毕业设计---数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计

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1、数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计 1 引言 数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好 地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定 产品的加工质量，大幅度提高生产效率。 X-Y 数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵横向进刀 机构、数控铣床和数控钻床的 X-Y 工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴 装设备等。模块化的 X-Y 数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺 母副，以及伺服电动机等部件构成。其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠， 滚珠丝杠螺母

2、带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在 X、Y 方向的直线移 动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准化，由专门厂家生产，设计时 只需根据工作载荷选取即可。 控制系统根据需要， 可以选取用标准的工作控制计算机， 也可以设计专用的微机控制系统。 2 设计任务 题目：数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计 任务：设计一种供应式数控铣床使用的 X-Y 数控工作台，主要参数如下： 1. 立铣刀最大直径的 d=15mm； 2. 立铣刀齿数 Z=3; 3. 最大铣削宽度 e a=15mm; 4. 最大背吃刀量 p a=8mm; 5. 加工材料为碳素钢活有色金属。 6. X、Y 方向的脉冲当量

3、 xy =0.01mm; 7. X、Z 方向的定位精度均为 0.04mm; 8. 重复定位精度为 0.02mm; 9. 工作台尺寸 250250 ; 10.X 坐标行程 300mm; 11.Y 坐标行程 120mm; 12.工作台空载进给最快移动速度：Vxmaxf =Vzmaxf =1500mm/min; 13.工作台进给最快移动速度: m axm ax 400m m / m in xfzf VV; 3 总体方案确定 3.1 机械传动部件的选择 3.1.1 导轨副的选用 要设计数控车床 X-Z 工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度 不是很高，因此选用直线滑动导轨副，它具有摩擦系

4、数小、不易爬行、传动效率高、 结构紧凑、安装预紧方便等优点。 3.1.2 丝杠螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足 0.004mm 冲当量和01.0mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到 要求，滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后 可消除反向间隙。 3.1.3 伺服电动机的选用 任务书规定的脉冲当量尚未达到 0.01mm，定位精度也未达到微米级，空载最快 移动速度也只有因此 1500mm/min，故本设计不必采用高档次的伺服电动机，因此可 以选用混合式步进电动机。以降低成本，提高性价比。 3.1.4 减速装置的选用 为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上 的转动惯量，需要设置减速装置，且应有消间隙机构。因此决定采用无间隙齿轮传动 减速箱。 3.1.5 检测装置的选用 选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。任务书所 给的精度对于步进电动机来说还是偏高， 为了确保电动机在运动过程中不受切削负载 和电网的影响而失步，决