銑床的數(shù)控X-Y工作臺設計說明書.doc

1銑床的數(shù)控X-Y工作臺設計目錄設計目的.1設計要求.11.總體方案的確定.21.1設計參數(shù).21.2初選步進電動機和絲杠.31.3初定工作臺尺寸.31.4系統(tǒng)組成框圖.42.機械部分的設計.42.1傳動系統(tǒng)等效轉動慣量計算.42.2工作載荷分析及計算.52.3進給工作臺工作載荷計算.52.4滾珠絲杠螺母副的選型和校核.62.5導軌的選型和計算.82.6驅動電機的選用.83.數(shù)控系統(tǒng)的設計.114.心得體會.17參考書目.18設計目的數(shù)控機床課程設計是機電一體化專業(yè)教學中的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，學生學完技術基礎課和專業(yè)課，特別是“數(shù)控技術及應用”課程后應用的，它是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、解決實際問題能力的重要步驟。本課程設計是以機電一體化的典型課題-數(shù)控系統(tǒng)設計方案的擬定為主線，通過對數(shù)控系統(tǒng)設計總體方案的擬定、進給伺服系統(tǒng)機械部分設計，計算以及控制系統(tǒng)硬件電路的設計，使學生能夠綜合應用所學過的機械、電子和微機方面的知識，進行一次機電結合的全方面訓練，從而培養(yǎng)學生具有初步設計計算的能力以及分析和處理生產(chǎn)過程中所遇到的問題的能力。設計要求課程設計是機床數(shù)控系統(tǒng)課程的十分重要實踐環(huán)節(jié)之一。通過課程設計可以初步樹立正確的設計思想，了解有關的工業(yè)政策，學會運用手冊、標準、規(guī)范等資料；培養(yǎng)學生分析問題解決問題的實際能力，并在教師的指導下，系統(tǒng)地運用課程和選修課程的知識，獨立完成規(guī)定的設計任務。課程設計的內容是改造設備，實現(xiàn)以下幾部分內容的設計訓練。如精密執(zhí)行機構（或裝置）的設計、計算機I/O接口設計和驅動電路以及數(shù)控化電氣原理設計等。說明書的內容應包括：課程設計題目總體方案的確定、系統(tǒng)框圖的分析、電氣執(zhí)行元件的選用說明、機械傳動設計計算以及機械和電氣及其他部分（如環(huán)形分配器等）的說明。該課程設計的內容及方法，可以歸納如下：21.采用微型計算機（包括單片機）進行數(shù)據(jù)處理、采集和控制。主要考慮計算機的選擇或單片機構成電路的選用、接口電路、軟件編制等。2.選用驅動控制電路，對執(zhí)行機構進行控制。主要考慮計算機的選擇或單片機構成電路的選用，考慮電機選擇及驅動力矩的計算，控制電機電路的設計。3.精密執(zhí)行機構的設計。主要是考慮數(shù)控機床工作臺傳動裝置的設計問題：要弄清機構或機械執(zhí)行元件的主要功能（傳動運動、動力、位置裝置、微調、精密定位或高速運轉等），進行力矩、負載功率、慣性（轉動慣量）、加（減）速控制和誤差計算。4.學會使用手冊及圖表資料。1.總體方案的確定1.1設計參數(shù)系統(tǒng)分辨率為0.01mm，其它設計參數(shù)如下表。設計分組最大銑刀直徑最大銑削寬度ae最大銑削深度ap加工材料工作臺加工范圍（mm）最大移動速度416mm5mm2mm碳鋼X=200,y=1503m/min工作臺草圖32020201.2初選步進電動機和絲杠當傳動比i=1時，可用聯(lián)軸器直接將電機與絲杠連接，這種結構有利于簡化結構，提高精度。由i=pbL360(公式2-1)錯誤!未找到引用源。，b為步進電機步距角Lo為滾珠絲杠導程、p為系統(tǒng)脈沖當量。選電動機型號為55BF009，其步矩角b=9.0選絲杠規(guī)格為2004-3(FYND)其導程為4mm,由傳動比公式pbLi3600得101.036049.0i故可用聯(lián)軸器將電機與絲杠直接連接。預選由廣州菱科自動化設備有限公司生產(chǎn)的LK13系列剛性聯(lián)軸器（）。1.3初定工作臺尺寸查機電一體化設計手冊，根據(jù)(GB/T158-1996)選工作臺T型槽尺寸如下：深度H=15mm槽低寬度B12mm槽寬A6mmC6mm槽數(shù)5，間隔40mm；由工作臺加工范圍200*150選工作臺尺寸240200204初定滾珠絲杠長度L340mmB5060Lx+B+102035451.4系統(tǒng)組成框圖2.機械部分的設計2.1傳動系統(tǒng)等效轉動慣量計算2.1.1機轉子轉動慣量查指導書表面2-18得20701.0cmkgJD2.1.2絲杠的轉動慣量由指導書公式2-3有2341078.0cmkgLDJS得234424.010340278.0cmkgJS2.1.3工作臺轉動慣量GJ由于工作臺材料為碳鋼，故