1. 研究目的与意义
背景：由于近年来中国经济得到了飞速的发展，自动控制的高效率机床在国民经济中有着重要的地位和作用，因此数控机床向高速化、智能化、精密化和绿色经济方向发展。数控铣床是计算机数字控制机床的简称，通过数字化信息来实现毛坯与刀具的相对运动轨迹、切削加工工艺参数及各类辅助操作等步骤自动控制的高效率加工机床。虽然我国数控产业发展迅速，但国内数控机床制造企业在中高端与大型机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件都需要进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因在于国产数控机床研究开发深度不够、制造水平落后、数控技术发展不足。
意义： 《国家中长期科学和技术发展规划纲要2006~2020》确定了高档数控机床与基础制造装备等16个重大专项，“十二五”期间，数控重大专项重点实施的内容和目标分别是：重点攻克数控系统、功能部件的核心关键技术，增强我国高档数控机床和基础制造装备的自主创新能力，实现主机与数控系统、功能部件协同发展，重型、超重型装备与精细装备统筹部署，打造完整产业链，使国产高档数控系统国内市场占有率达到8%~10%，研制40种重大、精密、成套装备，数控机床主机可靠性提高60%以上，基本满足航天、船舶、汽车、发电设备制造等四个领域的重大需求。而数控铣床上主要零件包括：上拖板、X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。2. 课题关键问题和重难点
1.设计应满足所需精度要求，设计中的X轴向惯性、扭矩以及进给力的计算，以及各个零件受力分析计算，精确的计算分析可以大大提高进给刀量的传动精度和传动的平稳性。
2.进给系统中采用了钢珠丝杆传动，能够有效的提高系统的定位精度和灵敏度且能够防止爬行，必须降低数控铣床进给系统的摩擦，并且减少静、动摩擦系数差，一般采用钢珠丝杠副。钢珠丝杠效率可达到85%-98%，是普通机床丝杠副的2-4倍，且摩擦角小于1，因此不会产生自锁现象。
3.进给伺服系统是数控系统设计的重点和难点，它是数控装置和机床机械传动间的连续环节，是数控机床的重要组成部分，它包含机械、电子、机电等各部分部件。伺服系统是进给系统的动力部件，它能够提高所需的动力。
3. 国内外研究现状（文献综述）
数控铣床又称CNC(Computer Numerical Control)铣床，英文意思是用电子计数字化信号控制的铣床。由于微电子和计算机技术的日趋成熟，数控技术的应用领域日益扩大，数控铣床在机械加工的应用更加广泛。根据文怀兴撰写的《数控铣床设计》一文中了解到这种新型机床具有适应性强加工精度高加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合运用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后数控机床的发展方向。
从王爱玲《现代数控机床》认识到数控铣床的发展趋势是：1952年试制成功世界上第一台数控机床试验性样机；1953年美空军与麻省理工学院协作，创制APT自动编程系统；1985年出现了小规模集成电路，数控系统发展到第三代；1970年以后美国英特尔公司开发使用了微处理器；20世纪80年底代出现了柔性制造单元FMC。
从周巍松《数控机床控制原理》认识到我国数控铣床的发展趋势是：中国从1958年开始研究数控技术，到20世纪60年代中期处于研究开发阶段。从1965年进入晶体管数控装置的研究。60年代末至70年代初研制成功了数控铣床。20世纪80年代，中国先后从日本美国等国家引进了数控装置和伺服单元技术，并于1981年开始批量生产数控系统，包括数控装置和伺服单元。
4. 研究方案
首先，在国内外文献资料的支撑下，结合调研中了解的情况，加深对数控机床进给系统的了解，把握住其结构特征、工作原理，在相关理论的支撑下创建理论模型并进行数控铣床上x轴驱动部件设计，完成数控铣床上X轴驱动部件的装配草图。
其次，进行数控铣床上X轴驱动部件设计的主要技术参数计算如X向滚珠丝杠预拉伸量的计算、轴承寿命的计算、轴承寿命的计算。
然后在UG软件中建立驱动部件的简化物理模型，得到驱动部件进给系统的振动模态，以及主要部件如滚珠丝杠进给系统各部件在外载荷作用下的受力及变形情况，通过分析仿真结果，得出滚珠丝杠进给系统的最大受力位置和最大变形位置，从理论上为完善滚珠丝杠进给系统的性能及提升设计水平提供理论依据。
5. 工作计划
| 2023.1.2～2023.1.15 | 完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕设网。 |
| 2023.1.16～2023.2.5 | 指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。 |
| 2023.2.6～2023.3.19 | 按照开题报告的方案，开始毕设课题的计算及设计。开始进行装配图的草图设计。 |
| 2023.3.20～2023.3.26 | 在“毕设网”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。 |
| 2023.3.27～2023.4.23 | 完成设计图纸、论文修改完善。完成X轴惯量、转矩的匹配计算，完成X向滚珠丝杠预拉伸量的计算。 |
| 2023.4.24～2023.5.6 | 完成“毕业设计报告（论文）”的撰写、论文检测，上传毕设网，指导老师批阅和确认。 |
| 2023.5.6～2023.5.12 | 答辩，存档。 |
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