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二维精密工作台

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第PAGE25页共22页 DATE\@yyyy-M-d2024-7-28

精密机械与仪器设计课程设计说明书

精密机械与仪器设计课程设计说明书

二维数控精密工作台

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摘要

数控机床是一种高度自动化的机床，随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，改型频繁。机械加工中，多品种、小批量加工约占80%。这样，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，而且还要具备“柔性”，即灵活通用，能迅速适应加工零件的变更。数控机床较好地解决了形状复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，具有适应性强、加工精度高、工质量稳定和生产效率高等优点，是一种灵活而高效的自动化机床。精密数控工作台可广泛应用于激光焊接、层射线扫描、械手检测装置及实用教学领域。随着电子、自动化、计算机和精密测试等技术的发展，数控机床在机械制造业中的地位将更加重要，而X-Y作台是这些设备实现高精密加工的核心部件，对于提高产品的加工质量起着尤为重要作用。

关键字：数控工作台步进电机控制滚珠导轨丝杠

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目录

TOC\o1-3\h\z\u1. 绪论 3

1.1. 课程设计的设计要求 4

1.2. 本课题设计的背景 4

1.3. 本课题设计内容 5

1.4. 本课题设计的目的和意义 5

1.5. 总体方案设计 6

1.5.1. 设计任务 6

1.5.2. 总体方案确定 6

2. 机械系统设计 9

2.1. 工作台外形尺寸及重量估算 9

2.2. 滚动导轨的参数确定 10

2.3. 滚珠丝杠的设计计算 11

2.4. 步进电机的选用 14

2.5. 联轴器的选用 17

2.6. 步进电机惯性负载的计算 18

2.7. 二维数控精密工作台的误差来源与分析 21

3. 结论 22

致谢 24

参考文献： 25

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绪论

引言

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

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。

本文步进电机，通过滚珠杠带动工作台，组成运动控制系统，实现二维平台的精密定位控制。

课程设计的设计要求

精密机械课程设计是一次比较完整的精密机械设计，它是理论联系实际、培养初步设计能力的重要教学环节，因此在设计过程中必须做到：

综合地考虑使用、经济、工艺、安全性等方面的设计要求，确定合理的设计方案。

仔细阅读本课程指导书和随时查阅有关教材，在认真思考的基础上提出自己的见解与指导教师讨论，避免单纯地向指导老师索取答案；

二维精密工作台全文共4页，当前为第4页。通过分析比较吸取现有结构中的优点，并在此基础上发挥自己的创造性，而不是简单抄袭或没有根据在臆造；

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认真计算和制图，有错误要认真修改，力求设计图纸和计算说明书的质量达到或接近实际生产水平。

本课题设计的背景

随着科学技术的不断进步和社会生存的不断发展，人们对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，而机械加工过程的自动化是实现上述要求的有效途径。从工业化革命以来，人们实现机械加工自动化的主要手段有自动机床、组合机床、专用自动生产线。

这些设备的使用大大提高了机械加工自动化的程度，提高了劳动生产率，促进了制造业的发展。但他也存在固有的缺点，如才初始投资大、准备周期长、柔性差。

因此，