数控技术课程设计-xy数控工作台设计（全套图纸）.doc

目录

摘要

第一章课题的来源及现实意义 1

第二章总体方案的确定 2

2.1研究问题 2

2.2拟定方案 3

第三章机械传动系统的计算和设计 4

3.1导轨以上重量的估算 4

3.2切削力的计算 4

3.3导轨的计算 4

3..4滚珠丝杠副型号与直径的选择 4

3.5选择滚珠丝杠直径时，还应考虑一下问题 6

3.6传动效率的计算 7

3.7丝杠刚度的验算 7

3.8稳定性验算 8

3.9支承方式及轴承的选择 8

3.10确定滚珠丝杠副的预紧力 9

3.11确定滚珠丝杠轴的预拉伸力 9

3.12传动刚度的计算和校核 9

第四章计算电机轴上的惯量和转矩选取步进电机并校核 12

4.1计算降速比及初选电动机型号 12

4.2转动惯量的计算 13

4.3传动时转矩的计算 13

4.4频率的计算 14

4.5步进电机的选择及校核 15

第五章驱动电路的设计 16

5.1电器总体设计方案 16

5.2时间常数 16

5.3元器件的确定 16

5.4系统相关控制程序流程设计 20

第六章总结 21

第七章参考文献 22

贵州大学本科课程设计论文

X-Y数控工作台3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、机械传动装置的设计、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；机械传动部分采用联轴器将步进电机直接与滚珠丝杠连接，从而驱动工作台进给。另外，选用MCS51-8031单片机和相应的驱动电路对X和Y两个方向的步进电机

进行开环控制。

总之，本设计所设计的数控X-Y工作台是简单、经济型的，且是专用于数控铣床

上的。

关键词：精度，开环，驱动

A3-电路图

全套图纸，加153893706

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第一章课题的来源及现实意义

数控机床课程设计是机电一体化专业的学生必须要经历的一个重要的实践环节。通过本环节的锻炼力争能把以前所学的知识融会贯通，从而达到温故而知新的目的，提高

解决实际工程课题的能力。

根据教学要求，并结合我们的资料掌握状况，老师选择数控铣床机床X-Y工作台的设计作为课程设计课题。加工工件固定在X-Y工作台上，并且X、Y两方向的运动各由一台步进电机控制，数控系统每发出一个信号，步进电机就走一步，并通过中间传动机构带动两方向的丝杠旋转，分别使得X、Y工作台进给。数控系统由单片机、键盘、变

频检测系统构成，具有间隙补偿、直线插补、圆弧插补、断丝自动处理等主要功能。

工作台是机床上必不可少的部件，工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产率。本课题设计的工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.04mm,定位精度为0.02mm。数控工作台设计在生产实践中还有很多现实意义和经济效益。随着经济的发展，机械行业的许多普通机床和闲置设备，经过数控改造以后，不但可以提高加工精度和劳动生产率，而且能有效的适

应多品种、小批量的市场经济的需要，使之更有效的发挥经济效益和社会效益。

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第二章总体方案的拟订

2.1研究问题

本次课程设计所要求设计的是简单、经济型X-Y数控工作台，用于数控铣床上以提

高工作效率和减轻劳动强度。设计参数：系统分辨率为0.01mm,其它设计参数如下表。

表2.1

设计分组

最大铣刀直径

φ

立铣刀齿数Z

最大铣削宽度ae

最大背吃刀量ap

加工材料

工作台加工范围(mm)

工作台空载最大移动速度

Vk

工作台进给最大移动速度

3

15mm

3

15mm

8mm

碳钢或有色金属

X=300mm,

Y=120mm

1500mm/m