设计简介
摘 要
本文全面阐述了三自由度工作台的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。详细介绍了三自由度工作台的结构设计及校核，并进行了分析。另外汇总了有关技术参数。高速度、高精度、高效率和高刚度已成为当今数控机床发展的主要方向，普通龙门机床一般只能进行单面，当零件的另一个表面时，需要加装一个直角转换头或者调转零件的面后重新装夹，这不但增加了机床操作者的劳动强度，影响效率，并且重新定位装夹也降低了零件的精度，为了弥补这些不足，龙门三自由度工作台便应运而生。五面体三自由度工作台一次装夹就能实现工件五个表面的，这大大提高了零件的精度和效率，降低生产成本，因此五面体三自由度工作台成为当前数控机床行业重点研究的对象之一。
其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产、应用等环节进行了介绍。包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。
关键词：三自由度工作台，数控，伺服电机，滚珠丝杠
Abstract
This paper describes the structure and principle, five axis surface induction hardening machine design features, discusses the advantages of using servo motor and ball screw nut pair. This paper introduces in detail the structure design and calculation of five axis surface induction hardening machine, and analyses the. In addition a summary of the relevant technical parameters.High speed, high precision, high efficiency and high stiffness has become the main direction of the development of CNC machine tools, general Longmen machine tool generally only one side quenching, when another surface hardening of parts, need to install a right angle conversion or transfer quenching surface after the heavy clothes clip, which not only increase the labor intensity the effect of quenching machine tool operators, efficiency, and re positioning and clamping also decreases the quenching accuracy of parts, in order to make up for these deficiencies, Longmen five axis surface induction hardening machine will emerge as the times require. Five sides of five axis surface induction hardening machine once clamping workpieces can be realized five surface quenching, which greatly improves the accuracy of quenching and the quenching efficiency, reduce the production cost, so the five sides of five axis surface induction hardening machine has become one of the key research object number controlled machine tool industry.
The paper introduces the principle and selection of ball screw, ball screw system of production, application and other aspects were introduced. Including the principle and type selection, parameter selection, manufacturer of precision, circulation mode selection, selection and matching host selection.
Key Words: five axis surface induction hardening machine, CNC system, servo motor, ball screw
目 录
摘 要 IIAbstract III
目 录 IV
第1章 绪 论 1
1.1 数控系统的发展及趋势 1
1.2 三自由度工作台的基本原理 2
1.3工作台伺服进给系统 3
1.4 伺服驱动装置 5
1.5 课题研究的目的和意义 5
第2章 设计的内容及要求 7
2.1课题的主要内容和基本要求 7
2.2进度计划与应完成的工作 7
2.3 设计的内容 8
2.3.1 数控装置总体方案的确定 8
2.3.2 机械部分的设计 8
2.3.3 编写设计说明书 8
2.4 机床主要部件及运动方式的选定 8
第3章 丝杠进给系统的设计计算 10
3.1 滚珠丝杠螺母副的选用设计 10
3.1.1 滚珠丝杠副的传动原理 11
3.1.2 滚珠丝杠副的传动特点 11
3.1.3 滚珠丝杠副的结构与调整 12
3.1.4 轴向间隙的调整和加预紧力的方法 13
3.2滚珠丝杠的选择 15
3.2.1滚珠丝杠的精度 15
3.2.2 滚珠丝杠参数的计算 15
3.3伺服电机的选择 19
3.3.1最大切削负载转矩的计算 19
3.3.2负载惯量的计算 19
3.3.3空载加速转矩计算 21
3.4滑动导轨的选择计算 21
3.3.1工作载荷的计算 21
3.3.2小时额定工作寿命的计算 22
3.3.3距离额定工作寿命的计算 22
3.3.4额定动载荷计算及选型 22
3.5联轴器的选择 23
3.6轴承的选择 23
3.7 滚珠丝杠副的安全使用 24
3.7.1 润滑 24
3.7.2 防尘 25
3.7.3使用 25
3.7.4 安装 25
第4章 硬件电路图的设计 26
4.1微机控制系统组成及特点 26
4.1.1微机控制系统的组成 26
4.1.2微机数控系统的特点 26
4.2微机控制系统设备介绍 27
4.2.1主控制器CPU的选择 27
4.2.2存储器电路的扩展 28
4.2.3 I/O口电路的扩展 29
4.2.4 步进电机驱动电路 29
4.2.5其它辅助电路设计 30
4.3程序部分 31
总结 35
参考文献 36
致 谢 37
