三坐标数控磨床设计

三坐标数控磨床设计

摘要

    本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。

   所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。所有电机均有单片机进行控制。

此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；数控装置的设计，了解其控制原理。

设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。

关键词：数控   三坐标    铣床    

目录

中文摘要 1

英文摘要 2

目录 3

第一章  概论 1

1.1数控机床的产生与发展 1

1.2 何谓数控机床 1

1.3 数控机床的应用范围 1

1.4 数控机床的基本组成 2

1.5 数控机床的分类 2

1.6 数控机床的工作过程 2

1.7 数控机床的特点 2

1.8 磨削概论 2

1.9  三坐标数控磨床 3

第二章  总体结构设计 6

2.1提高机床的结构刚度的设计 6

2.2提高机床的抗振性的措施 7

2.3提高机床灵敏度 7

第三章 进给伺服系统结构设计 8

3.1 进给伺服系统的作用 8

3.2 进给伺服系统的设计要求 8

3.2.1对进给伺服系统的基本要求 8

3.2.2 进给伺服系统的设计要求 9

3.3进给伺服系统的组成 9

3.4  进给伺服系统的分类 9

3.5给伺服系统的数学模型。 10

3.5.1 数控机床的位置调节系统 10

3.5.2 进给伺服系统的数字模型 10

3.6 进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 10

3.6.1 时间响应性 10

3.6.2 频率响应特性 11

3.6.3 稳定性分析 11

3.6.4 快速性分析 11

3.6.5 伺服精度 11

3.7 驱动元件的设计 12

3.7.1. 选用伺服电动机 12

3.7.2选用交流伺服电机 12

3.8 机械传动部件的设计 14

第四章  床身与导轨 20

4.1 床身设计 20

4.1.1 床身结构的基本要求 20

4.1.2 床身的结构 20

4.1.3 床身的截面形状 20

4.1.4钢板焊接结构 21

4.1.5箱体封沙结构 21

4.2导轨设计 21

4.2.1对导轨的要求 21

4.2.2  滑动导轨 21

4.2.3 贴塑滑动导轨 21

4.2.4 导轨结构 22

4.2.5 导轨设计 22

4.2.6导轨的材料 22

第五章   主传动系统结构设计 23

5.1主传动系统的设计要求 23

5.2主传动变速系统的设计 23

5.3主轴组件设计 23

5.3.1 对主轴组件的性能要求 23

5.3.2 主轴组件的组成和轴承选型 24

5.3.3 主轴组件的技术要求 25

5.3.4主轴组件的动态特性 26

5.3.5 主轴轴承的润滑 26

5.4选择主轴电机 27

5.5 高速带的设计计算 29

第六章  控制系统设计 31

6.1 确定硬件电路的总体方案 31

6.2 主控制器CPU的选择 31

6.3 存储器扩展电路设计 31

6.4 I/O口扩展电路设计 32

6.5 交流伺服电机驱动电路 32

6.6 主轴电机驱动电路 32

6.7 越界报警 32

程 序 33

设 计 小 结 36

参考文献 37