1、陕西理工学院毕业设计论文毕 业 设 计 说 明 书题 目 刀具刃磨中心 Z轴进给系统设计与建模 陕西理工学院毕业设计论文刀具刃磨中心 Z 轴进给系统设计与建模摘要本文主要阐述了刀具刃磨中心工具磨床 Z 轴进给系统设计与建模，数控磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，是高效高精度的刀具刃磨机床，特别是五轴联动的数控工具磨床，是刀具刃磨机床发展的方向。可以用来加车刀，麻花钻，工立铣刀，球头铣刀，阶梯钻，铰刀，成形铣刀，深孔钻，三角凿刀和牛头刨刀具等。进给系统采用全封闭结构，无外挂装置，内置切削液冷却循环装置及油雾回收装置。进给轴由单元电机通过高精度无间隙联轴器与精密滚珠丝杠副直联，无间隙误差
2、。且运动平稳，传动精度高，不易磨损，使用寿命长。导轨全部采用燕尾型精密滚珠直线导轨，具有精密高，摩擦系数小，寿命长等特点。导轨、滚珠丝杠副采用具有冷却装置的全自动定时定量润滑系统。并在 PROE 中画出 Z 轴进给系统三维模型图，生成二维工程图。关键词 刃磨中心 Z 轴进给系统 闭环系统 滚珠丝杠 直线型滚动导轨陕西理工学院毕业设计论文With grinding center Z axis feed system design and modelingJiang PengFei(Grade08,Class1,Major Mechanical design and manufacture of
3、extremely automation ，Mechanical Engineering College Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723003，Shaanxi )Tutor：Zhang JunfengAbstract：This paper mainly expounds With grinding center Tool grinding machine Z axis feed system design and modeling Nc grinder is use abrasive to the surface grin
4、ding of machine tools The high precision cutting tools is efficient machine tools, especially for five axis of joint nc tool grinding machine, cutting machine tool is the direction of development. Can be used to add lathe tools, manual twist drill, the workers end mill, the ball milling cutter head,
5、 ladder drill, reamer, forming cutter, deep hole drilling, triangle chisel and shape tools, etc. Feeding system adopts fully closed structure, no hacking device, built-in liquid cooling cycle device and cutting oil mist recycling equipment. The motor shaft by unit by high precision no clearance coup
6、ling and precision the ball screw vice straight league, no clearance error. The smooth movement and high driving accuracy, not easy wear and long service life. Guide all adopt the coattails “type precision ball linear guide, with high precision, small friction coefficient, life is long, etc. Guide,
7、the ball screw vice using a cooling device of automatic timing quantitative lubrication system. And in PROE draw in the Z axis into 3 d model picture to the system, and to generate two-dimensional engineering graphics. Key words： Gang center Z-axis feed system Closed loop system The ball screw Linea
8、r rolling guide 陕西理工学院毕业设计论文第 页 共 2 页毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕
9、业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 陕西理工学院毕业设计论文第 页 共 2 页学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月
10、日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日陕西理工学院毕业设计论文第 页 共 2 页目 录引 言 .11. 概述 .21.1数控机床的概念 .21.2 数控机床的组成分类及特点 .21.2.1 数控机床的组成 .21.2.2 数控机床的分类 .21.2.3 数控机床的特
11、点 .31.3 数控机床的发展趋势及现状 .31.4本设计的主要内容和方法 .52. Z 向进给传动系统总体方案的确定 .62.1 进给传动系统的组成及其原理 .62.2进给传动控制伺服系统的选择 .62.3进给驱动系统电动机类型的确定 .82.4进给系统的传动要求及传动类型的选择 .92.4.1进给系统的传动要求 .92.4.2进给系统的传动类型的选择 .92.5电动机与丝杠连接方式的选择 .132.6进给系统的一些其他要求 .143. 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 .143.1 滚珠丝杠螺母副的种类 .143.2 滚珠丝杠支承方式的确定 .143.3 运动部件的主要参数 .163.4滚珠丝杠
12、的计算与选择 .173.4.1滚珠丝杠导程的确定 .173.4.2滚珠丝杠的等效转速 .183.4.3导轨摩擦力的计算 .193.4.4算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 .203.4.5确定所丝杠受的最大载荷 .213.4.6根据定位精度的要求估算允许的滚珠丝杠的最大轴向变形 .223.4.7估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径 .22md3.4.8初步确定滚珠丝杠螺母副的型号 .223.5 滚珠丝杠螺母副承载能力校核 .233.6 计算器械传动刚度 .233.7传动精度计算 .244. 滚珠丝杠螺母副支撑用的轴承 .254.1支撑方式 .254.2失效形式 .27陕西理工学院毕业设计论文第 页 共
13、2 页5. 伺服驱动系统的设计计算 .295.1 电动机的选择 .295.2 伺服驱动系统的设计计算 .305.2.1脉冲当量的计算 .305.2.2步进电机的选型与计算 .305.2.3电动机参数验证 .346. 联轴器的选择 .366.1选择联轴器的类型 .366.2计算联轴器的计算转矩 .366.3确定联轴器的型号 .366.4校核最大转速 .376.5协调轴孔直径 .376.6规定部件相应的安装精度 .376.7 进行必要的校核 .376.8 联轴器参数 .387. 进给系统其他部件的确定 .407.1导轨的确定 .417.2 导轨结构 .417.3导轨的选用 .427.4机床的噪声控
14、制 .438. 滚珠丝杠的保护 .44总结与体会 .45致谢 .46参考文献 .47陕西理工学院毕业设计论文第 1 页 共 47 页引 言在机械加工中，金属切削刀具是切削加工必不可少的重要工具之一，在机械制造、汽车、模具、医疗器械、国防工业和航空航天等行业中占有十分重要的地位。其质量好坏直接影响到加工对象的表面质量、精度及加工效率。采用先进的刀具刃磨机床和有效经济的工艺方法，刃磨出高效率、高精度、高可靠性的刀具，是切削加工技术水平提高的一个重要保证。刀具成本在综合加工成本中占有重要的位置，如何利用刀具刃磨机床修磨好磨损到用钝标准的刀具，延长刀具的寿命，提高刀具的利用率，降低刀具成本，是企业降低
15、生产成本的有效途径之一。高质量、高耐用度刀具的生产需求，高效的、高精度的刀具修磨要求，促使刀具刃磨机床的功能结构由简单到复杂，自动化程度由低到高不断发展。在国内，数控工具磨床的发展基本上还停留在对普通工具磨床或原有的数控机床进行数控改造来满足特定刀具的制造刃磨的水平上。最近几年国内也有一些厂家研制开发了数控工具磨床，但由于采用的是主机自行制造、数控系统靠引进，这种数控工具磨床产品不但成本很高，而且由于通用的 CNC系统没有集成刀具磨削加工技术和编程软件，难以实现刀具的磨削加工。来提高刀具刃磨效率和精度，减少废品率，降低刀具生产和修磨成本，是未来很值得研究的方向。刀具在整个加工制造成本中，看似只
16、占很小的比例。但在整个加工效率方面，恰恰是刀具起举足轻重的作用。随着对加工精度的提高，对刀具的要求也更高，相对刀具的成本也在增加，所以刀具的重新修磨就显得尤为重要！以往的刀具刃磨仅仅只限于人工在砂轮上修磨，或者由刀具厂家回收修磨，这些方式就谈不上效率可言了。现在，加工中心的技术工人们，不可能在工作初期，用大量的时间来修磨刀具。刀具的精度、使用寿命和刀具结构越来越成为影响加工能力和生产效率的关键因素，昂贵的刀具成为生产成本的重要组成部分。因此，用于刀具修磨的刃磨机行业就越来越受到加工制造业的认可。在实际中，提高机床的传动精度，高效率，稳定的进给系统来实现刀具刃磨的精度，减低成本。因而，本次毕业设
17、计主要围绕如何提高机床刃磨刀具的精度，设计合适的刃磨机床的进给系统来提高精度，主要以 Z轴进给系统的设计为例来说明研讨，选择相应的传动方式，执行机构，并在proe中进行模型设计生成二维工程图。陕西理工学院毕业设计论文第 2 页 共 47 页1. 概述1.1数控机床的概念数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比，其优越性是显而易见的，不仅零件加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂
18、曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。数控工具磨床是精度效率高、制造修磨范围广的刀具刃磨机床。数控工具磨床与手动工具磨床最大区别是抛弃了手动工具磨床上的手摇滑台、以及特制的复杂工艺装备附件，机械结构大为简化。手动工具磨床上的特殊机构和通过人为操纵所实现的刀具刃磨形式，在数控工具磨床上则通过数控系统控制的联动轴之间的柔性协调运动来轻松地实现。1.2 数控机床的组成分类及特点1.2.1 数控机床的组成数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。1.控制介质：以指令的形式记载各种加工信息；2.数控装置：接受输入的加工信息，经数控装置运算处理，向伺服系统发出相应的脉冲；3.伺服系统：把数控装置的脉冲信号转换成机床运动部件的机械位移；用于实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制。4.机械系统：包括，主轴部分、进给系统、刀库和自动换刀装置(ATC)、自动托盘交换装置(APC)等。1.2.2 数控机床的分类数控机床的品种和规格繁多，分类方法不一。根据不完全统计，目前已有近陕西理工学院毕业设计论文第 2 页 共 47 页500种数控机床。
