三江学院本科生毕业设计（论文）题目数控磨床Y轴结构设计______________________________________________________ 高等职业技术院（系）机械设计制造与自动化专业学生姓名钱明怀学号 G105152025___ 指导老师沈仙法职称讲师_______ 指导老师工作单位三江学院______________ 起讫日期 2013 年 12月 16号—2013 年 4月 7号____摘要机械制造中最常用的加工方法之一。
随着高速磨削和强力磨削工艺的发展，进一步提高了磨削的效率。
磨床因为加工用途越来越广而且在日常加工中容易实现自动化，从而使得金属切削机床使用范围日益扩大，所占的比重不断上升，从而让金属切削机床在发达国家占了25%以上。
本文介绍数控磨床Y轴结构的系统进行设计，它包括了进给伺服系统以及导轨和底座的设计。
在目前的生产生活中它不仅能有效地增加生产效率而且还能减少劳动时间，通过这种方式就能减少生产成本，所以在生产生活中大量的使用这种设备，是一种很好的减少成本的方式，因此磨床的研究从来都是很重要的任务，因为磨床的规模化，在加工和设计者的面前，将会出现很多的难题，为了赶上先进的生产水平，我们只能不断的优化加工设备。
关键词：磨削：机床：进给伺服系统ABSTRACTOne of the most commonly used method of processing machinery manufacturing. With the development of high speed grinding and grinding process, to further improve the grinding efficiency. Grinding in machining and easy to realize automation, thus grinding applications more widely, the increasing scope of the use, in the metal cutting machine tools accounted for the proportion rising, in the industrial developed countries accounted for more than 25% of metal cutting machine tools.This paper introduces the system of NC grinder Y week structure design, it includes the feed servo system and design guide and base. To present in the industrial production more than he can not only reduce the machining process can effectively reduce the processing time, so can greatly reduce processing cost, so it has good reference value in the extensive use of such equipment, and grinder research has been a very important task, with the more common grinding machine, more and more difficult problems will face in front of the designers and processors, we must constantly improve the processing facilities to catch up with the international industry level.Keywords：grinding; machine tool; servo system目录第一章概论1.1数控机床的产生与发展 (1)1.2 何谓数控机床 (1)1.3 数控机床的应用范围 (1)1.4 数控机床的基本组成 (2)1.5 数控机床的分类 (2)1.6 数控机床的工作过程 (2)1.7数控机床的特点 (2)1.8 磨削概论 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
1.9 数控磨床 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
2.1提高Y轴的结构刚度的设计 (2)2.3提高灵敏度 (3)3.1 进给伺服系统的作用 (4)3.2进给伺服系统的设计要求 (4)3.2.2进给伺服系统的设计要求 (5)3.5给伺服系统的数学模型 (6)3.5.1 数控机床的位置调节系统 (6)3.5.2 进给伺服系统的数字模型 (7)3.6 进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 (7)3.6.1 时间响应性 (7)3.6.2 频率响应特性 (7)3.6.3 稳定性分析 (8)3.6.4 快速性分析 (8)3.6.5 伺服精度 (8)3.7.1. 选用伺服电动机 (9)3.7.2选用交流伺服电机 (10)3.8 机械传动部件的设计 (11)4.1 Y轴底座设计 (17)4.1.1 Y轴底座结构的基本要求 (17)4.2 导轨设计 (18)4.2.1对导轨的要求 (18)4.2.2 滑动导轨 (18)4.2.3 贴塑滑动导轨 (19)4.2.5 导轨设计 (19)4.2.6导轨的材料 (20)5.1 交流伺服电机驱动电路 (21)5.2 越界报警 (21)第一章概论1.1数控机床的产生与发展随着科学技术和社会生产的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量的要求越来越高。
为了保证产品的质量，提高生产率和降低成本，要求机床不仅具有较好的通用性和灵活性，因此产生了数控机床。
1952年，美国麻省理工学院胜利制出一套三坐标联动，使用脉动乘法器的实验性数控体系，并把它装在一台立式铣床上。
那时用的电子元件是电子管，这就是世界上的第一台数控机床。
1959年，数控装配中广泛选用电子管和印刷电路板，从而跨入数控的第二代。
1965年，涌现了小规模集成电路，因为它体积小、功耗低，使数控系统的可靠性可以进一步提升，之后数控发展到第三代。
1970年，在美国芝加哥国际机床博览会上首次展出的数控系统选用计算机数控系统的机床，这就是数控的第四代。
1974年，涌现了第五代数控系统（MNC微处理机控制系统）。
我国是从1958年入手研制数控技能的，60年代针对壁锥、非圆齿轮等复杂形状的工件研制出了数控机床。
70年代针对航空工业等加工复杂形状零件的需求，生产了40多种数控机床。
目前我国除具有设计与生产常规的数控机床还生产出了柔性制造系统。
我国的机床数控技术已经进入了一个心的发展时期。
预计在不远的就爱你过来，我国将会赶上和超过世界先进国家的水平。
1.2 何谓数控机床数控机床是一种微电子技术，归纳利用计算机科技、自动控制技术、精密测量技术以及机床结构制造方面的最新成果和发展高效的自动化机床精度，是一种典型的机电一体化产品。
它是机械加工自动化的核心设备。
1.3 数控机床的应用范围应用范围：小批量（200 件以下）而又生产多次的零件在加工过程中必须进行多种加工的零件几何形状复杂的零件切削余量大的零件必须控制公差（即公差范围小）的零件工艺设计经常变化的零件加工过程中的错误会造成严重浪费的贵重零件需要全部检测的零件1.4 数控机床的基本组成如图所示：1.5 数控机床的分类1.按工艺用途分类：数控磨床、数控铣床、数控折弯机等2.按控制类型的方式分类：点对点控制数控机床（如：数控坐标数控铣床、数控钻床）；直线控制的数控机床（如：加工中心、数控车床）；轮廓控制的数控机床（如：数控磨床）3. 伺服系统类型分为三类：开环、闭环、半闭环三类数控机床次设计数控磨床属于金属切削，半闭环轮廓控制数控机床。
1.6 数控机床的工作过程在上述工作过程中，数控机床用户实现的主要工作是过程分析和数控编程的需求（手工编程，自动编程，计算机辅助编程三种方法），并存储在存储介质上的程序。
1.7数控机床的特点数控机床是一种高自动化、高柔性的数控加工设备，所以有以下特点：（1）适应范围广（2）生产准备周期短（3）生产效率和加工精度高（4）工序高度集中图1-2 传动系统图第二章 Y轴结构设计我设计的磨床的Y轴结构包括:系统设计(程序段格式设计、系统的整体设计、数控装置的功能设计、元件和部件设计);逻辑设计(控制器设计、电路设计和运算器设计)。
普通机床和数控机床的功能设计之间有很大的区别.数控机床的结构设计能够总结为以下几个方面:(1)具备很大的切削功率、高的静态和动态刚度以及良好的抗振性能；(2)具备几何精度高、定位精度高、传动精度高和良好的热稳定性；(3)具有自动化辅助操作的结构组件的实现。
2.1提高Y轴的结构刚度的设计机床的刚度是指切削力和其余力作用下,抵挡变形的能力.我设计的磨床需要静刚度较高和动刚度较高。
磨床在磨削过程当中，在磨削过程中的磨削，运动部件和零件加工质量的静承载力；动态轴承的摩擦阻力，在切削力，惯性力。
机床结构件会变形，在这些力的作用下，使工件的加工误差。
为了使机床实现结构刚度高，获得合格的工件，为后续的结构设计的需要：1.构件的结构形式的选择(1)选择截面的形状和尺寸相同的截面形状，同时保持相同的横截面面积，应减少臂粗，增加剖面，使机床床身支承构件制成的腔。
方形截面的抗扭刚度比圆形的要小，圆形截面的抗弯刚度要比方形的要小，因此轴等承受扭转载荷的零件必要做成圆形，床身等承受的弯曲载荷的部件必要做成方形。
不封闭式截面的刚度比封闭式截面的刚度小的多，于是采用封闭式床身。
(2)构件的局部刚度引导和支持磨床连接构件的刚度，是最弱的部分，于是联接方式对局部刚度有很大的影响。
在我的设计中， X轴导轨较，所以用双臂联接，用于改善局部刚度。
(3)采用焊接结构的构件机床的所有支承件用钢板和型钢焊接而成，减小了质量和提升刚度等明显特点。
使用钢板和型钢而不使用铸件：①钢的弹性模量两倍于是铸铁，如果外形和轮廓尺寸相同情况下，需要焊接件刚度和铸件的刚度也必须相同，钢板和型刚的焊接件壁厚需求铸件的一半就可以满足要求。