中文摘要

本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。

所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。所有电机均有单片机进行控制。

此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；数控装置的设计，了解其控制原理。

设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。

关键词：数控三坐标铣床

英文摘要

This design is for tri-coordinate numerical control grinding machine .This machine tool can work along the curve and straight line through co-operation of three axles .By changing the abrasive wheel it can also process different type and outline .And thus improve the quality of its surface .Furthermore, this machine tool can handle the face-improving process of other tools and components .

The tri-coordinate NC curved surface grinding machine work head is connected with stand post by means of a mouse-tooth device .It can change the angle between the main axle and work desk. The motion of tri-coordinate direction is urged by DC. The work desk is fixed at both ends, thus it can reach the high accuracy .Three coordinate direction move and urge by direct current serve electrical machinery and realize half close ring system through speed feedback and position feedback. Main shaft adopt and exchange electrical machinery by electrical machinery ,go on step speed regulation to their by converter. All electrical machineries are controlled by the one-chip computer.

In this way the product produced are with high quality we mainly design the structure of the numerically controlled milling machine, and find out control prnciple of single tool machine: The design of the transmission structure of X、Y worktable .Mainly the application of boll beany; Assiting system with the control of open-loop system and its working prinples; The design of the whole machine structure and it advantages and disadvantages; The design of the numerically controlled device ,and its control principles.

In this design ,we fully consider the practical orders of economy , technology and applicability and choose the least plan to get the least effect.

Key Words: Numerical Control Tri-coordinate Milling Machine

第一章概论

设计任务书

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420×300mm

2、课题内容及工作量

（1）三坐标数控磨床总体布置图Ao 1张

（2） X-Y工作台装配图（机构图）Ao1张

（3）磨头机构装配图Ao1张

（4）单片机控制原理图Ao1张

（5）设计说明书15000字、开题报告2000字

（6）外文翻译5000汉字

（7）编制源程序100句以上

注：所有的尺寸均由计算机绘制

1.1数控机床的产生与发展

1952年，美国麻省理工学院成功的研制出一套三坐标联动，利用脉动乘法器原理的实验性数控系统，并把它装在一台立式铣床上。当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，数控装置中广泛采用电子管和印刷电路板，从而跨入数控的第二代。1965年，出现了小规模集成电路，由于它体积小、功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高，从此数控发展到第三代。1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上首次展出的数控系统采用计算机数控系统的机床，这便是数控的第四代。1974年，出现了第五代数控系统（MNC微处理机控制系统）。

我国是从1958年开始研制数控技术的，一直到60年代中期处于研制、开发时期。当时，一些高等院校、科研单位研制出实验样机，开发也是从电子管开始的。1965年国内开始研制晶体管数控技术。从70年代开始，数控技术在车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工等领域全面展开，数控加工中心在上海、北京研制成功。在这一时期，数控线切割机床由于结果简单、使用方便、价格低廉，在模具加工中得到了推广。80年代我国数控机床有了新的发展。90年代以及接下来主要是向高档数控机床发展。