XY数控工作台改装课程研究设计.docVIP

一、设计目的 通过本次设计，能够全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本内容和基本知识，初步掌握数控机床的设计方法，并能学会运用手册、标准等技术资料。同时，培养相应的创新意识、工程意识和动手能力。 二 设计要求 、改造后的钻床能够加工最大面积为的工件,最大工件重量200kg； 、数控XY工作台要求孔的定位精度在mm内，快进速度为3.6m/min，加减速度时间为0．1秒。 三 设计内容和步骤 （一）总体设计方案 1、设计机构的性能要求 （1）、改造后的钻床能够加工最大面积为的工 件,最大工件重量200kg； （2）、数控XY工作台要求孔的定位精度在mm内，快进速度为3.6m/min，加减速度时间为0．1秒。 2、待改装钻床型号的确定:机床样式如图（a） 图(a) 表(一) 3、控制方式的确定 因为是钻床改装成为数控钻床，所以选用点位控制。 4、伺服系统的确定 依据题目要求，要求把普通钻床改装成建议的经济型数控钻床。所以经过对各种伺服系统特点的比较，决定选用开环伺服系统。该系统符合一般精度要求以及经济性良好，符合题目要求。如下图： 图（b） 5、承载台参数的初步选定 （1）尺寸：依题目要求，加工面积为190mm*190mm。而根据平时经验，加工时考虑到工件要用夹具进行夹紧，故工作台的工作面的尺寸要比最大加工面积的尺寸每边大30-40mm，所以选定工作太尺寸为270mm*270mm*30mm。 （2）材料：工作台在工作状态下受到一定的冲击和振动，所以工作台选用牌号为HT150的灰铸铁。HT350具有铸造性能良好、切削性能良好、减摩性好、减振性强及缺口敏感性低等诸多优点。（参考《工程材料与机械设计基础》第65页；密度为） 6、导轨的选型思路 根据题目中最大工件的的质量为200kg，故应选用重载型导轨。经过参考《数控技术基础》8.4.1（208-211页），经过比较，选择直线滚动导轨副。直线滚动导轨副的摩擦系数小于0.005，动摩擦系数很接近。在网上查找后，选择KL标准宽型滑块及导轨。 图（c） 表(二） （注：直线滚动导轨及滑块的参数来源于深圳市赛瑞德精工技术有限公司，网址为：/product.asp） 7、丝杠和电机连接零件的选取思路 丝杆和电机之间直接按传动比为1.0来设计，即电机未经任何外在的变速装置而通过联轴器直接与丝杆连接在一起。所以丝杠和电机之间的连接零件只有联轴器，即选用联轴器把丝杠和电机连接起来。 8、滚珠丝杠选型思路 滚珠丝杆的导程初选为5mm以内，其余参数因数据不全所以在初选是无法确定，在机械部分设计再加以确定。 9、支承座材料的选取 支承座的选型应考虑抗震性和刚度方面，材料故选用20#钢（参考《工程材料与机械设计基础》第六章-55页）。 10、轴承类型的选取思路 在本次设计中，轴承用于支承滚珠丝杠。而因工作台定位精度的要求，所以对丝杠的刚度要求较高，本设计选用两端装双重止推轴承及深沟球轴承（固定-支承式）如图（b）。故选用深沟球轴承和推力球轴承。 （c） 1、初步确定工作台的尺寸及其重量 根据设计要求，所取的能够加工的最大面积为220×300，最大工件的重量为200kg。因此我初定工作台的。工作台的材料为HT200，其密度为。（取）因此： 工作台（X向托板） 1.2、取Y向托板=X向托板 1.3、上导轨座（连电机）重量 初步取导轨座的长，宽为，高为，但导轨座中间有一大空缺，空缺部分大约2807030mm3。因此 所以根据上面所求，得XY工作台运动部分的总重量为： 根据要求所知，其最大加工工件为，另外，还有丝杠、电机、联轴器等，大约3kg，因此：m4=3kg （二）机械部分改装设计与计算 1、确定承载台的尺寸及其重量（由于X、Y方向的尺寸相同，所以X、Y向所用的拖板类型也相同） 承载台的数量为2块