數(shù)控銑床工作臺(tái)軸設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）立式數(shù)控銑床工作臺(tái)設(shè)計(jì)系科機(jī)械工程系 專業(yè)機(jī)械制造與自動(dòng)化班級(jí)姓名完成日期2008年1月12日指導(dǎo)教師南通職業(yè)大學(xué) 2009 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名所學(xué)專業(yè)機(jī)械制造及自動(dòng)化班 級(jí)課題名稱數(shù)控銑床工作臺(tái)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容（應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容、論文內(nèi)容）1、完成一臺(tái)典型船用生活污水粉碎消毒柜機(jī)械設(shè)計(jì)，完成一套施工圖，包括總裝圖和零部件圖；2、完成一份完整的論文、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，主要包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算說(shuō)明、制造、檢驗(yàn)說(shuō)明書(shū)等；3、完成一篇約1500個(gè)單詞的專業(yè)英文資料的翻譯工作要求（設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的性能、指標(biāo)，論文質(zhì)量要求）1、所設(shè)計(jì)的設(shè)備結(jié)構(gòu)既能滿足生產(chǎn)工藝的要求，同時(shí)要保證其整體安全性和經(jīng)濟(jì)性2、清晰地列出設(shè)計(jì)提綱,包括：設(shè)計(jì)理論、計(jì)算內(nèi)容、計(jì)算方法、計(jì)算步驟及相應(yīng)的公式、參數(shù)的選擇等，設(shè)計(jì)計(jì)算合理正確3、所設(shè)計(jì)的圖紙符合國(guó)家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)及化工制圖標(biāo)準(zhǔn)，正確地反映和表達(dá)設(shè)計(jì)對(duì)象4、所寫(xiě)論文應(yīng)能完整地反映設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想，要求文字簡(jiǎn)練、語(yǔ)句通順，層次清楚、圖表清晰，理論正確、結(jié)構(gòu)合理主要參考資料1．范超毅，趙天嬋，吳斌方．?dāng)?shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)．武漢．華中科技大學(xué)出版社，20072．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組。

機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)）【M】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.3．戴曙.機(jī)床滾動(dòng)軸承應(yīng)用手冊(cè)【M】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19934．李福生.實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè)【M】北京：北京出版社,1995.5．國(guó)數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心.數(shù)控機(jī)床【M】北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.6．廖效果. 數(shù)控機(jī)床【M】武漢:湖北科學(xué)技術(shù)出版社,2000工作進(jìn)度要求1、 對(duì)所設(shè)計(jì)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)研，了解其在整個(gè)工藝流程所起的作用；2、 讀懂條件圖，進(jìn)行材料的選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算；3、完成總裝圖及零部件圖； 4、完成、完善畢業(yè)論文（計(jì)算說(shuō)明書(shū)）及專業(yè)外文的翻譯課題組其他成員指導(dǎo)教師（簽名）教研室主任（簽名）部門(mén)批準(zhǔn)（蓋章）簽發(fā)日期2008年10月20日注：本任務(wù)書(shū)一式三份，由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，教研室主任審核，系部批準(zhǔn)后下發(fā)；學(xué)生、指導(dǎo)教師、系部各一份摘要本文一簡(jiǎn)明的語(yǔ)言有側(cè)重的介紹了普通數(shù)控機(jī)床中經(jīng)濟(jì)型書(shū)空銑床進(jìn)給的設(shè)計(jì)過(guò)程，第一部分為機(jī)械元件的設(shè)計(jì)，包括了滾珠絲杠、軸承、步進(jìn)電機(jī)、和同步齒形帶的計(jì)算、選擇與應(yīng)用，還有對(duì)于導(dǎo)軌的簡(jiǎn)單介紹第二部分則是電路設(shè)計(jì)方面的主要內(nèi)容，以單片機(jī)為主體的控制單元可以快捷方便的完成進(jìn)給任務(wù)，其中包括環(huán)形分配器和存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)、8031單片機(jī)和芯片8155和8255的選擇和應(yīng)用以及管角的功能、光電耦合器和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、中斷處理的原理和編程。

關(guān)鍵詞：數(shù)控；滾珠絲杠；步進(jìn)電機(jī)ABSTRACT This article concise language had the stress in the introduction ordinary numerical control engine bed the economy numerical control milling machine entered for the design process, first part for mechanical part design, including ball bearing guide screw, bearing, stepper motor , and synchronized tooth profile belt computation, choice and application, but also had regarding the guide rail simple introduction. The second part is the circuit design aspect main content, may quickly facilitate take the monolithic integrated circuit as the main body control unit completes for the duty, including ring-like divider and memory design, 8,031 monolithic integrated circuits and chip 8,155 and 8,255 choices and application as well as tube angle functions, photoelectricity coupler and stepper motor actuation electric circuit design, interrupt processing principle and programming.Key word: numerical control; ball bearing guide screw; stepper motor目 錄摘要 3ABSTRACT 4第1章 緒論 81.1我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展概況 81.2當(dāng)今數(shù)控機(jī)床的發(fā)展的趨勢(shì) 8第2章 立式數(shù)控銑床工作臺(tái)（X軸）設(shè)計(jì) 12 2.1 概述 122.1.1 技術(shù)要求 122.1.2總體方案設(shè)計(jì) 122.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 132.2.1主切削力及其切削分力計(jì)算 132.2.2導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 142.2.3計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 152.2.4滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算 152.3工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì) 212.4滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn) 212.4.1滾珠絲杠螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn) 212.4.2滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗(yàn) 212.4.3滾珠絲杠螺母副額定壽命的校驗(yàn) 22第3章 計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度 22 3.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算 223.2滾珠絲杠螺母副的扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算 26第4章 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算 274.1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算 274.2計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量 284.3計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需的力矩 294.4選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 30第5章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 325.1計(jì)算絲杠-工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率 325.2計(jì)算扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率 32第6章 計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析 336.1計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方向死區(qū)△ 336.2計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由綜合拉壓剛度變化引起的定位誤差 33第7章 確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào) 337.1確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí) 357.2確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào) 36第8章 設(shè)計(jì)總結(jié) 37參考文獻(xiàn) 38致謝詞 39前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)，它是一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一種理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練踏實(shí)我們完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本理論基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練，它在我們按三年的大學(xué)生活中占有重要的地位。

這對(duì)學(xué)生即將從事的有關(guān)技術(shù)工作和未來(lái)事業(yè)的開(kāi)拓有一定意義畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的：1 培養(yǎng)我們綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，拓寬和深化學(xué)過(guò)的知識(shí)2培養(yǎng)我們樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新思維掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序，規(guī)范和方法3 培養(yǎng)我們正確使用技術(shù)資料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工作能力4 培養(yǎng)我們進(jìn)行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的基本工作態(tài)度，工作作風(fēng)和工作方法5 就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練叢中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力為今后參加祖國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)由于個(gè)人能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處懇切各位老師給予指導(dǎo)第1章 緒論1.1我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，社會(huì)化大生產(chǎn)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的 要求越來(lái)越趨于多樣化、復(fù)雜化，尤其是在造船、航空航天、國(guó)防軍工、重型機(jī)械以 及電子等工業(yè)中，其加工批量小、零件形狀復(fù)雜、改形頻繁、精度要求高、加工困 難、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大和質(zhì)量難以保證的生產(chǎn)特點(diǎn)，已經(jīng)不能靠傳統(tǒng)的加工 設(shè)備和制造方法來(lái)適應(yīng)這種柔性化程度很高的加工要求。

因此能有效解決復(fù)雜、 精密、中小批量加工的數(shù)控機(jī)床在近幾十年來(lái)得到迅速發(fā)展和最廣泛的應(yīng)用 數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)控裝置或電子計(jì)算機(jī)來(lái)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)地取代一般通 用機(jī)床上人工控制的各種操作，如起動(dòng)、加工順序、主軸變速、切削用量、松夾工件、選擇刀具、進(jìn)刀退刀、切削液開(kāi)關(guān)以及停車(chē)等通常，數(shù)控機(jī)床將所需的全部 機(jī)械動(dòng)作、步驟和控制功能，以及工件的形狀尺寸預(yù)先按規(guī)定的字符和文字代碼 的形式編制數(shù)控程序，通過(guò)穿孔機(jī)或鍵盤(pán)等把程序上的信息以數(shù)字代碼的形式記 載在控制介質(zhì)（如穿孔紙帶或磁盤(pán)等）上，通過(guò)控制介質(zhì)將加工信息送入數(shù)控裝 置，數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令性控制信號(hào) 1.2當(dāng)今數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面　　1.高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)　　效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。

高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一　　在轎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬(wàn)輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車(chē)裝備必須解決的重點(diǎn)問(wèn)題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對(duì)這些筋、壁進(jìn)行加工近來(lái)采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來(lái)制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來(lái)替代多個(gè)零件通過(guò)眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高這些都對(duì)加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求　　從EMO2001展會(huì)情況來(lái)看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右目前世界上許多汽車(chē)廠，包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床美國(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。

加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而。