机械5

(图和齐)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。 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