二坐标数控工作台大作业

机电专业课程设计目的 (1)

机电专业课程设计的任务和要求 (1)

方案拟定 (1)

电机选择 (2)

X轴电机 (2)

Y轴电机 (5)

滚珠丝杠设计与轴承选择 (6)

X轴丝杠 (6)

Y轴丝杠选择 (11)

滚动导轨与滑块设计计算 (11)

X轴滑块导轨 (11)

Y轴导轨滑块选择 (14)

联轴器选择 (15)

X轴方向 (15)

Y轴方向 (16)

参考文献： (16)

机电专业课程设计目的

本课程设计是在完成专业课程学习后，所进行的机电一体化设备设计的综合性训练。通过该环节达到下列目的：（1）巩固和加深专业课所学的理论知识；（2）培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力；（3）进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下10方面基本功：1）查阅文献资料；2)分析与选择设计方案；3）机械结构设计；4）电气控制原理设计；5）机电综合分析；6）绘工程图；7）运动计算和精度计算；9）撰写设计说明书；10）贯彻设计标准。

机电专业课程设计的任务和要求

在规定时间内，按设计任务书给定的原始数据，在教师指导下，独立完成二坐标数控工作台设计工作。原始数据包括①典型工况下，工作台速度、进给抗力及台面上工作物重量；②工作台定位精度、台面尺寸和行程。

设计具体要求完成以下工作：

（1）数控工作台装配图（0＃图幅） 1张；

（2）设计说明书（10～20）页 1本；

（3）数控工作台三视图一张 1张

所有图样均采用CAD绘制打印，设计说明书按规定撰写。

具体设计参数：（1）台面尺寸：210x150,行程X：160，Y:120 (2)定位精度：X±0.018/300mm Y±0.015/300mm (3)典型工艺参数：台面速度X：2.25m/min, Y:2m/min; 进给抗力X:210N;Y:190N; 工作物重：15 Kg.

方案拟定

方案拟定即确定工作台传动的形式和控制方式及主要部件或器件的类

型。

（1）驱动控制方式由给定的工作台精度要求较低，为简化结构，故采用单片机控制的步进电机驱动系统。主要由步进电机、单片机驱动控制电路、滚珠丝杠副组成。（2）传动形式确定

工作台X 方向和Y 方向两个坐标分别采用步进电机单独驱动。工作台X 方向采用一级齿轮传动方式，可以通过降速扩大转矩输出，匹配进给系统惯量，获得要求的输出机械特性，同时减小脉冲当量。

工作台Y 方向采用直接传动方式，电机通过刚性联轴器与滚珠丝杠联结。结构紧凑，传动效率高。丝杠转速与转矩输出完全与电机的输出特性一致。

电机选择 X 轴电机

1）脉冲当量选择

初选五相电机，按五相十拍工作时，步矩角o

36.0=α,初定脉冲当量为定位精度的一半，则x 1

0.0180.005/2

mm p δ=

?≈, 丝杠导程mm sp 5t =,0d 20mm =中间齿轮传动比i 为:

1360

005.05

36.0360i =??==

δαsp t 2)等效传动惯量计算(不计传动效率)

根据行程初选滚珠丝杠, 得到0d 20mm =,485l mm =，滚珠丝杠转动惯量

443

4206

0.0320.4857.8510 4.91032

2010s d lp

J kg m ππ---????=

=???

物体重量15kg ，托板的重量选为13kg ，y 轴导轨重量取26kg （导轨处计算所得）

总重W=54kg=540N

拖板重量,物体和y 轴导轨的重量折算到电机轴上的转动惯量

2252w 2210.0051J ()54() 3.6210221

sp t w kg m g i ππ-==??=??

因此,折算到电机轴上的等效转动惯量e J

4542

s 22

J 4.9103.6210 5.2101

e w J J kg m i ---?=+=?+=?? 3)等效负载转矩计算(以下为折算到电机轴的转矩)

()(2100.05190)0.005

0.22220.81

x y sp

t F F t M N m i μπηπ++??=

=???

f 0.055400.005

M 0.0292220.81

f sp

sp F t wt N m i i μπηπηπ??====???

2002311

()(2)(1)(2100.005)(20.81)

(10.9)1310x sp M F t i N m

πηηπ-=÷?-=??÷???-=?? 上述式中 η—丝杠预紧时的传动效率取 8.0=η

μ——为摩擦系数取0.05

x F —进给牵引力(N)

η—丝杠未预紧时的传动效率取 964.00=η

max

max 22500.36

n 450/min 360

0.005360

v r α

?= 取起动加速时间s t a 03.0=(一般步进电机启动很快) 初选电动机型号90BF006B 矩频特性如下图所示

其最大静转矩m N ?=6.3M j m a x ，转动惯量2

41076.1m kg J m ??=-，

Hz f m 2400=

具体参数为

外形以及安装尺寸为

4max m 22450

(J )(5.2 1.76)1060600.030.914N m

a e a n M J J t ππε-?==+=+???=?

-3max 00.9140.02913100.956N q a f M M M M m =++=++?=? 300.210.02913100.252c t f M M M M N m -=++=++?=? 300.02913100.042k f M M M N m -=+=+?=?

从计算可知,q M 最大,作为初选电动机的依据。

max /0.956 3.60.258(0.7)q j M M λ=÷=≤ 满足所需转矩要求。

4)步进电机动态特性校验

5.210/ 2.941.7610e m J J --?==

电机惯量最大起动频率 2400

12431/1 2.9

m L e m

f f Hz J J =

=++

步进电机工作时最大空载起动频率

max 2250

750060600.005

q L v f f δ=

==>? 根据该电机矩频特性图，频率为7500Hz 的时候，转矩依然大于q M ，所以满足要求

综上所述,可选该型号步进电机,具有一定的裕量.

Y 轴电机

依然选用90BF006B 型号电机。由于Y 轴所受负载小于X 轴。因此无需再次校核，满足要求。

滚珠丝杠设计与轴承选择

X轴丝杠

1）滚珠丝杠副的结构类型

①滚珠循环方式

由所选上银公司丝杠种类查得,选择外循环插管式

②轴向间隙预紧方式

预紧目的在于消除滚珠螺旋传动的间隙,避免间隙引起的空程,从而提高传动精度.由下表查得,采用单螺母增大钢球直径预紧方式。

2)滚珠丝杠副直径和基本导程系列

采用丝杠公称直径 20mm,导程为5mm,又因为行程为160mm，考虑到工作台行程不应被轴承座限制。选择上银公司的FSW-375-485型号的丝杠，基本动载荷9520N，基本静载 17320N，具体参数如下图

外形图如下

3)滚珠丝杠副支承形式以及轴承选择

滚珠丝杠主要承受轴向载荷,应选用运转精度高,轴向刚度高、摩擦力距小的滚动轴承.滚珠丝杠副的支承主要约束丝杠的轴向串动,其次才是径向约束。采用两端简支(F-S)支承形式。

因此，左端轴承选择两对角接触轴承，根据轴直径为15mm，选择型号为7002C。

右端选择一对深沟球轴承，根据轴直径为15mm，选择型号为6002。4)滚珠丝杠副的计算参数选择

本方案属于高速或较高转速情况，按额定动负荷C a≥C aj选择滚珠丝杠副

式中C aj-–滚珠丝杠副的计算轴向动负荷(N)

--丝杠轴向当量负荷(N). 取进给抗力和摩擦力之和的一半F e=(0.05×e

190+0.05×540+55+210)/2=150N

--丝杠当量转速(r/min).取最大工作进给转速 n e=450r/min.

--丝杠工作寿命(h). 查下表得L h=15000 h.

--温度系数. 查下表得f t=0.70

--精度系数. 查下表得f a=1.0

--负载性质系数. 查下表得f w=0.95

--硬度系数.查下表得f h=1.0

--可靠性系数.查下表得f k=0.21（可靠度99%）

计算得C aj=6KN

5)滚珠丝杠副校核

①临界压缩负荷对于一端轴向固定受压缩的滚珠丝杠,应进行压杠稳定性校核计算.

不发生失稳的最大压缩负荷称为临界压缩负荷,用Fn表示

式中L0–--最长受压长度.取丝杠长度为470 mm

f1--丝杠支承方式系数, F-S取2

d2--丝杠螺纹底径,取30 mm

K1 ——安全系数，取1/3

F n=95KN>F max （最大轴向负载，值取当量轴向负载）

②临界转速

式中f2--丝杠支承方式系数,F-S取3.927.

L c --临时转速计算长度. L c =385mm. d2--丝杠螺纹底径,取20mm

n cr=19488 r/min >n max.

同时验算丝杠另一个临界值d0n=20×450=9000<70000

③轴承选择校核由[1]表6-6选角接触球轴承7205B.

参考[1]中有关内容，计算略

6)滚动导轨副的防护

①滚珠丝杠副的防护装置 ,采用专业生产的伸缩式螺旋弹簧钢套管.

②滚珠丝杠副的密封滚珠丝杠副两端的密封圈如装配图所示.材料为四氟乙烯,这种接触式密封须防止松动而产生附加阻力.

③滚珠丝杠副的润滑润滑剂用锂基润滑剂.

Y轴丝杠选择

同样采用丝杠公称直径 20mm,导程为5mm,又因为行程为160mm，选择上银公司的FSW-275-385型号的丝杠，基本动载荷9520N，基本静载 17320N。又因为Y轴负载小于X轴，因此无需再次校核。

支撑形式与轴承选择均与X轴相同。

滚动导轨与滑块设计计算

X轴滑块导轨

导轨的功用是使运动部件沿一定的轨迹运动，并承受运动部件上的载荷，即起导向和承载作用,导轨副中，运动的一方称作运动导轨，与机械的运动部件联结；不动的一方称作支承导轨，与机械的支承部件联结。支承部件用以支承和约束运动导轨,使之按功能要求作正确的运动。

1）滚动导轨类型选择

按滚动体类型可分为滚珠滚动导轨、滚柱滚动导轨和滚针滚动导轨三种。滚珠式为点接触，承载能力差，刚度低，用于小载荷场合；滚柱式为线接触，承载能力比滚珠式高，刚性好，用于较大载荷；滚针式为线接触，用于要求径向尺寸小的场合。

本题根据要求，粗选直线滚动导轨副。 2）寿命计算

寿命按每年工作300天,每天两班,每班8h,开机率0.8计,额定寿命为:

10300280.838400h L h =????=

每分钟往复次数8z n =,行程0.16s l =

26020.1686038400

66351010

s z h l n L L Km ????=

== 3）导轨承受重量计算对于210mm×150mm 的工作台，厚度为50mm ，质量

78000.210.150

.123m V ρ???===kg ，故托板重量可取13kg 。工作台尺寸210mm×150mm ，行程为160 mm×100 mm ，计算Y 轴丝杠与导轨的大致重量，现将导轨与丝杠假设为一个实心的整体。基本长度为150+100+100mm=350mm ，宽度取工作台宽210mm ，高度取50mm ，则其重量约为丝杠+导轨+工作台约为13+26kg ，再加工作物重15kg 。可得下导轨所承受的重量约为54kg. 4）滚动导轨副的计算验证

①滑块承受载荷的计算，考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担。

查表后，选用上银公司MGN15H 型号的直线滚动导轨副。

查表后导轨长度取430mm 。

动载荷计算校核：分别取硬度系数h f =1.0、温度系数t f =1.00、接触系数

c f =0.81，精度系数a f =0.9，载荷系数w f =1.5，L=6635，代入下面的式子

得到结果

352550

w a h t c a

f P L

C N f f f f =

= 导轨额定动载荷6.37a kN C >,满足条件。静载荷校核：9oa C kN =>max F ，满足条件。 5）导轨与滑块安装尺寸与外形如图

直线滚动导轨副的滚道硬度为60HRC，工作温度不超过100℃，每根导轨上配有两只滑块，精度为4级，工作速度较低，载荷不大。综上，所选导轨满足要求。

6)滚动导轨间隙调整

预紧可以明显提高滚动导轨的刚度,预紧采用过盈配合,装配时,滚动体、滚道及导轨之间有一定的过盈量.

7)润滑与防护

润滑：可以采用油润滑和脂润滑两种方式。采用油润滑时，可以人工定期浇油，或油泵压力油强制润滑。脂润滑使用方便，但应注意防尘。

防护装置的功能主要是防止灰尘、切屑、冷却液进入导轨，以提高导轨寿命。常见防护方式有刮板式、盖板式、伸缩式和钢带式。

Y轴导轨滑块选择

查表后，同样选用上银公司MGN15H型号的直线滚动导轨副。导轨长取310mm。由于Y轴负载小于X轴，无需再次校核。

联轴器选择 X 轴方向

1）联轴器类型选择

联轴器除联接两轴并传递转矩外，有些还有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能，以及具有缓冲、吸振、安全保护等功能。因此要根据传动装置工作要求来选定联轴器类型。由于本工作台负载力不大，传动平稳，因此采用普通凸缘联轴器。安装尺寸与外形

2）联轴器转矩与转速校核

I A ca T K T =，考虑到转矩变化很小，故取3.1=A K 。根据前面对于电动

机转矩的计算，取max 0.956.I T M N m ==，则1.3.ca T N

m =。max 450/min n r =，均小于联轴器额定值，所以符合条件。

Y轴方向

选择与X轴相同，又由于Y轴负载小于X轴，因此不需要再次校核。

参考文献：

[1] 濮良贵主编. 机械设计. 第七版. 北京: 高等教育出版社，2001

[2] 吴宗泽主编. 机械设计课程设计手册. 第二版. 北京: 高等教育出版社. 1999

[3] 楼应侯、潘晓彬、郑堤、崔玉国、胡利永等编. 机械电子工程专业课程设计指导书

[4] 尹志强等编著. 机电一体化系统设计课程设计指导书. 北京: 机械工业出版社, 2007.5

xy数控工作台课程设计

X-Y 数控工作台课程设计一、总体方案设计 1.1 设计任务题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的X —Y 数控工作台，主要参数如下：（1）工作台面尺寸C ×B ×H ＝185mm ×195mm ×27mm ；（2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝385mm ×385mm ×235mm ；（3）工作台加工范围X=115mm Y=115mm ；（4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm 、脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ；（5）负载重量G=235N ；（6）工作台空载最快移动速度为3m/min ；工作台进给最快移动速度为1m/min 。（7）立铣刀的最大直径d=20mm ；（8）立铣刀齿数Z=3；（9）最大铣削宽度20e a mm ；

（10）最大被吃刀量10p a mm 。 1．2总体方案的确定图1-1 系统总体框图（1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小，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。 ② 丝杠螺母副的选择伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量和±0.01mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙，而且滚珠丝杠已经系列化，选用非常方便，有利于提高开发效率。 ③ 减速装置的选择选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输

数控铣床XY工作台毕业设计.doc

毕业设计

茂名职业技术学院 2011年12月21日数控铣床X-Y工作台设计【摘要】本设计是在数控机床工作原理之上设计一台简单的、经济型的x-y 数控铣床工作台。X-Y数控工作台的机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单，实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了微机的软件与硬件功能以实现对机床的控制,使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。设计任务是完全围绕数控机床工作原理而展开的，本设计充分体现了数控机床机械设备部分与电气设备部分的紧密结合。X-Y数控工作台设计包括总体方案的设计、步进电机的选用、传动装置的设计、电气控制部分的设计和相关软件的设计。本设计的经济型数控工作台精度并不高，采用开环系统；机械传动部分采用步进电机直接连接滚珠丝杠，从而驱动工作台进给。步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。其工作原理是：每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场；由于步进电机通的是三相交流电，所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体即转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。关键词：X-Y数控工作台；设计任务；机械传动部件；控制系统

CNC XY table design Abstract The design is in the NC machine tool works on top of design a simple, economical CNC xy table. XY table CNC electromech anical system design is an open-loop control system, its structure is simple, convenient and can guarantee to achieve a certain degree of accuracy. Reduce costs, is a computer-controlled technology, the simplest applications. It is full advantage of the crisis in software and hardware capabilities in order to achieve the control of machine tools; to expand the scope of processing machines, precision and reliability, and further enhanced. Design task is completely around the NC machine tool works and carried out,this design fully reflects the CNC machine tools and electrical equipment, machinery and equipment part of the close combination of parts. CNC XY table design includes the overall program design, selection of stepper motors, gear design, electrical control part of the design and related software design. The design of the economy is not high-precision CNC table, using open-loop system; mechanical transmission part is directly connected to ball screw stepping motor, which drives table feed . Stepper motor is a pulse signal will be transferred into the angular displacement of the electromechanical DAC device. Its working principle is: each to a pulse will be generated in the stator circuit in a certain space rotating magnetic field; due to pass the three-phase stepper motors AC Therefore, the number of input pulses and the time interval is different from the rotation of the rotor rotation speed and the length of time are different. As the rotating magnetic field into which the power of both the rotor conductor cutting magnetic field lines when the role of a force, from the realization of the rotating magnetic field corresponding rotational force of rotor rotation, so the rotor can be achieved only lead screw rotor

机电课程设计XY数控进给工作台设计

大学课程设计（论文）内容：X-Y数控进给工作台设计院(系)部：机械工程学院学生姓名：学号: 专业：机械电子工程班级：指导教师：完成时间：2010-10-08

摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。关键字：机电一体化的基础基本组成要素特点发展趋势

目录第一章课程设计的目的、意义及要求 (4) 第一节课程设计的目的、意义 (4) 第二节课程设计的要求 (4) 第二章课程设计的内容 (5) 第一节课程设计的内容 (5) 第二节课程设计的内容 (5) 第四章数控系统总体方案的确定 (6) 第五章机械部分设计 (7) 第一节工作台外形尺寸及重量初步估算 (7) 第二节滚动导轨副的计算、选择 (8) 第三节滚珠丝杠计算、选择 (10) 第四节直流伺服电机的计算选择 (12) 第五节联轴器计算、设计 (14) 第六节限位开关的选择 (15) 第七节光电编码器的选择 (15) 第六章机床数控系统硬件电路设计 (15) 第一节设计内容 (17) 第二节设计步骤························

X-Y双坐标数控工作台设计

本科毕业设计（论文）通过答辩目录绪论 (4) 第一章：总体方案设计 (4) 1.1 设计任务 (4) 1.2 总体方案确定 (6) 第二章：机械系统设计 (6) 2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (7) 2.2滚动导轨的参数确定 (8) 2.3 滚珠丝杠的设计计算 (11) 2.4 电机的选用 (14) 2.5 伺服电机惯性负载的计算 (15) 2.6 轴承的选用 (15) 2.7 轴承的类型 (15) 2.8 轴承调隙、配合及润滑 (15) 2.9 滚动轴承的密封装置 (16) 2.10 本章小结 (16) 第三章控制系统硬件设计 (16) 3.1 CPU板 (16) 3.2 驱动系统 (19) 3.3 传感器及软硬件设计 (20) 第四章控制系统软件设计 (25) 4.1 总体方案 (25) 4.2 主流程图 (25) 4.3 INT0中断服务流程图 (26) 4.4 INT1中断服务流程图 (27) 第五章参考文献 (20)

任务书班级：学号：姓名：题目：双坐标数控工作台设计（200×200）时间：2009年11月6日至2009年12月25日共6周要求：设计一台双坐标数控工作台并开发其控制、驱动系统，工作台行程200×200mm，台面尺寸160×320，俩坐标分辨率分别为δ=0.001mm/step,承受最大轴向载荷Fxmax=600N，Fymax=850N，最大移动速度Vxmax=Vmax=1m/min。（要求采用滚珠丝杠和滚动导轨，必要时增加减速机）具体任务： 1、确定总体方案，绘制系统组成框图1张（A2）； 2、进行必要的匹配计算，选择适当的元器件； 3、机械部分装配图1张（A0）； 4、数控系统控制电路设计，绘制电气原理图1张（A1或A0）； 5、编写设计说明书1份（不少于8000字）。班级：学生：指导教师：

XY工作台课程设计数控

数控机床课程设计说明书设计课题：X-Y数控工作台设计院别：专业班级：学号：姓名：指导老师：

摘要...................................................................................................................................... I 一前言. (1) 二设计任务 (1) 三设计主要步骤 (2) （一）确定设计总体方案 (2) 1、初拟机械传动部件方案： (2) 2、方案对比分析： (2) 3、最终方案： (3) （二）机械传动部件的计算与选型 (3) 1 导轨上移动部件的重量估算。 (3) 2 计算切削力 (3) 3 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (5) 4 步进电机的传动计算及电动机的选用 (10) 5 滑动导轨的设计计算 (16) 6 其余部件的选取 (17) 结论 (20) 致谢 (21) 参考文献 (21)

21世纪以来，人类经济高速发展，人们生活发生了日新月异的变化，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。关键字：十字工作台；滚珠丝杠；滚动导轨；步进电机

二坐标数控工作台课程设计说明书

机械学院机械设计制造及其自动化专业机电模块课程设计设计题目二坐标数控工作台设计专业机械设计制造及其自动化姓名学号班级指导教师学期2011～2012学年第二学期设计时间2012.02.17～2012.03.9 内附资料1、课程设计说明书一份（含设计任务书）； 2、二坐标数控工作台装配图一张（A0）； 3、二坐标数控工作台电气控制原理图一张（A1）； 4、计算说明书草稿一份。成绩 2012年3月

目录一.机电专业课程设计目的 (2) 二.机电专业课程设计的任务和要求 (2) 三.X轴方案及参数计算 (2) 1.方案拟定 (2) 2.X轴步进电机参数确定及选择 (2) 3.X轴圆柱斜齿轮传动设计 (3) 四. X轴机械结构总体设计计算 (6) 1. X轴滚珠丝杠设计计算 (6) 2. X轴滚动导轨设计计算 (6) 五.Y轴方案及参数计算 (7) 1.Y轴步进电机参数确定及选择 (7) 2.Y轴联轴器选择 (9) 六. Y轴机械结构总体设计计算 (10) 1. Y轴滚珠丝杠设计计算 (10) 2. Y轴滚动导轨设计计算 (11) 七.绘制装配图 (12) 八.设计总结与分析 (12) 九.致谢 (13) 十.参考文献 (13)

一机电专业课程设计目的本课程设计是学生在完成专业课程学习后，所进行的机电一体化设备设计的综合性训练。通过该环节达到下列目的：（1）巩固和加深专业课所学的理论知识；（2）培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力；（3）进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下10方面基本功：1）查阅文献资料；2)分析与选择设计方案；3）机械结构设计；4）电气控制原理设计；5）机电综合分析；6）绘工程图；7）运动计算和精度计算；9）撰写设计说明书；10）贯彻设计标准。二机电专业课程设计的任务和要求在规定时间内，按设计任务书给定的原始数据，在教师指导下，独立完成二坐标数控工作台设计工作。原始数据包括①典型工况下，工作台速度、进给抗力及台面上工作物重量；②工作台定位精度、台面尺寸和行程。设计具体要求完成以下工作：（1）数控工作台装配图（1：1比例或0＃图幅）1张；（2）数控系统电气原理图（2＃图幅）1张；（3）设计说明书（10～20）页1本；所有图样均采用CAD绘制打印，设计说明书按规定撰写。三X轴方案及参数计算 1．方案拟定方案拟定即确定工作台传动的形式和控制方式及主要部件或器件的类型。（1）驱动控制方式由给定的工作台精度要求较低，为简化结构，故采用单片机控制的步进电机驱动系统。主要由步进电机、单片机驱动控制电路、滚珠丝杠副组成。（2）传动形式确定工作台X方向和Y方向两个坐标分别采用步进电机单独驱动。工作台X方向采用一级齿轮传动方式，可以通过降速扩大转矩输出，匹配进给系统惯量，获得要求的输出机械特性，同时减小脉冲当量。工作台Y方向采用直接传动方式，电机通过刚性联轴器与滚珠丝杠联结。结构紧凑，传动效率高。丝杠转速与转矩输出完全与电机的输出特性一致。 2. X轴步进电机参数确定及选择 X参数选定与计算 v x=1.5 m/min=0.025m/s, F x=220N, P x=F x v x=5.5 W 1）脉冲当量选择初选五相电机，按五相五拍工作时，步矩角α=0.72°,初定脉冲当量δ=0.005mm/p, 丝杠导程t sp=5 mm,中间齿轮传动比i为: i=(αt sP)／(360i)=0.72×5／(360×0.005)=2 由i确定齿轮齿数为Z1=20,Z2=40,模数m=1mm,齿宽b1=13mm,b2=15mm(计

XY工作台设计示例1分解

机械部分改装设计计算示例1 1、初步确定工作台的尺寸及其重量根据设计要求，所取的能够加工的最大面积为2190210mm ?，最大工件的重量为150kg 。因此我初定工作台的320230230mm ??。工作台的材料为45号钢，其密度为337.810/kg m ?。（取kg N g /10=）因此： 1.1、工作台（X 向托板）重量=体积×密度 93123023020107.8101090G N -=??????≈ 1.2、取Y 向托板=X 向托板 N G 902= 1.3、上导轨座（连电机）重量初步取导轨座的长mm 400，宽为mm 200，高为mm 30。因此 93340020030107.81010190G N -=??????≈ 所以根据上面所求，得XY 工作台运动部分的总重量为： N G G G G 370190290321=+?=++=动根据要求所知，其最大加工工件为150kg ，因此： 150103701870G N =?+=总 2、传动系统设计 2.1、脉冲当量是一个进给指令时工作台的位移量，应该小于等于工作台的位置精度的1/2，由于定位精度在mm 02.0±内，因此： 1 0.020.012 mm δ=?=， 2.2、取联轴器传动，因此它的传动比为1=i ,取丝杠的导程为4P mm =。

取步距角β为0.9度，所以脉冲当量0.01360 Pi mm β δ== 3、滚珠丝杠的设计计算及选择 3.1求丝杠的静载荷c F 已知其计算公式c d H M F f f F = 《数控机床系统设计》110P 公式5-2 式中的, H f -硬度系数，取1.0 《数控机床系统设计》110P 表5-2 d f -载荷系数，取1.5 《数控机床系统设计》110P 表5-2 M F ：丝杠工作时的轴向阻力根据： 0.0031870 5.6M Z F F N μ==?= 其中μ为0.003-0.004 因此： 1.51 5.68.4c F N =??= 3.2、确定动载荷及其使用寿命根据丝杠动载荷公式：H d eq C f F = 式中：C ：额定动载荷 d f ：动载荷系数，轻微冲击取1 H f ：硬度系数，HRC 58≥取1 eq F ：当量动载荷，N 'L ：寿命根据：使用寿命使用寿命6300814400L h =??= 所以'6660/106050014400/10432L nT h ==??= 式中的n 丝杠的最高转速，因题目中所给其工作台快进的速度为 2/min m ，因此其计算为： max 1000/10002/4500/min n V P r ==?=

数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计

数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计 1 引言数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。 X-Y 数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y 工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。模块化的X-Y 数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X 、Y 方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。控制系统根据需要，可以选取用标准的工作控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。 2 设计任务题目：数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计任务：设计一种供应式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下： 1. 立铣刀最大直径的d=15mm ； 2. 立铣刀齿数Z=3; 3. 最大铣削宽度e a =15mm; 4. 最大背吃刀量p a =8mm; 5. 加工材料为碳素钢活有色金属。 6. X 、Y 方向的脉冲当量x y δδ==0.01mm;

7. X 、Z 方向的定位精度均为0.04mm; 8. 重复定位精度为0.02mm; 9. 工作台尺寸 250×250㎜; 10.X 坐标行程 300mm; 11.Y 坐标行程 120mm; 12.工作台空载进给最快移动速度：V xmaxf =V zmaxf =1500mm/min; 13.工作台进给最快移动速度:max max 400mm /min x f z f V V ==; 3 总体方案确定 3.1机械传动部件的选择 3.1.1导轨副的选用要设计数控车床X-Z 工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度不是很高，因此选用直线滑动导轨副，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。 3.1.2丝杠螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足0.004mm 冲当量和01.0±mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。 3.1.3伺服电动机的选用任务书规定的脉冲当量尚未达到0.01mm ，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有因此1500mm/min ，故本设计不必采用高档次的伺服电动机，因此可以选用混合式步进电动机。以降低成本，提高性价比。 3.1.4减速装置的选用为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，需要设置减速装置，且应有消间隙机构。因此决定采用无间隙齿轮传动减速箱。 3.1.5检测装置的选用选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。任务书所

XY工作台设计说明书

目录一、总体 (2) 二、机械结构设计 (3) 1、脉冲当量和传动比的确定 (3) 2、机械部件(工作台)总体尺寸 (3) 3、工作载荷分析及计算 (4) 4、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (5) 5、导轨的选型和计算 (10) 6、联轴器的选择及计算 (11) 7、传动系统等效转动惯量计算 (12) 8、步进电机的选用 (13) 三、控制系统设计 (18) 1、控制系统硬件的基本组成 (18) 2、接口程序初始化及步进电机控制程序 (19) 3、直线圆弧插补程序设计 (22) 四、设计总结 (30) 参考文献 (31)

一、总体 1、总体参数设计一个数控XY 工作台及其控制系统。该工作台可安装在铣床上，用于铣削加工。已知的设计参数如下： 2、开、半闭、闭环选择开环伺服系统——步进电机驱动——没有检测装置半闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——脉冲编码器——速度反馈闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——位置检测装置——位置反馈本设计采用开环步进电机驱动。 3、传动初步设计电动机——联轴器——滚珠丝杠——工作台 4、系统组成框图大致确定为：控制、接口、驱动、传动再到执行。即为XY →→→→控制器接口电路驱动装置传动机构工作台 5、机械传动系统简图 X 轴与Y 轴的传动系统简图都如图所示

二、机械结构设计 1、脉冲当量和传动比的确定 1.1、脉冲当量的确定根据机床或工作台进给系统所需要的定位精度来选定脉冲当量。考虑到机械传动系统的误差存在，脉冲当量值必须小于定位精度值。本次设计给定脉冲当量为0.01mm 。 1.2、传动比的确定传动比计算公式：P b L i δθ3600 = （参考文献【1】式2－1）其中：b θ为步进电机的步距角，0L 为滚珠丝杠导程，P δ为系统脉冲当量。根据传动设计，采用联轴器，初选电机步距角?=9.0b θ，丝杠导程mm L 40=， mm P 01.0=δ。则其传动比101 .03604 9.03600=??== P b L i δθ 2、机械部件(工作台)总体尺寸由于工作台的加工范围为X ＝250mm ，Y ＝200mm 。工作台尺寸一般为工作台加工范围的1.1倍。所以：X ＝250×1.1＝275mm, Y ＝200×1.1＝220mm ，其厚度初定为30mm 。选择工作台的型槽为T 型槽，查电子版《袖珍机械设计师手册》中的T 型槽和相应螺栓(摘自GB/T158-1996) 表3-25T 型槽和相应螺栓尺寸，可得所选T 型槽的参数： A ＝10mm B ＝18mm C ＝8mm H ＝21mm 间距取50mm p δ

立式数控铣床X-Y数控工作台课程设计

课程设计课程名称：数控技术课程设计学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：年级：任课教师： 2012年 1 月 16 日

课程设计任务书

课程设计（论文）任务书学生姓名：指导教师：任务书发出时间2011年12月25日设计时间2011年12月26日——2012年1月16日设计（论文）题目数控技术课程设计设计（论文）内容 ①结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。 ②根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的选用。 ③根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的计算和元件选用。 ④根据指定要求进行有关软件的流程图设计。 ⑤对指定的软件程序进行编写。 ⑥进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。 ⑦编写设计说明书。设计（论文）的要求（含说明书页数、图纸份量） ①方案拟定正确。 ②设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。 ③元气件选用正确规范符合国家颁布标准。 ④机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。 ⑤电气部份图纸要求符合国家标准，图面布局合理、整洁、质量高。 ⑥机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量，其中含机械装配图1～2张、电气控制原理框图及计算机I/O接口和驱动控制电路等电气原理图1～2张。 ⑦课程设计说明书应阐述整个设计内容：如课题来源现实意义、总体方案确定、系统框图分析、电气执行元件的选用说明、机械传动和驱动电路的设计计算以及机械和电气的其它部分。说明书要突出重点和特色，图文并茂、文字通畅、计算正确、字迹清晰、内容完整。说明书页数不少于 20 页

X-Y数控工作台设计说明书

一、总体方案设计 1.1 设计任务题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的X —Y 数控工作台，主要参数如下： 1）工作台面尺寸C ×B ×H ＝【200+（班级序号）×5】mm ×【200+（班级序号）×5】mm ×【15+（班级序号）】mm ； 2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝【680+（班级序号）×5】mm ×【680+（班级序号）×5】mm ×【230+（班级序号）×5】mm ； 3）工作台加工范围X=【300+（班级序号）×5】mm ，Y=【300+（班级序号）×5】mm ； 4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm/脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ； 5）夹具与工件质量M=【15+（班级序号）】kg ； 6）工作台空载最快移动速度为3m/min ；工作台进给最快移动速度为0.5m/min 。 7）立铣刀的最大直径d=20mm ； 8）立铣刀齿数Z=3； 9）最大铣削宽度20e a mm =； 10）最大被吃刀量10p a mm =。 1.2 总体方案确定（1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择 ② 丝杠螺母副的选择

③减速装置的选择 ④伺服电动机的选择（2）控制系统的设计 ①伺服电机启动、停止、调速、正反转的控制 ②PLC控制电机的梯形图编程

XY 数控工作台结构 1.3 设计的基本要求（1）按照机械系统设计的步骤进行相关计算，完成手写设计说明书。（2）计算结果作为装配图的尺寸和零部件选型的依据，通过AutoCAD 软件绘制XY 数控工作台的总装配图，并绘制AO 图纸。（3）按照电气控制系统的步骤进行设计，完成电机启动、停止、正反转、电动等基本工作状态控制的硬件连线图，并通过PLC 协调控制XY 电机运动，绘制相关梯形图。系统总体方案结构框图

数控铣床工作台设计

目录设计任务 (3) 一.系统总体方案设计 (3) (一)机械系统 (3) (二)接口设计 (3) (三)伺服系统设计 (4) (四)控制系统设计 (4) 二.机械系统的设计计算 (4) (一) 滚珠丝杠的选型与计算 (4) (二) 滚动直线导轨的选型与计算 (7) (三) 电机的选择 (8) (四)光电开关的选择 (10) (五)限位开关的选择 (10) 三控制系统设计 (12) 1.操作面板的布置图 (12) 2.操作面板功能介绍 (12) 3.控制系统原理框图 (15) 5、光电开关和限位开关信号采集原理 (15) 6、键盘、显示器接口电路分析 (15) 四程序 (16) 五参考文献 (19) 设计任务: X方向行程:300mm Y方向行程:200mm 工作台面的参考尺寸:500X300mm

平均切削力:1500N 平均切削进给速度:600mm/min 最高运动速度:6m/min 定位精度:0.02mm 工作寿命:每天8小时,工作8年,250天/年一.系统总体方案设计由设计任务书知,本次设计可采用如下方案 (一)机械系统 1.传动机构采用滚珠丝杠副 2.导向机构采用滚动直线导轨 3.执行机构采用步进电机 (二)接口设计 1.人机接口 (1)采用键盘作为输入 (2)采用LED作为指示标志 (3)采用数码管作为显示器

2.机电接口采用光电耦合器作为微型机与步进电动机驱动电路的接口,实现电气隔离. (三)伺服系统设计采用开环控制 (四)控制系统设计二.机械系统的设计计算 (一)滚珠丝杠的选型与计算由技术要求,平均载荷F=1500N,丝杠工作长度L=300mm, 工作寿命8250816000h L h =??=,传动精度要求0.02mm σ=± 设导程P=5 mm ,则 max 600 120/min 5 60001200/min 5 m n r n r ==== (1) 求计算载荷 1.21.01.016001 C F H A M F K K K K N ==???= 由条件,查《机电一体化系统设计》表2-6取F K =1.2, 查表2-6取H K =1.2, 表2-4取 D 精度, 查表2-6取A K =1.0, (2)计算额定动载荷计算值Ca`由式 (2-4) 19209336Ca F N '===

机械二坐标运动平台课程设计-二坐标数控工作台设计

机械学院机械设计制造及其自动化专业机电模块课程设计 2011、03

目录一.机电专业课程设计目的 (1) 二.机电专业课程设计的任务和要求 (1) 三.X轴方案及参数计算 (1) 1.方案拟定 (1) 2.X轴步进电机参数确定及选择 (1) 3.X轴联轴器选择 (3) 四.X轴机械结构总体设计计算 (3) 1.X轴滚珠丝杠设计计算 (3) 2.X轴滚动导轨设计计算 (4) 五.Y轴方案及参数计算 (5) 1.Y轴步进电机参数确定及选择 (5) 2.Y轴联轴器选择 (7) 六.Y轴机械结构总体设计计算 (7) 1. Y轴滚珠丝杠设计计算 (7) 2. Y轴滚动导轨设计计算 (8) 七.绘制装配图 (9) 八.电气原理图设计 (10) 九.参考文献 (11)

一、机电专业课程设计目的本课程设计是学生在完成专业课程学习后，所进行的机电一体化设备设计的综合性训练。通过该环节达到下列目的：（1）巩固和加深专业课所学的理论知识；（2）培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力；（3）进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下10方面基本功：1）查阅文献资料；2)分析与选择设计方案；3）机械结构设计；4）电气控制原理设计；5）机电综合分析；6）绘工程图；7）运动计算和精度计算；9）撰写设计说明书；10）贯彻设计标准。二、机电专业课程设计的任务和要求在规定时间内，按设计任务书给定的原始数据，在教师指导下，独立完成二坐标数控工作台设计工作。原始数据包括①典型工况下，工作台速度、进给抗力及台面上工作物重量；②工作台定位精度、台面尺寸和行程。设计具体要求完成以下工作：（1）数控工作台装配图（1：1比例或0＃图幅） 1张；（2）数控系统电气原理图（2＃图幅） 1张；（3）设计说明书（10～20）页 1本；所有图样均采用CAD绘制打印，设计说明书按规定撰写。三X轴方案及参数计算 1．方案拟定方案拟定即确定工作台传动的形式和控制方式及主要部件或器件的类型。（1）驱动控制方式由给定的工作台精度要求较低，为简化结构，故采用单片机控制的步进电机驱动系统。主要由步进电机、单片机驱动控制电路、滚珠丝杠副组成。（2）传动形式确定工作台X方向和Y方向两个坐标分别采用步进电机单独驱动。工作台X方向采用一级齿轮传动方式，可以通过降速扩大转矩输出，匹配进给系统惯量，获得要求的输出机械特性，同时减小脉冲当量。工作台Y方向采用直接传动方式，电机通过刚性联轴器与滚珠丝杠联结。结构紧凑，传动效率高。丝杠转速与转矩输出完全与电机的输出特性一致。 2.X轴步进电机参数确定及选择

铣床的数控X-Y工作台设计

论文（设计）任务书注：本表按自然班填写。于动员时发给学生。不够纸请另附页。

前言设计目的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。设计要求课程设计是机床数控系统课程的十分重要实践环节之一。通过课程设计可以初步树立正确的设计思想，了解有关的工业政策，学会运用手册、标准、规范等资料；培养学生分析问题解决问题的实际能力，并在教师的指导下，系统地运用课程和选修课程的知识，独立完成规定的设计任务。课程设计的内容是改造设备，实现以下几部分内容的设计训练。如精密执行机构（或装置）的设计、计算机I/O接口设计和驱动电路以及数控化电气原理设计等。说明书的内容应包括：课程设计题目总体方案的确定、系统框图的分析、电气执行元件的选用说明、机械传动设计计算以及机械和电气及其他部分（如环形分配器等）的说明。该课程设计的内容及方法，可以归纳如下： 1.采用微型计算机（包括单片机）进行数据处理、采集和控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制等。 2.选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用，考虑电机选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。 3.精密执行机构的设计。主要是考虑数控机床工作台传动装置的设计问题：要弄清机构或机械执行元件的主要功能（传动运动、动力、位置装置、微调、精密定位或高速运转等），进行力矩、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。 4.学会使用手册及图表资料。 1.总体方案的确定 1.1设计参数系统分辨率为0.01mm，其它设计参数如下表。

XY 工作台课程设计说明书

机电一体化系统综合课程设计课题名称：Ｘ－Ｙ数控工作台设计（电气部分）学院：信息工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机械三班姓名：胡忠钦学号： 10901313 指导老师：季国顺金成柱聂欣

目录一、总体方案设计 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2总体方案确定 (1) 二、机械系统设计 (4) 2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (4) 2.2 导轨参数确定 (4) 2.3 滚珠丝杆的设计计算 (4) 2.4步进电动机减速箱设计 (6) 2.5 步进电机的选型与计算 (6) 三、控制系统硬件设计 (8) 3.1 CPU (8) 3.2 驱动系统设计 (10) 3.2.1步进电机的驱动电路 (10) 3.2.2电磁铁驱动电路 (12) 3.2.3电源转换 (12) 四、控制系统软件 (13) 4.1控制系统软件总体方案设计 (13) 4.2主流程设计 (13) 4.3中断服务流程 (15) 4.3.1 INTO中断服务流程图 (15) 4.3.2 INTI 中断服务流程图 (16) 4.4软件调试 (17) 4.4.1 复位程序流程图 (17) 4.4.2 X轴电机点动正转程序流程图 (19) 4.4.3 绘制圆弧程序流程图 (20) 4.4.4 步进电机步进一步程序流程图 (21) 五、总结 (22) 六、参考文献 (23) 七、附录 (24)

一、总体方案设计 1.1机电专业课程设计的任务主要技术指标：一定的规格要求（负载重量G=500N；台面尺寸C×B×H=240×254×15mm；底座外形尺寸C1×B1×H1=550×550×184mm；最大长度L=678mm；工作台加工范围X=300mm；Y=300mm；工作台最快移动速度为1m/min；重复定位精度为± 0.02mm，定位精度为±0.04mm；设计具体要求完成以下工作：（1）数控工作台装配图1张；（2）数控系统电气原理图1张；（3）设计说明书页1本；所有图样均采用CAD绘制打印，设计说明书按规定撰写。 1.2 总体方案确定图1-1 系统总体框图

XY数控工作台机电系统设计

XY数控工作台机电系统设计《数控机床》课程设计说明书设计题目：X-Y数控工作台机电系统设计班级：姓名：指导教师：广西工学院机电一体化教研室 2010年6 月

名目一、《数控机床》课程设计目的 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计要紧步骤 (3) 1、确定设计总体方案 (4) （1）、机械传动部件的选择 (4) （2）、操纵系统的设计 (4) 2、机械传动部件的运算与选型 (5) （1）、导轨上移动部件的重量估算 (5) （2）、运算切削力 (5) （3）、滚珠丝杠传动的设计运算及校验 (6) （4）、步进电机的传动运算及电动机的选用 (9) （5）、滚动导轨的设计运算 (15) 3、其余附件的选择 (16) 四、操纵系统的设计 (17) 五、机械部分装配图的绘制 (19) 六、参考文献 (20) 七、总结体会 (20)

一、设计的目的《数控机床》课程设计是一个重要的时刻性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，要紧目的： 1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和把握数控机床的差不多组成及其想怪知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。 2、通过对机械系统的设计，把握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计运算及选用的方式 3、通过对机械系统的设计，把握常用伺服电机的工作原理、运算操纵方法与操纵驱动方式 4、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想 5、锤炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力二、设计任务设计一套供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，要紧参数如下： 1、立铣刀最大直径的d=15mm ，立铣刀齿数Z=3，最大铣削宽度c a =15mm 最大背吃刀量p a =8mm ，加工材料为碳素钢或有色金属。 2、X 、Z 方向的定位精度均为±0.02mm 。 3、工作台面尺寸为230mm 230mm ?，加工范畴为250mm 250mm ?; 4、工作台空载进给最快移动速度：max max 3000mm /min x y V V ==，工作台进给最快移动速度:max ymax 400mm /min x f f V V ==，加减速0.4s 。三、设计要紧步骤 1、确定设计总方案 ⑴、机械传动部件的选择 ①、丝杠螺母副的选择步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足初选0.01mm 脉冲当量，因为定位精度±0.02mm ，关于机械传动要有一定的精度缺失，大约是1/3-1/2的定位

X-Y型数控铣床工作台的设计

优秀设计图书分类号：密级：毕业设计(论文) 数控铣床X-Y工作台的设计 THE DESIGN OF X-Y TABLE IN MILLING 学生姓名学院名称专业名称指导教师

20**年05月19日摘要 X-Y数控工作台是是指能分别沿着X 向和Y向移动的工作台，是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。模块化的X-Y数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。控制系统根据需要，可以选取用标准的工作控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。关键词X-Y数控工作台；伺服电动机；数控车床

Abstract CNC XY table are mean to each along X and Y to move to the table, electromechanical integration equipment, many basic components, such as vertical CNC lathe - lateral feed body,CNC milling and CNC drilling machine XY work Taiwan, laser processing equipment, workstations, electronic components surface mount equipment. Modular CNC XY table, usually by rail seat, move the slider, work, ball screw pair, and the servo motor and other component parts. One servo motor to drive the ball screw actuator to do, the ball screw drive and work platform slide rail movement, complete table in the X, Y direction of the straight line movement. Guideways, ball screw pair and servo motors etc., shall be standardized by the specialized manufacturers, design can be selected only according to work load. Control system as needed, you can select a computer using a standard job control, you can design a dedicated computer control system. Keywords XY table servo system CNC machine tools