数控铣床XY工作台 毕业设计.doc

论文（设计）任务书注：本表按自然班填写。

于动员时发给学生。

不够纸请另附页。

前言设计目的数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节，学生学完技术基础课和专业课，特别是“数控技术及应用”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一体化的典型课题---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，进行一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一。

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。

机电一体化课程设计说明书设计题目：数控铣床X-Y工作台设计班级：机制三班设计者：陈钦元学号：********指导教师：***重庆交通大学2010年12月目录一.系统总体方案设计 (3)(一)机械系统 (3)(二)接口设计 (4)(三)伺服系统设计 (4)(四)控制系统设计 (4)二.机械系统的设计计算 (5)(一)初选步进电动机 (5)(二)计算减速器传动比 (6)(三)齿轮机构设计 (7)(四) 滚珠丝杠的选型设计 (10)(五) 滚动直线导轨的选型与计算 (14)(六)计算系统转动惯量 (15)(七)光电开关的选择 (17)(八)接近开关的选择 (18)三控制系统设计 (18)（一）.操作面板的布置图 (18)（二）.操作面板功能介绍 (19)（三）.控制系统原理框图 (22)（四）、电动机控制原理 (22)（五）、键盘、显示器接口电路分析 (23)四参考文献 (24)原始数据设计一台微机控制XY两坐标工作台，采用MCS-51单片机控制, 控制方式采用步进电机开环控制。

其他参数如下设计任务: X方向行程:610mm Y方向行程:350mm 工作台面的参考尺寸:800X320mm平均切削力:1100N最高运动速度:5m/min定位精度:0.03mm台上最大重物质量500kg脉冲当量0.005mm/step一.系统总体方案设计由设计任务书知,本次设计可采用如下方案(一)机械系统1.传动机构采用滚珠丝杠副2.导向机构采用滚动直线导轨3.执行机构采用步进电机(二)接口设计1.人机接口(1)采用键盘作为输入(2)采用LED作为指示标志(3)采用数码管作为显示器2.机电接口采用光电耦合器作为微型机与步进电动机驱动电路的接口,实现电气隔离.(三)伺服系统设计采用开环控制(四)控制系统设计1、控制部分方案选择控制方案不外乎三种：开环控制、半闭环控制、闭环控制。

上图为最简单的开环控制，若在机械传动机构中引出反馈给控制部分，再经过比较放大器的则为半闭环控制。

XY数控机床工作台设计随着现代制造业的发展，XY数控机床在数控加工领域扮演着重要的角色。

其工作台的设计直接影响到机床的性能和加工质量。

下面我将从结构设计、功能设计和安全设计三个方面探讨XY数控机床工作台的设计。

首先是结构设计。

XY数控机床工作台的结构应该具有足够的稳定性和刚性，以确保在高速加工时不会出现震动和变形，影响加工精度。

一般来说，工作台的主体部分由铸铁或焊接钢板制成，表面经过精密加工处理，以提高平整度和耐磨性。

工作台的导轨系统应该采用高精度直线导轨，保证工作台在XY轴上的移动精度和重复定位精度。

此外，工作台的传动系统应该选用高刚性的传动元件，如滚珠丝杠或齿轮传动，以确保工作台的稳定性和精度。

其次是功能设计。

XY数控机床工作台的功能设计应根据不同加工需求进行定制。

例如，对于需要进行大幅度旋转和倾斜加工的工件，可以设计带有旋转和倾斜功能的工作台；对于需要进行高速加工的工件，可以设计带有快速进给和快速换刀功能的工作台。

此外，工作台还应该具备自动化控制功能，可以实现自动换刀、自动测量和自动校正等功能，提高操作效率和加工质量。

最后是安全设计。

XY数控机床工作台在设计时应考虑到操作人员的安全和舒适性。

首先，工作台应设计加装防护罩和安全限位装置，确保操作人员在工作过程中不会受到伤害。

其次，工作台的操作界面应设计简洁直观，便于操作人员进行操作和监控，减少操作失误的可能性。

同时，工作台的工作区域应留有足够的空间，让操作人员有足够的活动空间，减少疲劳和工伤的发生。

综上所述，XY数控机床工作台的设计需要综合考虑结构、功能和安全等方面的因素，以满足不同加工需求和操作要求。

只有设计出稳定、功能齐备并且安全可靠的工作台，才能更好地发挥数控机床的加工效率和精度，提高生产制造的质量和效益。

数控铣床X-Y工作台结构设计说明书目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1 课题来源及研究目的和意义 (4)1.2 数控铣床的现状及趋势 (4)1.3 数控铣床进给机构的方案分析..........................错误!未定义书签。

1.3.1 机械结构分析....................................错误!未定义书签。

1.3.2 机械结构总体方案和布局..........................错误!未定义书签。

第2章机械结构的设计..................................错误!未定义书签。

2.1滚珠丝杠的设计 (13)2.2滚珠丝杠副丝杠副传动法面截形，循环方式等的确定 (14)2.3滚珠丝杠的预紧 (15)2.4滚珠丝杠选取与校核 (17)第3章滚动轴承的选取与计算 (20)3.1 轴向滚珠丝杠轴和径向滚珠丝杠轴受力分析 (20)3.2 计算轴承寿命 (22)3.3当量载荷 (23)第4章步进电机的选取及设计计算 (26)4.1转动惯量计算 (26)4.2将负载质量换算成电机输出轴上的转动惯量 (27)4.3计算电机输出的总力矩 (27)4.4负载起动频率估算 (27)第5章联轴器的选取 (28)第6章齿轮减速器的选取 (28)第七章进给系统精度校核 (33)7.1支承滚珠丝杠轴承的变形 (33)7.2支承滚珠丝杠轴承的轴向变形 (34)第八章关于Solidworks设计 (35)8.1 草图绘制 (36)8.2基准特征，参考几何体的创建 (37)8.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建 (38)8.4工程图的设计 (39)8.5装配设计 (40)第九章三维设计总结 (41)结论 (39)参考文献 (42)致谢 (43)摘要X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单。

实现方便而且能够保证一定的精度。

毕业设计（论文）普通铣床数控化改造设计学生姓名：刘欢学号：0725012218所在系部：机械工程系专业班级：07数控专2班指导教师：周俊荣日期：2010年5月26日毕业设计（论文）任务书此表由指导教师填写由所在系部审核毕业设计（论文）学生开题报告毕业设计（论文）学生申请答辩表学生签名：日期：毕业设计（论文）指导教师评审表毕业设计（论文）评阅人评审表毕业设计（论文）答辩表毕业设计（论文）答辩记录表（不足加附页）7毕业设计（论文）成绩评定总表学生姓名：刘欢专业班级：07gz数控2毕业设计（论文）题目：普通铣床数控化改造设计注：成绩评定由指导教师、评阅人和答辩组分别给分(以百分记)，最后按“优(90--100)”、“良(80--89)”、“中(70--79)”、“及格(60--69)”、“不及格(60 以下)”评定等级。

其中，指导教师评定成绩占40%，评阅人评定成绩占20%，答辩组评定成绩占40%。

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。

2、不保密□。

（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日摘要20世纪中叶数控技术和数控机床的诞生标志着生产和控制领域的一个崭新时代的到来。

科学技术和社会生产力的迅速发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。

数控铣床XY工作台与控制系统设计毕业设计（论文）报告纸数控铣床XY工作台与控制系统设计摘要随着现代信息技术的发展，以提高产品加工的生产效率为主的高度自动化和提高产品质量为主的精密化成为现代机械加工技术发展的两个主要方向。

人们对数控机床、精密仪器和仪表以及各种精密机械设备提出了越来的精度要求，X-Y工作台是这些设备实现高精密加工的重要部件，对于提高产品的加工起着尤为重要的作用。

本论文针对铣床工作台机构及其控制系统进行设计，主要包括伺服电动机的选型，滚珠丝杠的选型、强度校核及生产设计中应注意的问题,连接伺服电机和滚珠丝杠副的联轴器的选型，导轨的设计。

根据系统的功能要求，选择数控系统的CPU，同时还需要扩展程序存储器、数据存储器以及步进电机驱动电源的选择。

通过对工作台机械传动链的系统设计以期满足机床进给系统的定位精度和静动态性能，从而确保机床的加工精度。

关键字：X-Y工作台，伺服系统，滚珠丝杠，步进电机毕业设计（论文）报告纸The design of CNC milling machine system XYworkbench and control systemAbstractWith the development of modern information techniques, the high automation with the main purpose of improving the production efficiency of product process and the accuracy with the accuracy with the main aim of improving the quality of product have been becoming the two major directions of the modern technique of mechanical process. People on the CNC machine tools, precision instruments and meters and all kinds of sophisticated machinery and equipment raised higher and higher precision, X-Y workbench is that important components of these high-precision machining equipment to achieve the core components, for improving the quality of processed products play the particularly important role.The entire mechanical transmission chain for the system design,servo motor related to the selection, the selection of ball screws, checking strength and production design should pay attention to the problem of connecting the servo motor and the ball screw of the axis. The Telection and Verification, bearing pieces bearing the design, rail and rack design. According to the function requirement of system, the selection of the CNC system CPU. It would also need to expand the program memory、data memory and the choice of stepper motor drive power.Through the table mechanical transmission chain system design to meet the machine into the system to the positioning accuracy and static and dynamic performance, so as to ensure the accuracy of processing machine.key words：The X-Y workbench ; Servo system; Ball screw;stepper motor毕业设计（论文）报告纸目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章引言............................................................ - 1 -1.1 国内外数控系统的发展概况.......................................... - 1 -1.2 数控技术的发展趋势................................................. - 1 -1.2.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势............................. - 1 -1.2.2 多轴联动加工和复合加工机床快速发展........................... - 2 -1.2.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势......... - 2 -1.3 数控铣床X-Y工作台概述............................................. - 2 -1.3.1 国内外的研究现状分析......................................... - 3 -1.3.2 工作台的应用................................................. - 3 -1.3.3 发展趋势..................................................... - 3 -1.4 数控铣床系统XY工作台设计的目的.................................... - 4 - 第二章总体方案的确定..................................................... - 5 -2.1 数控铣床XY工作台设计的意义........................................ - 5 -2.2 工作台设计任务..................................................... - 5 -2.3 机械传动部件的选择................................................. - 5 -2.4 控制系统的设计..................................................... - 6 - 第三章机械传动部件的计算与选型........................................... - 7 -3.1 确定系统脉冲当量................................................... - 7 -3.2 工作台外形尺寸及重量初步估算....................................... - 7 -3.3 铣削力的计算....................................................... - 8 -3.4 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向）................................. - 8 -3.5 滚珠丝杠螺母副的计算与选型........................................ - 10 -3.6 减速齿轮计算设计.................................................. - 12 -毕业设计（论文）报告纸3.7 角接触球轴承的选用、校核.......................................... - 14 - 第四章步进电动机的计算与选型............................................ - 16 -4.1 步进电机简介及原理................................................ - 16 -4.2 步进电机的计算与选型.............................................. - 17 -4.3 步进电动机驱动电源的选用.......................................... - 22 - 第五章工作台控制系统的设计............................................. - 23 -5.1 控制系统硬件电路设计.............................................. - 23 -5.1.1 单片机的简介与选用.......................................... - 23 -5.1.2 光耦合器................................................... - 23 -5.1.3 常用存储器及其扩展电路设计.................................. - 24 -5.1.4 常用I/O接口芯片及其扩展电路设计............................ - 26 -5.1.5 步进电动机的控制与驱动...................................... - 27 -5.2 控制系统的部分软件设计........................................... - 27 -5.2.1 存储器与I/O芯片地址分配.................................... - 27 -5.2.2 步进电动机运行程序设计...................................... - 27 - 第六章总结与展望...................................................... - 29 - 参考文献................................................................. - 30 - 致谢..................................................................... - 31 -毕业设计（论文）报告纸第一章引言1.1 国内外数控系统的发展概况随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。

《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AbstractNow the world electronic technology rapidly expand, the microprocessor, the microcomputer obtain the widespread application in various area of technology, tovarious 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。

新疆工程学院数控方向课程设计说明书数控铣床X-Y数控工作台的设计院（系）机械工程学院专业机械工程及自动化班级学生指导老师2013 年 1 月 1 日数控方向课程设计任务书兹发给机械班学生设计任务书，内容如下：1．设计题目：2．应完成的项目：（1）确定设计总方案（2）机械传动部件的计算与选择（3）控制系统的设计（4）驱动电路的设计（5）机械部分装备图的绘制（6）编写20页左右的详细说明书3．参考资料以及说明：（1）文怀兴、夏田 .《数控机床系统设计》北京：北京化工出版社，2005.（2）杨建明. 《数控加工工艺与编程》北京：北京理工大学出版社，2009.4．本设计任务书于2012年11 月14日发出，应于2012年12月21日前完成，然后进行答辩。

指导教师签发年月日课程设计评语：--课程设计总评成绩：指导教师签字：年月日--目录第一章前言 0第二章设计任务 (1)第三章设计主要步骤 (1)3.1 确定设计总方案 (1)3.1.1机械传动部件的选择 (1)3.1.2 控制系统的设计 (2)3.2 机械传动部件的计算和选择 (3)3.2.1 工作台外形尺寸及重量初步估算 (3)3.2.2 计算切削力 (4)3.2.3滚动导轨的设计计算 (5)3.2.4 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (7)3.2.5 步进电机的传动计算及电动机的选用 (11)第四章控制系统的设计 (18)4.1 进给控制系统原理框图 (19)4.2 驱动电路流程设计 (19)4.3 驱动电源的选用，及驱动电源与控制器的接线方式 (20)第五章驱动电路设计 (21)5.1 驱动电路的时间常数 (21)5.2 电源电路的确定 (21)5.3 元器件的确定 (22)5.3.1 确定三极管 (22)5.3.2 确定R2和R3 (22)第六章机械部分装配图的绘制 (23)第七章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第一章前言当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下 ,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性 ,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。

毕业设计（论文）经济型数控铣床x-y工作台设计学生姓名：方鹏学号：2010003617所在系部：机械电子工程系专业班级：2010机械设计指导教师：日期：2012年5月4日毕业设计（论文）任务书此表由指导教师填写由所在系部审核毕业设计（论文）学生开题报告毕业设计（论文）学生申请答辩表学生签名：日期：毕业设计（论文）指导教师评审表毕业设计（论文）评阅人评审表毕业设计（论文）答辩表6-1毕业设计（论文）答辩记录表（不足加附页）7毕业设计（论文）成绩评定总表学生姓名：方鹏专业班级：2010机械设计毕业设计（论文）题目：经济型数控铣床X-Y工作台设计注：成绩评定由指导教师、评阅人和答辩组分别给分(以百分记)，最后按“优(90--100)”、“良(80--89)”、“中(70--79)”、“及格(60--69)”、“不及格(60 以下)”评定等级。

其中，指导教师评定成绩占40%，评阅人评定成绩占20%，答辩组评定成绩占40%。

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日目录摘要 (1)引言 (2)1.概述 (3)2.设计计算 (3)2.1.计算切削分力及其额定功率 (3)2.2导轨摩擦力的计算 (3)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (3)2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (4)2.4.1确定滚珠丝杠的导程 (4)2.4.2计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷 (4) (4)2.4.3确定滚珠丝杠预期的额定功率Cam2.4.4按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d (4)2m2.4.5初步确定滚珠丝杠螺母副的规格型号 (5) (5)2.4.6由式(2-29)确定滚珠丝杠螺母副的预紧力Fp2.4.7计算滚珠丝杠螺母副的目标行程补偿值与预紧伸力 (5)2.4.8确定滚珠丝杠螺母副支撑用的规格型号 (5)3.工作台部件的装配图设计 (6)4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (6)4.1滚珠丝杠螺母副临界压缩载荷的校验 (6)的校验 (6)4.2滚珠丝杠螺母副临界转速nc4.3滚珠丝杠螺母副寿命的校验 (6)5.计算机械传动系统的刚度 (7)5.1机械传动系统的刚度计算.........................................................7...5.2滚珠丝杠螺母副的扭转刚度计算 (7)6.驱动电动机的选用与计算 (7)6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量 (7)6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (8)6.3计算坐标折算到电动机轴上的各种所需的力矩 (8)6.4.选择驱动电动机的型号 (9)7.机械传动系统的动态分析 (9) (9)7.1计算丝杠-工作台纵向振动系统的最低固有频率ωnc (9)7.2计算扭转振动系统的最低固有频率ωnt8.机械传动系统的误差计算与分析 (10)8.1.计算机械传动系统的反向死区Δ (10) (10)8.2.计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差δkmax8.3.计算滚珠丝杠因扭转变形产生的误差 (10)9.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (10)9.1.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (10)9.2确定滚珠丝杠螺母副的规格型号 (10)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (13)摘要数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术；是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；是国防现代化的重要战略物质；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。

毕业设计茂名职业技术学院2011年12月21日数控铣床X-Y工作台设计【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 数控铣床工作台。

X-Y数控工作台的机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单，实现方便而且能够保证一定的精度。

降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。

它充分的利用了微机的软件与硬件功能以实现对机床的控制,使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。

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、步进电机的选用、传动装置的设计、电气控制部分的设计和相关软件的设计。

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。

步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。

其工作原理是：每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场；由于步进电机通的是三相交流电，所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。

由于旋转磁场对放入其中的通电导体即转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。

关键词：X-Y数控工作台；设计任务；机械传动部件；控制系统CNC XY table designAbstractThe design is in the NC machine tool works on top of design a simple, economical CNC xy table. XY table CNC electromech anical system design is an open-loop control system, its structure is simple, convenient and can guarantee to achieve a certain degree of accuracy. Reduce costs, is a computer-controlled technology, the simplest applications. It is full advantage of the crisis in software and hardware capabilities in order to achieve the control of machine tools; to expand the scope of processing machines, precision and reliability, and further enhanced. Design task is completely around theNC machine tool works and carried out,this design fully reflects the CNC machine tools and electrical equipment, machinery and equipment part of the close combination of parts. CNC XY table design includes the overall program design, selection of stepper motors, gear design, electrical control part of the design and related software design. The design of the economy is not high-precision CNC table, using open-loop system; mechanical transmission part is directly connected to ball screw stepping motor, which drives table feed. Stepper motor is a pulse signal will be transferred into the angular displacement of the electromechanical DAC device. Its working principle is: each to a pulse will be generated in the stator circuit in a certain space rotating magnetic field; due to pass the three-phase stepper motors AC Therefore, the number of input pulses and the time interval is different from the rotation of the rotor rotation speed and the length of time are different. As the rotating magnetic field into which the power of both the rotor conductor cutting magnetic field lines when the role of a force, from the realization of the rotating magnetic field corresponding rotational force of rotor rotation, so the rotor can be achieved only lead screw rotorcorresponding movement.Keywords : X-Y CNC table; design tasks; mechanical transmission components; control system目 录摘要 (1)Abstract (2)1．绪论 (5)1.1课题研究发展现状 (5)1.2引言 (6)2.设计任务 (6)题目：X-Y 数控工作台系统设计 (6)3.总体方案的确定 (7)3.1 机械传动部件的选择 .............................................................................................. .73.1.1伺服电动机的选用 (7)3.1.2导轨副的选用 (7)3.1.3丝杠螺母副的选用 (7)3.1.4减速装置的选用 (7)3.1.5检测装置的选用 (7)3.2 控制系统的设计 (8)3.3 绘制总体方案图 (8)4.机械传动部件的计算与选型 (8)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (8)4.2 铣削力的计算 (8)4.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (9)4.3.1 块承受工作载荷m ax F 的计算及导轨型号的选取 (9)4.3.2 距离额定寿命L 的计算 (9)4.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (10)4.4.1 最大工作载荷Fm 的计算 (10)4.4.2 最大动工作载荷FQ 的计算 (10)4.4.3 初选型号 (10)4.4.4 传动效率η的计算 (10)4.4.5 刚度的验算 (10)4.4.6 压杆稳定性校核 (11)4.5 步进电动机减速箱的选用 (11)4.6 步进电动机的计算与选型 (12)4.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量J eq (12)4.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq (12)4.6.3 步进电动机最大静转矩的选定 (14)4.6.4 步进电动机的性能校核 (14)4.7增量式旋转编码器的选用 (16)5. 绘制进给传动系统示意图 (16)谢辞 (19)参考文献 (20)绪论1.1课题研究发展现状随着科学技术的发展以及世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求；超高速切削、超精密加工技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标；FMS的迅速发展和CIMS的不断成熟，又将对数控机床的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制等技术提出更高的要求。

毕业设计说明书课程名称：毕业设计设计题目：经济型数控铣床X-Y工作台指导老师：设计：班级：学号：目录设计题目 (2)序言 (3)总体方案的确定 (4)机械部分的设计 (6)数控系统的设计 (18)心得体会 (25)参考文献 (25)设计题目：800×200（工作台工作面积 长×宽 mm ） 经济型数控铣床x-y 工作台设计。

数控x-y 工作台设计参数（参考资料的数据）2.机械部分的设计1.确定脉冲当量纵向：0.005mm/步 横向：0.005mm/步 2.计算切削力（1）根据已知条件，F 1=1500N ， F v =1000N 根据表2-1由已知的垂直最大切削力Fv 对e P 取整处理则e P =3.3KW 对1150=v F 进行调整(2)计算各切削分子根据表2-1可得工作台纵向切削力F 1,横向切削力F c 和垂向切削力F v 分别为:F 1=0.4F z =0.4×2129.03=851.61N F c =0.95F z =0.95×2129.03=2022.58N F =0.55F z =0.55×2129.03=1170.97N2.导轨摩擦力计算（1)按公式计算在切削状态下的导轨摩擦F z 。

此时导轨动摩擦系数μ=0.15，查表镶条紧固力由差值法计算设在主电动机功率为3.3KW 时，F g =x Nx=1550 N F g =1550 N则μF =μ（W+F g +F c +F v )=0.15(7475+1550+2022.58+1170.97)=1832.78 N (3)按公式计算在不切削状态下的导轨摩擦力F 0μ和导轨静摩擦力F 0F 0μ=μ(W+F g )=0.15×(7475+1550)N=1353.75 N F 0=μ0（W+F g)=0.2×(7475+1550)N=1805 N3.计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 （1）按公式计算最大轴向负载为F amax =F 1+F μ=(851.61+1832.78)N=2684.39 N (2)按公式计算最小轴向负载力F min aF min a = F 0μ=1353.75N4.滚珠丝杠的动载荷计算和直径估算。

新疆工程学院数控方向课程设计说明书数控铣床X－Y数控工作台的设计院(系）机械工程学院专业机械工程及自动化班级学生指导老师2013 年 1 月 1 日数控方向课程设计任务书兹发给机械班学生设计任务书，内容如下:1．设计题目：2．应完成的项目：（1）确定设计总方案（2) 机械传动部件的计算与选择（3) 控制系统的设计(4) 驱动电路的设计(５) 机械部分装备图的绘制（6) 编写20页左右的详细说明书3．参考资料以及说明：（1）文怀兴、夏田 .《数控机床系统设计》北京：北京化工出版社,20０5. (2）杨建明. 《数控加工工艺与编程》北京:北京理工大学出版社,２009.4．本设计任务书于20１２年11 月14日发出,应于20１2年1２月21日前完成，然后进行答辩。

指导教师签发年月日课程设计评语:课程设计总评成绩:指导教师签字：年月日目录第一章前言ﻩ错误!未定义书签。

第二章设计任务 (1)第三章设计主要步骤 ............................................................................ 错误!未定义书签。

3.1 确定设计总方案 .......................................................................... 错误!未定义书签。

3．1.1机械传动部件的选择 (1)3.1.2 控制系统的设计 ............................................................ 错误!未定义书签。

3．2机械传动部件的计算和选择ﻩ错误!未定义书签。

3.2．１工作台外形尺寸及重量初步估算 ............................. 错误!未定义书签。

3.2.2计算切削力ﻩ错误!未定义书签。

３．2．3滚动导轨的设计计算ﻩ错误!未定义书签。