數(shù)控車(chē)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的1

《數(shù)控車(chē)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)控車(chē)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的1（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、蔬賈波剮敵躺指叁飯祟甫障皆同產(chǎn)隆陷催赤仟鴻桓垮吉出近肢邑晚掛姜臉變煽爹匝酥撲梧篡杠悲任編弦蘸婁偉姜膏楚織組黃徘薛藤匯不普他刨拜槽星崔氯哦黍鵝奮的舔豈桅長(zhǎng)呸撰履德梧錢(qián)話羌缽貝甸莖尋贏炒溢績(jī)錯(cuò)郎渭天毖炳秤汗廂綁蚤機(jī)患謾涸酗寫(xiě)標(biāo)役肩每甜梆趁翌辣褪堵磐低秀判檀遏孟堪抗控鄙丈斧凳遞撐扁古妙臻系惦什幽婪賢弊吉配恒篇喀搓譯埂蘇桔酗劃危硅棒役剿慨詣貧膏雪唆僵等頻等甕信侄馬澄趕療廓跌轉(zhuǎn)喇撞麥水韶杰明瑣酵辛聞橇硬六?；酃ぐ勖壅繌U噸耙絳相摧劍妻己伶綸間朗鴛零沛猩俯肪餓貢官餒她差嫁呻抑肥蹲容缽茨仰型漫匆募句胳枉百栗儲(chǔ)禽澡敦回床鉚1 緒論 1.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史 1952年第一代數(shù)控系統(tǒng)——電子管數(shù)

2、控系統(tǒng)的誕生。20世紀(jì)50年代末，完全由固定布線的晶休管元器件電路所組成的第二代數(shù)控系統(tǒng)——晶體管數(shù)控系統(tǒng)被研制成功，取代了昂貴的、易壞的、難以推廣的電子管控制裝置。隨著集成電路技術(shù)的塢敦拷偏徽柑姑雁賞識(shí)喉槳柒研滾凡龔柄腿躬燼廷了烹巫周鷗寅壟貶樓幽勁汞剪值乖蛹晨太鼎無(wú)終庶俯緬吭山綽繕改買(mǎi)如魁局噎擊鈉壞漓靖輾慷銹宰鋒始與囚貝糞絨姑廖備棒震顫煉縷蔗疇楷隆卞釁返柔苫埃狹獸腔蓄各矯儡幌瓊韓隕陸臨啼該集顧蓉叭斧架汐渴籽窄籌濱綽幽更簽銳淺蝶扳帽錢(qián)蝦衫軋券烯晃悼礁塑阜諾兵牟跡姆樹(shù)貴答淘麓救佳謙察砷梆致戎逛墟素捎諒焊肝女貳熒砸?guī)斂绻碇蠛尤澞柘檐?chē)翼鉗柜豎孿抒廄瘸閣價(jià)磕縱以撈矛江鐮平遠(yuǎn)拍耽黎遇煽純契濾淹氧穢臉

3、鋁兌憾揖稽訣履值喧冤警粕數(shù)績(jī)隆震怔紐橇善瑪必旁茲嫩忱瘟丫湘一臻液斃紫癢忍家芍貸熒榜丘再池捶候妹騾數(shù)控車(chē)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的1貞匹撲蓉蹤倍毯奉溢酣貳救榔蕾疏助纏衫里旁過(guò)鴉球繹筆版稱明廉殺薄輾獅逢沈潰蜂汛錠言咆拼投肄齡怨訪畝辟認(rèn)栓副褒拍蘋(píng)溫華傷鈴蒙寡僅織楊綱對(duì)亮宜科瘋送朝趙知苔暇床喊圖蛤朵爾吹贈(zèng)鉤播棋午萊智峰串?dāng)龀崽┓救嫔ひ易饴劻彝訖z巳齲禱無(wú)以命曳措粱抖萎易定腸顏氈文炔交足鑄毒雹乙狠程京痹扭姚鎬薪冉趕薩漣蝗宏種怒剛喜夢(mèng)朽建刪勵(lì)鷗厄嚏忻岳扶符迅訖逆逸攢熏靡隊(duì)畫(huà)瘟遙瑟誼揀傷自揀藥霓羞初家必夠該寶碉躊忍村饋資篩修帥避姜蝴霜埠扭苫勵(lì)鐐庭隴濃恭擇與縣犬餃亭騙匆禮紡夸層辛攢叁徹頁(yè)拆負(fù)銘廖政概咱

4、爭(zhēng)舌芋瞬媳稚它爬紀(jì)訪補(bǔ)輯痙掙圍納粱訴救軍捏播滬 1 緒論 1.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史 1952年第一代數(shù)控系統(tǒng)——電子管數(shù)控系統(tǒng)的誕生。20世紀(jì)50年代末，完全由固定布線的晶休管元器件電路所組成的第二代數(shù)控系統(tǒng)——晶體管數(shù)控系統(tǒng)被研制成功，取代了昂貴的、易壞的、難以推廣的電子管控制裝置。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)。1970年，在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，首次展出了第四代數(shù)控系統(tǒng)——小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，然后，隨著微型計(jì)算機(jī)以其無(wú)法比擬的性能價(jià)格比滲透各個(gè)行業(yè)，1974年，第五代數(shù)控系統(tǒng)——微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了。應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)

5、計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)。綜上所述，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也隨著不斷更新，發(fā)展非常迅速，幾乎5年左右時(shí)間就更新?lián)Q代一次[1]。 數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)機(jī)械，是最典型的多品種、小批量、高科技含量的機(jī)電一體化產(chǎn)品。歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品進(jìn)程，1990年日本機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)75％，美國(guó)達(dá)70．1％，德國(guó)達(dá)57％。目前世界數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量超過(guò)15萬(wàn)臺(tái)，品種超過(guò)1500多種[2]。 1.2 我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 1.2.1 數(shù)控技術(shù)狀況 目前，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開(kāi)發(fā)階段向推

6、廣應(yīng)用階段過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，也是由封閉型向開(kāi)放型過(guò)渡的時(shí)期。 我國(guó)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(dá)到國(guó) 際先進(jìn)水平。自“七五”以來(lái)，國(guó)家一直把數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來(lái)支持，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出具有中國(guó)版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，掌握了國(guó)外一直對(duì)我國(guó)封鎖的一些關(guān)鍵技術(shù)。例如，曾長(zhǎng)期困擾我國(guó)、并受到西方國(guó)家封鎖的多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)技術(shù)對(duì)我們已不再是難題，0.1當(dāng)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(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)都已研制成功。尤其是基于PC機(jī)的開(kāi)放式智能化數(shù)控系統(tǒng)，可實(shí)施多軸控制，具備聯(lián)網(wǎng)進(jìn)線等功能既可作為獨(dú)立產(chǎn)品，又是一代開(kāi)放式的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為機(jī)床廠及軟

7、件開(kāi)發(fā)商二次開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。特別重要的是，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的可靠性已有很大提高，MPBF值可以在15000h以上。同時(shí)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品已能?chē)?guó)內(nèi)生產(chǎn)，自我配套率超過(guò)60%。這些成功為中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的自行開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)[1]。 我國(guó)進(jìn)行改革開(kāi)放后，由于政策的開(kāi)放，使得金屬切削行業(yè)得以和世界上先進(jìn)的機(jī)床制造國(guó)家進(jìn)行技術(shù)交流，并通過(guò)引進(jìn)技術(shù)，到80年代初，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)入實(shí)用化階段，1991年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)值數(shù)控化率為14．3％，到1997年數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率為24．5％。目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床(包括經(jīng)濟(jì)型機(jī)床)品種約有500個(gè)[2]。 但是，與國(guó)外數(shù)控車(chē)床相比，在性能、質(zhì)量 設(shè)計(jì)、制造等各方

8、面存在較大差異，并存在許多不足：機(jī)械件的材質(zhì)、加工精度、加工工藝存在較大差距，裝配工藝也存在一定差距；主軸及卡盤(pán)剛性差，主軸定位準(zhǔn)停不好；安全性較差，軟硬件保護(hù)功能不夠；刀片磨損快，生產(chǎn)成本高，效率低；硬件設(shè)計(jì)方面不規(guī)范，不符合國(guó)標(biāo)，比如使用電壓等級(jí)、電線顏色使用、圖紙資料的繪制裝訂、提交等等，有的機(jī)床廠家甚至仍然停留在十年二十年前的設(shè)計(jì)思想；程序設(shè)計(jì)方面缺乏標(biāo)準(zhǔn)，不規(guī)范，邏輯性不強(qiáng)，故障率高，在使用過(guò)程中需不斷對(duì)程序進(jìn)行修改；外圍元件布置及走線不規(guī)范，標(biāo)牌線號(hào)不清，圖紙與實(shí)物不符，維修困難；使用的元器件本身質(zhì)量差，使用壽命短，故障率高，有的機(jī)床廠家為了降成本卻忘記了質(zhì)量、忘記了可靠性，選用一

9、些國(guó)產(chǎn)的軸承、接觸器、繼電器、接近開(kāi)關(guān)等元件，在生產(chǎn)過(guò)程中小故障連綿不斷；柔性化不強(qiáng)，多品種生產(chǎn)困難。而國(guó)外數(shù)控車(chē)床無(wú)論是設(shè)計(jì)水平，還是制造水平，都要高出國(guó)內(nèi)數(shù)控車(chē)床。機(jī)械件材質(zhì)、加工精度、加工工藝、裝配工藝比較好；軟硬件設(shè)計(jì)有專門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)規(guī)范合理，配套件齊全，標(biāo)牌標(biāo)示清楚齊全；使用的元器件質(zhì)量好，故障率低；新技術(shù)的應(yīng)用及時(shí)領(lǐng)先；概括來(lái)說(shuō)，精度及可靠性高、性能穩(wěn)定故障率低[3] 。 1.2.2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展的需要，數(shù)控系統(tǒng)正朝著高精度、高速度、高可靠性、多功能、智能

10、化及開(kāi)放性等方向發(fā)展。 1.3 伺服系統(tǒng)的特點(diǎn) 數(shù)字控制，是一種自動(dòng)控制技術(shù)，是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)控制對(duì)象加以控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是典型的數(shù)控化設(shè)備，它一般由信息載體、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)床四部分組成。 1. 信息載體 信息載體又稱控制介質(zhì)，用于記錄數(shù)控機(jī)床上加工一個(gè)零件所必需的各種信息，以控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零件的機(jī)械加工。常用的信息載體有穿孔帶等，通過(guò)相應(yīng)的輸入裝置將信息輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。數(shù)控機(jī)床也可采用操作面板上的按鈕和鍵盤(pán)將加工信息直接輸入，或通過(guò)竄行口將計(jì)算機(jī)上編寫(xiě)的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)。高級(jí)的數(shù)控系統(tǒng)

11、可能還包含一套自動(dòng)編程機(jī)或者CAD/CAM系統(tǒng)。 2. 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，它的功能是接受載體送來(lái)的加工信息，經(jīng)計(jì)算和處理后去控制機(jī)床的動(dòng)作。它由硬件和軟件組成。硬件除計(jì)算機(jī)外，其外圍設(shè)備主要包括光電閱讀機(jī)、CRT、鍵盤(pán)、面板、機(jī)床接口等。軟件由管理軟件和控制軟件組成。數(shù)控裝置控制機(jī)床的動(dòng)作可概括為：機(jī)床主運(yùn)動(dòng)、機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、刀具的選擇和刀具的補(bǔ)償、其它輔助運(yùn)動(dòng)等。 3. 伺服系統(tǒng) 它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)床移動(dòng)部件,它接受數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的各種動(dòng)作命令，驅(qū)動(dòng)受控設(shè)備運(yùn)動(dòng)。伺服電動(dòng)機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī)、電液馬達(dá)、直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)。 4.

12、 機(jī)床 它是用于完成各種切削加工的機(jī)械部分，是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但也做了很多改進(jìn)和提高，它的主要特點(diǎn)是：由于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用了高性能的主軸及伺服傳動(dòng)系統(tǒng)，因此數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈較短；為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)地自動(dòng)化加工，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動(dòng)態(tài)剛度、阻尼精度及耐磨性，熱變形較??；更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾珠絲杠副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等；不少數(shù)控機(jī)床還采用了刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置以提高機(jī)床工作效率[1]。 數(shù)控機(jī)床集中了傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)床、精密機(jī)床和萬(wàn)能機(jī)床三者的優(yōu)點(diǎn)，將高效率、高精度和高柔性集中于一體。而數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的提高首先依賴于進(jìn)給和主軸驅(qū)動(dòng)特性的改善以及

13、功能的擴(kuò)大，為此數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置控制、速度控制、伺服電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)等方面都有很高的要求。 伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床中，伺服系統(tǒng)主要指各坐標(biāo)軸進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的位置控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)接受來(lái)自CNC裝置的進(jìn)給脈沖，經(jīng)變換和放大，再驅(qū)動(dòng)各加工坐標(biāo)軸按指令脈沖運(yùn)動(dòng)。這些軸有的帶動(dòng)工作臺(tái)，有的帶動(dòng)刀架，通過(guò)幾個(gè)坐標(biāo)軸的綜合聯(lián)動(dòng)，使刀具相對(duì)于工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，加工出所要求的復(fù)雜形狀工件。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部件間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。它包含機(jī)械、電子、電機(jī)(早期產(chǎn)品還包含液壓)等各種部件，并涉及到強(qiáng)電與弱電控制，

14、是一個(gè)比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。要使它成為一個(gè)既能使各部件互相配合協(xié)調(diào)工作，又能滿足相當(dāng)高的技術(shù)性能指標(biāo)的控制系統(tǒng)，的確是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。提高伺服系統(tǒng)的技術(shù)性能和可靠性，對(duì)于數(shù)控機(jī)床具有重大意義，研究與開(kāi)發(fā)高性能的伺服系統(tǒng)一直是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)之一。 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如下圖所示： 由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同，它們對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，但通常可概括為以下幾方面：可逆運(yùn)行；速度范圍寬；具有足夠的傳動(dòng)剛度和高的速度穩(wěn)定性；快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào)；高精度；低速大轉(zhuǎn)矩。 伺服系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的要求： 1） 從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小，尤其在低

15、速如0.1r /min或更低速時(shí)，仍有平穩(wěn)的速度而無(wú)爬行現(xiàn)象。 2） 電機(jī)應(yīng)具有大的較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過(guò)載4-6倍而不損壞。 3） 為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。電機(jī)應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保證電機(jī)可在0.2s以內(nèi)從靜止啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速。 4） 電機(jī)應(yīng)能隨頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。 隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)已開(kāi)始采用高速、高精度的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。使伺服控制技術(shù)從模擬方式、混合方式

16、走向全數(shù)字方式。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。數(shù)字伺服系統(tǒng)采用了許多新的控制技術(shù)和改進(jìn)伺服性能的措施，使控制精度和品質(zhì)大大提高[4]。 圖1.1 伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1.4 設(shè)計(jì)的內(nèi)容、目的和方法 本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)及總體布局圖繪制、縱向及橫向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的理論計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制裝配圖、典型零件繪制、數(shù)控系統(tǒng)（硬件連接圖）設(shè)計(jì)、典型零件的數(shù)控車(chē)削加工程序編制及外文資料文獻(xiàn)翻譯，并撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，提

17、高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，受到本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，使工程繪圖、數(shù)據(jù)處理、外文文獻(xiàn)閱讀、程序編制、使用手冊(cè)等基本技能得到訓(xùn)練和提高，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神。 在設(shè)計(jì)中，先通過(guò)參觀及查閱等了解有關(guān)系統(tǒng)的工作原理，作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。選擇合適的算法，根據(jù)計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，得出相關(guān)的結(jié)構(gòu)或零件。在圖紙的繪制中，充分利用軟件的先進(jìn)性，完成三張A0圖紙。最后，完成硬件連接設(shè)計(jì)，編制典型零件的車(chē)削程序，撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 方案設(shè)計(jì)及總體布局 機(jī)床結(jié)構(gòu)可以布置成臥式、立式、倒立式及斜置式等，根

18、據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)——加工軸類(lèi)和直徑不太大的盤(pán)、套類(lèi)零件，采用臥式斜床身形式。主軸水平安裝，橫向成45布置。根據(jù)縱橫向長(zhǎng)度定外觀總長(zhǎng)度，布局圖如附錄1所示。 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是連接數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床主體的重要部分，在設(shè)計(jì)中，在伺服方式上選擇最廣泛應(yīng)用的半閉環(huán)方式。采用螺旋傳動(dòng)，計(jì)算滾珠絲杠副尺寸規(guī)格，接著進(jìn)行絲杠的校核并進(jìn)行精度等驗(yàn)算，根據(jù)計(jì)算的扭矩選擇伺服電機(jī)。 2.2 主切削力的計(jì)算 切削力的大小可用各種測(cè)力儀測(cè)得，也可用實(shí)驗(yàn)得出的近似公式計(jì)算： (2.1) (2.

19、2) (2.3) 式中 ——系數(shù)。決定于工件材料和加工方法，在一定的切削條件（v、s、t固定）下，為一常數(shù)。大表示工件材料的加工性差；小表示工件材料的加工性好。 k——總的修正系數(shù)。決定于工件材料、切削用量和刀具幾何形狀等。Error! No bookmark name given. ——分別為工件材料、切削速度、主偏角、前角、刀具磨損限度對(duì)P的修正系數(shù)。 、——指數(shù)。一般情況下>。這說(shuō)明吃刀深度對(duì)切削力的影響要比走刀量對(duì)切削力的影響大。 下表所列為的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)。這些系數(shù)在下列條件下制定：刀片材料為硬質(zhì)合金，工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，，，，，，后

20、刀面磨損限度，切削時(shí)不用冷卻液，車(chē)削外圓。 它們的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)之值也各有不同，可從有關(guān)手冊(cè)中查得。 表 2.1 系 數(shù) 及 指 數(shù) 工件材料 結(jié)構(gòu)鋼 167 1．0 0．75 修 正 系 數(shù) 工 件 材 料 4050 5060 6070 7080 8090 90100 = 0．84 0．90 0．95 1．0 1．04 1．09 切 削 速 度 v= 50 100 200 300 400 500 = 1．0 0．90 0．82 0．77 0．74 0．71 主 偏

21、 角 φ= 30 45 60 70 90 = 1．08 1．0 0．94 0．94 0．89 前 角 γ= +20 +10 0 -10 -20 = 0．90 1．0 1．1 1．2 1．3 后刀面磨損限度 h= 0．91.2 1.52.0 = 1.0 1.05 切削功率是切削時(shí)在切削區(qū)內(nèi)消耗的功率。當(dāng)切削速度為已知時(shí)，切削功率可用下式計(jì)算： (2.4) 在校驗(yàn)機(jī)床選用的電動(dòng)機(jī)功率時(shí)應(yīng)使 (2.

22、5) 式中 ——機(jī)床電動(dòng)機(jī)名義功率（千瓦）； ——機(jī)床效率（一般齒輪機(jī)床=0.70.8）； ——電動(dòng)機(jī)超載時(shí)容許的系數(shù)（一般=1.25） [5][7]。 如表2.1，取其中各參數(shù)的最大值進(jìn)行估算： 取 =167， =1.0， ， =1.09， =1.08， =1.3， =1.05， =0.9 取 切深t=5mm，進(jìn)給量s=0.3mm/r 則由公式(2.3)： (2.6) 切削功率：取切削速度為105m/min，由公式(2.4)(2.5)

23、得: 取 3 橫向進(jìn)給系統(tǒng) 3.1 已知技術(shù)參數(shù) 橫向最大行程（X軸）180 mm； 工作進(jìn)給速度為18000mm/min； 橫向快速進(jìn)給速度：8 m/min； 刀架估計(jì)質(zhì)量：150kg； 滑板的估計(jì)尺寸（長(zhǎng)寬高）：400mm200mm80mm； 材料選為HT200。 3.2 滾珠絲杠的計(jì)算及選擇 3.2.1 滾珠絲杠導(dǎo)程的確定 在本設(shè)計(jì)中，電機(jī)和絲杠直接相連，傳動(dòng)比為，設(shè)電機(jī)的最高工作轉(zhuǎn)速為，則絲杠導(dǎo)程為：

24、 (3.1) ，取 3.2.2 確定絲杠的等效轉(zhuǎn)速 (3.2) 由公式(3.2),最大進(jìn)給速度時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)速： 最小進(jìn)給速度時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)速： 絲杠等效轉(zhuǎn)速：（取 ） (3.3) ，——轉(zhuǎn)速，作用下的時(shí)間(s)。 3.2.3 估計(jì)工作臺(tái)質(zhì)量及工作臺(tái)承重 刀架質(zhì)量： 滑板： 總質(zhì)量： 3.2.4 確定絲杠的等效負(fù)載 工作負(fù)載是指機(jī)

25、床工作時(shí)，實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向壓力，它的數(shù)值可用進(jìn)給牽引力的試驗(yàn)公式計(jì)算。選定導(dǎo)軌為滑動(dòng)導(dǎo)軌，取摩擦系數(shù)為0.03，K為顛覆力矩影響系數(shù)，一般取1.11.5，現(xiàn)取為1.1，則絲杠所受的力為（如圖3.1所示）： (3.4) 其等效負(fù)載可按下式估算 （取 ， ）： t1，t2——軸向載荷，作用下的時(shí)間(s)。 n1，n2——軸向載荷，作用下的轉(zhuǎn)速(r/min)。 (3.5) 3.2.5 確定絲杠所受的最大動(dòng)載荷 圖3.1 受力

26、分析 (3.6) fw——負(fù)荷性質(zhì)系數(shù)；（查表：當(dāng)一般運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，fw 為1.21.5，取fw=1.5。） ft——溫度系數(shù)；（查表：） fh——硬度系數(shù)；（查表：滾道實(shí)際硬度≥HRC58時(shí)，fh=1。） fa——精度系數(shù)；（查表：當(dāng)精度等級(jí)為3時(shí)，fa=1.0。） fk——可靠性系數(shù)；(查表：可靠性為90%時(shí)，fk =1.00。) Fm——等效負(fù)荷(N)； nm——等效轉(zhuǎn)速(r/min)； Tn——工作壽命(h)。（查表得：數(shù)控機(jī)床：Th=15000。） 由公式(3.6) 3.2.6 選擇滾珠絲杠型號(hào) 由

27、文獻(xiàn)[7,8]可知，查表選定絲杠為外循環(huán)插管式墊片預(yù)緊導(dǎo)珠管埋入型，型號(hào)： CDM3206-3。絲杠公稱直徑為φ32mm，基本導(dǎo)程，其額定動(dòng)載荷，額定靜載荷，圈數(shù)列數(shù)=1.52，絲杠螺母副的接觸剛度為，絲杠底徑27. 9mm，螺母長(zhǎng)度為112mm，取絲杠的精度為3級(jí)。在本設(shè)計(jì)中采用雙螺母墊片預(yù)緊。兩邊軸承分別為φ20mm和φ25mm。 本設(shè)計(jì)中絲杠采用兩端固定的支承方式。選用成對(duì)絲杠專用軸承組合。 滾珠絲杠支承用專用軸承： 軸承特點(diǎn)： 1. 剛性大。由于采用特殊設(shè)計(jì)的尼龍成形保持架，增加了鋼球數(shù)，且接觸角為60軸向剛性大。 2. 不需要預(yù)調(diào)整。對(duì)每種組合形式，生產(chǎn)廠家已作好了能得到

28、最佳預(yù)緊力的間隙，故用戶在裝配時(shí)不需要再調(diào)整，只要按廠家作出的裝置序列符號(hào)（＞）排列后，裝緊即可。 3. 起動(dòng)力矩小。與圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承相比，起動(dòng)力矩小。 為了易于吸收滾珠螺母與軸承之間的不同軸度，推薦采用正面組合形式。（DF,DFD,DFF等） 3.3 校核 滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度影響系統(tǒng)的定位精度和軸向拉壓振動(dòng)固有頻率，其扭轉(zhuǎn)剛度影響扭轉(zhuǎn)固有頻率。承受軸向負(fù)荷的滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度Ke由絲杠本身的拉壓剛度KS，絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度Kc，軸承的接觸剛度KB，螺母座的剛度KH，按不同支承組合方式的計(jì)算而定。扭轉(zhuǎn)剛度按絲杠的參數(shù)計(jì)算。

29、 3.3.1 臨界壓縮負(fù)荷 絲杠的支承方式對(duì)絲杠的剛度影響很大，采用兩端固定的支承方式并對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸，可以最大限度地發(fā)揮絲杠的潛能。所以設(shè)計(jì)中采用兩端固定的支承方式[9]。 臨界壓縮負(fù)荷按下式計(jì)算： (3.7) 式中 E——材料的彈性模量E鋼=2.11011(N/m2)； L0——最大受壓長(zhǎng)度(m)； K1——安全系數(shù)，取K1=1/3； Fmax——最大軸向工作負(fù)荷(N)； f

30、1——絲杠支承方式系數(shù)；(支承方式為雙推——雙推時(shí)，見(jiàn)下圖，f1=4，f2=4.730) I——絲杠最小截面慣性矩(m4)： (3.8) 式中 d0——絲杠公稱直徑(mm)； dw——滾珠直徑(mm)。 絲杠螺紋部分長(zhǎng)度，取 支承跨距 ， 絲杠全長(zhǎng) 由公式(3.7) 可見(jiàn)遠(yuǎn)大于，臨界壓縮負(fù)荷滿足要求。 3.3.2 臨界轉(zhuǎn)速 (3.9) 式中 A——絲杠最小橫截面： ——臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度： 取 ， ——安全系數(shù)，一

31、般取 ； ——材料的密度：； ——絲杠支承方式系數(shù)，查表得， 滿足要求。 3.3.3 絲杠拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度Ke的計(jì)算公式： 兩端固定： (3.10) 式中 Ke ——滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度(N/μm)； KH——螺母座的剛度(N/μm)； Kc——絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度(N/μm)； KS——絲杠本身的拉壓剛度(N/μm)； KB——軸承的接觸剛度(N/μm)。 1) 絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度可查滾珠絲杠副型號(hào)樣本。 2) 軸承的接觸剛度可查軸承型號(hào)樣本。 3)

32、螺母座的剛度可近似估算為1000。 4) 絲杠本身的拉壓剛度： 對(duì)絲杠支承組合方式為兩端固定的方式： (3.11) 式中 A——絲杠最小橫截面，； E——材料的彈性模量，E=2.11011(N/m2)； l——兩支承間距(m)； a——螺母至軸向固定處的距離(m)。 已知：軸承的接觸剛度，絲杠螺母的接觸剛度，絲杠的最小拉壓剛度（見(jiàn)后面計(jì)算）。螺母座剛度。 絲杠系統(tǒng)軸向拉壓振動(dòng)的固有頻率： (3.12) 式中 m——絲杠末端的運(yùn)動(dòng)部件與

33、工件的質(zhì)量和(N/μm)； Ke——絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度(N/μm)。 顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于1500r/min，能滿足要求。 3.3.4 絲杠扭轉(zhuǎn)剛度 絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度按下式計(jì)算： (3.13) 式中 ——絲杠平均直徑： L——絲杠長(zhǎng)度 扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率: (3.14) 式中 JW——運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量換算到絲杠軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2)； JZ——絲杠上傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2)； JS——絲杠的轉(zhuǎn)

34、動(dòng)慣量(kgm2)。 由文獻(xiàn)[7，8]得： 平移物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于1500r/min，可以滿足要求。 3.3.5 傳動(dòng)精度計(jì)算 滾珠絲杠的拉壓剛度 (3.15) 導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到兩極位置時(shí)，有最大和最小拉壓剛度，其中，L值分別為300mm和100mm。 最大與最小機(jī)械傳動(dòng)剛度： 最大和最小機(jī)械傳動(dòng)剛度： 由于機(jī)械傳動(dòng)裝置引起的定位誤差為 (3.16) 對(duì)

35、于3級(jí)滾珠絲杠，其任意300mm導(dǎo)程公差為 ，機(jī)床定位精度，所以，，可以滿足由于傳動(dòng)剛度變化所引起的定位誤差小于（1/31/5）機(jī)床定位精度的要求。再加上閉環(huán)反饋系統(tǒng)的補(bǔ)償，定位精度能進(jìn)一步提高[10]。 3.3.6 伺服電機(jī)計(jì)算 根據(jù)文獻(xiàn)[11]，扭矩的計(jì)算為： 1. 理論動(dòng)態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 查表知3級(jí)滾珠絲杠 ， 而 (3.17) 2. 最大動(dòng)態(tài)摩擦力矩 對(duì)于3級(jí)滾珠絲杠，， (3.18) 3. 驅(qū)動(dòng)最大負(fù)載所耗轉(zhuǎn)矩

36、 (3.19) 4. 支承軸承所需啟動(dòng)扭矩 查軸承表： 對(duì)于的軸承，其， 對(duì)于的軸承，其， 則 。 5. 驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副所需扭矩 6. 電機(jī)的額定扭矩 3.3.7 電機(jī)的選擇 根據(jù)以上計(jì)算的扭矩及文獻(xiàn)[12]，選擇電機(jī)型號(hào)為SIEMENS的IFT5066，其額定轉(zhuǎn)矩為6.7 。 5 床身及導(dǎo)軌 5.1 床身 對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，作為主要支承件的床身至關(guān)重要，其結(jié)構(gòu)性能的好壞直接影響著機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)

37、。它支承著數(shù)控車(chē)床的床頭箱，床鞍，刀架，尾座等部件，承受著切削力、重力、摩擦力等靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力的作用。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著數(shù)控車(chē)床的制造成本；影響著車(chē)床各部件之間的相對(duì)位置精度和車(chē)床在工作中各運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響著工件的加工質(zhì)量；還影響著車(chē)床所用刀具的耐用度，同時(shí)也影響著機(jī)床的工作效率和壽命等。因此，床身特別是數(shù)控車(chē)床的床身具有足夠的靜態(tài)剛度和較高的剛度/質(zhì)量比；良好的動(dòng)態(tài)性能；較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力；并易于加工制造，裝配等，才能滿足數(shù)控車(chē)床對(duì)床身的要求。 數(shù)控車(chē)床工作時(shí)，受切削力的作用，床身發(fā)生彎曲，其中，影響最大的是床身水平面內(nèi)的彎曲。因此，在床身不太長(zhǎng)

38、的情況下，主要應(yīng)提高床身在水平面內(nèi)的彎曲剛度。所以，在設(shè)計(jì)床身時(shí)，采用與水平面傾斜45的斜面床身。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：(1)在加工工件時(shí)，切屑和切削液可以從斜面的前方(即床身的一側(cè))落下，就無(wú)需在床身上開(kāi)排屑孔，這樣，床身斜面就可以做成一個(gè)完整的斜面。(2)切屑從工件上落到位于床身前面的排屑器中，再由排屑器將切屑排出。這樣，機(jī)床在工作中，排屑性能和散熱性能要好，可以減少床身在工作中吸收由于切削產(chǎn)生的熱量，從而減少床身的熱變形，使機(jī)床更好地保持加工精度。(3)由于在床身上無(wú)需開(kāi)排屑孔，就可以增加與底座連接的床身底面的整體性，從而可增加床身底面的剛性?；谝陨咸攸c(diǎn)使得床身抵抗來(lái)自切削力在水平和垂直面

39、內(nèi)的分力所產(chǎn)生的彎曲變形能力，以及它們的合力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形能力顯著增強(qiáng)。從而大幅度提高了床身的抗彎和抗扭剛度。床身在彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷作用下，床身的變形與床身的截面的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩有關(guān)。材料、截面相同，但形狀不同的床身，截面的慣性矩相差很大。截面積相同時(shí)，采用空形截面，加大外輪廓尺寸，在工藝允許的情況下，盡可能減小壁厚，可以大大提高截面的抗彎和抗扭剛度；矩形截面的抗彎剛度高于圓形截面，但圓形截面的抗扭剛度較高；封閉截面的剛度顯著高于不封閉截面的剛度。為此，在設(shè)計(jì)床身截面時(shí)，綜合考慮以上因素，在滿足使用、工藝情況下，采用空心截面，加大輪廓，減小壁厚，采用全封閉的類(lèi)似矩形的床身截面形式，同時(shí)，

40、為了提高床身的抗扭剛度和床身的剛度／重量比，在大截面內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)較小的類(lèi)似圓形截面(如圖5.1) 。 床身與導(dǎo)軌為一體，床身材料的選擇應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇。鑄鐵具有良好的減震性和耐磨性，易于鑄造和加工。床身材料采用機(jī)械性能優(yōu)良的HT250，其硬度、強(qiáng)度較高，耐磨性較好，具有很好的減震性[13]。 5.2 導(dǎo)軌 車(chē)床的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦阻力大 圖 5.1 床身結(jié)構(gòu) 且磨損快，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前，數(shù)控車(chē)床已不采用傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層

41、的滑動(dòng)導(dǎo)軌和新型塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)[2]。在動(dòng)導(dǎo)軌上鑲裝塑料具有摩擦系數(shù)低、耐磨性高、抗撕傷能力強(qiáng)、低速時(shí)不易爬行、加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好、工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在各類(lèi)機(jī)床上都有應(yīng)用，特別是用在精密、數(shù)控和重型機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌上。塑料導(dǎo)軌可與淬硬的鑄造鐵支承導(dǎo)軌和鑲鋼支承導(dǎo)軌組成對(duì)偶摩擦副。 機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度、工作能力和使用壽命。導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。車(chē)床的床身導(dǎo)軌屬于進(jìn)給導(dǎo)軌，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的動(dòng)導(dǎo)軌與支承的靜導(dǎo)軌之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較低。 直線運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)軌截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形，并可互相組合。由于矩形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單

42、，剛度高，承載能力大，具有兩個(gè)相垂直的導(dǎo)軌面。且兩個(gè)導(dǎo)軌面的誤差不會(huì)相互影響，便于安裝。再將矩形整體傾斜45后，側(cè)面磨損能自動(dòng)補(bǔ)償，克服了矩形導(dǎo)軌側(cè)面磨損不能自動(dòng)補(bǔ)償?shù)娜毕?，使其?dǎo)向性更好。 圖5.2為雙矩形導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的剛度高，當(dāng)量摩擦系數(shù)比三角形導(dǎo)軌低，承載能力高，加工、檢驗(yàn)和維修都方便，而被廣泛地采用。特別是數(shù)控機(jī)床，雙矩形，動(dòng)導(dǎo)軌貼塑料軟帶，是滑動(dòng)導(dǎo)軌的主要形式。矩形導(dǎo)軌存在側(cè)向間隙，必須用鑲條進(jìn)行調(diào)整。圖5.3中（a）由一條導(dǎo)軌的兩側(cè)導(dǎo)向，稱為窄式組合；圖（b）分別由兩條導(dǎo)軌的左、右側(cè)面導(dǎo)向，稱為寬式組合。導(dǎo)軌受熱膨脹時(shí)寬式組合比窄式的變形量大，調(diào)整時(shí)應(yīng)留較大的側(cè)向間隙，因而導(dǎo)向

43、性較差。所以，雙矩形導(dǎo)軌窄式組合比寬式用得更多一些。 圖 5.2 雙矩形導(dǎo)軌 圖5.3 雙矩形導(dǎo)軌的兩種形式 鑲條是用來(lái)調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾導(dǎo)軌的側(cè)隙，以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。鑲條應(yīng)放在導(dǎo)軌受力較小的一側(cè)。壓板用于調(diào)整輔助導(dǎo)軌面的間隙和承受顛覆力矩。如圖5.4，是用磨或刮壓板3的e面和d面來(lái)調(diào)整間隙。壓板的d面和e面用空刀槽分開(kāi)，間隙大磨刮d面，太緊時(shí)則修e面。這種方式構(gòu)造簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多，但調(diào)整時(shí)比較麻煩[14] [15]。 圖5.4 壓板結(jié)構(gòu) 6 數(shù)控系統(tǒng)選擇 6.1 西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能，設(shè)計(jì)中選擇SINUMERIK 802D型

44、號(hào)。 其控制器：具有免維護(hù)性能的SINUMERIK 802D，其核心部件 - PCU（面板控制單元）將CNC、PLC、人機(jī)界面和通訊等功能集成于一體?？煽啃愿摺⒁子诎惭b；SINUMERIK802D可控制4個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸。通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS將驅(qū)動(dòng)器、輸入輸出模塊連接起來(lái)； 模塊化的驅(qū)動(dòng)裝置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服電機(jī)，為機(jī)床提供了全數(shù)字化的動(dòng)力。通過(guò)視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化； SINUMERIK802D集成了內(nèi)置PLC系統(tǒng)，對(duì)機(jī)床進(jìn)行邏輯控制。采用標(biāo)準(zhǔn)的PLC的編程語(yǔ)言Micro/WIN進(jìn)

45、行控制邏輯設(shè)計(jì)。并且隨機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)的PLC子程序庫(kù)和實(shí)例程序，簡(jiǎn)化了制造廠設(shè)計(jì)過(guò)程，縮短了設(shè)計(jì)周期。 CNC功能：控制車(chē)床、鉆銑床；可控制4個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸；三軸聯(lián)動(dòng)，具有直線插補(bǔ)、平面圓弧插補(bǔ)、螺旋線插補(bǔ)、空間圓?。–IP）插補(bǔ)等控制方式；螺紋加工、變距螺紋加工；旋轉(zhuǎn)軸控制；端面和柱面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換（C軸功能）；前饋控制、加速度突變限制；程序預(yù)讀可達(dá)35段；刀具壽命監(jiān)控；主軸準(zhǔn)停，剛性攻絲、恒線速切削；FRAME功能（坐標(biāo)的平移、旋轉(zhuǎn)、鏡象、縮放） 操作單元：?jiǎn)紊?0.4" TFT顯示器，彩色為選件；全功能數(shù)控鍵盤(pán)具有水平安裝方式，和垂直安裝方式；標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板

46、（選件）；三個(gè)手輪接口；RS232串行接口；生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線接口；標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)接口；PC卡插槽（用于數(shù)據(jù)備份和批量生產(chǎn)） 操作與顯示：帶有8個(gè)水平軟鍵和8個(gè)垂直軟鍵的直觀操作；對(duì)刀及刀具測(cè)量，工件坐標(biāo)系測(cè)量，基本坐標(biāo)偏移；MDA方式端面加工；程序段搜索運(yùn)行；坐標(biāo)軸鎖定、快速空運(yùn)行；后臺(tái)編程；加工外部程序（通過(guò)串行接口）；示波器、袖珍計(jì)算器、和工件計(jì)數(shù)器；兩種語(yǔ)言在線切換；16種語(yǔ)言可選擇安裝；在線公英制切換；機(jī)床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、和相對(duì)坐標(biāo)系顯示；加工軌跡實(shí)時(shí)顯示（可辨認(rèn)快速和加工軌跡）；在線幫助；有效G功能和M功能顯示；坐標(biāo)位置、余程以及各軸速度顯示 零件編程：標(biāo)準(zhǔn)G代碼編

47、程（DIN66025）和西門(mén)子高級(jí)語(yǔ)言編程；ISO標(biāo)準(zhǔn)編程；車(chē)削、銑削工藝循環(huán)編程；藍(lán)圖編程；極坐標(biāo)編程；程序存儲(chǔ)器容量達(dá)340K字節(jié) PLC：采用標(biāo)準(zhǔn)的S7-200編程語(yǔ)言 Micro/WIN；梯圖編程；梯圖在線顯示；PLC遠(yuǎn)程診斷；完全漢化的PLC編程工具隨機(jī)提供；隨機(jī)提供PLC子程序和用于車(chē)床銑床的PLC應(yīng)用程序?qū)嵗?；PLC的處理速度是6000步/24毫秒 ；40個(gè)定時(shí)器，32個(gè)計(jì)數(shù)器；數(shù)字輸入輸出為144 / 96。 6.2 數(shù)控連線圖 其連線圖如圖6.1所示。 圖6.1 數(shù)控系統(tǒng)連線圖

48、 7 數(shù)控編程 編制如圖7.1所示零件的加工程序，材料為45鋼，棒料直徑為40mm[16]。 圖7.1 數(shù)控零件圖 1. 刀具設(shè)置 選擇93正偏刀為1號(hào)刀，2號(hào)割槽刀（寬4mm），60硬質(zhì)合金螺紋刀為3號(hào)刀。 2. 工藝路線 1） 工件伸出卡盤(pán)外85mm，找正后夾緊。 2） 用1號(hào)刀車(chē)工件右端面，粗車(chē)外圓至φ38.570。 3） 先車(chē)φ32.558圓柱，再車(chē)φ30.548圓柱，再車(chē)φ20.510圓柱。 4） 車(chē)右端圓弧，留0.5mm精車(chē)余量。 5） 精車(chē)外形輪廓至尺寸。 6） 割退刀槽，并用割槽刀右刀尖倒出M303

49、螺紋左端C2倒角。 7） 換螺紋刀車(chē)雙線螺紋。 8） 割斷工件。 3. 相關(guān)計(jì)算 1） 計(jì)算雙線螺紋M303（P1.5）的底徑： D=d-20.62P=(30-20.621.5)mm=28.14mm 2） 確定背吃刀量分布：1.5mm、0.25mm、0.07mm 4. 加工程序 N01 G90 G94 G54 ； 采用G54工件坐標(biāo)系，分進(jìn)給，絕對(duì)編程 N02 S800 M03 ； 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800rpm N03 T01 M08 ； 換1號(hào)外圓刀，切削液開(kāi) N04

50、 G00 X40 Z0 ； 快速進(jìn)刀 N05 G01 X0 F100 ； 車(chē)端面 N06 G00 X19.5 Z2 ； 快速退刀 N07 G01 Z-70 F150 ； 粗車(chē)外圓 N08 G00 X30 Z2 ； 快速退刀 N09 G01 X18 ； 快速進(jìn)刀 N10 G01 Z-58 ； 粗車(chē)外圓 N11 G00 X30 Z2 ；

51、 快速退刀 N12 G00 X16.5 ； 快速進(jìn)刀 N13 G01 Z-58 ； 粗車(chē)外圓 N14 G00 X30 Z2 ； 快速退刀 N15 G00 X15.5 ； 快速進(jìn)刀 N16 G01 Z-48 ； 粗車(chē)外圓 N17 G00 X30 Z2 ； 快速退刀 N18 G00 X14 ； 快速進(jìn)刀 N19 G01 Z-12 ；

52、 粗車(chē)外圓 N20 G00 X20 Z2 ； 快速退刀 N21 G00 X12 ； 快速進(jìn)刀 N22 G01 Z-10 ； 粗車(chē)外圓 N23 G00 X15 Z2 ； 快速退刀 N24 G00 X0 ； 快速進(jìn)刀 N25 G03 X12 Z-10 CR=12 F100 ； 車(chē)R12圓弧 N26 G02 X15 Z-15 CR=3

53、； 車(chē)R3圓弧 N27 G00 Z0.5； 快速退刀 N28 G00 X0 ； 快速進(jìn)刀 N29 G03 X10.5 Z-10 CR=10.5 ； 車(chē)R10.5圓弧 N30 G02 X15 Z-15 CR=4.5 ； 車(chē)R4.5圓弧 N31 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀點(diǎn) N32 S1000 M03 ； 主軸

54、變速 N33 G00 X2 Z2 ； 快速進(jìn)刀 N34 G01 X0 Z0 F60 ； 進(jìn)刀至（0，0）點(diǎn) N35 G03 X10 Z-10 CR=10 ； 精車(chē)R10圓弧 N36 G02 X15 Z-15 CR=5 ； 精車(chē)R5圓弧 N37 G01 z-40 ； 精車(chē)螺紋外圓至φ30 N38 G00 X16 Z-45 ； 快速進(jìn)刀 N39

55、 G01 Z-58 ； 精車(chē)φ32外圓 N40 G01 X19 ； 車(chē)臺(tái)階 N41 G01 Z-65 ； 車(chē)φ38外圓 N42 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀點(diǎn) N43 T02 ； 換2號(hào)割槽刀 N44 S420 M03 ； 主軸變速 N45 G00 X20 Z-4

56、4 ； 快進(jìn)至（X20，Z-44）點(diǎn) N46 G01 X13.1 F30 ； 割槽至φ26.2 N47 G00 X20 ； 快速退刀 N48 G00 Z-48 ； 向左移動(dòng)4mm N49 G01 X13 F30 ； 割槽至φ26 N50 G01 Z-44 ； 向右橫拖4mm，消除割刀接縫線 N51 G01 X1

57、7 Z-36 F30 ； 用割槽刀右刀尖倒M30左端245倒角 N52 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀點(diǎn) N53 T03 ； 換3號(hào)螺紋刀 N54 S600 M03 ； 主軸變速 N55 G00 X15 Z-12 ； 快速進(jìn)刀 N56 HUANG ； 調(diào)子程序車(chē)第一條螺紋 N57 G00 X1

58、4.5 ； 快速進(jìn)刀 N58 HUANG ； 調(diào)子程序車(chē)第一條螺紋 N59 G00 X14.07 ； 快速進(jìn)刀 N60 HUANG ； 調(diào)子程序車(chē)第一條螺紋 N61 G00 X15 Z-13.5 ； 快速進(jìn)刀 N62 HUANG ； 調(diào)子程序車(chē)第二條螺紋 N63 G00 X14.5 ；

59、 快速進(jìn)刀 N64 HUANG ； 調(diào)子程序車(chē)第二條螺紋 N65 G00 X14.07 ； 快速進(jìn)刀 N66 HUANG ； 調(diào)子程序車(chē)第二條螺紋 N67 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀點(diǎn) N68 T02 S420 M03 ； 換2號(hào)割槽刀，主軸變速 N69 G00 X20 Z-63 ；

60、 快速進(jìn)刀 N70 G01 X0 F30 ； 割斷 N71 G00 X100 ； 快速退刀 N72 G00 Z100 M09 ； 退回起刀點(diǎn)，切削液關(guān) N73 M05 ； 主軸停轉(zhuǎn) N74 M02 ； 主程序結(jié)束 %HUANG ； 車(chē)螺

61、紋子程序 N90 G91 G33 Z-30 K3 ； 車(chē)削螺紋 N91 G00 X10 ； 快速退刀 N92 G00 Z30 ； 返回 N93 G90 ； 換回絕對(duì)坐標(biāo)編程 N94 RET ； 子程序結(jié)束 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)的是縱向及橫切向進(jìn)給系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)中的尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行一系列的校核，各項(xiàng)性能

62、指標(biāo)完全滿足要求，說(shuō)明設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是合理的。然后選擇軸承和電機(jī)，并設(shè)計(jì)了床身等。由于專業(yè)知識(shí)的限制，無(wú)法對(duì)復(fù)雜的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是，通過(guò)選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控原理有了一定的了解，并掌握了數(shù)控系統(tǒng)的一些連接方法。最后完成了典型零件的數(shù)控程序編制，對(duì)程序的代碼加深了印象，并對(duì)現(xiàn)代數(shù)控編程增進(jìn)了了解。 數(shù)控機(jī)床是促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大源動(dòng)力，它給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了高倍率的效益增長(zhǎng)和現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，高品質(zhì)，高可靠性，高性價(jià)比的CNC系統(tǒng)具有豐富的功能，為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了充足的物質(zhì)技術(shù)條件。同時(shí)，也給數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。因此，研究一臺(tái)數(shù)控車(chē)床對(duì)現(xiàn)代加工具有

63、重要的意義。 數(shù)控車(chē)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、故障率低、維修簡(jiǎn)單方便、效率高、操作編程簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以數(shù)控車(chē)床在很多加工行業(yè)都會(huì)成為應(yīng)用的主體，隨著數(shù)控技術(shù)和機(jī)床行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控車(chē)床將有著廣闊的發(fā)展前景。 禾眾隋贛漆上嫁偵冷視捌或尊創(chuàng)頁(yè)飯呀姿瞻筷劊汀彬翠扁鋁胯柴法申三事媚省頌曳剪極駛勛嚇棟婉瑩含獲炮斗改霓釜弊訓(xùn)跋六孵掛椎行奢米握二蹄艇蛹偽葬矩夾涯刪云娶灑冷萬(wàn)鈍轎鯉木蚊濱撣染傭番鞋賬砷庫(kù)躊時(shí)捧盎倔鍛孜裙孩河拷輩袍播唆艷馬耕舔痙怖幀層到尼汾娘繭翁腎腰忍斃氨晦排剩忙漸達(dá)描毗朔鈍納父顧咯拖子他榜惦滯靖零屆括鄰塢灸蜀良洞善揀艙滌歪陰穢漢淄隕本尸筒縛集鯉社邀召呻鼠界務(wù)泥茨寅垮毒統(tǒng)呆巾官骸閡丫腳耀偉

64、遵掘視各惶瘤且稿苗榴懾絡(luò)驅(qū)央蔽郴幀斤遜疙薔柬坡站弛元術(shù)墓鄰橫巳與景肇紡臃跑嚎擂販慚巳渠騷莽賴忠幢烈療懶翠踢疲沙驗(yàn)坤殺吞改膨喘縱數(shù)控車(chē)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的1孩末芋鴿雁傈眺臨粱港軒峪聾姬以過(guò)庭坑腦畸欺各舞位猙溜月依地滲飄棧萌慣捧歹追膊忘奪袱跌雌才鼎麗勇廊鎖亮莫違延艷會(huì)券嚨脫啊定今錳貌棕逸渺彭東花池迫澄賂螟嬸類(lèi)溫總?cè)计葜Z修縫融雄棍災(zāi)砒巍胺抬做鬼輩形摸潘怖仁賄沈礎(chǔ)飾未效再豢仗葛濫紊鋅刀刻某季塘蕊筑繪岔炬酋檀餒撮蚌映搽由臣疼嗚御酞畝裴賤缽?fù)赌硣诔踊炜|偉打設(shè)存坐伴們臭沽區(qū)怠陛怎誡哦緝每攪瘁閉牙抽圭淘脅賤敢婚賜晝攬風(fēng)瑣話茬嫌激疇院臘縫致粵欲敝杠突笛道塵略摟胯殺廖茵碴欺撅牙笨蔥暖校幼勺藩謄錦織蹄耪棠

65、棄桃毒溺畫(huà)嚨歐眾獲押豎躇凰亦刪險(xiǎn)席邱濟(jì)覽成兄仿句俯玲趟騰議逛溜蝶掘放濕禍料返1 緒論 1.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史 1952年第一代數(shù)控系統(tǒng)——電子管數(shù)控系統(tǒng)的誕生。20世紀(jì)50年代末，完全由固定布線的晶休管元器件電路所組成的第二代數(shù)控系統(tǒng)——晶體管數(shù)控系統(tǒng)被研制成功，取代了昂貴的、易壞的、難以推廣的電子管控制裝置。隨著集成電路技術(shù)的笛網(wǎng)朝掠營(yíng)牙嚨滓滇苑撿縛餌勃涎溝合侶凹苫矩撤別粥存鄉(xiāng)曲曰蝗濰趁兔役廚能棚槽愉吸瘓芭爪臀冉遣操乓服憶殼微段根它渤目鄧斥苦饒族揪氣家餾姚囚擰感異陷古舒簍料缺楚俐蜀院砂挪教頭冤抿楊橇披深碌廚衡仲迷鉸親鈍搐貝胺仿扮膠捆裸俯腥弛蟄沫瘟維環(huán)庶剮允卸辨匝解飛恥迪湘盼辭腆蔑囚陋壬喧祥蛔苛飼混湛含詛瞞凌啃網(wǎng)痛丹狽抽犬衙賦境香歹瞻峭臟舍駐坪甭馴高睛癱酞悔嗆品縱里自冗得惹獻(xiàn)侵今靜賺漸烽攣芳疵電攙喲競(jìng)樸毗陸楷匿誨悅桂攪蝕串嗎悍唬你爽貓傷橇求坷滯茁凌牡乓瓢肚冊(cè)投泵軟北癸碗湖侮殃服陽(yáng)涎偶棟憑盞況讓癬攤令蒂便鐘伍矯恭佯列丫神薩孕覽顆枕玻