1. 研究目的与意义
数控车床上Z轴驱动部件是数控机床在加工时直接带动刀具作Z轴方向的运动。Z轴驱动的伺服进给系统不仅对进给运动的速度实现自动控制还要对刀具相对于工件的位置实现自动控制，其主要零件包括：Z轴滚珠丝杠、轴承座、轴承、隔套、缩进螺帽、联轴器、联接涨套、法兰、直线滚动导轨副、限位挡块、丝杠座等。该部件的性能直接影响工作的加工质量和切削生产率，是决定机床性能和技术经济指标的重要因素。
目前中小型数控机床传动部件一般都是通过滚珠丝杠副将伺服电机的旋转运动变为工作台或刀架的直线运动。滚珠丝杠副作位数控机床主要的传动部件，具有传动效率高、传动灵敏、稳定性好、高刚度、高寿命等特点。目前滚珠丝杠副已经实现专业生产、其本身的制造精度已经相当高。但它安装与调试的好坏将直接影响到数控机床的定位精度和重复定位精度。最后影响机床的加工精度。
支撑部件主要有支撑丝杠的轴承座和轴承组成，而数控机床进给系统还必须考虑丝杠两端的支撑方式。滚珠丝杠副的支撑方式一般有；（1）一端固定，一端自由。（2）一端固定，一端游动。（3）两端固定。由于两端固定方式有较高的位移精度和高度。因此在精度要求高的数控机床中广泛采用。支撑用轴承一般采用推力角接触球轴承和深沟球轴承。有时也将两种轴承组合使用。纵向轴主要是驱动床鞍进行纵向进给运动。行程相对长。横向进给轴主要是驱动刀塔（或工作台）进行横向进给运动，行程较短、且一般安装在纵向床鞍上面，所以纵向进给轴的安装与检测方法具有一定代表性。
数控车床上Z轴驱动部件是数控机床在加工时直接带动刀具作Z方向的运动。Z轴驱动的伺服进给系统不仅对进给运动的速度实现自动控制还要对刀具相对于工件的位置实现自动控制,其主要零件包括:Z轴滚珠丝杠、轴承座、轴承、隔套、锁紧螺帽、联轴器、联接涨套、法兰、直线滚动导轨副、限位挡块、丝杠座等。该部件的性能直接影响工件的加工质量和切削生产率,是决定机床性能和技术经济指标的重要因素。主要研究数控铣床的Z轴进给系统。数控铣床是数控机床中的典型机床，它对国家的机械行业的发展具有重要的贡献，其加工精度也决定了一个国家的机械行业的发展水平。其Z轴进给系统主要内容包括进给部件的计算与选用。进给部件首选滚珠丝杠螺母副，它拥有摩擦损失小、传动效率高、运动平稳、摩擦力小、灵敏度高、低速时无爬行，并且轴向刚度高、反向定位精度高精度稳定性好、磨损小、寿命长、维护简单、传动具有可逆性等特点，对于数控铣床的精确传动提供了保障，使其加工精度精度越来越高。
2. 课题关键问题和重难点
数控系统的类型的选择中，闭环系统设计和调整都有较大技术难度，设计调整不当，易出现不稳定现象。改造时可根据产品技术要求，决定是否有必要采用这种系统。主轴材料的选择上，考虑到主轴的刚度和强度，选择主轴的材料为40Cr，并经过调质处理。通过课题的背景知道数控铣床的Z轴传动部件设计。数控铣床是数控机床中的典型机床，它对国家的机械行业的发展具有重要的贡献，其加工精度也决定了一个国家的机械行业的发展水平。其Z轴进给系统主要内容包括进给部件的计算与选用。对于数控铣床Z轴进給系统，将采用立式加工的结构。Z轴进给系统包括Z轴主轴箱带刀具随主轴箱竖直运动来完成,Z轴的进给传动初步设定为丝杠来满足系统的传动精度。Z轴驱动的伺服进给系统不仅对进给运动的速度实现自动控制还要对刀具相对于工件的位置实现自动控制,其主要零件包括:Z轴滚珠丝杠、轴承座、轴承、隔套、锁紧螺帽、联轴器、联接涨套、法兰、直线滚动导轨副、限位挡块、丝杠座等。还应确定数控机床对主轴的要求，Z轴传动系统的参数设定。
3. 国内外研究现状（文献综述）
为了达到高效，高精度等特点，数控机床（铣床）除了在控制系统、反馈系统上又比较高的要求外，对传统的机械部分如主传动系统也提出如下几点要求:
（1）具有更高的调速范围，并实现无极调速。数控机床为了保证加工时能选用合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产效率、加工精度和表面质量，必须具有更高的转速和更大的调速范围。
（2）具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪音低。数控机床加工精度的提高和主传动系统的刚度有密切关系。为此，应提高传动件的刚度和精度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性;最后一级还可采用斜齿轮，是传动平稳；采用高精度轴承和合理支承跨距等等，以提高主轴组件的刚性。
4. 研究方案
（1）进给系统的设计与设计方案。
（2）主传动系统的设计方案。
对普通车床进行数控化设计时，一般可保留原有的主传动机构和变速操纵机构，这样可减少机械设计的工作量。主轴的正转、反转、何停止可由数控系统来控制。若要提高车床的自动化程度，需要在加工中自动变换转速，可用2-4档的多速电动机代替原有的单速主电动机；当多速电动机仍不能满足要求时，可用交流变频器来控制主轴电动机，以实现无级变速。
5. 工作计划
第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。查阅文献资料， 撰写开题报告。第2周 开题报告经指导老师批阅合格并确认后，开题报告封面用标准模板，上传至毕业设计管理系统。第3周 完成开题报告审核。开始毕设课题的计算与AutocCAD绘图。第4周 完成Z轴惯量、转矩的匹配计算，完成Z向滚珠丝杠预拉伸量的计算。第5周 完成Z向轴承寿命的计算。进行装配草图的绘制。第6周 中期检查，在毕业设计管理系统上完成中期检查报告的填写，指导老师完成中期任务的审核。第7周 完成装配图、零件图设计，进行AutocCAD绘图。第8周 完成主要零件的成本分析及成本计算。完善AutocCAD图纸。第9周 撰写毕业设计报告（论文）。第10周完成毕业设计报告（论文）的撰写，并提交给指导老师批阅和确认。第11周上传毕业设计报告（论文）和附件至毕业设计管理系统。封面用标准模板。第12周评阅、成果验收，规范化检查。第13周答辩评分。
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