数控系统课程设计

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1、前言11.设计目的22设计要求23设计的内容与步骤23.1数控机床的总体设计方案23.1.1钻床的性能及要求23.1.2钻床的特点及分类33.2根据设计要求，选用的钻床型号如下图所示43.3数控机床的分类53.3.1按伺服系统分类53.4伺服系统的确定63.4.1.伺服系统的发展63.4.2.伺服系统的分类73.5支承零件的选用73.5.1支承座特点73.5.3轴承选择思路84机械部分改装设计与计算84.1工作台的选用84.1.1工作台材料选用84.2托板的计算104.3.导轨的确定104.4滚珠丝杠

2、传动机构104.4.1滚珠丝杠副的结构114.4.2滚珠丝杠的选用114.4.3滚珠丝杠的计算114.5.滚珠丝杠动载强度及寿命计算134.6.滚珠丝杠的型号选择145.导轨的选用145.1滚动导轨155.1.1滚动导轨的分类155.1.2滚动导轨结构形式155.1.3滚动体结构类型155.2滚动导轨参数计算165.2.1导轨工作寿命计算165.2.2导轨额定动载荷1616.1步进电机的选用196.1.1步距角计算196.1.2丝杠的转动惯量196.1.3工作台、工件等折算到电机轴上的转动惯量206.

3、1.4电机轴上总当量负载转动惯206.2电机转矩计算206.2.1空载启动时，电机轴上的惯性转矩206.2.2电机轴上的当量摩擦转矩216.2.3附加摩擦转矩216.2.4空载启动时电机轴上的最大静转矩216.3步进电机选型237.联轴器的选择237.1联轴器介绍237.2联轴器选择237.3轴承座24摘要26结束语27附录一些关键零件的尺寸28参考文献291前言工业是我国的支柱产业，制造业是我国的主力军，在国民经济中发挥着重要的作用，进入21世纪以后，制造业产出量已经处于世界的领先地位，被称之为“世

4、界制造工厂”在制造业取得好的成绩的同时，也有着许多的问题，比如产品的生产依旧是劳动密集型，工人的劳动量大，产品自主研发薄弱，只是制造大国还不是制造强国。然而，在经济发展的同时，产品的更新换代也越来越快，对产品的要求也越来越高，一些老旧的生产设备已经不能满足社会的需求了，这无形中便提高了生产设备的要求。就目前我国的国情而言，其制造业虽有很大的规模，但还有一些小型的企业，因为各种因素的制约，仍然无法使用一些世界上先进的设备，无法满足产品的需要，因此形成了一种恶性循环。制造生产中，大部分的产品生产是通过数控

5、设备完成的，数控设备具有效率高，节省劳动力，可以获得很好的经济效益等特点，掌握数控机床内容与知识有很重要的意义，本说明书，通过改装一个钻床的工作台，使其成为简易的数控工作系统，让我们更了解数控设备的特点。11.设计目的通过设计一套简易的数控工作台，初步掌握数控机床系统的设计方法，对今后的学习及工作储备一定的理论知识，也能培养自己的动手能力。2设计要求1要求钻床的最大加工面积为240×180，工件的重量不能超过200kg。2数控XY工作台要求孔的定位精度在±0.02mm内3快进速度为3.6/min,加速

6、时间为0.1s。3设计的内容与步骤3.1数控机床的总体设计方案数控机床总体设计方案包括：数控系统硬件设计，数控系统软件设计，机电控制箱及外围电路设计；机床主结构设计四部分。这里主要要求是对X、Y工作台的设计。其中包括传动系统的设计，导轨的选用与计算，步进电机的选型。对工作台的设计要求可归纳为以下几个方面：①具有较高的几何精度、传动精度、定位精度。②抗振性要好，要有一定的刚度，具有大的钻削力③要能实现辅助操作和自动化的结构。就普通工作台与数控工作台而言，在设计中，对其要求基本上是相同的，比如传动精度，几

7、何精度抗振性，切削力等。但是具体要求的程度是不一样的，数控机床在这些方面的要求要比普通机床的要求高出很多。3.1.1钻床的性能及要求在机械加工中，孔在很多的零件上都有被使用，对孔的结构要求也各异，如：有的设计要求加工成螺纹孔、有的要求加工成光孔，有的要求加工成盲孔，1有的则要求加工成通孔。同时，对孔径、孔深、公差等级表面粗糙度等，也有着较大的差异，因此，孔的加工除了用车床外，还可以用钻床加工。本课题的要求是设计一个简易的工作台把它固定在钻床上，该工作台由数控系统控制，通过此方案，将普通机床改装成简易的

8、数控钻床。3.1.2钻床的特点及分类常用的钻床有台式钻床、立式钻床和摇臂钻床。三种钻床都有着共同的特点，加工时，主轴做旋转运动，与沿轴线方向上的进给运动，而工件则固定在工作台上静止不动。选用钻床时，一般根据钻床的钻孔范围及有效加工面积来选用。（1）.台式钻床台式钻床是一种小型的钻孔加工设备，具有轻巧灵活等特点，适合用于小型零件上的孔加工，孔的加工直径一般在12mm以下，工件的装夹，多以平口虎钳为主，钻削时主要靠手转动手柄进行加工。主轴的变速调节，需要打开