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Word版说明书1份，共34页，约16000字

 

CAD版本图纸，共12张









 

 

摘  要

数控铣床是重要的机械加工装备，在制造业中占有重要的地位，对国民经济的发展起着重要作用。其中，二维精密工作台是数控铣床的关键部件，二维精密工作台对数控铣床的加工精度和产品质量有着重要的影响，进行数控铣床二维精密工作台设计具有重要的经济价值与社会意义。

本设计的主要任务是研究数控铣床二维精密工作台主要结构，主要包括工作台的结构设计以及电机驱动电路的设计。

工作台结构设计的原则是参考现有的数控铣床工作台的结构，在实现工作台的强度、刚度、尺寸等实用要求的同时尽量实现结构简化及优化。设计的步骤是首先确定总体尺寸，主要参考沈阳机床厂卓越型数控铣床的总体尺寸。并采用solidworks软件进行计算机辅助设计，利用模型进行模拟装配和干涉检查。其次，在具体结构设计上尽量选着供应商的标准件，减少对机加工的要求。最后，对结构设计中主要部件例如丝杠进行校核以及精度验算。

驱动电路设计部分，首先确定使用直流伺服电机，并根据电机的型号参数设计驱动电路。驱动电路采用MOS管组成的H桥进行功率驱动，采用PWM调速系统进行速度控制。

设计完成后，根据主要结构及尺寸关系，绘制二维的零件图，绘制驱动电路原理图。

 

关键词： 数控铣床；工作台；直流伺服电机；PWM

 

目 录

 

引言 3

1  国内外数控铣床发展情况与设计意义 4

1.1 国外数控铣床发展情况 4

1.2 国内数控铣床发展情况 4

1.3 设计意义 4

2  方案选择 5

2.1 伺服进给系统选择 5

2.2 伺服电机选择 6

3  伺服进给系统参数计算 7

3.1 传动系统设计 7

3.2 工作台外形尺寸及重量初步估算 7

3.3 滚珠丝杠选择及计算 8

3.3.1滚珠丝杠精度 8

3.3.2滚珠丝杠选择 8

3.4 丝杠支撑选择及计算 11

3.5 导轨副的选择及计算 13

3.6 选择伺服电动机 14

3.6.1最大切削负载转矩计算 14

3.6.2负载惯量计算 15

3.6.3空载加速转矩计算 16

3.7 伺服系统增益 16

3.8 精度验算 16

3.8.1伺服刚度KR 16

3.8.2滚珠丝杠的拉压刚度Ktmin 17

3.8.3丝杠轴承的轴向刚度Kba 17

3.8.4滚珠丝杠螺母的接触刚度KC 18

3.8.5联轴器扭转刚度K1 18

3.8.6综合刚度K 18

3.8.7弹性变形 18

3.8.8定位误差验算 18

4  主要部件设计及校核 18

4.1 联轴器 18

4.2 键 19

4.3 支承件 19

4.3.1床身结构 20

4.3.2电机座 20

4.4 T型槽工作台 21

4.5 检测装置 21

5  直流伺服电机驱动电路设计 23

5.1 总体方案概述 23

5.2 H桥驱动原理 23

5.3 PWM原理 24

5.4 H桥驱动电路设计 25

5.5 自举驱动电路 26

5.6 脉宽信号产生电路 29

6  结论 31

谢  辞 32

参考文献 33

附  录 34