数控十字工作台的设计——毕业设计
数控回转工作台的设计
引言对数控回转工作台的设计重要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力, 培养学生建立对的的设计思想, 掌握工程设计的一般程序、规范和方法。
而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能, 获得工程技术经用性岗位的基本训练, 通过毕业设计, 可树立对的的生产观点、经济观点和全局观点, 实现由学生向工程技术人员的过渡。
使学生进一步巩固和加深对所学的知识, 使之系统化、综合化。
培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的能力, 提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力, 从而扩大、深化所学的专业知识和技能。
培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据解决、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力, 使学生初步掌握科学研究的基本方法和思绪。
使学生学会初步掌握解决工程技术问题的对的指导思想、方法手段, 树立做事严谨、严厉认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、敢于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。
本次毕业设计重要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分, 设计思绪是先原理后结构, 先整体后局部。
目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上, 它的总的发展趋势是:1. 在规格上将向两头延伸, 即开发小型和大型转台；2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮, 大幅度提高工作台转速和转台的承载能力；3. 在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。
数控转台的市场分析: 随着我国制造业的发展, 加工中心将会越来越多地被规定配备第四轴或第五轴, 以扩大加工范围。
估计近几年规定配备数控转台的加工中心将会达成每年600台左右。
预计未来5年, 虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外, 部分装备制造业将有望保持较高的增长率, 特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。
作为装备制造业的母机, 普通加工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长。
数控回转工作台设计--本科毕业设计说明书
数控回转工作台设计--本科毕业设计说明书内蒙古工业大学本科毕业设计说明书学校代码: 10128学号:201220102052(题目:数控回转工作台设计学生姓名:张英智学院:机械学院系别:机械系专业:机械电子工程班级:机电12-1指导教师:张兰挺副教授二〇一六年六月摘要本次设计的数控回转工作台主要是与立式铣床配套使用，其精度直接影响到机床的性能。
本次设计选择由步进电动机作为动力源，一级圆柱直齿轮减速器进行减速及传递转矩和转速，将其传递给蜗轮蜗杆机构来带动工作台进行回转加工工作。
数控回转工作台与数控立式铣床结合使用可进行工件的分度和切削旋转，配合机床X、Y、Z三轴的直线运动可以扩大机床的加工范围，来提高机床的工作效率。
配合数控系统的控制，数控回转工作台可以有效提高生产效率，消除人为误差，提高加工精度。
本次主要设计方向是数控铣床中的数控回转工作台，我们对主要的零件进行了结构功能设计。
装配图、零件图用CAXA软件绘制。
关键词: 立式铣床数控回转工作台齿轮蜗轮蜗杆内蒙古工业大学本科毕业设计说明书AbstractThe design of the NC rotary table is mainly with vertical milling machine , Its precision directly affects the performance of the machine. The design choices the stepping motor as a power source. Level of cylindrical spur gear reduce of reduction and transmission torque and rotational speed, pass it to worm and worm wheel mechanism to drive the workbench rotary processing work. NC rotary table with NC vertical milling machine combined with the use of artifacts can be dividing and cutting rotation, cooperate with X,Y,Z three axis machine tool can expand the linear motion of the machine tool processing range, to improve the working efficiency of the machine tool. With NC system, the control of NC rotary table can effectively improve the production efficiency, eliminating human error, and improve the machining accuracy. The main design direction is the NC rotary table in CNC milling machine, structure and function of main parts of our design. Assembly drawing and part drawing drawn using CAXA software.Key Words: Vertical milling machine;NC rotary table;Worm and worm gear;内蒙古工业大学本科毕业设计说明书目录绪论 ..................................................................... ... 1 第一章数控回转工作台的发展方向 (2)1.1数控回转工作台的发展及展望 (2)1.2数控回转工作台的原理 (2)1.3 设计要求及主要参数 (4)1.3.1设计准则 .......................................................41.3.2此次设计中的一些主要参数 .......................................4 第二章工作台设计和零部件的选用 (5)2.1设计工作台的基本要求 (5)2.2数控回转工作台传动方案的确定 (5)2.3电机的选择 (6)2.3.1脉冲电动机在选择时需要注意的事项 ...............................62.3.2电机的参数计算 .................................................72.4齿轮的设计 (9)2.4.1齿轮材料确定 ...................................................92.4.2齿轮强度计算 ...................................................92.4.3尺寸计算 ......................................................132.5蜗轮蜗杆设计 (14)2.5.1蜗轮蜗杆强度设计 ..............................................142.5.2 蜗杆与蜗轮的参数 ..............................................162.6联轴器的选择 (17)2.7 输入轴的设计 (17)2.7.1 轴上参数计算 ..................................................172.8 蜗杆轴的设计 (21)2.8.1 蜗杆轴参数设计 ................................................212.8.1 轴强度的校核 ..................................................23 总结 ..................................................................... .. 24 参考文献 ...................................................................25 致谢 ......................................................................26内蒙古工业大学本科毕业设计说明书绪论近年来社会的快速进步表现于机械行业是一个国家发展的最重要的决策，它不仅可以为新的科学技术和新产物的研发和机械制造带来了十分必要的前提，还是不可替代的经济快速发展行业。
毕业设计论文__数控回转工作台设计
图书分类号：密级：毕业设计(论文)数控回转工作台设计NC ROTARY TABLE DESIGN学生姓名班级学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。
徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要传统制造业的巨大变化来自于数控技术的广泛应用，这使制造业脱离了传统，成为工业化的象征。
并且随着数控技术应用领域的扩大和不断发展，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着至关重要的作用，因为这些行业的数字化特征已是现代化发展的大趋势。
分析当前世界上数控技术及其装备发展的趋势，其主要研究热点有：1、高速加工、高精加工技术及其装备的新趋势。
2、复合加工机床和5轴联动加工的迅速发展。
3、当代数控系统发展的主要趋势是智能化、开放式、网络化。
4、重视建立新标准规范。
关键词数控技术；智能化；复合加工机床；5轴联动加工机床AbstractThe application of numerical technology has not only brought the revolutionary change to manufacturing industry of the tradition , make the manufacturing industry become the industrialized symbol, and with the constant development of numerical control technology and enlargement of the application , the development of some important trades (IT , automation , light industry , medical treatment , etc .) to the national economy and the peoples livelihood of his plays a more and more important role , because the digitization that these trades needed to equip has already been the main trend of modern development . Numerical control technology in the world at present and equiping the development trend to see , there is the following several respect in its main research focus .1.A high-speed , high finish machining technology and new trend equipped. 2. Link and process and compound to process the fast development of the lathe in 5 axes . 3.Become the main trend of systematic of contemporary numerical control intelligently , openly , networkedlily . 4. Pay attention to the new technical standard , normal setting-up .Keywords : Numerical control technology intelligently compound to process 5 axle gear bed目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 数控系统的发展 (1)1.2 数控机床的发展 (1)1.3 先进数控加工技术 (3)1.3.1 直接数字控制系统 (3)1.3.2 柔性制造系统 (4)1.4数控技术在国民经济中的地位 (8)2 数控回转工作台的原理及应用 (10)2.1 数控回转工作台 (10)2.2 设计准则 (11)2.3 主要技术参数 (12)3 数控回转工作台的设计 (12)3.1 传动方案的选择 (12)3.1.1 传动方案传动时应满足的要求 (12)3.1.2 传动方案及其分析 (13)3.2 电机的选择 (14)3.2.1 步进电机的原理 (14)3.2.2 步进电机的选择及运动参数的计算 (15)3.3 齿轮传动的设计 (17)3.3.1 选择齿轮传动的类型及材料 (17)3.3.2 按齿面接触疲劳强度计算 (17)3.3.3 按齿根弯曲强度计算 (18)3.3.4几何尺寸计算 (19)3.3.5 结构设计..................................................................................... 错误！未定义书签。
数控回转工作台设计毕业论文(含全套CAD图纸及ppt)
南昌工程学院毕业设计(论文)机械与电气工程学院系（院）机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）题目数控回转工作台设计学生姓名 xxxxxxxxxxxxxx班级 09机制（2）班学号 xxxxxxxxxxxx指导教师曾绍平完成日期2013年5月2日数控回转工作台设计NC rotary table design总计毕业设计（论文） 34 页表格 5 个插图 16 幅南昌工程学院本科毕业设计（论文）摘要数控机床在机械行业中扮演的角色越来越重要。
特别是数控机床朝着大功率、高速度、高精度、高稳定性的方向发展，其可靠性已成为衡量其性能的重要指标。
而数控回转工作台作为数控机床中不可或缺的部件，其精度已直接影响到机床的整体性能。
为了提高效率，扩大机床制造范围，数控机床除了做三轴直线进给运动之外，通常还需要用数控回转工作台来做加工的圆周运动。
由此来满足自动改变工件相对主轴的位置，让机床更好的对工件各个面的加工。
配合数控系统的控制，数控回转工作台可以有效提高生产率，消除人为误差，提高加工精度。
数控回转工作台主要是应用于数控铣床与数控镗床或加工中心，它主要是用于对板类、箱体等类似工件的不间断回转加工和多面加工。
本次主要设计方向是数控铣床中的数控回转工作台，我们对主要的零件进行了结构功能设计。
装配图、零件图用CAD软件绘制。
关键词：数控铣床数控回转工作台蜗杆传动AbstractAbstractThe NC machine is playing an increasingly important role in mechanism manufacture. The reliability is the main signal to measure its performance with the tendency of high power, high speed, high fidelity and high stability. However, the NC rotating table, as an inevitable part of NC machine, has affected its overall performance directly because of its high fidelity. In order to improve the optional efficiency and expand the technology scope of NC machine, the feed movement must follow X, Y, and Z coordinate axes as well as being accomplished by NC rotating table to finish its circular feed movement, to reach a purpose that enable the indexing automatically to change the position of machining work pieces with related spindle, and finally make the surface machining conveniently. Besides, improving productivity and machining fidelity, eliminating artificial errors, can also be realized when the NC rotating table is in conjunction with the control of NC system. It is, available to rotating and multi-faced machining, floor parts and boxes parts, mainly applied in NC milling machines and boring machines. The topic in my essay is primarily designed for NC rotating table of milling machines with key parts designing and checking, using the auto CAD software to render assembly drawing and parts drawing.Key Words: NC milling machines; NC rotating table; Worm transmission南昌工程学院本科毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2数控回转工作台的发展及展望 (1)1.3数控回转工作台的原理 (2)1.4 设计要求及主要参数 (3)1.4.1设计准则 (3)1.4.2本次设计中的一些主要参数 (4)第二章数控回转工作台的结构设计 (5)2.1设计工作台的基本要求 (5)2.2数控回转工作台传动方案的选择 (5)2.3电机的选择 (6)2.3.1选择步进电机的注意事项 (6)2.3.2电机的参数计算 (7)2.4齿轮的设计 (9)2.4.1齿轮材料确定 (9)2.4.2齿轮强度计算 (10)2.4.3尺寸计算 (13)2.4.4齿轮结构设计 (14)2.5蜗轮蜗杆设计 (15)2.6联轴器的选择 (18)2.7 输入轴的设计 (19)2.7.1 轴上参数计算 (19)2.7.2 输入轴结构设计 (23)2.8 蜗杆轴的设计 (23)2.8.1 轴参数设计 (23)目录2.8.1 轴强度的校核 (26)2.8.2涡轮轴结构设计 (26)2.9轴承的选择 (27)2.10箱体结构设计 (27)2.10.1箱体结构 (27)2.10.2箱体参数设计 (29)总结 (31)参考文献 (32)附录 (33)致谢 (34)南昌工程学院本科毕设计（论文）第一章绪论1.1概述数控铣床作为效率比较高的机械制造设备，现在应用的已经非常普遍了。
数控十字工作台
型号
步矩角
相数
驱动电压
相电流
额定转矩
空载运行频率
转动惯量
90BYG550C-SAKRML-0301
0.72°
5
80V
3A
6N.m
2200
该电动机的额定力矩为8Nm，足以满足该设计的驱动要求。如图3.4a为90BYG550C混合式步进电机的结构尺寸，表3.4b为90BYG550C-SAKRML-0301混情形，结合总体方案的，选用的滚珠丝杠副为内循环滚珠丝杠螺母副，其结构图如以下图3.1-1所示：
图3.1-1：滚珠丝杠螺母副结构
由上图知，滚珠丝杠螺母副的组成要紧由反相器、螺母、丝杠、滚珠组成，此设计中选择FFZD3205-5型内循环浮动式螺纹预紧滚珠丝杠副滚珠丝杠副，其公称直径为 ，导程为Ph=5mm，循环滚珠为5圈，精度等级取5级，额定动载荷18.1kN，额定静载荷为31.4kN，其各尺寸和性能参数如以下图3.1-2和表3.1-1所示：
[3]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2004.1
[4]机电一体化技术手册编委会.机电一体化技术手册[M].北京：机械工业出版社，1999.9
[5]陆昆，奚大顺，李之权等.电子设计技术[M].北京：电子科技大学出版社，1998.10
数控十字工作台机电系统设计
摘
数控十字工作台是一种加工用途广泛的机床工作台，本次设计的数控十字工作台，要紧用于经济型数控铣床，其精度要求不高，工作量要求不大。该设计包括机械系统部分的设计和电气操纵部分的设计。其中机械传动部分的设计又包括机械本体、动力与驱动部分、执行机构的设计，要紧涉及导轨副的选择、滚珠丝杠的设计以及步进电动机的选型。而电气操纵部分的设计包括操纵系统的硬件和软件两部分的设计，硬件部分要紧有环分电路、功率驱动电路和电流操纵电路的设计，以及操纵卡的选用，软件部分要紧是操纵卡操纵程序的编写。这是一个典型的机电一体化系统的设计。
数控技术课程设计---十字工作台
课程设计设计题目：ZX3型数控钻铣床工作台设计课程名称：数控技术课程设计学院：机械工程专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：年级：任课教师：2013年12月30日贵州大学本科课程设计诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的课程论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。
课程论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
论文（设计）作者签名：日期：贵州大学本科课程设计任务书学生信息学号学院机械学院班级姓名专业机械设计制造及其自动化教师信息姓名职称学历教师信息姓名职称学历任务书发出时间2013年12月9日设计题目ZX3型数控钻铣床工作台设计论文（设计）起止时间2013年12月16日——2014年1月3日共需周数3主要内容:①设计一套数控钻铣床XY工作台②结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。
③根据拟定的机械设计方案进行XY坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的选用。
④根据拟定的电气设计方案进行数控系统方案框图设计及步进电机驱动电路的设计计算及相关元器件选用。
⑤完成工作台机械结构的工程图和相关电气原理图的绘制。
⑥编写设计说明书。
主要要求:①方案拟定正确，设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。
②元气件选用正确规范符合国家颁布标准。
③机械装配图纸及相关电气图纸的绘制要求视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。
④机械和电气部份图纸折合总量不低于 1 张“0”号图量，其中必须含工作台机械装配图1张、电气控制原理框图、相关步进驱动控制电路等电气原理图1～2张。
⑤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、电气元件选用说明、机械传动和驱动电路的设计、选用以及机械和电气的其它部分。
说明书要突出重点，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。
预期目标:设计出符合任务书要求的的数控钻铣床XY联动工作台、电气控制原理框图、步进电机驱动电路，撰写不低于20页左右设计论文，并附录相关资料及设计图纸。
机械毕业设计301X-Y数控工作台及其控制系统设计
学士学位毕业论文（设计）X-Y数控工作台机电系统设计学生姓名学号专业械设计制造及其自动化班级指导教师学部机电工程学部答辩日期X-Y数控工作台机电系统设计摘要X-Y数控工作台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。
它充分的利用了危机的软件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。
X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机,及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成,在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。
其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。
该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。
中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。
X-Y数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。
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既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。
本题目是步进电机，微型计算机，插补原理，汇编语言的综合应用，本题目设计得到了老师的帮助和支持，最后由董玉红老师审定，在此表示感谢。
本题目由方世龙完成，共分六章，第一章主要设计总体方案设计第二章主要设计了机械系统设计；第三章主要设计了控制系统硬件设计；第四章主要设计控制系统软件设计；第五章主要是本设计的附录。
数控十字工作台设计
数控十字工作台设计一、前言数控技术已经成为了当代工业生产中的重要手段之一，在各个领域扮演着重要的角色。
十字工作台是数控机床重要的组成部分之一，是加工过程中的中转站，承担着加工零件前期的定位、夹紧工作和加工后期的零部件的检验和测量工作。
为了适应当前工业环境的需求，开发出一种新型数控十字工作台，旨在提高精度、效率和生产力。
二、设计思路在设计十字工作台时，考虑到机器具有可靠性以及高度精度。
设计的十字工作台应该满足以下特点：1.结构稳定，所使用的材料应该具有高刚性及低扭转率2.具有高刚性的导轨滑板及导轨，确保零件定位的精度3.夹紧系统应该设计简单，快速可调，如果可能，练习不伤害工件4.行走系统需由高精度的滚珠丝杠传动5.控制系统以及配套软件能够提供更加灵活的操作方式三、设计方案基于上述考虑，设计方案如下：1.采用高刚性的铸铁材料，以确保工作台的结构稳定性和重量承载能力2.采用精密的导轨滑板及导轨，具有高刚性，以确保在零件定位过程中高精度的重复性3.夹紧系统采用气动式夹紧，以及弹性接触的方式缓解工件外形的变形，使其更加稳定，并减少夹紧对工件表面的损伤4.采用高精度的滚珠丝杠传动作为行走系统，以提高精度和行走的顺畅性5.控制系统采用多轴卡板控制模式，以确保机床运转稳定，灵敏度高，按照用户需要进行操作。
设计方案采用了先进的数控技术，从而提高了生产精度，缩短了生产周期，并在某种程度上降低了生产成本。
同时方案创新地设计了滚珠丝杠传动作为客户的需求，使该工具具有更大的灵活性。
四、设计细节1.结构设计数控十字工作台的结构设计有点像横梁结构，但每个轴的游动都需要另一个关节。
设计师通过成套的设计和调整，确保了良好的工作质量和生产效率。
2.导轨设计为了保证工作精度和成品质量，导轨需要采用高精度的线性导轨。
导轨结构的稳定性和承重能力是极其重要的，因此使用双行柱状滑块结构，具有较高的刚度和重载能力。
3.夹紧系统气动夹紧系统的穿刺压力是可调的。
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毕业设计 数控十字工作台1一. 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m F（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1δ （II ）、滚珠与螺纹滚道间接触变形2δ （III ）支撑滚珠丝杠轴承的轴向接触变形3δ（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]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:2毕业设计数控十字工作台带动工作台运动,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）3毕业设计 数控十字工作台4（1）导轨额定寿命计算上述选取的HJG-DA 滚动直线系列DA30A 导轨副的滚道硬度为60HRC ，工作温度不超过 100°C 每根导轨上配有上配有两个滑块，精度为4级，工作速度较低，载荷不大。
查表得 fh ＝1.0 ; 温度系数f t ＝1.00 ; f c=0.81,f a ＝0.9，f w=1.5， 得距离寿命：L =[f h *f t*f c*f a *C a /(f w*P C )]3*50=7*106L 额定寿命 f a 精度系数 P C 计算载荷 f w 载荷系数f t 温度系数 f h 硬度系数 f c 接触系数大于所期望的寿命距离，故满足要求。
（2）滚动导轨预紧方式的确定：滚动导轨经过预紧，可以显著的提高其刚度，通常经过预紧的导轮的刚度可以比没有预紧的高三倍左右，因此，对于颠覆力炬较大，或要求接触刚度或移动精度叫高的导轨均匀进行预紧。
但预紧力应适当，预紧力过大会使牵引力显著增加。
毕业设计 数控十字工作台5常用的预紧方法有两种：采用过盈配合或采用调整元件，此处采用过盈配合。
资料来源：/cpzs_dg_cs.asp2、丝杠螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过螺母副转换成直线运动，要满足0. 01mm 的脉冲当量和0.05的定位精度，选用滚珠丝杠副。
滚珠丝杠副的传功精度高、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。
（1）、计算进给引力m F滚珠丝杠上的工作载荷m F 为进给引力，移动体重力和作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力。
由于选择的导轨要求结构紧凑，间隙调整方便，摩损小，有良好的精度保持性且运动平稳，故选择直线滚动导轨，为了使导轨能承受一定的颠覆力矩，所以选择燕尾导轨的实验公式进行计算：' (2)m z F kFx f F Fy G =++⨯+ 4.1=k'0.003f = (指导书)X/Y/Z 向切削负载为2000/2000/1000NFx =2000N Fy =2000N z F =1000N由所得数据代入公式有：1.420000.003(1000220004000)2827m F N =⨯+⨯+⨯+=（2）.计算最大动负载C 及主要尺寸初选初选L 0为6mm,选用滚珠丝杠的直径d 0时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象，这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大负载C ，可用公式为：m m F f L C ⨯⨯=3由《指导书》中可知66010n TL ⨯⨯=1000vn L ⨯=毕业设计 数控十字工作台6L ：使用寿命，以610转为单位v ：最大切削力条件下的进给速度（m/min ） 以知参数v=300mm/min=0.3mm/min L 0：丝杠导程T ：机床使用寿命 由参数每天8小时 5年 250天/年 得T=10000hf w ：运转系数 （此处选的值为1.2） n:丝杠转速，用下式：010*******.350/min 6v n r L ⨯⨯=== 66605010000301010L r ⨯⨯==⨯1.2282710516C N =⨯=3、滚珠丝杠螺母副的选型：由制导书可知，采用WL4006外循环纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠，1列2.5圈,其额定动负载为16400N,精度等级选3级.毕业设计 数控十字工作台7（1）、传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率η为)(ϕλλη+=tg tgλ ——螺旋升角ϕ—— 摩擦角度取'10 滚动摩擦系数为0.003—0.004244'0.94(244'10')tg tg η︒==︒+（2）、刚度验算（I ）丝杠的拉伸或压缩变形量1δ查图4-6，根据Fm=2827N D 0=40 查出δL/L=1.3⨯510-⨯700=9.1⨯310-由于两端均采用向心推力球轴承，且丝杠又进行了预拉伸，顾其拉压刚度可以提高4倍，其实变形量为：1'δ=1/4⨯1δ=2.275⨯310-（II ）滚珠与螺纹滚道间接触变形2δ查表4-7，W 系列1列2。
5圈滚珠和罗纹滚道接触变形量Q δ： 因进行了预紧，2δ=1/2Q δ=1/2⨯6.4=0.0032mm（III ）支撑滚珠丝杠轴承的轴向接触变形3δ采用8107型推力球轴承，d1=35mm 滚动体直径d Q= 6.35mm ，滚动体数目量z=180.0024c δ==因施加预紧力，顾：3δ=1/2c δ=0.00405mm根据以上计算：毕业设计 数控十字工作台8312'δδδδ=++=0.00227+0.0032+0.00405=0.0095mm<定位精度因此符合要求（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Y 轴向滚珠丝杠：所选燕尾导轨公式同选X 轴向：' (2)m z F kFx f F Fy G =++⨯+ 4.1=k'0.003f = (指导书)由于Y 向切削负载也为2000N ，进给率引力F m 几乎相同（不同处为G ，但是结果相差不大） 所以丝杠螺母副也采取相同型号。
4、确定齿轮传动比以知脉冲当量为0.01，滚珠丝杠导程10.940.010.753601360b PP P L z i θδδδ⨯⨯≤==⨯⨯代入得L 0=6mm ，初选步进电机的步距角为00.75。
可计算出传动比 i ：i=0360.P b L δθ= 3600.010.756⨯⨯=0.8 可选定齿轮数为：i=12z z = 2025或3240因进给运动齿轮受力不大，模数m 取2，有关参数如下表：95、步进电机的选用步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。
每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。
电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
根据等效转动惯量的计算公式，得:21012d Z J J J Z ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭【()23J J ++20()2G L g π】d J ——折算到电机轴上的惯性负载（2.kg cm ）；0J ——步进电机转轴的转动惯量（2.kg cm ）；1J ——齿轮 的转动惯量（2.kg cm ）； 2J ——齿轮 的转动惯量（2.kg cm ）； 3J ——滚珠丝杠的转动惯量（2.kg cm ）；M ——移动部件质量（kg ）。
G —4000N参考同类型号机床，初选反应式步进电机150BF003，其转子转动惯量为J 0=10.52.kg cm对材料为钢的圆柱零件转动惯量可按下式估算()3420.7810.J D L kg cm -=⨯式中：D ——圆柱零件直径（cm ）；L ——零件长度（cm ）。
所以:()34210.7810420.4.J kg cm -=⨯⨯⨯= ()34220.7810520.98.J kg cm -=⨯⨯⨯=毕业设计 数控十字工作台10()34230.781047013.98.J kg cm -=⨯⨯⨯=G=4000N代入上式：21012d Z J J J Z ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭【()23J J ++20()2G L g π】=10.5+0.4+220()25【0.98+13.98+40009.820.6()2π】 =11.96（2.kg cm ）考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题：0d J J =10.511.96≈0.88 因为： 14<0.88<1 所以惯性匹配比较符合要求。