摘要本文完成了对数控铣床伺服进给系统的设计。
首先确定了总体设计方案，和X、Y、Z三个方向的运动参数，之后根据运动参数确定了数控机床的传动方案，由导程、当量动载荷、最小螺纹底径确定了X、Y、Z三个方向的滚珠丝杠以及由最大切削负载转矩、负载转动惯量等确定了X、Y、Z三个方向的伺服电机，并且校验了X、Y、Z三个方向的伺服进给系统。
确定了结构方案后，用CAXA 实体设计软件对结构中丝杠、导轨、伺服电机等零件进行了3D建模，之后装配出X、Y、Z三个方向的伺服进给系统，并生成出数控铣床伺服进给系统的二维工程图，最后对其进行了运动仿真。
关键词：进给系统；滚珠丝杠；伺服电机；CAXA实体设计AbstractIn this paper, the machine servo systems of the CNC milling are designed. First,overall design scheme is determined，and the motion parameters of the X,Y,Z three directions are determined，then according to the motion parameters，the transmission scheme of the CNC machine is determined，and by the lead, equivalent dynamic load, and bottom diameter of the smallest screw，the ball screws of the X, Y, Z three directions are determined and by the maximum cutting load torque, moment of inertia of the load ，the servo motors of the X, Y, Z three directions are determined，and the servo feed systems of the X, Y, Z three directions are checked.After determining the program of the structure，three-dimensional modeling of the screws 、rails 、servo motors and other parts in the structure are set up by using CAXA physical design software，then the servo systems of the X, Y, Z three directions are assembled，and two-dimensional engineering drawings of the servo systems of the CNC milling machine are generated，finally the motion simulation is set up.Keywords : Feed system;Ball Screw;Servo motor;CAXA physical design目录摘要 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
Abstract ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
目录 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 绪论 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 课题背景和意义........................................................................ 错误!未定义书签。
1.2 国内外研究现状 (1)1.3数控机床的发展趋势 (1)1.4 本课题的研究内容和方法 (3)1.5 本章小结 (4)2 总体方案设计 (5)2.1 伺服进给系统的基本要求 (5)2.2 铣床的技术要求 (5)2.3 传动方案设计 (5)2.4 主切削力及切削分力及切削分力计算 (6)2.4.1计算主切削力 (6)2.4.2计算各切削分力 (6)2.5 本章小结 (6)3 滚珠丝杠及伺服电动机的选择 (8)3.1X轴方向进给系统的计算 (8)3.1.1X轴滚珠丝杠的选择 (8)3.1.2X轴伺服电机的选择 (11)3.1.3X轴系统校验 (13)3.2 Y轴方向进给系统的计算 (16)3.2.1Y轴滚珠丝杠的选择 (16)3.2.2Y轴伺服电机的选择 (20)3.2.3Y轴系统校验 (21)3.3 Z轴方向进给系统的计算 (24)3.3.1Z轴滚珠丝杠的选择 (24)3.3.2Z轴伺服电机的选择 (27)3.3.3Z轴系统校验 (29)3.4本章小结 (32)4 3D建模 (33)4.1 CAXA实体设计的介绍 (33)4.2 丝杠设计 (33)4.2.1设计思路 (33)4.2.2设计步骤 (33)4.3 标准件及高级图素应用 (36)4.3.1设计方法 (36)4.3.2内六角圆柱头螺钉设计 (37)4.4 装配设计 ................................................................................... 错误!未定义书签。
4.4.1设计方法 (38)4.4.2轴承座装配 (38)4.5 二维工程图输出 (40)4.5.1设计方法 (40)4.5.2生成步骤 (40)4.6 本章小结 ................................................................................... 错误!未定义书签。
5 运动仿真 .............................................................................................. 错误!未定义书签。
5.1 设计方法 ................................................................................... 错误!未定义书签。
5.2丝杠的仿真 ............................................................................... 错误!未定义书签。
5.3 本章小结 ................................................................................... 错误!未定义书签。
6 结论 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录A 英文原文 (48)附录B 中文译文 (53)1 绪论1.1 课题背景和意义机床是国民经济中具有战略意义的基础工业，所以机床工业的发展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的发展起着重大的推动作用。
随着改革开放以及中国加入世贸组织后，我国的机床工业已取得了巨大的发展。
特别是在加入世贸组织后，中国正在逐步变成世界制造中心，机械行业为了增强竞争力已开始广泛的使用先进的数控技术及数控机床，虽然目前我国的数控技术正处在方兴未艾的发展时期，但只要经过技术工人艰苦不懈的共同努力，我国的数控机床及数控技术一定能逐步缩小与世界先进水平的差距，取得很好的发展。
1.2 国内外研究现状从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。
1.3数控机床的发展趋势（1）高速化。
随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。
目前铣削速度已达到5000～8000m/min 以上，主轴转速达到30000～100000r/min；工作台的移动速度，当分辨率为1μm时，在100～200m/min以上。