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1、中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 立式銑床X-Y數(shù)控工作臺結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章 緒論1.1 X-Y工作臺的發(fā)展趨勢及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀 數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、復(fù)合化等的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)發(fā)展也會越來越快，這也意味著它所需要考慮和處理的技術(shù)與非技術(shù)問題越來越多。中國的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)歷了40 年的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)發(fā)展應(yīng)根據(jù)我國的實際情況，制定符合國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，朝著高可靠穩(wěn)定、高速度、高精度化、智能化、數(shù)控編程自動化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。工作臺作為數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，也是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。從一開始為了滿足加工簡單的零件而設(shè)計的直線運動的XY工作

2、臺，到現(xiàn)在為了實現(xiàn)多工位加工而制造的分度工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺等。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，也為了環(huán)境的要求，一作臺的驅(qū)動裝置從原來的機(jī)械驅(qū)動變?yōu)橐郝抿?qū)動，現(xiàn)在更多的采用了氣動裝置，更好的保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了資源。由于工作臺是一臺機(jī)床的關(guān)鍵配套部件，因此世界各國都有對其進(jìn)行研究，我國在工作臺的研究開發(fā)方面也取得了長足的進(jìn)步。目前工作臺的種類繁多，傳統(tǒng)的工作臺只能安裝在某一指定機(jī)床上，伴隨著科技的與時俱進(jìn)，它們的功能也由傳統(tǒng)單一性向現(xiàn)代的多功能性方向發(fā)展，現(xiàn)在一些工作臺，它不僅可以安裝在鉆床上，還可以安裝在銑床和鏜床等機(jī)床上。并且目前部分工作臺還可以作為機(jī)床的第四回轉(zhuǎn)軸，大大提高了機(jī)床的性能。例如：可

3、傾回轉(zhuǎn)工作臺，它可以實現(xiàn)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心機(jī)床上，可利用原機(jī)床的兩個控制坐標(biāo)控制轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)和傾斜，也可直接利用本轉(zhuǎn)臺配套的數(shù)控裝置與機(jī)床聯(lián)接完成所需的工作循環(huán)。它可以完成任意角度的孔、槽、平面類機(jī)械加工，以及曲線、凸輪等的加工，并可達(dá)到較高的精度。另外也可用于非數(shù)控鉆、銑、鏜類機(jī)床上，獨立完成等分和不等分的角度分度工作。國外工作臺的功能與我國所生產(chǎn)的工作臺功能基本相似，但是在其精度方面，國外的一些公司所生產(chǎn)的工作臺要略高于我國所生產(chǎn)的工作臺。因此我國與國外相比，還是有一定的差距，因此工作臺的設(shè)計具有重要意義，我們要借助時代的步伐，與時俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，使我國成為具有領(lǐng)先技術(shù)的綜合性強國。1.

4、2數(shù)控X-Y工作臺設(shè)計的意義和目的 本設(shè)計所設(shè)計的X-Y工作臺采用了低摩擦的直線滾動導(dǎo)軌和精密的絲杠，它的工作原理是通過MCS-51單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)，使X-Y工作臺實現(xiàn)了數(shù)控控制。工作臺的自動化能大大減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)效率。本設(shè)計的X-Y數(shù)控工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便而且能保證一定的精度。通過微機(jī)控制技術(shù)的簡單的應(yīng)用，實現(xiàn)對機(jī)床的控制，使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大，精度和可靠性進(jìn)一步提高。多數(shù)數(shù)控銑床工作臺的總體布局與和它類似的普通機(jī)床的總布局是基本相同或相似的，并且已經(jīng)形成了傳統(tǒng)的、經(jīng)過考驗的固定形式，只是隨著生產(chǎn)要求與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還會不斷有所改進(jìn)。數(shù)

5、控銑床工作臺的總體布局是機(jī)床設(shè)計中帶有全局性的問題，它的好壞對機(jī)床的制造和使用都有很大的影響。一方面是要從機(jī)床的加工原理即機(jī)床各部件的相對運動關(guān)系，結(jié)合考慮工件的形狀、尺寸和位置等因素，來確定各主要部件之間的相對位置關(guān)系和配置，另外一方面全面考慮機(jī)床的外部因素，如外觀造型、操作維修，生產(chǎn)管理和人機(jī)關(guān)系等問題對機(jī)床總布局的要求。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，許多新技術(shù)新工藝新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步提高銑床工作臺精度及其效率，同時縮短工作臺生產(chǎn)成本，使之在同類工件競爭中處于優(yōu)勢地位。在本設(shè)計中著重介紹了如何對X-Y工作臺進(jìn)行設(shè)計，對導(dǎo)軌、絲杠、電機(jī)、選用等方面進(jìn)行了深入的分析。通過對

6、X-Y工作臺的設(shè)計，能夠正確運用機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)等課程的基本理論個有關(guān)知識，學(xué)會設(shè)備數(shù)控化改造方案的擬定、比較、分析及進(jìn)行必要的計算；通過對設(shè)備改造的機(jī)械部分設(shè)計，掌握數(shù)控設(shè)備典型零件的計算方法和步驟以及正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法；提高自己應(yīng)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)以及編寫文件等資料的能力。1.3本設(shè)計的主要內(nèi)容和任務(wù) 設(shè)計一個數(shù)控X-Y工作臺及其控制系統(tǒng)，該工作臺可安裝在銑床上用于銑削加工； 1）查閱文獻(xiàn)收集資料確定系統(tǒng)組成方案（功能、機(jī)械傳動系統(tǒng)簡圖、主要設(shè)計參數(shù)，及方案分析、比較、說明）；2）機(jī)械部件的總體尺寸、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量的估算；3）傳動部件、導(dǎo)向部件的設(shè)計、計算和選用；4）步進(jìn)電動機(jī)計算、選用；5) 其它

7、相關(guān)零件的選型及計算。6）各部分部件的尺寸材料外形確定。7) 使用ProE或solidworks等軟件對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維設(shè)計（裝配圖和主要零件零件圖） 第二章.總體方案的設(shè)計2.1設(shè)計參數(shù)的確定系統(tǒng)分辨率為0.01mm，其它設(shè)計參數(shù)如下表。最大銑刀直徑最大銑削寬度ae最大銑削深度ap加工材料工作臺加工范圍（mm）最大移動速度16mm5mm2mm碳鋼X=200,y=1502m/min 工作臺草圖2.2總體方案確定為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊，采用滾珠絲杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。由于工作臺的運動部件重量和工作載荷不大，故選用滾動直線導(dǎo)軌副，從而減小

8、工作臺的摩擦系數(shù)，提高運動平穩(wěn)性。 考慮電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取，為達(dá)到分辨率0.01mm的要求，以及考慮步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配，簡化結(jié)構(gòu)，聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。2.3初選步進(jìn)電動機(jī)，絲杠和聯(lián)軸器當(dāng)傳動比i=1時，可用聯(lián)軸器直接將電機(jī)與絲杠連接，這種結(jié)構(gòu)有利于簡化結(jié)構(gòu)，提高精度。由 傳動比公式i=，b為步進(jìn)電機(jī)步距角、Lo為滾珠絲杠導(dǎo)程、為系統(tǒng)脈沖當(dāng)量。工作臺的脈沖當(dāng)量=0.01mm/脈沖。 初選電動機(jī)型號為55BF009，其步矩角=。 初選絲杠規(guī)格為M12*4其導(dǎo)程為4mm。 由傳動比公式得 故可用聯(lián)軸器將電機(jī)與絲杠直接連接。選用夾緊螺絲固定微型剛性聯(lián)軸器。 在絲杠行程端安裝斷電保

9、護(hù)裝置。2.4確定工作臺尺寸 查國家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)(GB/T 158-1996)機(jī)床工作臺T型槽及相應(yīng)螺栓尺寸如下： T型槽螺栓頭部 A B C H E F Pd公稱S最大K最大61261210.540M5104 T型槽用螺母尺寸 D A偏差M56-0.3-0.5根據(jù)工作臺加工范圍200*150選工作臺T型槽板尺寸240*200*20(mm)。 根據(jù)連接布局位置關(guān)系初定滾珠絲杠長度X向L340mm Y向L=300mm B B 5060 3545 L 總體尺寸估算2.5系統(tǒng)組成框圖 定位方式采用增量坐標(biāo)控制?？紤]到機(jī)床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動X-Y工作臺

10、。 第三章.機(jī)械部分的設(shè)計3.1傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算1.電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量查電機(jī)手冊得 2.絲杠的轉(zhuǎn)動慣量由公式得 3.工作臺轉(zhuǎn)動慣量 根據(jù)給定的工作臺加工范圍，設(shè)計出工作臺的尺寸和托板尺寸等，估算其重量。 X向托板（上托板）的尺寸：長寬高 22022010X向托板（上托板）的重量：重量=體積材料比重 Y向托板（下托板）的尺寸：長寬高 24020010重量=體積材料比重 上導(dǎo)軌座的重量： 夾具及工件重量： X-Y工作臺運動部分重量： 工作臺轉(zhuǎn)動慣量 ： 由于聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量小故可忽略不計。 4傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量3.2工作載荷分析及計算銑削運動的特征是主運動為銑刀繞自身軸線

11、高速回轉(zhuǎn),進(jìn)給運動為工作臺帶動工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進(jìn)給。銑刀的類型很多，但以圓柱銑刀和端銑刀為基本形式,此選用圓柱銑刀,銑刀材料選擇高速鋼.查金屬切削手冊常用銑刀介紹表，選擇細(xì)齒錐柄立銑刀， 其尺寸參數(shù)如下：D=16mm,齒數(shù)Z=4。（1）查金屬切削手冊細(xì)齒錐柄立銑刀切削用量表得銑削速度 查表，初選0.03mm 因此可得 查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選銑床型號X51，選擇其轉(zhuǎn)速表并將轉(zhuǎn)速圓整為實際切削速度為 故實際（2）根據(jù)高速鋼銑刀銑削公式 查得銑削力系數(shù)有3.3進(jìn)給工作臺工作載荷計算根據(jù)下表:比值不對稱銑削逆銑順銑120903080404故有縱向進(jìn)給方向工作臺垂

12、直進(jìn)給方向工作臺橫向進(jìn)給方向3.4滾珠絲杠及螺母副的選型和校核 絲杠是將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為工作臺直線運動，絲杠由螺桿、螺母和滾珠組成。由于具有很小的摩擦阻力，絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。 3.4.1最大工作載荷的計算 滾珠絲杠上的工作載荷為走刀抗力，移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。 由公式： 其中 將所得數(shù)據(jù)代入公式有：3.4.2最大動負(fù)載Q的計算及主要尺寸 式中L為壽命經(jīng)查詢機(jī)械設(shè)計手冊得 當(dāng)有沖擊運轉(zhuǎn)時，運轉(zhuǎn)系數(shù)，本設(shè)計??；精度等級為3級，其精度系數(shù) 。 式中 ，其中 又因為使用壽命 ，絲杠螺距 ，X向和Y向的最大進(jìn)給 。X向絲杠的牽引力： 式中 當(dāng)量摩擦

13、系數(shù),Y向絲杠的牽引力：式中X向最大動負(fù)載： Y向最大動負(fù)載：3.4.3選型確定絲桿和絲桿螺母副尺寸根據(jù)給定的有效行程和經(jīng)濟(jì)成本的考慮，X向和Y向的絲杠分別選取MISUMI公司的BSX1205-340和BSX1205-300，然后再使用聯(lián)軸器。其參數(shù)和連接方式如下：精度等級型式指定單位mmY螺旋方向循環(huán)數(shù)基本額定負(fù)載Type絲杠軸外徑螺距右2.5圈1列（KN）（KN）C3BSX1243403003.744.9PABTdd1hFD滾珠直徑（cm）滾珠絲杠預(yù)緊力（）84434104.584.415303.1751.55 電機(jī)與絲桿連接方式 所選滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)：名 稱符 號計算公式和結(jié)果 螺

14、紋滾道公稱直徑12螺距4接觸角名稱符 號計算公式和結(jié)果鋼球直徑3.175螺紋滾道法面半徑偏心距螺紋升角 螺桿螺桿外徑螺桿內(nèi)徑螺桿接觸直徑螺母螺母螺紋外徑螺母內(nèi)徑（外循環(huán)）3.4.4傳動效率計算滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 3.4.5剛度驗算絲杠的拉壓變形量的計算 滿載時拉壓變形量： 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量由公式得式中為滾珠直徑， 為滾珠總數(shù)量滾珠絲杠副剛度的驗算絲杠總變形量變形量要少于定位精度得一半，即0.01/2=0.005=0.003690.005因此符合設(shè)計要求。3.4.6壓桿穩(wěn)定性驗算 由機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書失穩(wěn)時的臨界載荷為 絲杠截面慣量矩 查表得 穩(wěn)定性安全系數(shù) 故絲杠符合要求。3.

15、5導(dǎo)軌的選型和計算 導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專用設(shè)備、儀器等。擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動。滾動直線滑軌是一種滾動導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動循環(huán)，使得負(fù)載平臺能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運動，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導(dǎo)引的1/50，使之能輕易地達(dá)到m級的定位精度。由于選擇的導(dǎo)軌要求結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整方便，摩損小，有良好的精度保持性且運動平穩(wěn)，故選擇直線滾動導(dǎo)軌，在此設(shè)計中還要求導(dǎo)軌能承受一定的顛覆力矩，所以在設(shè)計中選擇法蘭型導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌的選用：3.5.1導(dǎo)軌型式：法蘭型直線導(dǎo)軌3.5.2

16、導(dǎo)軌長度：上導(dǎo)軌（X向）取動導(dǎo)軌長度 動導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 下導(dǎo)軌（Y向）取動導(dǎo)軌長度 動導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 3.5.3導(dǎo)軌工作負(fù)載計算：導(dǎo)軌基本額定動負(fù)載的計算： 導(dǎo)軌基本額定靜負(fù)載的計算：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選擇MISUMI公司的SEBMN型導(dǎo)軌，上導(dǎo)軌型號為SEBMN16-430，下導(dǎo)軌型號為SEBMN16-390，其參數(shù)如下：型式HW1滑塊尺寸導(dǎo)軌尺寸BL1L2WP1S1ETBECNP2滑塊SEBMN169.5344125426M477206152060H基本定負(fù)載靜態(tài)容許力矩重量C(動)KN(靜)KNM3滑塊kg滑塊標(biāo)準(zhǔn)型Kg/m165.08.2333570.151.5由導(dǎo)軌設(shè)計公

17、式：L50（）每個滑塊的的工作載荷取硬度系數(shù)0.53、=1、0.81、2預(yù)設(shè)導(dǎo)軌壽命L=50KM 則根據(jù)此壽命可算出 3267N5000N,所以選取導(dǎo)軌滑塊滿足設(shè)計要求。3.6步進(jìn)電機(jī)的計算和選用 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速

18、度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。3.6.1步進(jìn)電機(jī)力矩的計算摩擦力矩 （ ）式中 導(dǎo)軌的摩擦力 絲杠導(dǎo)程（cm）； 系統(tǒng)傳動比，按 計算； 傳動鏈總效率，一般可取導(dǎo)軌摩擦系數(shù)滾動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)一般為：銑削力； 運動部件的重量； 工件及夾具重量；所以 附加摩擦力矩 （ ）式中 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷，一般取 ， 為進(jìn)給牽引力；絲杠導(dǎo)程（cm）；滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率， 。所以：空載起動時折算到電機(jī)軸上的力矩 （ ）式中 傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量（ ）； 電機(jī)最大角加速度（ ）；電機(jī)最大轉(zhuǎn)速（r/min）,；運動部件從停止起動加速到最大進(jìn)給速度所需要的時間（s），因為=200ms； 運動部件的

19、最大進(jìn)給速度（mm/min）；脈沖當(dāng)量（mm/步）； 步進(jìn)電機(jī)的步距角（ ）； 折算到電機(jī)軸上的銑削負(fù)載力矩 式中 絲杠導(dǎo)程（cm）；系統(tǒng)傳動比 傳動鏈總效率，一般可取 快速起動時所需力矩 即 快速進(jìn)給時所需力矩 即 最大銑削負(fù)載時所需力矩 即 經(jīng)過上述計算后，在 、 兩種力矩中取其大者作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。對于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床來說，因為要保證一定的動態(tài)性能，系統(tǒng)時間常數(shù)較小，而等效轉(zhuǎn)動慣量又較大，故電機(jī)力矩主要是用來產(chǎn)生加速度的，而負(fù)載力矩往往小于加速力矩，故常常用快速空載起動力矩 作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。3.6.2步進(jìn)電機(jī)的選擇目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中大多采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，因此在本設(shè)計中采用

20、反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。首先根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩 初選電機(jī)型號，由于步進(jìn)電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩 與最大靜轉(zhuǎn)矩 有如下關(guān)系： 式中的取值又有如下關(guān)系：步進(jìn)電機(jī)相數(shù)三相四相五相六相拍數(shù)36485106120.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866 在本設(shè)計中采用四相四拍的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，則 若不考慮啟動時運動部件慣性的影響，則啟動力矩為 取安全系數(shù)為0.3，則步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 最大空載頻率：最快進(jìn)給速度， 。為了保證不失步，采取降速措施。 最大銑削頻率：最大銑削速度， 。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選取兩個55BF009型步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)的的相關(guān)參數(shù)如下：型號主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸(mm)重量(N

21、)步距角最大靜轉(zhuǎn)矩（）最高空載啟動頻率（Hz）相數(shù)電壓(V)電流(A)外徑長度軸徑55BF0090.7825004273557060.65由于只靠最大靜轉(zhuǎn)矩 來選擇步進(jìn)電機(jī)不一定能滿足實際工作時的要求，也就是說，盡管最大靜轉(zhuǎn)矩 數(shù)值能滿足要求，但是并不能保證在快速空載起動和運行時不失步。所以還必須用起動矩頻特性和運行矩頻特性兩條重要的性能曲線來檢查所選步進(jìn)電機(jī)的型號是否能滿足要求。通過對兩個電機(jī)的起動矩頻特性和運行矩頻特性的分析，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于總轉(zhuǎn)矩，并且，所以選擇的這兩個電機(jī)符合本設(shè)計要求。3.7 聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械

22、零件。根據(jù)選用的電機(jī)D1=6mm,絲桿D2=8mm； 在滿足便用性能的前提下，應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡單、成本低。本設(shè)計選用MISUMI CPRC20-6-8 夾緊螺絲固定剛性聯(lián)軸器。尺寸參數(shù)如下：型號DD1DD2LMATTFCPRC20-6-868202.56.514.75 聯(lián)軸器外形圖 第四章 各部分支承連接機(jī)構(gòu)設(shè)計4.1滾珠絲杠支座設(shè)計計算在本設(shè)計里，采用一端固定，另一端簡易支承的方案。則產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載 式中：;；絲杠支持方式系數(shù)表如下：方式一端固定一端自由兩端簡易一端固定一端簡支兩端固定0.251.002.004.00所以：臨界負(fù)載與最大工作負(fù)載Q之比稱為穩(wěn)定安全系數(shù)，如果穩(wěn)定安全系

23、數(shù)大于或等于許用安全系數(shù)，則絲杠不至失穩(wěn)。許用安全系數(shù)一般取2.54。由于Y向的工作負(fù)載最大，所以穩(wěn)定性良好。在簡易支承座中采用一個6300的深溝球軸承，在固定的電機(jī)支座中采用一個51200推力軸承和一個6300深溝球軸承。它預(yù)緊時只需調(diào)節(jié)螺母。兩端固定支座方案見圖紙。4.2 絲桿螺母支座設(shè)計 此部分設(shè)計的機(jī)構(gòu)是連接絲桿螺母副與工作臺，精度要求主要是與螺母副及工作臺面固定螺孔的配合尺寸。選用材料為 Ht200，球墨鑄鐵，該材料具有較高的強度，耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大壓力，要求耐磨的零件。確定設(shè)計方案 機(jī)構(gòu)側(cè)面在絲桿螺母副上以螺絲定位，限制3 個自由度，頂面以圓柱銷與工作臺限制3個

24、自由度。這種方案定位可靠，夾緊方便。 絲桿螺母副支座 結(jié) 論 本設(shè)計整個系統(tǒng)采用開環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)，進(jìn)給系統(tǒng)采用了MISUMI公司的BSX系列絲杠副和SV2RL型直線滾動導(dǎo)軌。伺服系統(tǒng)采用了反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，由聯(lián)軸器直接與滾珠絲杠連接驅(qū)動絲杠傳動，絲杠副兩端的支座軸采用了推力軸承來承受絲杠運行時的軸向力，和采用一個深溝球軸承來保證其徑向的圓跳動，各部分零件通過合適的螺母螺栓連接在一起，在保證精度的同時，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 致 謝在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師龔忠良的指導(dǎo)與督促，同時感謝他的諒解與包容。沒有龔老師的幫助也就沒有今天的這篇論文。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個

25、過程中，花費了龔老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ “不積跬步無以至千里”，這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成，歸功于各位老師四年間的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握專業(yè)知識，并在畢業(yè)論文中得以體現(xiàn)。也正是你們長期不懈的支持和幫助才使得我的畢業(yè)論文最終順利完成。 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，同時向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬。 參 考 文 獻(xiàn)1 盛伯浩.數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展.裝備維修與改造，2004. 2 李斌，李培根.數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢及對策.中國制造業(yè)信息化，2002.3 周祖德,魏仁選,陳幼平.開放式控制系統(tǒng)的現(xiàn)

26、狀、趨勢及對策. 中國機(jī)械工程,1999 .4 周凱.數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展途徑探討.中國機(jī)械工程，2001.5 胡興軍,屈平. 我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀綜述J. 精密制造與自動化, 2004.6 楊永. 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的動向J.廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報,2003 (6) .7 王曉明.電動機(jī)的單片機(jī)控制.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.8 V.Utkin ,Sliding Mode Control Design Principles and Applications to Electric Drives.IEEE Transactions on Industrial Electronics,1993,.9 復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)機(jī)電耦合分析與解耦控制技術(shù),pp:19471952,December 12-15,2005.10 http:/ 朱曉春. 數(shù)控技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.4 .12尹志強. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2008.313劉舜堯，劉水華. 機(jī)械制造基礎(chǔ)與實踐/工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)系列教材. 中南工業(yè)大學(xué)出版社，1999.714成大先. 機(jī)械設(shè)計手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.415段振云. 機(jī)械加工設(shè)備及應(yīng)用. 科學(xué)出版社，2009.1116韓洪濤. 機(jī)械加工設(shè)備與工裝，高等教育出版社，2009.3第 29 頁