x5032立式铣床进给系统改造定稿.docx

学号 2011040191037 密级 武汉东湖学院本科生毕业论文 ( 设计) X5032 立式铣床进给传动系统改造 院( 系) 名 称： 专 业 名 称： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 二〇一六年五月八日 郑重声明 我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风，所呈交的学术 论文是本人在老师的指导下 ，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表和撰写 过得内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责 。 本人签名： 日 期： 摘 要 数控机床是当代机械制造业中实现机电一体化先进设备的代表。伴随着先进制造业的发展，旧机床的数控化改造，尤其是普通机床数控化改造早已成为摆在 我们面前迫切而艰巨的任务。本课题是对 X5032 铣床进给系统的数控改造方案， 在数控技术的历史、现状和发展的基础之上，通过对 X5032 旧机床的分析，结合机床改造的思路，提出了数控化改造的方案。主要是针对机械部分进行改造，即 对丝杠、驱动元件步进电机和减速齿轮的改造。改造后的铣床不仅能加工平面、 铣削键槽、等简单的零件外，还能加工形状复杂（如圆弧面加工、斜面及凸轮等） 的零件，具有精度高、效率高及加工产品范围广等特点。 机床经过改造后，可以凸显机床强大的工作能力和深度的可靠性，加工精度和生产率同时有较大的提高，给企业提供一条切实可行的路径。 [ 关键词] 数控改造；进给传动； X5032 铣床 目录 第一章 引言 1 1.1 数控机床的发展简史 1... 1.2 数控机床发展趋势 1... 1.2.1 高速性、高效性、高精度、高可靠性 1.. 1.2.3 开放性 3 1.3 课题背景、意义 3... 1.4 研究目标 4 第二章 机械传动系统的改造设计 5... 2.1 机械传动系统改造设计方案 5... 2.1.1 改造设计任务 5... 2.1.2 总体方案设计的确定 5... 2.2 机械传动系统改造设计与计算 6.. 2.2.1 已知条件 6 2.2.2 进给系统计算，设计 8... 2.2.2.1 纵向（ X 向）设计计算 8... 2.2.2.2 横向（ Y向）设计计算 2 0. 2.3 数控铣床的导轨 2 8. 第三章 数控机床控制方式选择 3 1. 3.1 步进电机的开环控制 3 1. 3.1.1 步进电机的工作原理 3 1. 3.1.2 开环控制系统构成 3 1. 3.2 数控机床开环系统速度计算 3 2. 第四章 结论与展望 3 2. 第五章 致谢 3..3.. 参考文献 3..5.. 第一章 引言 数控机床的发展简史 从第一台电子计算机诞生开始，美国北密执安的小型飞机承包商帕尔森斯公为了制造飞机机翼轮廓的板状样板，提出了采用数字控制技术进行加工的思路， 1949 年由帕尔森斯企业与美国麻省理工学院伺服机构研究院合作开始从事数控机 床的研制工作， 1952 年，研究出第一台实验性数控系统，并把它安装在一台立式 铣床上，成为全球第一台数控机床，完美实现了同时控制三轴的运动。 1954 年 11 月，在帕尔森斯专利的基础上。第一台应用于工业的数控机床由美国本迪克斯企 业制造出来，从此，传统机床发生了质的变化。 60 多年过去了，数字控制系统已经从当时的电子管起步，先后经历了两个阶段六代的发展，即：硬件逻辑性控制， 阶段经历了三代，即第一代——电子管；第二代——晶体管和印刷电路板；第三 代—一规模性集成电路，由于它体积小巧，能耗低，使数控系统的可靠度得以进 一步得到提高。计算机数控 (计算机数字式控制， 简写为 CNC)阶段同样经历了三代， 即 1970 年第四代——微型计算机， 1974 年第五代——微型处理器 (MNC) 和 1990 年第六代——基于 PC的阶段。数控系统进步到了第五代以后，从本质上解决了可 靠性低、售价昂贵、应用不便捷等极其关键的问题，并在上世纪 70 年代末 80 年代初以后先后在美国、日本、欧洲等工业较为发达国家得到大规模普及和应用 数控机床发展趋势 高速性、高效性、高精度、高可靠性 高速性、高效加工 到了 21 世纪，机床逐渐向高速化方向发展，大幅度提升加工效率、降低加工成本，提升零件的外表加工质量和精度。上世纪九十年代以后，欧、美、日等各国相继开发应用新一代高速数控机床，推进机床高速化发展步伐。 高精度性、超精密化加工 目前，机械加工精度高的要求较一般的加工精度提升了一倍，达到 5 微米量 1 级；加工制造精度提高了 2 个数量级，超精密加工精度跨入纳米级 (O．OOl 微米)， 主轴回转的精度要求已达到 O．01-0.05 微米，加工圆度为 O．1 微米， 加工表面粗糙程度 Ra=O．003 微米等。从精密加工进阶到超精密加工 (特高精度加工 )