五轴联动数控铣床的设计（附开题报告、Solidworks模型、CAD图纸）

摘要

现在，普通的三轴数控机床已满足不了人们对加工零件的更高要求。随着技术的发展，越来越多的国家已经开始重点研究并使用五轴数控机床。五轴联动数控机床是数控机床制造技术的标志性产品，是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点。若配以五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。国际上把五轴联动加工技术作为一个国家工业化水平的标志。因此，研究五轴联动的技术是十分必要的。
本文设计了一台五轴联动机床主轴模型，在XY工作台的基础上叠加两层托板，步进电动机带动轴使其做旋转运动，构成类似陀螺仪的结构。分别实现工作台绕XY轴的转动和移动，再沿Z轴装配一根丝杠完成工作台沿Z轴的上下运动最终实现刀具向各个面进行加工。
主要完成了：模型整体结构设计，各个轴的结构设计及计算、滚珠丝杠、轴承和直线滚动导轨的选择及其强度分析；步进电机的选择及分析。

关键词：数控；五轴联动；丝杠传动

摘要 I
第一章绪论 1
1.1课题研究背景与意义 1
1.2国内外发展现状 1
1.2.1国外发展状况 1
1.2.1国内发展状况 2
1.3五轴联动数控机床的结构类型 3
1.4 本文的研究目的及主要工作 5
第二章总体设计 6
2.1设计要求 6
2.2主要技术参数 6
2.3总体方案设计 6
2.4本章小结 7
第三章进给传动系统的设计 8
3.1滚珠丝杠传动系统工作原理 8
3.2垂直方向传动系统设计 10
3.2.1Z方向滚珠丝杠的选择和校核 10
3.2.2Z方向导轨的选择 11
3.2.3Z方向装配图 13
3.3X、Y方向传动系统的设计 14
3.3.1滚珠丝杠的选型 14
3.3.2直线导轨设计 15
3.3.3联轴器的选型 16
3.3.4装配模型 17
3.4本章小结 17
第四章电机的选型 18
4.1步进电机介绍 18
4.2参数计算 18
4.2.1转速与功率 18
4.2.2相关参数的确定 19
4.3型号的确定 19
4.3.1脉冲当量的选择 19
4.3.2等效负载转矩的计算 19
4.3.3等效转动惯量的计算 20
4.3.4步进电动机型号选择的计算 20
4.4本章小结 23
第五章其他关键部件的设计 24
5.1床身（底座）的设计 24
5.2立柱设计 24
5.3工作台的设计 25
5.3.1尺寸确定及估算 25
5.3.2绕轴旋转的设计 25
5.4装配总图 26
5.5本章小结 26
结论 27
参考文献 28
致谢 30