数控十字工作台的设计——毕业设计

毕业设计 数控十字工作台

一. 引言： 二. 设计任务 三. 总体方案确定

四、机械部分设计

1、导轨副的选择 （1）、额定寿命计算

（2）、滚动导轨预紧方式的确定： 2、丝杠螺母副的选用 （1）、计算进给引力Fm

（2）、计算最大动负载C及主要尺寸初选 3、滚珠丝杠螺母副的选型： （1）、传动效率计算 （2）、刚度验算

（I）、丝杠的拉伸或压缩变形量?1 （II）、滚珠与螺纹滚道间接触变形?2 （III）支撑滚珠丝杠轴承的轴向接触变形?3

（VI）滚珠丝杠两端推力轴承，不会产生失稳现象不做稳定性校核

4、确定齿轮传动比 5、步进电机的选用 （1）、步进电机力矩计算：

（I）空载启动转矩M起 (II) 快速移动时间所需力矩M快 (III) 最大切削负载时所需力矩M切

五、心得体会 六、[参考书目]

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毕业设计 数控十字工作台

一.引言：

数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节，学生学完技术基础课和专业课，特别是“数控技术及应用”课程后应用的，它是培养学生理论联系实际、解决实际问题能力的重要步骤。本课程设计是以机电一体化的典型课题---数控系统设计方案的拟定为主线，通过对数控系统设计总体方案的拟定、进给伺服系统机械部分设计，计算以及控制系统硬件电路的设计，使学生能够综合应用所学过的机械、电子和微机方面的知识，进行一次机电结合的全方面训练，从而培养学生具有初步设计计算的能力以及分析和处理生产过程中所遇到的问题的能力。

二. 设计任务

设计一个数控X-Y工作台。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.02mm。

设计主要技术要求如下：台面尺寸 长×宽＝400mm×250mm；工作台行程为：X=300mm，Y=150mm；脉冲当量：X 、Y都是0.01 mm；X /Y最高工作进给速度为300 mm /min；X /Y最高空载进给速度为700 mm /min；X/Y/Z向切削负载为：2000/2000/1000N（力不用计算）；工件最大重量（包括夹头）为：150KG；工作寿命为每天8小时，连续工作5年，250天/年。进给机械系统均采用滚动（珠）丝杠副和滚动（珠）导轨副；所设计的工作台应结构合理、设计参数与上述要求符合；设计装配图应表达正确，完整，技术标注规范、全面；

三. 总体方案确定

X - Y工作台的机电一体化系统可以设计为开环、半闭环和闭环伺服系统三种。开环

的伺服系统采用步进电机驱动,系统中不设置传感与检测设备;半闭环的伺服系统中一般采用交流或直流伺服电机驱动,并在电机输出轴端设置传感与检测设备;闭环的伺服系统中也是采用交流或直流伺服电机驱动,但检测与传感设备设置在工作台末端。本文所设计的X - Y 工作台开环伺服系统,通过控制器控制步进电机的驱动,经传动机构带动工作台运动,其总体框图如下:

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带动工作台运动,其总体框图如下:

工作台草图 四、机械部分设计

导轨副的选择

导轨是数控机床的重要部件之一，它在很大程度上决定数控机床的刚度，精度与精度保持性。目前的数控机床采用导轨形式的主要有：滑动导轨，滚动导轨，静压导轨三类。 要设计的X-Y工作台X/Y/Z向切削负载为2000/2000/1500，需要承受的载荷不是很大，脉冲当量为0.01 mm、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。

导轨上移动部件重量估算：包括进给工作台、夹具、上电动机、上导轨滑块、导轨座上层丝杠，由设计参数，可估计重量为4000N。

滑块承受的最大载荷为Fmax＝4000N/4＝1000N查表选用HJG-DA滚动直线系列DA30A，其额定功载荷为25.7kN，选用导轨长度700mm。（如下表）

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