銑床的數(shù)控X-Y工作臺設(shè)計(jì)說明書.doc

1銑床的數(shù)控X-Y工作臺設(shè)計(jì)目錄設(shè)計(jì)目的.1設(shè)計(jì)要求.11.總體方案的確定.21.1設(shè)計(jì)參數(shù).21.2初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和絲杠.31.3初定工作臺尺寸.31.4系統(tǒng)組成框圖.42.機(jī)械部分的設(shè)計(jì).42.1傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算.42.2工作載荷分析及計(jì)算.52.3進(jìn)給工作臺工作載荷計(jì)算.52.4滾珠絲杠螺母副的選型和校核.62.5導(dǎo)軌的選型和計(jì)算.82.6驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選用.83.數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì).114.心得體會.17參考書目.18設(shè)計(jì)目的數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)是機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)中的一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，特別是“數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用”課程后應(yīng)用的，它是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問題能力的重要步驟。本課程設(shè)計(jì)是以機(jī)電一體化的典型課題-數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的擬定為主線，通過對數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案的擬定、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)，計(jì)算以及控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)過的機(jī)械、電子和微機(jī)方面的知識，進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的全方面訓(xùn)練，從而培養(yǎng)學(xué)生具有初步設(shè)計(jì)計(jì)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(shè)計(jì)要求課程設(shè)計(jì)是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)課程的十分重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。通過課程設(shè)計(jì)可以初步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，了解有關(guān)的工業(yè)政策，學(xué)會運(yùn)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等資料；培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的實(shí)際能力，并在教師的指導(dǎo)下，系統(tǒng)地運(yùn)用課程和選修課程的知識，獨(dú)立完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)。課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容是改造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)以下幾部分內(nèi)容的設(shè)計(jì)訓(xùn)練。如精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)（或裝置）的設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)I/O接口設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電路以及數(shù)控化電氣原理設(shè)計(jì)等。說明書的內(nèi)容應(yīng)包括：課程設(shè)計(jì)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(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算以及機(jī)械和電氣及其他部分（如環(huán)形分配器等）的說明。該課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法，可以歸納如下：21.采用微型計(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、采集和控制。主要考慮計(jì)算機(jī)的選擇或單片機(jī)構(gòu)成電路的選用、接口電路、軟件編制等。2.選用驅(qū)動(dòng)控制電路，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。主要考慮計(jì)算機(jī)的選擇或單片機(jī)構(gòu)成電路的選用，考慮電機(jī)選擇及驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算，控制電機(jī)電路的設(shè)計(jì)。3.精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。主要是考慮數(shù)控機(jī)床工作臺傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)問題：要弄清機(jī)構(gòu)或機(jī)械執(zhí)行元件的主要功能（傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力、位置裝置、微調(diào)、精密定位或高速運(yùn)轉(zhuǎn)等），進(jìn)行力矩、負(fù)載功率、慣性（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）、加（減）速控制和誤差計(jì)算。4.學(xué)會使用手冊及圖表資料。1.總體方案的確定1.1設(shè)計(jì)參數(shù)系統(tǒng)分辨率為0.01mm，其它設(shè)計(jì)參數(shù)如下表。設(shè)計(jì)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(dòng)速度416mm5mm2mm碳鋼X=200,y=1503m/min工作臺草圖32020201.2初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和絲杠當(dāng)傳動(dòng)比i=1時(shí)，可用聯(lián)軸器直接將電機(jī)與絲杠連接，這種結(jié)構(gòu)有利于簡化結(jié)構(gòu)，提高精度。由i=pbL360(公式2-1)錯(cuò)誤!未找到引用源。，b為步進(jìn)電機(jī)步距角Lo為滾珠絲杠導(dǎo)程、p為系統(tǒng)脈沖當(dāng)量。選電動(dòng)機(jī)型號為55BF009，其步矩角b=9.0選絲杠規(guī)格為2004-3(FYND)其導(dǎo)程為4mm,由傳動(dòng)比公式pbLi3600得101.036049.0i故可用聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。預(yù)選由廣州菱科自動(dòng)化設(shè)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(jī)電一體化設(shè)計(jì)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(jī)械部分的設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算2.1.1機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量查指導(dǎo)書表面2-18得20701.0cmkgJD2.1.2絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由指導(dǎo)書公式2-3有2341078.0cmkgLDJS得234424.010340278.0cmkgJS2.1.3工作臺轉(zhuǎn)動(dòng)慣量GJ由于工作臺材料為碳鋼，故