三坐標(biāo)數(shù)控磨床設(shè)計

三坐標(biāo)數(shù)控磨床設(shè)計

摘要

    本次設(shè)計為三坐標(biāo)數(shù)控磨床，該機床能通過三軸聯(lián)動，實現(xiàn)曲線直線等不同的加工路線，同時可以通過更換砂輪來加工不同的型腔和輪廓提高其表面質(zhì)量。另外該機床也能夠?qū)ζ渌�一些工具零件進行表面加工。

   所設(shè)計的三坐標(biāo)數(shù)控磨床，磨頭與立柱之間用鼠齒器相連，可以改變主軸與工作臺的角度。三個坐標(biāo)方向的移動均由交流伺服電機帶動絲杠驅(qū)動，所選用的聯(lián)軸器為十字滑塊聯(lián)軸器，工作臺選用雙推與雙推軸承組成兩端固定支承，達到所要求的高精度。三個方向通過速度反饋和位置反饋實現(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)。主軸電機采用交流電機，由變頻器對其進行無級調(diào)速。所有電機均有單片機進行控制。

此設(shè)計主要對數(shù)控磨床的機構(gòu)進行設(shè)計，了解單片機的工作原理，主要有以下幾個方面：X、Y工作臺的傳動機構(gòu)設(shè)計，主要是滾珠絲杠的運用；伺服系統(tǒng)應(yīng)用開環(huán)控制，了解它的工作原理；機床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，了解優(yōu)缺點，充分考慮主要矛盾，擇優(yōu)選取；數(shù)控裝置的設(shè)計，了解其控制原理。

設(shè)計中充分考慮經(jīng)濟性、工藝性、適用性等要求，選擇最好的方案，以達到最佳的效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)控   三坐標(biāo)    銑床    

目錄

中文摘要1

英文摘要2

目錄3

第一章  概論1

1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展1

1.2 何謂數(shù)控機床1

1.3 數(shù)控機床的應(yīng)用范圍1

1.4 數(shù)控機床的基本組成2

1.5 數(shù)控機床的分類2

1.6 數(shù)控機床的工作過程2

1.7數(shù)控機床的特點2

1.8 磨削概論2

1.9  三坐標(biāo)數(shù)控磨床3

第二章  總體結(jié)構(gòu)設(shè)計6

2.1提高機床的結(jié)構(gòu)剛度的設(shè)計6

2.2提高機床的抗振性的措施7

2.3提高機床靈敏度7

第三章 進給伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計8

3.1 進給伺服系統(tǒng)的作用8

3.2 進給伺服系統(tǒng)的設(shè)計要求8

3.2.1對進給伺服系統(tǒng)的基本要求8

3.2.2 進給伺服系統(tǒng)的設(shè)計要求9

3.3進給伺服系統(tǒng)的組成9

3.4  進給伺服系統(tǒng)的分類9

3.5給伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。10

3.5.1 數(shù)控機床的位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)10

3.5.2 進給伺服系統(tǒng)的數(shù)字模型10

3.6 進給伺服系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性及伺服性能分析10

3.6.1 時間響應(yīng)性10

3.6.2 頻率響應(yīng)特性11

3.6.3 穩(wěn)定性分析11

3.6.4 快速性分析11

3.6.5 伺服精度11

3.7 驅(qū)動元件的設(shè)計12

3.7.1. 選用伺服電動機12

3.7.2選用交流伺服電機12

3.8 機械傳動部件的設(shè)計14

第四章  床身與導(dǎo)軌20

4.1 床身設(shè)計20

4.1.1 床身結(jié)構(gòu)的基本要求20

4.1.2 床身的結(jié)構(gòu)20

4.1.3 床身的截面形狀20

4.1.4鋼板焊接結(jié)構(gòu)21

4.1.5箱體封沙結(jié)構(gòu)21

4.2導(dǎo)軌設(shè)計21

4.2.1對導(dǎo)軌的要求21

4.2.2  滑動導(dǎo)軌21

4.2.3 貼塑滑動導(dǎo)軌21

4.2.4 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)22

4.2.5 導(dǎo)軌設(shè)計22

4.2.6導(dǎo)軌的材料22

第五章   主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計23

5.1主傳動系統(tǒng)的設(shè)計要求23

5.2主傳動變速系統(tǒng)的設(shè)計23

5.3主軸組件設(shè)計23

5.3.1 對主軸組件的性能要求23

5.3.2 主軸組件的組成和軸承選型24

5.3.3 主軸組件的技術(shù)要求25

5.3.4主軸組件的動態(tài)特性26

5.3.5 主軸軸承的潤滑26

5.4選擇主軸電機27

5.5 高速帶的設(shè)計計算29

第六章  控制系統(tǒng)設(shè)計31

6.1 確定硬件電路的總體方案31

6.2 主控制器CPU的選擇31

6.3 存儲器擴展電路設(shè)計31

6.4 I/O口擴展電路設(shè)計32

6.5 交流伺服電機驅(qū)動電路32

6.6 主軸電機驅(qū)動電路32

6.7 越界報警32

程 序33

設(shè) 計 小 結(jié)36

參考文獻37