数控技术课程设计---十字工作台

课程设计设计题目：ZX3型数控钻铣床工作台设计课程名称：数控技术课程设计学院：机械工程专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：年级：任课教师：2013年12月30日贵州大学本科课程设计诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的课程论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。课程论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名：日期：贵州大学本科课程设计任务书学生信息学号学院机械学院班级姓名专业机械设计制造及其自动化教师信息姓名职称学历教师信息姓名职称学历任务书发出时间2013年12月9日设计题目ZX3型数控钻铣床工作台设计论文（设计）起止时间2013年12月16日——2014年1月3日共需周数3主要内容:①设计一套数控钻铣床XY工作台②结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。③根据拟定的机械设计方案进行XY坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的选用。④根据拟定的电气设计方案进行数控系统方案框图设计及步进电机驱动电路的设计计算及相关元器件选用。⑤完成工作台机械结构的工程图和相关电气原理图的绘制。⑥编写设计说明书。主要要求:①方案拟定正确，设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。②元气件选用正确规范符合国家颁布标准。③机械装配图纸及相关电气图纸的绘制要求视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。④机械和电气部份图纸折合总量不低于1张“0”号图量，其中必须含工作台机械装配图1张、电气控制原理框图、相关步进驱动控制电路等电气原理图1～2张。⑤课程设计说明书应阐述整个设计内容：如课题来源现实意义、总体方案确定、系统框图分析、电气元件选用说明、机械传动和驱动电路的设计、选用以及机械和电气的其它部分。说明书要突出重点，图文并茂、文字通畅、计算正确、字迹清晰、内容完整。说明书页数不少于20页。预期目标:设计出符合任务书要求的的数控钻铣床XY联动工作台、电气控制原理框图、步进电机驱动电路，撰写不低于20页左右设计论文，并附录相关资料及设计图纸。计划进程:序号计划时间进程112.9～12.16课题调研及资料收集，研究问题及提出初步总体方案212.16～12.17总体方案论证及确定312.17～12.23机械部分方案论证确定及计算412.23～12.30电气部分方案论证确定及设计512.30～1.1撰写论文及绘制相关图纸61.3答辩主要参考文献:[1]李斌.数控技术[M].华中科技大学出版社，2013.1[2]尹志强.机电一体化系统设计课程设计指导书，2007.7[3]成大先.机械设计手册(单行本·机械传动)[M].北京：化学工业出版社，2004.1[4]沈爱琴.数控技术课程设计指导书[Z].贵阳：贵州工业大学机电教研室，1998.9[5]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2004.1[6]机电一体化技术手册编委会.机电一体化技术手册[M].北京：机械工业出版社，1999.9[7]陆昆，奚大顺，李之权等.电子设计技术[M].北京：电子科技大学出版社，1998.10ZX3型数控钻铣床工作台设计数据说明参数指标单位量纲钻铣床型号ZX1ZX2ZX3ZX4ZX5ZX6ZX7ZX8加速时间TS0.10.10.20.20.30.30.40.4Y向以上质量（含台面、工件及夹具等）Kg5055606570758090X向坐标行程mm100150200200240250250300Y向坐标行程80100120150160200240250工作台面(X×Y)mm2120×100180×150220×150220×180280×200280×220280×260320×280工作台最快快速进给速度（快进）mm/min1000150020002500工作台最大切削进给速度（工进）400500500600脉冲当量mm/pulse0.01定位精度mm0.05重复定位精度mm0.03步进电机步距角°自定导轨类型自定滚珠丝杠螺距自定控制系统类型自定设备使用寿命10年；年均工作280天；每天8小时加工参数立铣刀最大直径D=15mm立铣刀齿数Z=3大铣削宽度15eamm铣削深度a8pmm每齿进给量0.1mm铣刀转速500r/min加工材料碳素钢或有色金属目录摘要.................................................................8第一章前言...........................................................91.1控技术及数控机床概述..............................................9第二章总体方案的拟定与论证............................................................................................102.1主要设计参数.....................................................102.2总体方案的拟定...................................................102.2.1机械传动部件的选择..........................................102.2.2控制系统的设计..............................................11第三章工作台传动装置的设计计算....................................................................................123.1导轨上移动部件的重量估算.........................................123.2铣削力的计算.....................................................123.3导轨的设计及计算..................................................93.3.1滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取.......................93.3.2距离额定寿命和时间额定寿命的计算............................113.4滚珠丝杠副设计计算及其型号与直径的选择...........................123.4.1滚珠丝杠螺母副的计算........................................123.4.2初选型号....................................................143.5滚珠丝杠副刚度的验算.............................................143.5.1滚珠丝杠刚度校核............................................143.5.2滚珠丝杠螺母副承载能力的校核................................153.6丝杠的支承方式及轴承的选择.......................................213.6.1丝杠支承方式的选择..........................................213.6.2轴承的选择.................................................1713.7滚珠丝杠副的预紧力pF的确定.......................................223.8滚珠丝杠轴预紧拉伸力1pF的确定....................................223.9机械传动刚度的计算和校核.........................................233.9.1丝杠轴支承刚度kK的确定.....................................233.9.2滚珠丝杠拉压刚度bK的确定...................................233.9.3滚珠与滚道的接触刚度NK.....................................203.9.4机械传动综合抗压刚度maxK，minK的计算.....................203.9.5机械传动刚度变化引起的定位误差的校验........................203.9.6进给系统的死区误差的校验....................................213.10计算电机轴上的惯量和转矩，选取步进电机..........................253.10.1传动比及步矩角的确定.......................................213.10.2计算折算到电动机轴上的负载惯量.............................213.10.3计算折算到电动机轴上的负载转矩.............................223.10.4步进电机的选择.............................................233.11联轴器的选择...........................................................................................................29第四章工作台电气控制部分的设计与计算........................................................................304.1工作台电气控制部分总体设计.......................................304.2控制器的选择.....................................................304.3步进电机驱动器的选择.............................................314.4其他辅助电路设计.................................................324.4.18051的时钟电路.............................................324.4.2复位电路....................................................334.4.3限位电路....................................................344.5零件加工程序设计.................................................34第五章总结............................................................................................................................36参考文献............................................................................................................................37ZX3型数控钻铣床工作台设计摘要当今世界科学技术发展迅速，微处理器、微型