-Y数控机床工作台设计

《数控机床》课程设计说明书

设计题目：X-Y数控机床工作台设计

学院：机械工程学院

专业：机械工程数控技术方向

班级：机械Y138班

学号：201300107266

姓名：李强

指导老师：李冰

2016年6月19日

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，主要参数如下：

1、 立铣刀最大直径的d=15mm ；立铣刀齿数Z=3；最大铣削宽度mm a c 15=；

最大背吃刀量mm a p 8=；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mm mm 230230×，加工范围为mm mm 250250×

4、工作台空载进给最快移动速度：min /3000max max mm v v y x ==，工作台进给

最快移动

速度:min /400max max mm v v y x ==，加减速0.4s 。

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 数控工

作台。设计任务是完全围绕数控机床工作原理而展开的，本设计充分体现了机械

零部件之间的连接、装配关系，同时也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、机械零部件的计算与选型、 步

进电机的选用、传动装置的设计。

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。

关键词： 数控机床 开环系统 传动装置设计

Abstract

Now the world electronic technology rapidly expand, the microprocessor, the microcomputer obtain the widespread application in various area of technology, to various domains technology development enormous promotion effect. A perfect integration of machinery system, should contain the following several base elements: Basic machine, power and actuation part, implementing agency, sensing measurement component, control and information processing part. The integration of machinery is the system technology, the computer and the information processing and management technology, the automatic control technology, the examination sensing technology, the servo drive technology and the mechanical skill and so on multi-disciplinary area of technology synthesis overlapping technology-intensive systems engineering. New generation's CNC system this kind of model integration of machinery product toward the high performance, the intellectualization, the systematization as well as the featherweight, the microminiaturized direction develops.

key words: Integration of machinery foundation basic component elements characteristic trend of development.

目录

一、设计内容 (4)

二、设计主要步骤 (4)

（一）确定设计总体方案 (4)

1、机械传动部件的选择 (4)

2、方案的对比分析 (5)

3、最终设计方案 (5)

（二）机械传动部件的计算与选型 (6)

1、导轨上移动部件的重量估算 (6)

2、计算切削力 (6)

3、滚珠丝杆传动的设计计算及效验 (7)

4、步进电动机的传动计算及电机选用 (12)

5、滚动导轨的设计计算 (18)

（三）其余附件的选择 (19)

（四）控制系统的设计 (21)

第一章致谢 (25)

一、设计的目的

《数控机床》课程设计是一个重要的实践性教学环节，要求学生综合运用所学理论知识，独立进行的设计训练，主要目的是：

1）通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其相关基本知识，学习总体方案拟定、分析与比较的方法。

2）通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法及选用原则。

3）通过伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式。

4）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。

5）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

二、设计主要步骤

（一）确定设计总体方案

1、初拟机械传动部件方案：

方案一:

①、丝杠螺母副的选择：滚珠丝杠（内循环）

②、导轨副的选择：滑动导轨

③、伺服电动机的选择：步进电机

④、减速装置的选择：消隙式齿轮减速箱

方案二：

①、丝杠螺母副的选择：滚珠丝杠（外循环）

②、导轨副的选择：滚动导轨（滚珠）

③、伺服电动机的选择：步进电机

④、减速装置的选择：无（直接用联轴器将电动机与丝杠连接，变

速直接由脉冲频率来控制）

方案三：

①、丝杠螺母副的选择：滚珠丝杠（外循环）