經濟型數控銑床X－Y工作臺設計課程設計說明書附CAD圖紙
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- 經濟型數控銑床X－Y工作臺設計課程設計說明書
目錄
1. 總體方案的確定……………………………………………………………… 5
1.1. 設計參數…………………………………………………………………………… 5
1.2. 初選步進電動機和絲杠…………………………………………………………… 6
1.3. 初定工作臺尺寸…………………………………………………………………… 6
1.4. 系統組成框圖……………………………………………………………………… 7
2. 機械部分的設計……………………………………………………………… 8
2.1計算切削力………………………………………………………………………… 8
2.2導軌摩擦力計算…………………………………………………………………… 9
2.3計算滾珠絲杠螺母副的軸向負載力……………………………………………… 9
2.4滾珠絲杠的動載荷計算和直徑估算……………………………………………… 9
1） 確定滾珠絲杠的導程 ………………………………………………………… 9
2）計算滾珠絲杠螺母副的平均轉速和平均載荷 ……………………………… 10
3)確定滾珠絲杠語氣的額定動載荷……………………………………………… 11
4）按精度要求確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑…………………………… 11
5）初步確定滾珠絲杠螺母副的規格型號………………………………………… 12
6）由公式確定滾珠絲杠螺母副的預緊力………………………………………… 12
7）計算滾珠絲杠螺母副的目標行程補償值與預拉伸力………………………… 12
8）確定滾珠絲杠螺母副支承用軸承的規格型號………………………………… 12
9)滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗………………………………………………… 13
10）計算機械傳動系統的剛度……………………………………………………… 14
11)驅動電動機的選型與計算………………………………………………………… 15
12）機械傳動系統的動態分析……………………………………………………… 18
13）機械傳動系統的誤差計算與分析……………………………………………… 19
14）確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規格型號………………………………… 19
3.數控系統的設計……………………………………………………………… 21
3.1硬件設計………………………………………………………………………… 21
3.2步進電機開環伺服原理………………………………………………………… 22
3.3步進電動機的控制框圖………………………………………………………… 22
3.4軟件程序設計…………………………………………………………………… 23
4.心得體會…………………………………………………………………………… 26
5.參考資料…………………………………………………………………………… 26
設計目的
數控機床課程設計是機電一體化專業教學中的一個重要的實踐環節，學生學完技術基礎課和專業課，特別是“數控技術”課程后應用的，它是培養學生理論聯系實際、解決實際問題能力的重要步驟。本課程設計是以機電一體化的典型課題---數控系統設計方案的擬定為主線，通過對數控系統設計總體方案的擬定、進給伺服系統機械部分設計，計算以及控制系統硬件電路的設計，使學生能夠綜合應用所學過的機械、電子和微機方面的知識，進行一次機電結合的全方面訓練，從而培養學生具有初步設計計算的能力以及分析和處理生產過程中所遇到的問題的能力。
設計要求
課程設計是機床數控系統課程的十分重要實踐環節之一。通過課程設計可以初步樹立正確的設計思想，了解有關的工業政策，學會運用手冊、標準、規范等資料；培養學生分析問題解決問題的實際能力，并在教師的指導下，系統地運用課程和選修課程的知識，獨立完成規定的設計任務。
課程設計的內容是改造設備，實現以下幾部分內容的設計訓練。如精密執行機構（或裝置）的設計、計算機I/O接口設計和驅動電路以及數控化電氣原理設計等。
說明書的內容應包括：課程設計題目總體方案的確定、系統框圖的分析、電氣執行元件的選用說明、機械傳動設計計算以及機械和電氣及其他部分（如環形分配器等）的說明。
該課程設計的內容及方法，可以歸納如下：
1.采用微型計算機（包括單片機）進行數據處理、采集和控制。主要考慮計算機的選擇或單片機構成電路的選用、接口電路、軟件編制等。
2.選用驅動控制電路，對執行機構進行控制。主要考慮計算機的選擇或單片機構成電路的選用，考慮電機選擇及驅動力矩的計算，控制電機電路的設計。
3.精密執行機構的設計。主要是考慮數控機床工作臺傳動裝置的設計問題：要弄清機構或機械執行元件的主要功能（傳動運動、動力、位置裝置、微調、精密定位或高速運轉等），進行力矩、負載功率、慣性（轉動慣量）、加（減）速控制和誤差計算。
4.學會使用手冊及圖表資料。
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