XY数控机床设计说明书

。数控机床课程设计说明设计主题：X-Y数控机床的工作台设计。学校：机械工程学院专业：机械自动化等级：Y126机器学校编号：201200608003姓氏：王树恒教员：李冰。摘要随着当今世界电子技术的飞速发展，微处理器和微型计算机已经广泛应用于各个技术领域，极大地推动了各个领域技术的发展。一个相对完善的机电一体化系统应该包括以下基本要素：机械本体、动力和驱动部分、执行器、传感和测试部分、控制和信息处理部分。机电一体化是集系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测与传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域于一体的技术密集型系统工程。新一代数控系统是典型的机电一体化产品，正朝着高性能、智能化、系统化、轻量化和小型化方向发展。关键词：机电一体化元件滚珠丝杠滚动导轨步进电机摘要现在世界电子技术飞速发展，微处理器、微型计算机在各个技术领域得到广泛应用，对各个领域的技术发展起到巨大的促进作用。机械系统的完美集成，应包含以下几个基本要素3360基本机械、动力和驱动部分、执行机构、传感测量部分、控制和信息处理部分。机械一体化是系统技术、计算机和信息处理与管理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服驱动技术和机械技能等多学科领域的技术综合交叉的技术密集型系统工程。新一代数控系统这种机械产品的模型集成朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化的方向发展。关键词：机械基础基本元件集成特征发展趋势。内容第一章前言1第二章主要设计步骤2第一节确定总体设计方案2一、机械传动部件的选择2二。方案2的比较和确定第二节机械传动部件的计算和选择3一、导轨上运动部件的重量估算3二。切削力的计算4三、滚珠丝杠传动的设计计算及效果.5四、步进电机传动计算和电机选择.10V.滚动导轨17的设计和计算六.其他附件的选择18第三章认可21参考文献21第一章前言当今世界数控技术与设备的发展趋势及我国数控设备技术的发展与产业化现状在进一步深化中国对外开放的新环境下，发展中国的数控技术和设备，完善中国的系统。制造业信息化水平和国际竞争力的重要性，并从战略和战略两个方面对发展我国数控技术和装备提出了一些看法。装备工业的技术水平和现代化水平决定着整个国民经济的水平和现代化水平。数控技术和设备是新兴高技术产业和尖端产业发展的使能技术和最基本的设备，也是当今先进制造技术和设备的最核心技术。数控技术是一种利用数字信息控制机械运动和工作过程的技术。数控设备是以数控技术为代表的新技术渗透到传统制造业和新兴制造业中形成的机电一体化产品。它的技术范围涵盖许多领域。数控机床课程设计是一个重要的基于时间的教学环节，要求学生综合运用所学的理论知识，独立进行设计训练。主要目的是：首先，通过设计，学生可以全面系统地了解数控机床的基本部件及其相关知识，并学习总体方案的制定、分析和比较方法。其次，通过机械系统的设计，掌握几种典型传动元件和导向元件的工作原理、设计计算和选择方法。第三，通过机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法和控制驱动方法。第四，培养学生独立分析和解决问题的能力，学习和树立“系统设计”的理念。五、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献和撰写科学论文的能力。第二章设计主要步骤第一部分确定总体设计方案一、机械传动部件的选择选项1:(1)、选择丝杠螺母副，选择滚珠丝杠内循环方式。(2)选择导轨副时，应选择直线滚动导轨。(3)、选择伺服电机，选择步进电机。选项2:(1)、选择丝杠螺母副，选择滚珠丝杠外循环方式。(2)选择导轨副时，应选择直线滚动导轨。(3)、伺服电机的选择，选择交流伺服电机。选项3:(一)、丝杠螺母副、滑动丝杠副的选择。(2)选择导轨副时，应选择圆周运动导轨。(3)、伺服电机的选择，选择直流伺服电机。二。方案的比较和确定(1)螺母副的选择伺服电机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动。为了满足0.005毫米的脉冲当量和0.02毫米的定位精度，滑动丝杠副只能选择滚珠丝杠副。这样，可以满足更高的精度要求，其摩擦力小，传动效率高，传动平稳，灵敏度高，无爬行，轴向刚度高，反向定位精度高，磨损小，使用寿命长，维修简单，传动可逆，自锁不可能，同步性能好，有专业工厂生产，选择和匹配方便。同时，选择了内循环的形式，使滚珠回路短，滚珠数量少，流动性好，摩擦力小，传动效率高，径向尺寸紧凑，轴向精度高，但这种循环不能用于多头螺纹传动，滚珠返回装置的槽复杂。因为定位精度不高，所以选择了垫片间隙调整型间隙调整模式。这种间隙调节方式结构简单，刚性好，拆装方便。由于工作台移动速度最快，转速不高，所以可以采用一般的安装方式，即一端固定、一端游动的轴承配置。(2)导轨副的选择待设计的X-Y工作台用于支撑轻型立式数控铣床，该机床负载小，但脉冲当量小，定位精度高。因此，决定选择线性滚动导向副。它具有摩擦系数小、不易爬行、高根据以上比较，方案1更合适，因此选择方案1。第二节电机驱动部件的计算和选择首先，导轨上运动部件的重量估算根据给定的有效行程，估算了X向和Y向工作台的承载重量WX和WY。XY工作台：如图所示X-Y数控工作台的形状根据下导轨上运动部件的重量进行估算，包括工件、夹具、工作台、上电机、减速箱、滚珠丝杠副、直线滚动导轨副、导轨座等。估计重量约为800牛顿。第二，计算切削力根据设计任务，加工材料为碳钢或有色金属，参数如下：立铣刀最大直径d=15mm毫米立铣刀的齿数z=3最大切割宽度=15毫米最大反向切削量=8毫米设定零件的加工方法为立式加工，使用硬质合金铣刀，工件材料为碳钢，经检查是简明切削手册表3-1选择硬质合金铣刀表3-17和表3-27检查的最大切削参数如下：每齿进给量铣刀速度n=1875r转/分钟查表3-28的立铣刀切削力计算公式是：代替上述公式的是：当端铣刀用于圆柱铣削时，可以求出各铣削力之间的比值，各铣削力之间的比值范围如下：=(1.01.2)取1.1/=(0.20.3)取0.25/=(0.350.4)取0.38考虑反向铣削过程中的情况，因为反向铣削的情况是最紧张的情况，并且考虑到这种最危险的安全工作条件。三个方向上的铣削力可以估计如下：(平行于螺杆轴)(垂直于操作台面)(垂直于螺杆轴)考虑垂直铣削，工作台分别受到垂直铣削力和水平铣削力之和。如果水平铣削力分布在工作台的纵向，则纵向铣削力和径向铣削力为。三、滚珠丝杠传动设计计算及有效性(一)、最大工作负荷的计算众所周知，运动部件的总重量G=800N牛顿。根据滚动导轨的计算，滚动导轨上的摩擦系数由数控机床系统设计中的P170校核(温怀兴、夏添北京：北京化学工业出版社，2005)。)且U=0.0025-0.005。现在，取u=0.005获得滚珠丝杠副的最大工作载荷：=1282.6 0.005(291.5 443.08 800)=1291N(2)最大计算动荷载的确定当工作台承受最大铣削力，主丝杠P=6mm时，设定最快进给速度v=400毫米/分钟，然后丝杠速度v/P=100/3转/分钟。预计滚珠丝杠将工作5年，每年300天，每天8小时，因此使用寿命如下：根据P100 数控机床系统设计(夏添文怀兴，北京：北京化学工业出版社，2005)，公式5-4:T的使用寿命为12000小时N周期滚珠丝杠的等效速度为80r/min获取：()Cha 数控机床系统设计(温怀兴，夏添：北京化学工业出版社，2005)，P99，表5-1和5-2，中等冲击载荷下的数值范围。现在，当滚道硬度为60HRC时，硬度冲击系数值为数控机床系统设计(温怀兴，夏添：北京化学工业出版社，2005)，P99，公式5-3替换数据：(3)规格和型号的初步选择根据计算出的最大动载和丝杠的一次导程，在网上查阅生产该型丝杠的厂家的资料，选用佛山市南海中森精密机械有限公司的DFU02506-4型滚珠丝杠副作为内循环固定换向器双螺母垫片预紧滚珠丝杠副，其公称直径为25毫米，导程为6毫米，循环滚珠为3圈2系，精度等级为5级，螺母安装尺寸L=105mm毫米，额定动载为11921N，大于最大计算动载滚珠丝杠螺母副的几何参数(单位mm)名字符号编号计算公式和结果丝杠滚道公称直径25投P6钢球直径3.969古怪螺旋丝杠外径24.6丝杠底部直径22.7螺钉接触直径螺母螺