两轴实验型数控系统的总体设计【13张CAD图纸和说明书】

 目  录
摘  要  I
Abstract（英文摘要）  II
目  录  III
第一章 引  言  1
1.1 课题的背景  1
1.2 课题的意义  2
第二章 两轴实验型数控系统的总体设计  3
2.1  数控系统总体方案的设计  3
2.2  两轴实验型数控系统的方案拟定  3
2.3  方案的比较与选择  4
2.4  两轴实验型数控系统的方案拟定  4
第三章 机械部件的计算和选择  5
3.1  切削力的计算  5
3.2  机械构件的选择  8
3.2.1 电动机的选择  8
3.2.2 丝杠的选择  12
3.2.3 轴承的选择  17
3.2.4 导轨的选择  18
3.2.5 联轴器的选择  21
3.2.6 传动装置的选择  21
3.3 Y轴进给系统设计实例  26
第四章 虚拟样机的制作  27
4.1  微型数控铣床部分零件图  27
4.1.1 减速箱齿轮  27
4.1.2 工作台  28
4.1.3 滚珠丝杠  28
4.1.4 套筒式联轴器  29
4.1.5 横梁  29
4.1.6 滚动轴承  30
4.1.7 轴  30
4.2两轴实验型数控系统总装配图  31
第五章 控制系统  32
5.1  步进电机驱动器的选择  32
5.2  变频器的选择  35
5.2.1 外部结构  36
5.2.2 运行方式  37
5.3 定位模块的选择  37  5.4  其他辅助电路的选择.  38
   5.4.1越程报警电路  38
5.4.2  掉电保护电路  38
结论  39
参考文献  40
致谢及声明  41
摘  要
论文介绍了两轴实验型数控系统的设计。通过对各种实验型设备的调研，了解到现阶段我国用于实验型设备的数控系统设备的台套种类、数量与学生规模反差较大的现况，设备落后，加之由于各种客观和主观的原因，全国大专院校机电类学生工程实践能力普遍较差，其动手能力与理论更是难结合在一起，严重影响到实训、培训效果。
主要成果是：⑴本设计对已有的设备进行分析，结合实际教学要求，进行各零部件的设计计算，并最终进行校核。该设备可主要应用于高校及职业技术学校中相关专业的数控教学，它具有体积小、价格低、功能完善、安全系数高、性能优越等系列优点；⑵在设计过程中，同时进行了电器方面的改进，主要应用PLC进行控制，引入了数控部分，采用步进电动机，齿轮变速机构，安装了变频器、步进驱动器等设备。通过弱电控制强电，计算机数字化控制电路，并成功地实现了工作要求，使其具有能控制各进给方向电动机启停、正反转、变频调速、两轴联动等功能。在机械部分设计过程中，尽量考虑节约成本和可互换性，在保证X、Y进给选用相同的步进电机、滚珠丝杠等零部件。
关键词：数控铣床，两坐标，实验型
第一章引  言
1.1 课题的背景
我国机床的消费量在全世界仅次于美国和日本，居第三位。我国机床工业已基本形成门类较齐全的生产科研体系，数控机床是现代基础机械代表产品。机床是机床制造技术、微电子和计算机技术三者相结合的产物。机床的性能水平主要取决与系统的先进性。近年来，随着国外高档机床产品的进口和国外技术的引进，我国的机床生产取得了长足的进步。
进入21世纪,我国机床制造业既面临着提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展的良机,也遭遇到加入后激烈的市场竞争的压力。从技术层面上来讲,加速推进数控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。
数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、敏捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升。
在发达国家，数控机床已经大量普遍使用。我国制造业机床数控化率不到，而且，对现有的为数不多的数控机床也未能充分利用。原因是多方面的，数控人才的匮乏是其主要原因之一。尤其迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。
我国经济快速发展。逐步成为世界制造中心 进入新的世纪以后，随着我国综合国力的进一步增强和加人世界贸易组织，我国经济全面与国际接轨，并正在成为全球制造业的中心，大批跨国企业抢滩登陆在国内高起点设厂、将生产加工向中国转移；国内制造企业更是背水一战。大举通过信息化、广泛应用现代制造技术积极参与国际竞争，我国制造业进入了一个空前蓬勃发展的新时期，这必然对掌握现代信息化制造技术的技术人才、特别是对大量的一线技术工人形成了巨大需求。
近年来，由于受数控人才需求的拉动，各校均建有不同规模的数控实训基地，有的是规模大、设备种类多的实训中有的是设备种类和数量相对较少的实验室。有的学校实训基地以普通加工设备配进口数控系统为主．有的学校以教学型数控设备为主。总的情况是，数控设备的台套种类，数量与学生规模反差较大。用于教学实验的设备更是落后，加之由于各种客观和主观的原因，全国大专院校机电类学生工程实践能力普遍较差，其学习和研究工作偏向计算机化、软件化，动手能力与理论更是难结合在一起。严重影响实训、培训效果。
1.2 课题的意义
通过对实验型两轴数控系统的设计，要求学生能够综合运用所学过的数控技术、微机原理与接口技术、软件程序设计、工艺等知识，掌握数控机床机械结构设计计算及控制系统的设计开发过程。重点掌握步进电机驱动、控制系统的设计开发过程，机床工作台及其相应的夹具及机床配件设计。为毕业后从事机械电子设备的研制和使用打下良好的基础。