数控机床工作台设计
数控机床工作台及数控系统设计
第一章绪论数控机床的电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。
加工时，工件接直流电源的正极，工具接负极，两极之间保持电流，从而形成电化学阳极溶解。
随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，最终两极间各处的间隙趋于一致，工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。
电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势。
目前，电解加工已获得广泛应用，如炮管膛线，叶片，整体叶轮，模具，异型孔及异型零件，倒角和去毛刺等加工。
并且在许多零件的加工中，电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。
与其它加工方法相比，根据参考文献[3]，电解加工具有如下特点，：a)加工范围广。
电解加工几乎可以加工所有的导电材料，并且不受材料的强度、硬度、韧性等机械、物理性能的限制，加工后材料的金相组织基本上不发生变化。
它常用于加工硬质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。
b)生产率高，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。
电解加工能以简单的直线进给运动一次加工出复杂的型腔、型面和型孔，而且加工速度可以和电流密度成比例地增加。
据统计，电解加工的生产率约为电火花加工的5至10倍，在某些情况下，甚至可以超过机械切削加工。
c)加工质量好。
可获得一定的加工精度和较低的表面粗糙度。
加工精度(mm)：型面和型腔为± 0.05～0.20；型孔和套料为± 0.03～0.05。
表面粗糙度(mm)：对于一般中、高碳钢和合金钢，可稳定地达到 Ra1.6～0.4，有些合金钢可达到 Ra0.1[1]。
d)可用于加工薄壁和易变形零件。
电解加工过程中工具和工件不接触，不存在机械切削力，不产生残余应力和变形，没有飞边毛刺。
e)工具阴极无损耗。
在电解加工过程中工具阴极上仅仅析出氢气，而不发生溶解反应，所以没有损耗。
只有在产生火花、短路等异常现象时才会导致阴极损伤。
二坐标数控工作台设计
二坐标数控工作台设计作为一种重要的机械设备，数控工作台在现代制造业中广泛应用。
它的设计涉及到多个方面，如结构设计、系统设计、控制设计等。
本文将通过详细讨论数控工作台的设计，从而深入了解该设备的特点和功能。
首先，数控工作台的结构设计是其设计过程中的核心内容之一、工作台的结构应考虑到操作人员的操作需求以及工作时的稳定性和安全性。
一般而言，工作台的结构包括基座、座台和立柱。
基座用于支撑整个工作台的重量，座台用于放置工件和工具，立柱则用于支撑座台、控制单元和操作面板。
其次，数控工作台的系统设计是数控工作台设计中的另一个重要方面。
系统设计包括运动系统、控制系统和传感系统。
运动系统负责使工作台能够进行各种形式的运动，如平移、旋转和倾斜等。
控制系统则负责监控和控制工作台的运动，以确保其按照预定的路径和速度进行。
传感系统则用于实时监测工作台的状态，如位置、速度和负载等。
此外，数控工作台的控制设计也是设计过程中的关键部分。
控制设计涉及到控制算法的选择、控制参数的设置以及编程界面的设计等。
为了提高工作台的精度和效率，需要选择合适的控制算法，如PID控制算法或最优控制算法。
同时，还需要根据实际情况设置合理的控制参数，以确保工作台的运动能够满足要求。
此外，编程界面的设计也是非常关键的，它应该简单易用、功能完善，以提高操作人员的工作效率。
最后，数控工作台还需要考虑安全性和可靠性等方面的设计。
安全性设计主要包括安全装置的设置和紧急停止按钮的设计。
安全装置可以防止不当操作或设备故障引起的事故。
紧急停止按钮可以在紧急情况下迅速停止工作台的运动，以保护操作人员的安全。
可靠性设计主要包括选用合适的材料和零部件，以及进行严格的质量控制。
综上所述，数控工作台设计涉及到结构设计、系统设计、控制设计以及安全性和可靠性等方面的内容。
只有综合考虑这些方面的要素，才能设计出性能优良、使用方便、安全可靠的数控工作台。
数控机床工作台设计
目录摘要 (Ⅰ)1绪论 (1)1.1我国数控车床的发展和产业化的现状及当今世界数控车床的发展的趋势 (1)1.2 C616数控步进改造设计的目的及意义 (2)2总体方案设计 (5)2.1设计任务 (5)3机械部分设计 (7)3.1进给系统的设计计算 (7)3.2钻削力的计算 (9)3.3铣削力的计算 (11)3.4滚动导轨的选用 (13)3.5滚珠丝杆的计算和选用 (14)3.6滚珠丝杠支座设计与计算 (16)3.7确定齿轮传动比 (18)3.8确定齿轮模数及有关尺寸 (22)3.9步进电机惯性负载的计算 (25)4 系统硬件设计 (26)4.1确定硬件电路的总体方案 (27)4.2机床数控系统硬件电路设计 (29)4系统软件设计 (31)5.1系统控制功能分析 (31)5.2系统管理程序控制 (32)5.3自动加工程序设计 (29)5.4步进电机控制子程序设计 (30)5.5编语言程序设计 (30)5.6直线插补程序设计 (32)5.7圆弧插补程序 (32)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)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8155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。
(完整版)XY数控工作台设计说明书.docx
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a e20mm ；10）最大被吃刀量a p10mm 。
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② PLC 控制电机的梯形图编程XY数控工作台结构Y 方向传动机构微机工作台电型步进电接动机减速器机驱滚珠丝杠口动电人机接口路减步进电速滚器珠动机X 方向传动机构丝杠系统总体方案结构框图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。
数控钻床X—Y数控工作台设计
数控钻床X—Y数控工作台设计引言：数控钻床是一种应用数控技术进行钻孔加工的机床。
X—Y数控工作台是数控钻床中的一个重要部件，它能够提供X轴和Y轴方向的运动，实现工件的精确定位和加工。
本文将对数控钻床X—Y数控工作台的设计进行讨论和探索。
一、需求分析：在进行数控钻床X—Y数控工作台的设计之前，我们首先需要对其需求进行全面的分析。
数控钻床X—Y数控工作台主要用于钻孔加工，因此需要具备以下功能和性能：1.能够实现X轴和Y轴方向的精确运动，并能够快速定位；2.具备高精度定位和加工能力，满足不同工件的加工需求；3.高刚度和稳定性，能够承受较大的切削力；4.操作简单、易于维护。
二、设计方案：基于需求分析，我们可以提出以下设计方案：1.结构设计：选用高刚度的结构设计，采用铸铁或钢材作为材料，增加机床的稳定性和刚度。
2.运动系统设计：采用直线导轨和滚珠丝杠作为定位和传动机构，实现X轴和Y轴的准确运动控制。
3.控制系统设计：采用数控系统进行控制，通过编程控制钻孔的位置、进给速度等参数。
4.电气系统设计：选用高品质驱动器和电机，确保工作台的平稳运行。
5.人机界面设计：设计直观、易操作的人机界面，方便操作员进行钻孔程序的编写和工作台的操作控制。
6.安全设计：设置安全装置，如急停按钮、防护罩等，确保操作人员的人身安全。
三、具体实施：1.结构设计：针对工作台的刚性需求，选用铸铁作为主要结构材料，通过有限元分析等方法进行结构优化设计，确保机床的稳定性和刚度。
2.运动系统设计：选用高精度直线导轨和精密滚珠丝杠，通过传感器和编码器实时反馈位置信息，实现更精确的定位和运动控制。
3.控制系统设计：选用先进的数控系统，通过编程控制钻孔位置、进给速度等参数，实现自动化运行和高效率加工。
4.电气系统设计：选用高品质电机和驱动器，结合合适的减速装置，确保工作台的平稳运行和高速加工。
5.人机界面设计：设计直观、易操作的人机界面，可以通过触摸屏或键盘等方式进行操作，方便操作员进行加工参数的设置和调整。
x-y数控工作台系统设计
x-y数控工作台系统设计数控工作台（NC台）是一种能够实现自动化控制的机床，通过控制系统控制运动轴，实现加工工件的自动化生产。
NC台具有高精度、高效率和高质量等优点，被广泛应用于机械制造、汽车制造、电子制造等行业。
本文基于x-y数控工作台进行系统设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
一、硬件设计1.结构设计x-y数控工作台采用平面结构，由两个直线导轨和两个横梁组成，导轨上分别装有X 轴和Y轴的导轨拖板，拖板通过步进电机驱动实现轴向移动。
横梁采用U型结构，可架设工作板以加工工件。
2.传动设计X轴和Y轴采用步进电机、齿轮与齿条传动方式，步进电机驱动主轴转动，通过齿轮与齿条传动方式使导轨拖板相对运动，实现工件加工。
3.控制系统设计x-y数控工作台采用单片机进行控制，主要包括运动控制模块、数据采集模块和人机交互模块。
（1）运动控制模块：负责控制步进电机的旋转速度和方向，实现轴向移动。
（2）数据采集模块：负责采集加工工件的尺寸和加工参数，并通过计算机进行分析和处理。
（3）人机交互模块：负责完成数控工作台的操作和参数设置，以及显示加工工件的加工过程和结果。
x-y数控工作台采用C语言进行程序设计，程序主要分为三个部分：初始化程序、主程序和中断程序。
1.初始化程序初始化程序主要用于设置数控工作台的各种参数，包括步进电机的旋转速度和方向、齿轮和齿条的尺寸、数据采集模块的采样频率和采样方式等。
2.主程序（3）根据加工工件的尺寸和加工参数计算出工作台的运行参数，并将计算结果传输给运动控制模块。
（4）定时更新数控工作台的运行参数，保证加工的稳定性和精度。
3.中断程序中断程序是数控工作台的辅助程序，主要用于接收外部的信号和响应用户的操作。
具体流程如下：（1）接收外部的信号，并根据信号类型跳转到相应的程序段。
（2）响应用户的操作，如调整加工参数、停止加工、保存加工结果等。
三、总结本文基于x-y数控工作台进行系统设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
数控X-Y工作台设计精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版机电一体化课程设计说明书题目：X-Y数控工作台机电系统设计班级：11级机械2班姓名：xxq学号指导老师：日期：2014年6月30日X-Y 数控工作台机电系统设计任务书题目：X-Y 数控工作台机电系统设计设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台 设计要求：1、每6人一组数据，要求独立完成。
2、图纸要求：机械系统设计图纸2张（A 2），控制原理图一张（A 1）3、设计计算说明书1份（手写或电子版） 第八组主要参数：1. 立铣刀最大直径的d=12mm ；2. 立铣刀齿数Z=2;3. 最大铣削宽度e a =10mm;4. 最大背吃刀量p a =8mm;5. 加工材料为碳钢。
6. X 、Y 方向的脉冲当量x σ=0.01 mm/脉冲，y σ=0.005mm/脉冲;7. X 、Z 方向的定位精度均为01.0±mm;8. 工作台导轨长度为900mm ;9.工作台空载进给最快移动速度：v x =3000 mm/min ，v y =6000mm/min ; 10.工作台进给最快移动速度: min /800min,/400max max mm v mm v fy fx ==; 11.移动部件总重量为960N ； 12.丝杠有效行程为950mm ；目录1.引言： (5)2.设计任务 (5)3.总体方案的确定 (4)3.1 机械传动部件的选择 (4)3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.1.4伺服电动机的选用3.1.5检测装置的选用3.2 控制系统的设计 (4)3.3 绘制总体方案图 (7)4.机械传动部件的计算与选型 (7)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (7)4.2 铣削力的计算 (7)4.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (8)F的计算及导轨型号的选取4.3.1 块承受工作载荷m ax4.3.2 距离额定寿命L的计算4.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)4.4.1 最大工作载荷Fm的计算4.4.2 最大动工作载荷FQ的计算4.4.3 初选型号4.4.4 传动效率η的计算4.4.5 刚度的验算4.4.6 压杆稳定性校核4.5 步进电动机减速箱的选用 (10)4.6 步进电动机的计算与选型 (8)4.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq4.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq4.6.3 步进电动机最大静转矩的选定4.6.4 步进电动机的性能校核5.增量式旋转编码器的选用 (12)6. 绘制进给传动系统示意图 (12)7．工作台控制系统的设计 (12)8．步进电动机的驱动电源选用 (14)9.致谢 (15)参考文献 (15)1.引言：现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
数控车床XY轴工作台和控制系统设计
数控车床XY轴工作台和控制系统设计数控车床是一种通过编程控制刀具在工件表面上进行切削操作的机床。
其中，XY轴工作台和控制系统是数控车床的核心组成部分。
在设计这些部分时，需要考虑机床的精度、稳定性、速度和可编程性等方面。
首先，设计XY轴工作台时需要考虑其机械结构和精度。
机床的工作台需要具备足够的刚性和稳定性，以确保在切削过程中不产生振动和变形。
同时，工作台的导轨和丝杆等传动装置需要具备高精度和低摩擦系数，以保证工件加工的精度和表面质量。
其次，控制系统的设计是数控车床的关键。
控制系统包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面，需要选择适合的数控装置、电机和传感器等，以便实现高精度的位置控制。
在软件方面，需要开发编程界面和运动控制算法，以便实现工件加工的自动化和高效率。
在设计控制系统时，需要考虑以下几个关键问题。
首先是编程界面的设计，即操作人员与机床之间的交互方式。
常见的编程界面有G代码和M代码等，操作人员可以通过这些代码来描述加工过程的具体要求。
其次是运动控制算法的设计，即根据编程要求计算出各个轴的运动轨迹和速度。
在运动控制过程中，需要考虑工件表面的曲率和加工精度的要求，以便实现高品质的加工效果。
最后是运动控制的实时性要求，即在短时间内对运动轨迹和速度进行精确控制。
这对硬件设备和软件算法的性能提出了较高的要求。
总结起来，数控车床的XY轴工作台和控制系统的设计是一项复杂而关键的任务。
在设计过程中，需要考虑机床的精度、稳定性、速度和可编程性等方面。
同时，需要选择适合的数控装置、电机和传感器等硬件设备，并开发编程界面和运动控制算法等软件。
通过合理的设计和选择，可以实现数控车床的高效加工和高品质加工。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录一、前言 (3)二、总体方案的确定 (5)1、设计参数 (5)2、初选步进电动机和丝杠 (5)3、选定工作台尺寸 (6)4、系统组成框图 (7)三、机械部分的设计 (8)1、传动系统等效转动惯量的计算 (8)2、工作载荷分析与计算 (8)3、进给工作台工作载荷计算 (9)4、滚珠丝杠螺母副的选型与校核 (9)5、导轨的选型和计算 (13)6、驱动电动机的选用 (13)四、数控系统的设计 (17)1、硬件设计 (17)2、步进电动机开环伺服原理 (18)3、步进电动机的控制框图 (19)4、软件程序设计 (20)五、心得体会 (23)六、参考书目 (23)课程设计III 任务书要求：该工作台可安装在钻、铣床上用于钻孔或铣削加工。
设计参数如下：Y方向的脉冲当量为：0.005㎜/STEP；最大钻孔直径10㎜，铣刀直径的D=20;齿数为4；加工材料为碳钢；工作台行程范围是：500㎜X450㎜,；最大快速移动速度为：3M/MIN, 具体任务：1、确定总方案，绘制系统组成图一张（A3）2、机械部分设计计算，选择适当的元器件；3、画出X-Y工作台外形图和Y向机械部分装配图一张(A0)4、设计控制系统硬件电路,画出控制系统硬件电路图一张（A1）5、编写设计说明书1分，（不少于8000）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Y 方向脉冲当量为：=pδ0.005mm/step ，其它设计参数如下表。
工作台草图1.2初选步进电动机和丝杠当传动比i=2时，由于本机构结构简单，可用联轴器直接将电机与丝杠连接，无需用减速装置，这样有利于简化结构，提高精度。
由 i=pb L δθ360(公式2-1) 错误！未找到引用源。
，θb 为步进电机步距角Lo 为滚珠丝杠导程、pδ为系统脉冲当量。
选电动机型号为55BF009，其步矩角b θ= ︒9.0选丝杠规格为2004-3(FYND) 其导程为4mm,滚珠直径为2.381，丝杠底径：16.2， 丝杠外径为19.3，循环列数为3*2，额定载荷C a =5243，C oa =11506.由传动比公式pb L i δθ⨯⨯=3600得2005.036049.0=⨯⨯=i故可用联轴器将电机与丝杠直接连接。
预选由广州菱科自动化设备有限公司生产的LK13系列刚性联轴器。
1.3初定工作台尺寸查《机电一体化设计手册》，根据(GB/T 158-1996)选工作台T 型槽尺寸如下：深度H=15mm 槽低宽度B ＝12mm 槽宽A ＝6mm C ＝6mm 槽数＝5，间隔＝40mm；由工作台加工范围500*450选工作台尺寸6001.4系统组成框图 82.机械部分的设计2.1传动系统等效转动惯量计算2.1.1机转子转动惯量查《指导书》表面2-18得20701.0cmkg J D ⋅=2.1.2丝杠的转动惯量由《指导书》公式2-3有2341078.0cmkg L D JS⋅⨯⨯=-得234424.010340278.0cmkg J S ⋅=⨯⨯⨯=-2.1.3工作台转动惯量G J由于工作台材料为碳钢，故其质量为kgv m 1.35250045108.73=⨯⨯⨯⨯==-ρ2220.235.21.35)14.324.0()2(cmkg m L J G =⨯⨯=⨯⨯=π由于联轴器的转动惯量小故可忽略不计 2.1.4总转动惯量计算27301.2235.2424.00701.0cmkg J J J J G S D ⋅=++=++=∑2.2工作载荷分析及计算铣削运动的特征是主运动为铣刀绕自身轴线高速回转,进给运动为工作台带动工件在垂直于铣刀轴线方向缓慢进给(键槽铣刀可沿轴线进给).铣刀的类型很多，但以圆柱铣刀和端铣刀为基本形式,此选用圆柱铣刀,铣刀材料选择高速钢.查《金属切削手册》P 398常用铣刀介绍表，选择细齿锥柄立铣刀， 其尺寸参数如下：D=20mm,齿数Z=4。
2.2.1查《金属切削手册》P 417细齿锥柄立铣刀切削用量表得铣削速度min /45m v = 查《铣工》表2－4，初选fa ＝0.03mm因此可得min/375403.045r Za v n f =⨯=⨯=查《机械制造基础课程设计指导书》表4-15立式铣床主轴转速表，选铣床型号X51，查其转速表并将转速圆整为min /380r n = 实际切削速度为min/8.2310003802014.31000m nd v =⨯⨯=⨯⨯=π故实际mmnZ v a f 0296.0380445=⨯=⨯=2.2.2根据《指导书》表2-2得高速钢铣刀铣削公式为z a d a a C F p feFZ Z ⨯⨯⨯⨯⨯=-86.0072.086.081.9查《指导书》表2-3得铣削力系数2.68=FZ C有NF Z068.16152200296.052.6881.986.072.086.0=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-2.3进给工作台工作载荷计算查《指导书》表2-4，有如下表格参数故有纵向进给方向NF N F LS LN 961.144068.1619.0281.193068.1612.1=⨯==⨯= 工作台垂直进给方向NF N F VS VN 854.128068.1618.0320.48968.1613.0=⨯==⨯=2.4滚珠丝杠螺母副的选型和校核2.4.1最大工作载荷的计算滚珠丝杠上的工作载荷m F 为走刀抗力，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，在此设计中还要求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，由式2-11)2('G F F f kF F C V L m +⨯++= 4.1=k.0'=f将所得数据代入公式有：NF m 964.343)052.66055.782854.128(2.0281.1934.1=+⨯+⨯+⨯=2.4.2最大动负载C 的计算及主要尺寸初选滚珠丝杠最大运载荷mm F f L C ⨯⨯=3由《指导书》中可知61060t n L⨯⨯=KNC N C rL r L vn a 747.754.1561964.3432125.1110125.11101550025.1160min/25.114045.010*******66=<=⨯⨯=⨯=⨯⨯==⨯=⨯=2.4.3传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率η为)(ϕλλη+=tg tg 查得'10'552==︒ϕλ（或可由0D arctgL⨯=πλ算出）946.0)'10'552('552=+︒︒=tg tg η2.4.4刚度验算丝杠的拉压变形量的计算 满载时拉压变形量：mmAE LF m 00139.04/5.1714.3106.20640964.343241=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=δ滚珠与螺纹滚道间的接触变形量2δ 由《指导书》式2-17得3220013.0∑⨯⨯⨯=Z F D F YJ W mδ式中W D 为滚珠直径，mmD W381.2=∑Z 为滚珠总数量个列数圈数691323=⨯⨯=⨯⨯=∑Z Z233)381.22014.3(3)(≈-⨯=-⨯=Wm D d Z πNF F m YJ 654.1143/964.3433/===为预紧力 mm096.0698.9654.114381.28.9/964.3430013.0322=⨯⨯⨯=δ滚珠丝杠副刚度的验算 丝杠总变形量mm001099.00096.0000139.021=+=+=δδδ变形量要少于定位精度得一半，即0.01/2=0.005δ=0.001099<0.005因此符合设计要求。
2.4.5压杆稳定性验算由《指导书》式2-18 失稳时的临界载荷K F 为 2/LI E f F Z K⨯⨯⨯=π丝杠截面惯量矩4429.319064/20mmI=⨯=π查《指导书》表2-11得0.2=Z fNF K49075300/29.3190106.2014.3224=⨯⨯⨯⨯=稳定性安全系数[]49.131974.383/49075/=>>===K m K K n F F n故丝杠符合要求2.5导轨的选型和计算由于选择的导轨为直线滚动导轨由《指导书》式2-20L ＝50（FCafff fWCTH）3每个滑块的的工作载荷NFGF vsh 993.95411.1568.749.64=+=+=取硬度系数f H ＝0.53、f T =1、f C ＝0.81、f W ＝2 预设导轨寿命L=50KM 则根据此寿命可算出C a＝ 5243kN故选导轨型号GDA20SV 符合要求，查《指导书》表2－16可知其C a =12.4KN2.6驱动电机的选用根据脉冲当量和最大静转矩初选择电机 2.6.1步距角的选择已知脉冲当量0.005m/step 由公式2-23PP b i L δδθ==⨯⨯≤⨯⨯005.0360249.0360代入数据得2.6.2步进电机输出转矩的选择查《指导书》表2-17得 步进电机启动转矩K M 与最大静转矩maxj M的关系有707.0/max=j KqMM2.6.2.1加速度力矩2max10602-∑∑⨯⨯⨯⨯==tn J J MKaπεcmN M r v n ka P b⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯=-21.11101.0605.205514.325214.0min/5.2055360005.09.030003602max max δθ2.6.2.2空载摩擦力矩（取传动系统总效率8.0=η）.、cmN iL f G M kf⋅=⨯⨯⨯⨯⨯+=⨯⨯⨯⨯⨯=0145.028.014.324.0005.0)831.6052.66(2'0ηπNG 052.66＝工作台,NG831.68.9697.0＝＝丝杠⨯2.6.2.2附加摩擦力矩cmN iL F M YJ ⋅=-⨯⨯⨯⨯==-⨯⨯⨯⨯=936.0)9.01(28.014.324.0)3/964.34332()1(222000ηηπ0η 为滚珠丝杠未预紧时的传动效率取9.00=η故电机空载启动力矩cmN M Mcm N M M M M kq j ka kf Kq⋅===⋅=++=++=408.17707.0/308.12707.0/308.12936.021.110145.01max 0784.017408.01max <⋅=m N Mj作用在工作台的合力'F 的计算，逆铣的时候合力大NF F F F CSVS LS867.188055.78854.128961.144222222'=++=++=作用在工作台上的合力'F 折算到电机上的转矩cmN iL F MF⋅=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=037.728.014.324.0867.18820''ηπ运动部件正常工作时的总负载转矩cm026.21'⋅=+++=N MMMMMF kakfKq故运动部件正常运行时需的最大静转矩2max j M5.0~3.0/2max fqj MM= 此处取0.5代入得cmN M j ⋅==052.425.0026.212max784.0.4205.02max <=m N Mj按步进电机最大静转矩选择要求{}2max 1max max,j j j MMMax M≥所以， 查表2-18选择步进电机55BF0092.6.3启动矩频特性校核查《指导书》图2-21步进电机启动矩频特性曲线 当启动力矩mN Mkq⋅=3278.0时对应的允许启动频率Hzf yq8000>，而由表2-18查得电机的启动频率Hzfq8000=yqq f f < ，保证了电机快速启动时不丢步。