以及对⼀些特殊的⼯艺问题处理的基础上，控制数控编程过程中的误差，从⽽⼤⼤缩短了加⼯时间，提⾼了效率，降低了成本。
本⽂主要研究了轮廓和孔的数控铣削⼯艺、⼯装以及在此基础上的数控铣床的程序编制。
侧重于设计该零件的数控加⼯夹具，主要设计内容有：完成该零件的⼯艺规程（包括⼯艺简卡、⼯序卡和数控⼑具卡）和主要⼯序的⼯装设计。
并绘制零件图。
⽤G代码编制该零件的数控加⼯程序。
关键词：FANUC、数控加⼯、数控编程⽬录摘要 (2)⽬录 (3)引⾔ (4)1.数控铣 (5)2.FANUC系统 (6)2.1 FANUC系统简介 (6)2.2G代码 (10)2.3M代码....... . . (12)3零件图⼯艺分析 (14)3.1零件结构和加⼯ (14)3.2基准选择 (14)3.3⽑坯和材料的选择 (15)3.4加⼯路线的设计 (16)3.5⼑具选择 (16)3.6切削⽤量的选择 (17)3.7拟定数控切削加⼯⼯序卡 (18)3.8⼯序设计 (19)4加⼯⼯序 (20)4.1确⽴编程原点 (20)4.2编辑程序 (22)5操作步骤 (24)5.1先开机床 (24)5.2回参考点 (25)5.3参数设定 (25)结束语 (26)致谢 (27)参考⽂献 (28)引⾔毕业实践⼯作对于每⼀个即将毕业的毕业⽣来说都是⾮常重要的,它对我们以后⾛上⼯作岗位很有帮助。
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数控机床课程设计
题目：数控铣床纵向进给轴设计指导教师：xxx老师
班级：xxx
学号：xxx
姓名：xxx
二零一零年七月
目录
课程设计任务要求 (3)
设计计算 (4)
工作台部件的装配图设计 (10)
滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (12)
计算机械传动系统的刚度 (14)
驱动电动机的选型与计算 (16)
机械传动系统的动态析 (21)
机械传动系统的误差计算与分析 (22)
确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (22)
设计总结 (23)
参考文献 (23)
课程设计任务要求
1.技术要求
工作台、工作和夹具的总质量m=920kg（所受的重力W=10888N），其中，工作台的质量m0=520kg（所受的重力W0=6047N）；工作台最大行程L P=590mm；工作台快速移动速度V max=15000mm/min；工作台采用滚动直线导轨，导轨的动、静摩擦系数均为0.01；工作台的定位精度为25μm,重复定位精度为8μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。
机床采用主轴伺服电动机，额定功率P E=5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径D=125mm，主轴转速n=320r/min，切削状况如下表所示：
2.总体方案设计
为了满足以上技术要求，采用以下技术方案。
（1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。
（2）工作台导轨采用滚动直线导轨。
（3）对滚珠丝杠螺母副进行预紧。
（4）采用伺服电动机驱动。
（5）采用锥环套筒联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠直连。
参考文献：
[1]范超毅《数控技术课程设计》华中科技大学出版社2006
[2]李福生《实用数控机床技术手册》北京出版社1993
[3]王爱玲《现代数控机床》国防工业出版社2003。