数控铣床xy运动平台的结构设计(附件)【字数：8826】
摘 要 数控铣床XY运动平台是数控铣床结构中的重要组成部分，工作台的精度会影响零件的生产质量。它主要作用于XY方向的进给运动，它是基于传统手动或者电动XY两轴移动平台基础上改进而来，其实质是对传统手动或者电动XY两轴移动平台加入伺服驱动电机，以及数控化控制系统改进而来。数控XY运动平台是通过伺服电机驱动的，所以，在对加工不同工件，需要不同进给力的时候可以对伺服电机进行速度调节，与伺服电机的输出轴的扭矩也是可调节的，在速度方面，通过伺服控制系统可以自由控制进给速度，快退，快进，复位等动作的不同速度的要求，这对于提高设备的加工效率，缩短空行程的时间，有很大意义。而本次设计我们主要是对数控铣床工作台的结构进行研究，主要包括工作台丝杆结构的设计选型，电动机的设计选型及机械系统的传动系统刚度及动态分析，并对工作平台进行三维建模以及运动仿真，完成设计工程图。
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内发展现状分析 1
1.2 数控铣床XY运动平台的特点 2
1.3 数控铣床的发展前景分析 3
第二章 总体设计与分析 5
2.1 数控铣床XY运动平台工作原理与结构分析 5
2.1.1 设计的优点 5
2.1.2 工作原理分析 5
2.2 数控铣床XY运动平台的传动方式 6
2.3 结构简图 6
第三章 主要零部件设计与计算 7
3.1 伺服电机的选用 7
3.1.1等效力矩的研究与计算 7
3.1.2 研究计算电机工作状态 9
3.1.3 电动机功率的选择 9
3.2 滚动导轨副的计算、选择 10
3.3 滚珠丝杠计算、选择 10
3.4滚动轴承的选择计算 13
3.4.1轴上的轴承的选择和寿命计算 13
3.4.2 轴上轴承的选择计算 14
3.4.3静载荷计算 15
3.4.4极限工作转速计算 15
3.5键连接的选择和计算 15
3.5.1键的选择 16
3.5.2键的强度计算 16
3.6 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
机械传动系统的误差计算与分析 17
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1国内发展现状分析
卧式铣床进给箱齿轮轴是进给系统的一个重要组成部分，主要用于安装卧式铣床进给箱齿轮轴，卧式铣床进给箱齿轮轴为卧式铣床进给系统的一个最为基本的零件。齿轮轴对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的加工精度，加工质量有比较高的要求，对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的同轴度，尺寸精度，表面光洁度等有很高的要求，所以，卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴加工比较复杂，并且，由于卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴一般为大批量加工，加工质量要求高，零件互换性高。主要用于安装卧式铣床进给箱齿轮轴，卧式铣床进给箱齿轮轴为卧式铣床进给系统的最基本的组成部分。
齿轮轴对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的加工精度，加工质量有比较高的要求，对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的同轴度，尺寸精度，表面光洁度等有很高的要求，所以，卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴加工比较复杂，并且，由于卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴一般为大批量加工，加工质量要求高，零件互换性高，为更好的设计卧式铣床进给箱齿轮轴的结构，保证卧式铣床进给箱齿轮轴具有更好的工作性能与结构强度，我们通过三维设计软件对卧式铣床进给箱齿轮轴进行三维建模、有限元分析以及动力学分析等过程，利用三维模拟技术深入分析零件。优化设计，是目前的一种比较新型的设计方式，能够为科学合理的设计提供有力的参照。
社会不断进步，工业发展的状况决定了一个国家的强弱。因此，在国家政策的大力支持下我国的数控技术也在进一步发展。数控铣床也更加先进，这是我国不断发展的真实写照。由于现代工业标准化的大力推广与发展，我国在很多行业都具有详细的行业标准化规定，这对一些主要零部件的生产与制造带来了极大的方便。这大大减少了非标零部件的数量与种类，对零部件的更换，维修带来了极大的便利。互换性变得更加容易，所以，这一改变使得专用机床发挥了其显著的优势，由于专用机床能够对特定零部件的生产与加工速度快，精度高，互换性好，并且，由于缩短了加工辅助周期，使得整个零件的加工成本更低，促使零件的制造成本更低，换取零部件的价格也就更低，质量越好，这一情况促成了良性循环，这也是我国实现工业现代化，现代制造业的主要标志之一。专用机床的产生是对标准化，批量化生产的重要工具，重要保障，同时随着自动化控制，PLC控制系统的发展，高度集成化，信息化，智能化的发展，使得对专用机床的操作变得更加容易，在我国沿海工业发达城市，大量企业实现了无人化操作的大批量生产规模，通过程序控制专用机床实现高自动化的加工，部分复杂零部件通过多轴专用加工机床可实现复杂曲面，异性面的加工，这是传统机床所无法实现的，也是标志着我国加工制造业发展的新动力。
目前我国对于数控铣床生产的企业有很多家，然而大部分的企业也规模并不是很大，其中在行业内具有较大影响力的企业主要有五家，2005年昆山精密机床有限公司开发了我国第一款用于双面攻丝加工的数控铣床KM100型精密双面攻丝一体机，能够对汽车变速箱，减速器，差速器等主要部件的外壳箱体结构进行镗孔攻丝加工，对于复杂的零件能够一次性对安装孔进行攻丝加工成型，大大提高了企业加工的生产效率。使得原本需要先经过测量划线，打孔定位，镗孔，铰孔，攻丝等一系列繁琐的工序变得简单起来，通过KM100型精密双面攻丝一体机能够实现对箱体零件的两个侧面进行同时加工安装孔，由于KM600型精密双面攻丝一体机主轴箱各加工轴的转速一致，使得各个安装孔加工出来比较规则，很好的满足了标准化的要求，互换性良好，由于该机型自动化程度相对比较低，仍然需要对孔，定位等辅助加工工序，使得操作人员工作量大，速度慢，效率低，有时由于定位误差而导致加工件的互换性差等现象，针对此情况昆山精密机床有限公司通过一系列的改进和优化措施，集成了PLC控制系统，可视化监控系统，伺服驱动系统等，研发了KM800型高精密双面攻丝加工的数控铣床。
目 录
第一章 绪论 1
1.1国内发展现状分析 1
1.2 数控铣床XY运动平台的特点 2
1.3 数控铣床的发展前景分析 3
第二章 总体设计与分析 5
2.1 数控铣床XY运动平台工作原理与结构分析 5
2.1.1 设计的优点 5
2.1.2 工作原理分析 5
2.2 数控铣床XY运动平台的传动方式 6
2.3 结构简图 6
第三章 主要零部件设计与计算 7
3.1 伺服电机的选用 7
3.1.1等效力矩的研究与计算 7
3.1.2 研究计算电机工作状态 9
3.1.3 电动机功率的选择 9
3.2 滚动导轨副的计算、选择 10
3.3 滚珠丝杠计算、选择 10
3.4滚动轴承的选择计算 13
3.4.1轴上的轴承的选择和寿命计算 13
3.4.2 轴上轴承的选择计算 14
3.4.3静载荷计算 15
3.4.4极限工作转速计算 15
3.5键连接的选择和计算 15
3.5.1键的选择 16
3.5.2键的强度计算 16
3.6 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
机械传动系统的误差计算与分析 17
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1国内发展现状分析
卧式铣床进给箱齿轮轴是进给系统的一个重要组成部分，主要用于安装卧式铣床进给箱齿轮轴，卧式铣床进给箱齿轮轴为卧式铣床进给系统的一个最为基本的零件。齿轮轴对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的加工精度，加工质量有比较高的要求，对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的同轴度，尺寸精度，表面光洁度等有很高的要求，所以，卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴加工比较复杂，并且，由于卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴一般为大批量加工，加工质量要求高，零件互换性高。主要用于安装卧式铣床进给箱齿轮轴，卧式铣床进给箱齿轮轴为卧式铣床进给系统的最基本的组成部分。
齿轮轴对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的加工精度，加工质量有比较高的要求，对卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴的同轴度，尺寸精度，表面光洁度等有很高的要求，所以，卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴加工比较复杂，并且，由于卧式铣床进给系统卧式铣床进给箱齿轮轴一般为大批量加工，加工质量要求高，零件互换性高，为更好的设计卧式铣床进给箱齿轮轴的结构，保证卧式铣床进给箱齿轮轴具有更好的工作性能与结构强度，我们通过三维设计软件对卧式铣床进给箱齿轮轴进行三维建模、有限元分析以及动力学分析等过程，利用三维模拟技术深入分析零件。优化设计，是目前的一种比较新型的设计方式，能够为科学合理的设计提供有力的参照。
社会不断进步，工业发展的状况决定了一个国家的强弱。因此，在国家政策的大力支持下我国的数控技术也在进一步发展。数控铣床也更加先进，这是我国不断发展的真实写照。由于现代工业标准化的大力推广与发展，我国在很多行业都具有详细的行业标准化规定，这对一些主要零部件的生产与制造带来了极大的方便。这大大减少了非标零部件的数量与种类，对零部件的更换，维修带来了极大的便利。互换性变得更加容易，所以，这一改变使得专用机床发挥了其显著的优势，由于专用机床能够对特定零部件的生产与加工速度快，精度高，互换性好，并且，由于缩短了加工辅助周期，使得整个零件的加工成本更低，促使零件的制造成本更低，换取零部件的价格也就更低，质量越好，这一情况促成了良性循环，这也是我国实现工业现代化，现代制造业的主要标志之一。专用机床的产生是对标准化，批量化生产的重要工具，重要保障，同时随着自动化控制，PLC控制系统的发展，高度集成化，信息化，智能化的发展，使得对专用机床的操作变得更加容易，在我国沿海工业发达城市，大量企业实现了无人化操作的大批量生产规模，通过程序控制专用机床实现高自动化的加工，部分复杂零部件通过多轴专用加工机床可实现复杂曲面，异性面的加工，这是传统机床所无法实现的，也是标志着我国加工制造业发展的新动力。
目前我国对于数控铣床生产的企业有很多家，然而大部分的企业也规模并不是很大，其中在行业内具有较大影响力的企业主要有五家，2005年昆山精密机床有限公司开发了我国第一款用于双面攻丝加工的数控铣床KM100型精密双面攻丝一体机，能够对汽车变速箱，减速器，差速器等主要部件的外壳箱体结构进行镗孔攻丝加工，对于复杂的零件能够一次性对安装孔进行攻丝加工成型，大大提高了企业加工的生产效率。使得原本需要先经过测量划线，打孔定位，镗孔，铰孔，攻丝等一系列繁琐的工序变得简单起来，通过KM100型精密双面攻丝一体机能够实现对箱体零件的两个侧面进行同时加工安装孔，由于KM600型精密双面攻丝一体机主轴箱各加工轴的转速一致，使得各个安装孔加工出来比较规则，很好的满足了标准化的要求，互换性良好，由于该机型自动化程度相对比较低，仍然需要对孔，定位等辅助加工工序，使得操作人员工作量大，速度慢，效率低，有时由于定位误差而导致加工件的互换性差等现象，针对此情况昆山精密机床有限公司通过一系列的改进和优化措施，集成了PLC控制系统，可视化监控系统，伺服驱动系统等，研发了KM800型高精密双面攻丝加工的数控铣床。
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