三坐标数控磨床设计开题报告

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本科生毕业论文（设计）开题报告

论文题目：三坐标数控磨床设计

现代制造技术，如柔性制造系统（FMS、计算机集成制造系统（CIMS）、并行工程（C.E）、 精益生产（L.P ）、敏捷制造（A.M）等正在我国兴起并逐步实施。作为以上各项现代化生 产哲理和生产模式的最低层设备 - 数控机床是最终生产出合格产品的重要环节。 数控机床 不仅能提高产品的质量、生产效率、降低生产成本，还能大大改善工人的劳动条件。本 次设计的就是数控机床的一种，即三坐标数控磨床，其主要技术要求和工作量如下：

1、 三坐标数控磨床的主要技术要求

（ 1） X、 Y、 Z 行程分别为 300mm、 300mm 、 300mm。 （ 2）进给精度为 0.001mm

（ 3） X、 Y、 Z 轴快速移动速度分别为 10m/min 、 10m/min 、 10m/min （4 ） 工作台面尺寸 420 X 300mm 2、 课题内容及工作量 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7）

三坐标数控磨床总体布置图



X-Y 工作台装配图（机构图） 磨头机构装配图 Ao1 张 单片机控制原理图 Ao1 张

设计说明书 15000 字、开题报告 2000 字 外文翻译 5000 汉字



Ao 1 张 Ao1 张

编制源程序 100 句以上



一、 三坐标数控磨床的工作原理 用数控磨床加工曲面零件时，首先应编制该曲面零件的加工程序，这是数

控曲面磨

床的工作指令。将加工程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启动、 停止、进给运动的方向、速度和位移量，以及工件装夹和冷却润滑的开关等动作，使刀 具与被加工零件以及其它辅助装置。 二、 三坐标数控磨床的组成 三坐标数控磨床主要有控制介质、数控装置、伺服系统、机床主机和测量反馈

装置 等五部分组成。

（ 1）控制介质 用于记载各种加工信息的载体， 以控制机床的运动， 实现零件的加工。 数控介质有穿


孔带、穿孔卡、磁带及磁盘等，用键盘将加工程序直接键入，并且可在数 码显示器或CRT显示器上显示出来。

（ 2）数控装置 数控装置是数控机床的核心，是高技术密集型产品。任何一个微机控 制系统都由硬件和软件两部分组成。有了硬件才有软件运行的基础，而只有配置了软件 的硬件才能构成控制系统。构成微机控制系统的基本硬件有以下四部分组成： 1） 中央处理单元 即 CPU

2） 总线 有数据总线（DB、地址总线（AB）和控制总线（CD） 3） 存储器 包括可编程存储器和随机可读存储器 4 ） 输入输出接口电路

（ 3）伺服系统 由伺服驱动装置和伺服进给系统组成，是数控系统的执行部分。作用 是把来自数控装置的各种指令转换成机床移动部件的运动速度、运动方向和位移量。

伺服驱动装置：直流伺服电机。

进给伺服系统：有驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环 节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统；检测元件与反馈电路组成检测 装置亦称检测系统。进给伺服系统中采用的驱动装置为直流伺服电机。 （ 4）机床主机

机床是数控机床的主体，包括床身、箱体、导轨、主轴、进给机构等机械部件。

1 ）床身 三坐标数控磨床应具有更好的刚性和抗振性， 因此床身采用密封式箱型结构， 在床身底内腔填

充泥芯和混凝土等阻尼材料，当发生振动时，利用阻尼材料之间的相对 摩擦耗散振动能量。

2）导轨 导轨由运动件和承导件组成。运动件：需要做直线运动的零部件。承导件： 用于支承并限制运

动件，使其只能按给定的要求和规定的方向作直线运动。设计中可采 用滑动导轨，对导轨要求有以下几点：①要有一定的导向精度。②要有良好的耐磨性。

③要有足够的刚度。④有减小热变形影响。⑤要使运动轻便平稳。⑥要有一定的工艺性。

滑动导轨间隙的调整： 采用刮、磨相应的结合面或加垫片的方法以获得相应的间隙； 镶条调整，这是侧向间隙常用的调整方法，镶条有直镶条和斜镶条两种。

三坐标数控磨床采用贴塑导轨，这是一种金属对塑料的摩擦形式。属于滑动摩擦导 轨，导轨一滑移面上贴有一层抗磨软带，导轨的另一滑移面上贴为淬火磨削面，软带是 以聚四氟乙烯为基材，添加合金粉和高氧化物的高分子复合材料。塑料导轨刚性好、动 静摩擦系数差值小、耐磨性好、无爬行、抗振性好、化学的稳定性好、维护修理方便、 经济性好。

三个方向的导轨副、滚珠丝杠副由自动间隙润滑油泵进行定时润滑，润滑油泵安装 在立柱侧面，通过分油器将润滑油分送到各润滑点上。

3 ）主轴 主轴部件包括主轴轴承、传动件和相应的紧固件。主轴的端部是标准的。 传动件如齿轮、带轮

等与一般的机械零件相同。机床主轴部件，三个方向的进给及其它 部件滚动轴承，均采用润滑脂润滑。

4）工作台 ： X、Y 工作台传动机构； X 向齿轮减速和滚珠丝杠传动方式（ Y 向和 X 向X、Y工作台的组成相同）；驱动机构（X、Y向两个电机）。

X、Y工作台工作原理：通过控制 X、Y向电机驱动传动机构，从而带动 X、Y工作台 沿 X 向 Y 向

运动。

滚珠丝杠螺旋传动：在螺母和螺杆间放入适当数量的滚珠，

使螺母和螺杆之间的摩擦

由滑动摩擦变为滚动摩擦的一种装置。有螺母、螺杆、滚珠及滚珠循环返回装置四个部 分组成。当螺杆转动螺母移动时，滚珠沿螺杆螺旋滚道而滚动，在螺杆上滚动数周后， 滚珠从滚道的一端滚出并沿返回装置返回另一端，重新进入轨道，从而构成闭合回路。 三 参考资料

1．数控机床设计手册； 2．机械设计手册； 3．机电传动控制；

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