经济型数控铣床X－Y工作台设计课程设计说明书附CAD图纸

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经济型数控铣床X－Y工作台设计课程设计说明书

目录
1. 总体方案的确定 5
1.1. 设计参数 5
1.2. 初选步进电动机和丝杠 6
1.3. 初定工作台尺寸 6
1.4. 系统组成框图 7
2. 机械部分的设计 8
2.1计算切削力 8
2.2导轨摩擦力计算 9
2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 9
2.4滚珠丝杠的动载荷计算和直径估算 9
1） 确定滚珠丝杠的导程 9
2）计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷 10
3)确定滚珠丝杠语气的额定动载荷 11
4）按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径 11
5）初步确定滚珠丝杠螺母副的规格型号 12
6）由公式确定滚珠丝杠螺母副的预紧力 12
7）计算滚珠丝杠螺母副的目标行程补偿值与预拉伸力 12
8）确定滚珠丝杠螺母副支承用轴承的规格型号 12
9)滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 13
10）计算机械传动系统的刚度 14
11)驱动电动机的选型与计算 15
12）机械传动系统的动态分析 18
13）机械传动系统的误差计算与分析 19
14）确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 19
3.数控系统的设计 21
3.1硬件设计 21
3.2步进电机开环伺服原理 22
3.3步进电动机的控制框图 22
3.4软件程序设计 23
4.心得体会 26
5.参考资料 26

设计目的
数控机床课程设计是机电-体化专业教学中的-个重要的实践环节，学生学完技术基次和专业课，特别是数控技术”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-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-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-。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。