目录 第一章绪论1 1.1概述1 1.1.1数控机床简介1 1.1.2数控铣床的工艺范围及分类2 1.1.3数控铣床的组成和布局6 1.1.4数控机床的特点和发展8 第二章机床总体方案设计12 2.1伺服系统设计12 2.1.1伺服系统的概述12 2.1.2伺服系统的特点13 2.1.3伺服系统的基本要求13 2.2传动方案确定及典型元件14 2.2.1电机与滚珠丝杠的连接14 2.2.2滚珠丝杠螺母机构15 2.2.3滚珠丝杠的支承方式15 2.2.4联轴器的选择17 第三章数控铣床Z轴进给系统设计17 3.1主切削力及其切削分力计算18 3.2导轨摩擦力的计算18 3.3滚珠丝杠的选择19 3.3.1计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力19 3.3.2数控铣床的工艺范围及分类19 3.3.3计算当量负载荷Cm 19 3.3.4选取滚珠丝杠20 3.4伺服电机的选择20 3.4.1计算折算到电动机轴上的负载惯量20 3.4.2计算折算到电动机轴上的负载力矩21 3.4.3选择驱动电动机的型号21 第四章机床导轨设计23 4.1机床导轨概述23 4.2机床导轨的基本要求24 4.3常用机床导轨介绍25 4.3.1塑料滑动导轨25 4.3.2滑动导轨28 4.3.3静压导轨30 4.4机床导轨选择31 第五章总结32 参考文献34 致谢35 数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令（刀具移动轨迹信息）规定的程序。具体地讲，把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而实现控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件的机床，即为数控机床。数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元都是在数控铣床、数控镗床的基础上产生的，两者都离不开铣削方式。由于数控铣削工艺最复杂，需要解决的技术问题也很多，因此，人们在研究和开发数控系统及自动编程语言的软件系统时，也一直把铣削加工作为重点。数控铣床机械部分与普通铣床基本相同，工作台可以做横向、纵向和垂直三个方向的运动。因此普通铣床能加工的工艺内容，数控铣床度能做到。 随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应地提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。在机床行业，由于采用了数控技术，许多过去在普通机床上无法完成的工艺内容得以完成，大量普通机床为数控机床所代替，这就极大地促进了机床行业的技术进步和行业发展。目前数控机床已经遍布军工、航空航天、汽车、造船、机车车辆、机床、建筑、通用机械、纺织、轻工、电子等几乎所有制造行业。科学技术的发展以及世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求；超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标；FMS的迅速发展和CIMS的不断成熟，又将对数控机的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制等技术提出更高的要求。随着微电子和计算机技术的发展，数控系统的性能日益完盖，数控技术的应用颔域日益扩大。 综上所述，数控机床在促进技术进步和经济发展，提高人类生存质量和创造新的就业机会等方面，起着非常重要的作用。 1.1.2数控铣床的工艺范围及分类 数控铣床是数控机床中最普遍、最重要也是最具代表性的种类之一。数控铣床适合于各种箱体类和板类零件的加工。它的机械结构除基础部件外，还包括主传动系统和进给传动系统，实现工件回转、定位的装置和附件，实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、冷却等系统和排屑、防护等装置，特殊功能装置，如刀具破损监视、精度检测和监控装置，为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、锪及螺纹加工等。 数控铣床的分类可以分成以下几类： 1．按主轴布置形式分类 按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类，可分为数控立式铣床、数控卧式铣床和数控龙门铣床等。 （1)立式数控铣床 一般可进行三坐标联动加工，目前三坐标数控立式铣床占大多数。如图1-1所示，数控立式铣床主轴与机床工作台面垂直，工件装夹方便，加工时便于观察，但不便于排屑。一般采用固定式立柱结构，工作台不升降。主轴箱做上下运动，并通过立柱内的重锤平衡主轴箱的质量。为保证机床的刚性，主轴中心线距立柱导轨面的距离不能太大，因此，这种结构主要用于中小尺寸的数控铣床。此外，还有的机床主轴可以绕X、Y、Z坐标轴中其中一个或两个做数控回转运动的四坐标和五坐标数控立式铣床。通常，机床控制的坐标轴越多，尤其是要求联动的坐标轴越多，机床的功能、加工范围及可选择的加工对象也越多。但随之而来的就是机床结构更加复杂，对数控系统的要求更高，编程难度更大，设备的价格也更高。数控立式铣床也可以附加数控转盘，采用自动交换台，增加靠模装置来扩大它的功能、加工范围及加工对象，进一步提高生产效率。