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数控回转工作台设计毕业设计

1 概要

1.1 前言

1.1.1 数控回转工作台的介绍

数控机床是一种高效率的加工设备，当零件被装夹在工作台上以后，为了尽可能完成较多工艺内容，除了要求机床有沿X、Y、Z三个坐标轴的直线运动之外，还要求工作台在圆周方向有进给运动和分度运动。这些运动通常用回转工作台实现。

a、数控回转工作台的主要功能有两个：一是实现工作台的进给分度运动，即在非切削时，装有工件的工作台在整个圆周进行分度旋转；二是实现工作台圆周方向的进给运动，即在进行切削时，与X、Y、Z三个坐标轴进行联动，加工复杂的空间曲面。

b、分度工作台只能完成分度运动，而不能实现圆周运动。由于结构上的原因，通常分度工作台的分度运动只限于完成规定的角度（如45°60°或90°等），即在需要分度时，按照数控系统的指令，将工作台及其工件回转规定的角度，以改变工件相对于主轴的位置，完成工件各表面的加工。

数控回转工作台在电火花线切割机床上的应用：

电火花线切割加工已广泛用于国防和民用的生产和科研工作中，用于加工各种难加工材料、复杂表面和有特殊要求的零件、刀具和模具。从工艺的可能性而言，现在的商品电火花线切割加工机床可分为三类：切割直壁二维型面的线切割加工工艺及机床；有斜度切割功能、可实现等锥角三维曲面切割工艺及机床；可实现变锥度、上下异形面切割工艺及机床。

上述X、Y和U、V四轴联动能切割上下异形截面的线切割机床，仍无法加工出螺旋表面、双曲面表面和正旋曲面等复杂表面。

如果增加一个数控回转工作台附件，工件装在用步进电机驱动的回转工作台上，采取数控移动和数控转动相结合的方式编程，用θ角方向的单步转动代替或着配合Y轴方向的单步移动，即可完成上述这些复杂曲面加工工艺。

1.1.2 电火花加工的产生和加工原理

电火花加工又称放电加工（electrical discharge machining, 简称EDM），在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。因加工时放电过程中可见到火花，故我国称之为电火花加工-《特种加工技术》。

电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时电腐蚀现象蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。

电腐蚀的主要原因是：电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到5000℃以上的温

度，足以使任何金属材料局部熔化、气化而被蚀除掉，形成凹坑。这样，人们在研究抗腐蚀办法的同时，开始研究利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工。

电火花线切割加工（wire cut EDM, 简称WEDM）是在电火花加工基础上于20世纪50年代末最早在前苏联发展起来的一种新的工艺形式，是用线状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割，有时简称线切割。它在国内外已获得广泛的应用，目前国内的线切割机床已占电加工机床的70％以上。

电火花线切割加工的基本原理是利用移动的细金属导丝作电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。

图1-1 电火花线切割原理

1.1.3 电火花线切割加工的现状与发展

根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为两大类：一类是双向快走丝（或称高速走丝）电火花线切割机床（WEDM—HS），这类机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s，这是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式，其特点是机床结构简单、价格便宜、但性能稍差；另一类是单向慢走丝（或称低速走丝）电火花线切割机床（WEDM—LS），这类机床的电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，这是国外生产和使用的主要机种，我国也已生产和逐步更快的采用慢走丝机床。

随着零件及精密模具技术要求的不断提高，对电火花线切割加工高效、精密、完整性的要求也愈来愈高。在切割速度计切割精度方面，自本世纪初国内“中走丝”（具有多次切割功能的高速走丝机床）机床被成功应用于模具加工来，对国产高速走丝电火花切割机传加工指标产生了巨大的推动作用，采用复合工作液的条件下，第一次切割最高平均效率已超过200mm2/min，在4次切割平均切割效率大于50mm2/min，条件下表面粗糙度达到Ra<0.8μm。

但从放电加工机理方面考虑,“中走丝”也暴露出一些对于切割效率、精度及表面完整性而

言难以克服的问题。在切割效率及精度似乎又进入了一个瓶颈阶段，在表面完整性研究方面，由于表面完整性对工件的使用性能，如耐用性、耐磨性、疲劳强度、高温持久强度、耐腐蚀性等有重大影响。为了使电火花线切割加工工艺接近精密磨削的水平，并满足长寿命精密模具和苛刻使用条件下零件的质量要求，国外对低速走丝线切割切割机理及工艺已经进行了长久的研究，并提出了“表面完整线切割”的概念，而我国的HSWEDM在此领域的研究几乎还处于空白状态。

虽然国外一些发达国家的电火花线切割加工机床自动化程度高，功能多，加工质量好，但这些先进的机床价格昂贵，国内一般企业买不起。而结构简单，价格低廉的国产高速走丝电火花线切割机床在相当长的时期内仍然是模具制造、新特材料及复杂曲面零件加工的重要设备。因此进一步研究高速走丝线切割加工技术，扩大其加工工艺范围，不仅具有重要的理论意义，而且具有显著的经济和社会效益。

1.1.4 复杂直纹曲面的加工方法

所谓直纹面就是由一族连续变动的直线构成的曲面。直纹面加工在航空零件、模具制造加工中有着广泛应用。电火花线切割多轴联动加工系统是为了实现复杂曲面加工而研制的数控系统。目前，4轴联动数控电火花线切割机已具备加工复杂直纹面的能力-《复杂型面摸具线切割加工新技术研究》。

国产的数控线切割机床，其工作台一般都是按直角坐标系设计的，适合于加工二维图形的工件。如果设想改变现有国产线切割机床工作台的坐标设置，即由原来的X + Y工作台转换成A (绕X 轴转动) + C (绕Z 轴转动)或B (绕Y 轴转动) + C，或X + C，或它们之间的其它组合形式。这样仍然是两轴联动控制，但是可以加工出复杂的直纹曲面。

编程的基本思想是：在加工过程中, 工件绕Z 轴的转动(C)和工件绕X 轴的摆动(A )之间协调配合, 使工件下端圆周切于摆动轴中心, 而电极丝过相切点, 工件上端电极丝则沿所需要之图形切割。在图1-2中, 工件上端为正六边形, 下端为圆。所以, 程序的编制应保证工件绕OX 轴摆动和绕 Z 轴转动时, 电极丝下端通过切点, 而其上端则沿正六边形移动。

图1-2电火花加工方法

知道了复杂型面线切割加工的运动形式后，可以通过建立数学模型进一步分析复杂性面零件线切割加工的运动规律。

如果在数控高速走丝电火花线切割机床上增加一个数控回转工作台附件，工件装在数控回转工作台上，采用数控移动和数控转动相结合方式编程，用θ角方向的单步转动来代替y轴方向的单步移动，即可完成图1-5零件的加工工艺。

图1-3 电火花线切割加工复杂型面

如果采取数控转动和数控摆动相结合或两个数控摆动相结合的方式编程，采用更为先进的软件控制系统，一个使工件旋转，另外一个使工件摆动，即可用于加工有锥度（斜度可大30°）、两端之间平滑过渡三维型面模具，如大端为正圆，小端为正六边形等三维斜壁的拉丝模具（如图1-6）。

图1-6 下圆上六方三维斜壁模具

1.2 设计任务与要求

在现有的两坐标联动数控电火花线切割机床的工作台上再设计一个具有两个旋转自由度的数控回转工作台，将其安装在原有的工作台上，与原有的工作台成为一个整体，成为一个多自由度的回转工作台，再通过对数控系统的升级（不属于此题范畴），使该机床成为五坐标联动的数控机床。

这样的回转数控工作台不仅可以沿X、Y、方向作平行移动，在A、B两轴能同时运动，且能随时停止，在A、B两轴上均可在一定角度内连续转动。不仅可以加工简单的直面、斜面、圆

弧面，还可适应更大的斜面（锥度）和更复杂的直纹曲面零件的加工。

传统的电火花线切割机床的两轴平移坐标工作台以及偏移式丝架、双坐标联动装置的配合也只能加工出上下异性界面形状的零件，仍然无法加工出复杂表面，因此在直线进给运动上叠加回转或者摆动进给运动使之成为多轴联动数控机床。

课题的主要任务（需附有技术指标分析）：

1、确定总体方案；

2、进行必要的匹配计算，选择适当的元器件；

3、机械部分总体设计（装配图A0 1张）;

4、零件设计，绘制零件图若干（折合2张A0图纸）；

5、编写设计说明书1份。

1.3 设计过程

第1-2周：熟悉设计任务，收集，调研

第 3 周：方案论证，作开题报告

第4-6周：总体设计

第7-10周：零、部件设计

第11-13周：撰写说明书

第14周：其他：包括翻译和其他工作

2 工作台设计方案及其分析

2.1 数控电火花线切割机床的机构组成及其作用

机床本体由床身、坐标工作台、运丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等几部分组成。

（1）床身部分：

床身一般为铸件，是坐标工作台、绕丝机构及丝架的支承和固定基础。

（2）坐标工作台部分：

电火花线切割机床最终都是通过坐标工作台与电极丝的相对运动来完成对零件加工的。

（3）走丝机构：

使电极丝以一定的速度运动并保持一定的张力。

（4）锥度切割装置：

（a）偏移式丝架：主要用在高速走丝线切割机床上实现锥度切割。

（b）双坐标联动装置：在低速走丝线切割机床上广泛采用，可以实现上下异形截面的加工。

2.2、传动方案的确定

图2-1 回转工作台原理图

由于现有XY坐标工作台电火花线切割机床通过可以实现在XY平面内的曲线切割，因此不需要在Z轴实现回转运动，所以为了实现更多的加工工艺，且考虑到电火花切割时电极丝只能沿Z轴垂直方向，不能有较大的偏移角度，工作台亦不能A、B两轴进行360°的回转运动，否则会造成工作台本身与电极丝发生干涉，破坏工作台机构，因此本设计中采用A、B两轴在一定角度内连续摆动运动。

两轴摆动可联动，也可独立运动，配合已有工作台X、Y轴方向的平移，再通过对数控系统的升级（不属于此题范畴），使该机床成为多坐标联动的数控机床，来完成对复杂直纹曲面的加工。

2.2.1 A轴结构确定

A轴摆动机构采用悬臂式结构，即比B轴少一个支撑座。其运动由交流伺服电机驱动圆柱齿轮传动，带动涡轮蜗杆系统，使工作台实现在A轴内±30°的连续摆动。涡轮蜗杆传动平稳，振动，冲击和噪声均较小，能以单级传动获得较大的传动比，机构紧凑，且当螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时蜗杆传动便具有自锁性，有利于实现回转工作台所要求的分度和锁紧的实现，故选用涡轮蜗杆传动。

当数控工作台接到数控系统的指令后，首先松开运动部分的涡轮加紧装置，同时电机解除自锁，然后启动交流伺服电机，按数控指令确定工作台的回转方向，回转速度及回转角度大小等参数。

因为是涡轮蜗杆传动与分度，所以停位不受限，并不像端齿分度盘一样，只能分度固定的角度的整数倍（5°、10°、15°等），而且偏转范围大，能加工任何角度与倾斜度的孔与表面。齿的侧隙是靠齿轮制造精度和安装精度来保持，大齿轮的支撑轴与蜗杆轴做成一个轴这种连接方式能增大连接的刚度和精度，更能减少功率的损耗。

本设计属于开环数控回转工作台，旋转编码器与交流伺服电机和支撑座的尾端连接，能将旋转后的位置准确的反馈回系统。

设计中应主要减少A轴在X轴方向上的结构尺寸，以减少非加工范围造成的X轴无效行程，并使机构尺寸不会超出工作台范围。同时降低工作台的高度以增大工件的加工厚度，避免A轴机构高度超出丝架的跨度产生运动干涉。

2.2.2 B轴结构确定

B轴工作原理与A轴相同，主要零件类型相同，只是采用两个支撑座以固定安装在XY坐标工作台上，其左支撑座只起到支承作用，只要零件位于右支撑座内。由于B轴位于Y轴工作台上，其尺寸只要不超出Y轴工作台长度即可，因此应只要减少B轴在Y轴方向上的结构尺寸，以减小实际影响Y轴加工范围的机构尺寸。

2.2.3 回转工作台的锁紧原理

在A、B两轴摆动结构中，虽然蜗杆传动具有自锁性能，但是考虑到加工方式的要求和A 轴的特殊结构，因此，首先采用伺服电机的自锁实现对机构静止时的锁定，同时采用在摆动轴涡轮轮毂上使用油压环抱式锁紧装置，以大面积的缩进摆动部分，锁紧时圆周表面紧密配合，减少了盘面压力不稳定的起伏，所以具有高刚性和耐重切削的特性。

油压环抱式锁紧装置是由一个薄壁套筒套在涡轮的轮毂上，当套筒内通高压油后，薄壁套筒径向变形，抱紧轮毂。薄壁套筒通过两端的凸缘被固定在箱体上。涡轮被抱紧，与涡轮通轴并固连的大齿轮和右支座轴也被固定，这就意味着回转至某一角度的工作台和B轴机构被夹紧、固定。这对圆锥面、斜面等直纹面的切削、倾斜孔加工会大幅度提高加工系统的刚性，明显提高机床耐重切削的能力-。

锁紧力计算：

输入油压20MPa，锁住面积：油压环长20mm，保守估计80％接触。

则接触面积：

S=πdl80％=π x 66.4 x 20 x 80％=3335.9mm2（2-1）锁紧力：

F=psμ = 20 x 3335.9 x 0.2 =13343.6N（2-2）锁紧力矩：

T=FR = 13343.6 x 33.2 x 10-3=443N2m （2-3）2.2.4 回转工作台的润滑与密封

因为两轴摆动机构有较大的摆动角度，所以虽然涡轮蜗杆及齿轮传动都是在箱体内，涡轮蜗杆顶面都里箱底有较大的距离，也不能采用常规的甩油润滑。再者箱盖与箱座之间不能有很好的密封，且在倾斜时会将存于箱底的油与齿轮顶脱离接触，没法再甩油。

所以应选用循环喷油润滑。但在装配时轴承部分要先填好润滑脂，以免长时间得不到润滑而降低使用寿命。

喷油润滑的好处非常多，可以冲掉传动过程中齿轮啮合区的磨粒、减少磨损、延长使用寿命、对涡轮蜗杆进行很好的冷却与润滑等。

右支撑座采用常规的齿轮-蜗杆减速器密封方法，各轴承端采用油润滑和橡胶圈密封，与B 轴机构连接的轴承段采用橡胶圈密封。

对于左端支撑，采用齿轮减速器的密封方法，各轴承端采用油润滑和橡胶圈密封。

2.3 回转工作台的组成

A、B两轴摆动机构均由交流伺服电机、联轴器、输入轴、高速级小齿轮、高速级大齿轮、中间轴、低速级小齿轮、低速级大齿轮、蜗杆轴、涡轮、涡轮等组成。

B轴：

B轴机构由两个支撑座构成，左支撑座只起支撑作用，传动零件均位于右支撑座内。主要

有一级齿轮减速器和一对涡轮蜗杆传动组成。伺服电机驱动一级齿轮减速器传动，齿轮减速器通过蜗杆轴带动涡轮蜗杆传动，涡轮安装在支承轴上，支承轴与A轴机构箱体螺栓连接，在保证螺栓连接可以安装的同时应尽量减少机构尺寸，以上零件均位于右支撑座内。

A轴：

伺服电机驱动一级齿轮减速器传动，一级齿轮采用垂直方向安装，以减小A轴运动时的极限范围，但应保证对电火花机床工作台尺寸高丝架跨度的要求，扩大可使用的机床范围。

A轴传动零件与B轴右支撑座相同，伺服电机驱动一级齿轮减速器传动，齿轮减速器通过蜗杆轴带动涡轮蜗杆传动，涡轮安装在输出轴上，输出轴与工作台采用螺栓连接，在保证螺栓连接可以安装的同时应尽量减少机构尺寸。

2.4 主要参数

回转角度：±30°

最大回转半径：300mm

最大承载重量：100kg

脉冲当量：0.001°

电动机步距角：0.5°

2.5 回转工作台的传动精度对工艺指标的影响

数控机床中常见的反应式步进电机的步距角一般为0.5°～3°。步距角越小，数控机床的控制精度越高。

步进电机进给系统的脉冲当量一般取为0.01mm或0.001°，这时脉冲位移的分辨率和精度较高，但是由于进给速度v=60fδ(mm/min)或ω=60 fδ(min﹣1)，在同样的最高工作频率?时δ越小，则最大进给速度之值也越小。

步进电动机的进给系统使用齿轮传动，不仅是为了求得必需的脉冲当量，而且还满足结构要求和增大转矩的作用。

在数控机床仅给系统中，考虑惯量、转矩或脉冲当量的要求，必须进行减速的情况下，采用齿轮传动。减速齿轮的齿侧间隙使换向后运动滞后于指令信号，造成开环或闭环伺服进给系统的死区误差，影响定位精度。为了消除齿隙并增强刚性，应采用各种具有消隙或预紧措施的齿轮副。

在数控机床中，分度工作台、数控回转工作台都广泛采用涡轮蜗杆传动。蜗轮副的啮合侧隙对其分度定位精度影响最大，因此消除蜗轮副的侧隙就成为数控回转工作台的关键问题。

一般在要求连续精度分度的机构中或为了避免传动机构因承受脉动载荷而引起扭转的场合往往采用双螺距渐厚蜗杆，以便调整啮合侧隙到最小限度。

双螺距渐厚蜗杆与普通蜗杆的区别是：双螺距渐厚蜗杆齿的左、右两侧面具有不同的齿距；而同一侧面的齿距则是相等的。

双螺距渐厚蜗杆副的啮合原理与一般蜗杆副啮合原理相同，蜗杆的轴向截面仍相当于基本齿条，涡轮则相当于同它啮合的齿轮。由于蜗杆齿左、右两侧面具有不同齿距，即左、右两侧面具有不同的模数，因而同一侧的齿距相同，故没有破坏啮合条件。

双螺距渐厚蜗杆传动的公称模数m可看成普通蜗轮副的轴向模数，一般等于左、右齿面模数的平均值。此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的啮合。因此可用轴向移动蜗杆的方法来消除蜗杆与涡轮的齿侧隙-《数控回转工作台的原理和设计》。

3 主要零件的设计

3.1 工作台外形尺寸及重量计算

工作台最大承重：100kg，回转半径：300mm。

由《机械零件手册》查得，工作台材料为45钢，采用淬火提高钢的硬度和强度极限，但由于淬火会引起内应力，使钢变脆，所以工作台淬火后必须回火，以消除内应力。对于工作台连接处，采用焊接处理。其结构如图3-1：

图3-1 工作台结构

工作台尺寸：B=200mm，L=300mm，H=360mm，R1=60mm，r=30mm,m=30mm,n=30mm,a=40mm 工作台通过螺钉与涡轮输出轴连接，连接处进行喷砂处理增大表面摩擦力。螺钉受横向载荷和转矩，当采用螺钉与孔壁间留有间隙的普通螺钉连接时，靠连接预紧后在结合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷。

取螺钉直径10mm，数目4根

由《机械设计》查得，螺钉预紧力为

受横向载荷：

(3-1)

受转矩：F1= K S2T / 4fr = 1.2 x 1210 x 0.3/0.5 x 4 x 0.04 =5440N (3-2)选择螺栓材料为Q235，性能等级为4.6的螺栓，有《机械设计》查得材料屈服极限为240MPa，安全系数为1.5，故螺栓材料取用应力[ζ]=160 MPa。

求得螺栓危险截面的直径（螺纹小径d1）为：

τd 1 = （4 x 1.3 x F/π[ζ] ）ˉ3= {[4 x 1.3 x(5440+1210/4)]/ π[ζ] }=7.713mm (3-3) 按粗牙普通螺纹标准，选用螺纹公称直径为d=10 mm 。

矩形截面梁的弯曲应力沿截面高度按二次抛物线规律分布在中性轴处弯曲切应力最大。由

(3-4)

可知工作台可用，工作台中21Kg 。

3.2 步进电机的选用及运动参数的计算

已知脉冲当量为0.001°，电机步距角为0.5°,工作台转速为6r/min 。工作台扭矩为：

T=FL=121.05 x10x0.3=363 N 2m (3-5)

A 轴机构重量小于121Kg,

B 轴所受扭矩为：

T=FL<（121.05+100）x10x0.2=444N 2m (3-6)

工作台转动所需功率为202.5W,A 轴机构回转所需功率为700W ，所以两个轴的伺服电机采用不同的电机，但主要零件设计方法形同，B 轴机构伺服电机选用1000W 。

此处仅以A 轴机构主要零件设计为例，由《数控机床系统设计》知，总传动比为： i 0=α/δ=0.5/0.001=500 (3-7)

总传动效率为：

ηα=η

轴承2η齿轮2η涡轮、杆2η联轴器

=0.98x0.97x0.8x0.99=0.75 (3-8)

参考《机电传动控制》，伺服步进电机额定功率为

(3-9)

选定伺服电机参数为：

电机型号：ACM604 额定电压：220V 额定功率：400W 额定力矩：1.27N 2m 额定转速：3000r/min 电机总长:127.8mm

电机安装直径:70mm 电机重量:1.48Kg

电机轴直径:14mm 伸出轴长度：30mm 磁对极:4

编码器:2500

由于A、B两轴摆动机构输出轴的扭矩和回转时所需的功率相同，且电机的输出扭矩和功率均选择的较大，因此可以用相同的零件，只是部件的装配结构有一些差别。

分配传动比时，考虑到应使各级传动件尺寸协调，结构匀称合理，尽量使传动装置外廓尺寸紧凑，重量较小，所以涡轮蜗杆的传动比应尽量小以减少涡轮的直径，查《机械设计》蜗杆传动比取62。

为了减少齿轮副的尺寸，避免大齿轮很大，小齿轮很小的情况，齿轮传动比应该取小一些，以使齿轮减速器部分的结构紧凑，减少总体结构尺寸。

则齿轮总传动比为：

i=500/62 = 8.065

各轴转速：

Ⅰ轴n1=n m=3000 r/min

Ⅱ轴n2=n1/i1=3000/8.065=372 r/min

Ⅲ轴n3=n2/i2=372/62=6 r/min

各轴输入功率：

P1=400x0.98x0.99=388.08 W

P2= P12η12=388.08x0.98x0.97=368.91 W

P3=368.91x0.98x0.8=289.2 W

各轴输出功率：

P1′= P1x0.98=380.32 W

P2′= P2x0.98=361.53 W

P3′= P3x0.98=283.416 W

各轴输入转矩：

T d=1.27 N2m

T1= T d2n1=1.27x0.99x0.98 = 1.232 N2m

T2= T12n2=1.232x0.99x0.98x8.065 = 9.45 N2m

T3= T22n3=9.45x0.99x0.8x62 = 459.17 N2m

各轴输出转矩：

T1′= T1x0.98 = 1.207 N2m

T2′= T2x0.98 = 9.261 N2m

T3′= T3x0.98 = 450 N2m

3.3 齿轮传动的设计、主要参数和几何尺寸

已知齿轮副的传动比为8.065，输入转矩为1.232 N2m，小齿轮转速为3000r/min，设定工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，机构工作平稳，正反转。

齿轮毛坯采用锻造毛坯，先切齿，后表面硬化处理，最后进行精加工，淬火并渗氮处理。斜齿轮优点：

（1）啮合性能好，在斜齿轮轮齿的接触线为与齿轮轴线倾斜的直线，轮齿开始啮合和脱离啮合都是逐渐的，因而传动平稳、噪声小，同时这种啮合方式也减小了制造误差对传动的影响；

（2）重合度大，可以降低每对轮齿的载荷，从而相对的提高了齿轮的承载能力，延长了齿轮的使用寿命，并使传动平稳；

（3）斜齿标准齿轮不产生根切的最少齿数较直齿轮着少，因此，采用斜齿轮传动可以得到更为紧凑的机构。

由于齿轮副转速不高，故选用7级精度（GB10095-88）。

材料选择：选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差40HBS。

选小齿轮齿数=20，大齿轮齿数Z2=20x8.065=161.3，取162

按齿面接触强度设计：

由设计计算公式进行试算，即

（3-10）

确定公式内的各计算数值：

试选载荷系数Kt=1.6，小齿轮传递的转矩为1.232 N2m。

选取齿宽系数=1，

查《齿轮手册》的材料的弹性影响系数Z E=189.8MPa。

按齿面硬度查《机械设计》得小齿轮的接触疲劳强度极限ζHlim1=600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限ζHlim2=550MPa。

计算应力循环次数：

N1=60n1jL h=60x3000x1x(2x8x300x15)=1.296x1010 (3-11)

N2=1.296x1010/8.065=1.607x109 (3-12) 取接触疲劳寿命系数K HN1=0.85；K HN2=0.92。

取失效概率为1﹪，安全系数S=1.2，得

［ζH］1= K HN12ζHlim1/S=0.85x600/1.2 MPa=425 MPa (3-13)

［ζH］2= K HN22ζHlim2/S=0.92x550/1.2 MPa=421.67 MPa (3-14)则许用接触应力:

［ζH］=（［ζH］1+［ζH］2）／2=423.3 MPa (3-15) 选取区域系数Z H=2.433，

查的1=0.78，εα2=0.87，则εα=εα1+εα2=1.65。

试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得d1t = 14.8 mm 计算圆周速度:

v=πd1t n1/60x1000=3.14x14.8x3000/60x1000=2.324 m/s (3-16)计算尺宽b及模数m

b=Фd d1t=1x14.8=14.8 mm (3-17)

m nt=d1t cosβ/Z1=0.718 (3-18)

h=2.25m nt =2.25x0.718=1.616 mm (3-19)

b/h=14.8/1.616=9.16 (3-20)

计算纵向重合度:

εβ=0.318Фd Z

1tanβ=0.318x1x20xtan14°=1.586 (3-21)

计算载荷系数K：

已知使用系数K A=1，根据v=2.324 m/s,7级精度，查得动载系数Kv =1.11；

查得K Hβ=1.42；

查得K Fβ=1.35, K Hα= K Fα=1.4.

故载荷系数：

K=K A KvK HαK Fβ=1x1.11x1.4x1.42=2.21 (3-22)

按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径得：

(3-23)

m n=d1cosβ/ Z1=0.801 (3-24)

按齿根弯曲强度设计：

(3-25)

计算载荷系数： K = K A Kv K FαK Fβ =1 x 1.11 x 1.4 x 1.35 =2.10

εβ = 1.586，查得螺旋角影响系数Yβ = 0.88。

根据纵向重合度

计算当量齿数：

Z V1 = Z1/ cos3β = 20 / cos314°= 21.894 (3-26)

Z V2 = Z2/ cos3β = 162 / cos314°= 177.34 (3-27)查得齿形系数：Y Fa1 = 2.73 , Y Fa2 = 2.11

查得应力校正系数： = 1.565 , Y Sa2 = 1.85

查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限= 500 MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限ζFE1 = 380 MPa；取弯曲疲劳寿命系数 K FN1= 0.85，K FN1= 0.88。

取弯曲疲劳安全系数S=1.4 ，得：

[ζF]1 = K FN1ζFE1 / S = 0.85 x 500/1.4 =303.57 MPa (3-28)

[ζF]1 = K FN2ζFE2 / S = 0.88 x 380/1.4 =238.86 MPa (3-29)由：

Y Fa1 Y Sa1/[ζF]1 = 0.01407 ，Y Fa2 Y Sa2/[ζF]2 = 0.01634，大齿轮的数值大。

则有公式3-25计算：

m n≥0.6

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，

由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定

的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算得的模数并圆整为标准值1。

取m=1

计算齿数：

Z1=d1cosβ/m=16(3-30)取Z1=16，则Z2=8.065x16=129.04，取130。

几何尺寸计算：

计算中心距：

a=( Z1+Z2)m n/2cosβ=(16+130)x1/2cos14°=75.2 mm (3-31) 按圆整后的中心距修正螺旋角：

β=arcos(Z1+Z2)m n/2a=13.9°(3-32)因β值改变不多，故参数εα、Kβ、Z H等不必修改。

计算小齿轮、大齿轮的分度圆直径：

d1= Z1m n/cosβ=16x1/cos13.9°=16.5 mm (3-33)

d2= Z2m n/cosβ=130x1/cos13.9°=133.9 mm (3-34) 计算齿轮宽度：

b=Фd d1=16.5 mm (3-35) 圆整后取B2=20 mm,B1=25 mm。

计算中所所选取的参数以及查得的参数均参考《机械设计》第十章齿轮传动中所列出

的图表。

大齿轮齿顶圆直径小于160mm，根据动力参数，几何尺寸，以及箱体条件和整体装配

的限制，结合生产加工方式与工艺水平，故以选用腹板式结构为宜，齿轮与轴采用平键连接。

在工作条件完全相同的情况下，采用斜齿轮传动可比直齿轮传动获得较小的传动几何

尺寸，也就是说，斜齿轮传动比直齿轮传动具有较大的承载能力。

主要参数：

1.齿形角α=20°

2.齿顶高系数h a*=1

3.顶隙系数c*=0.25

4.模数m=1

5.分度圆螺旋角β=13.9°

几何尺寸：

1.分度圆直径d1=16.5 mm d2=133.9 mm

2.齿距p=

3.14mm

3.齿顶高h a=1 mm

4.齿根高h f=1.25 mm

5.齿顶圆直径d a1=18.5 mm d a1=135.9 mm

6.齿根圆直径d f1=14 mm d f1=131.4 mm

7.全齿高h=2.25 mm

8.基圆直径d b1=15.5 mm d b2=129.92 mm

由于A、B两轴机构的伺服电机相同，系统总传动比相同，各分配比也相同，同时满

足两轴的需要，因此两轴采用相同的齿轮副传动。

3.4 蜗杆与涡轮的设计、主要参数和几何尺寸

已知输入扭矩为9.45 N2m，作用在涡轮上的扭矩为459.17 N2m，蜗杆转速为372r/min，传动比为62，工作载荷较稳定，但有不大的冲击，要求寿命为12000h。

根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆。

考虑到蜗杆传动的功率不大，速度较小，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HBS。涡轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而齿芯用灰铸铁HT100制造。

按齿面接触疲劳强度进行计算：

根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。

传动中心距为：

(3-36)

取Z1=1，估取效率η=0.8，

确定载荷系数K：

因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数Kβ=1，选取使用系数K A=1.15，由于转速不高，冲击不大，可取动载系数K V=1.05，则

K=K A KβK V=.15x1x1.05≈1.21 （3-37）确定弹性影响系数Z E

因选用的是铸锡磷青铜涡轮和蜗杆相配，故Z E=160MPa? 。

确定接触系数Zρ

先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值为0.40，可查得Zρ=2.75。

确定许用接触应力：

根据蜗杆材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC，可查得涡轮的基本许用应力[ζH]′=268 MPa。

应力循环次数为

N=60jn2L h=60x1x6x12000=4.32x106（3-38）寿命系数：

（3-39）

则

[ζH] =K HN2[ζH]′=0.81 x 268 =217.08 MPa （3-40）计算中心距：a ≥106.67 mm

取中心距a = 160 mm ，因i = 62 ，故去模数m = 4 mm ,蜗杆分度圆直径d1=71 mm 。

这时d1/a = 0.451 ，可查得接触系数Z′ρ=2.65，因为Z′ρ

蜗杆与涡轮的主要参数与几何尺寸

蜗杆：

轴向齿距p a = 12.56 mm ；直径系数q =17.75；齿顶圆直径d a1 = 79 mm；齿

根圆直径d f1 = 61.4 mm；分度圆导程角γ= 3°13′28″,蜗杆传动具有自锁性能；蜗杆轴

向齿厚s a = 6.28 mm。

涡轮：

涡轮齿数Z2 = 62；变位系数x2 = +0.125；

涡轮分度圆直径d2=m Z2=62x4=248 mm

涡轮喉圆直径d a2 =248 + 2 x4x(1+0.125) = 257 mm

涡轮齿根圆直径d f2 =248-2x4x(1-0.125+0.2)= 239.4 mm

涡轮咽喉母圆半径r g2 = a – 0.5d a2 = 31.5 mm

涡轮采用螺栓连接式结构。

校核齿根弯曲疲劳强度：

（3-41）当量齿数:

Z V2= Z2/cos3γ=62/ cos33°13′28″=62.27 （3-42）根据x2 = +0.125，Z V2=62.27，可查得齿形系数Y Fa2= 2.25

螺旋角系数：

Yβ= 1-γ/140°=0.9779 （3-43）许用弯曲应力：

[ζF]=[ζF]′2K FN

查得由ZCuSn10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力[ζF]′=56 MPa 。

寿命系数

（3-44）[ζF] = 56 x 0.85=47.6 MPa

ζF =(1.53x1.21x459.17x103)/71x248x4= 26.56 MPa

弯曲强度是满足的。

精度等级公差和表面粗糙度的确定：

考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T 10089-1988圆

柱蜗杆、涡轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T 10089-1988。

然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度。

热平衡核算：

蜗杆传动由于效率低，所以工作时发热量大。

在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，

从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。

所以，必须根据单位时间内的发热量Φ1等于同时间内的散热量Φ2的条件进行热平

衡计算，以保证油温稳定地处于规定的范围内。

由于摩擦损耗的功率P f =P（1-η），

则产生的热流量为：

Φ1 =1000 P（1-η）=54.988 W （3-45）取箱体的表面传热系数αd=10，内表面能被润滑油所飞溅到，而外表面有可为周围空

气所冷却的箱体表面面积S=0.128m2,周围空气的温度t a=20℃。

以自然冷却方式，从箱体外壁散发到周围空气中的热流量

Φ2=αd S (t0-t a) （3-46）按热平衡条件，可求得在既定工作条件下的油温：

t0= t a +Φ1/αd S =62.2℃（3-47）由于t0< 80℃ ,满足工作要求。

验算效率：

η=（0.95～0.96）tanγ/tan(γ+φ V) （3-48）

已知γ= 3°13′28″=3.1°；φ V =arctan?V；?V与相对滑动速度V S有关。

V S = πd1n1/60x1000cosγ=1.38 m/s （3-49）查得?V= 0.04，φ V =2.1°；

代入式中得η=0.6。

3.5 轴的设计与校核

由于机构轴类零件较多，且A、B两轴的主要零件相同，本处只列出其中一部分轴的设

计与校核过程。

齿轮轴：

齿轮的功率为P=388.08 W，转速为n=3000 r/min，转矩为T=1.232 N2m。

作用在齿轮上的力：

因已知高速级小齿轮分度圆直径为d=38 mm，而：

F t = 2T/d = 2 x 1232/38 = 64.85 N （3-53）

Fr = F t tanαn /cosβ = 64.85 x tan20°/cos14°= 24.33 N （3-54） Fa = F t tanβ= 64.85x tan14°= 16.17 N （3-55）圆周力F t，径向力Fr及轴向力Fa的方向如图3-3所示。

初步确定轴的最小直径：

选取轴的材料为45钢，调质处理。取A0 = 112，于是得：

（3-56）

齿轮轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径dⅠ-Ⅱ。

为了使所选的轴直径dⅠ-Ⅱ与联轴器的孔径相适应，故需选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩T ca = K A2T3 ,考虑到转矩变化，故取K A = 2.3，则

T ca = K A2T3 =2.3 x 1232 N2mm = 2.8336x103 N2mm （3-57）按照计算转矩T ca应小于联轴器公称转矩的条件，同时考虑到电机伸出轴直径为14mm，查标准GB/T 5014-2003 或《机械零件手册》，选用YLD1行刚性联轴器J1J2型。

其公称转矩为10 N2m。半联轴器的孔径为d1 =14 mm，d2 =10 mm，

故取dⅠ-Ⅱ = 10 mm，

半联轴器长度L=47 mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L=22 mm。

轴的结构设计：

数控回转工作台的设计

引言对数控回转工作台的设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化、综合化。培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的能力，提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技能。培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是： 1．在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力； 3．在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。

xy数控工作台课程设计

X-Y 数控工作台课程设计一、总体方案设计 1.1 设计任务题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的X —Y 数控工作台，主要参数如下：（1）工作台面尺寸C ×B ×H ＝185mm ×195mm ×27mm ；（2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝385mm ×385mm ×235mm ；（3）工作台加工范围X=115mm Y=115mm ；（4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm 、脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ；（5）负载重量G=235N ；（6）工作台空载最快移动速度为3m/min ；工作台进给最快移动速度为1m/min 。（7）立铣刀的最大直径d=20mm ；（8）立铣刀齿数Z=3；（9）最大铣削宽度20e a mm ；

（10）最大被吃刀量10p a mm 。 1．2总体方案的确定图1-1 系统总体框图（1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小，定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 ② 丝杠螺母副的选择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，要满足0.005mm 的脉冲当量和±0.01mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、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，而且滚珠丝杠已经系列化，选用非常方便，有利于提高开发效率。 ③ 减速装置的选择选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输

双轴数控回转工作台毕业设计

三江学院本科生毕业设计（论文）题目双轴数控回转工作台设计高职院（系）机械制造及自动化专业学生姓名陶轶晟学号 G085152013 指导教师王志斌职称起讫日期

目录摘要 (3) 绪论 (4) 第一章数控回转工作台 1.1 数控回转的介绍 1．1 数控回转工作台的原理 (6) 1．2设计准则 (10) 第二章双轴工作台的总体的方案 2．1 样本的选择 (11) 2．2 双轴的工作台方案拟定 (12) 第三章双轴工作台的主要零件的设计 3．1 底板 (14) 3．2 定心轴 (14) 3．3 轴承的选用 (15) 3．4 为何回转台要用蜗轮副传动 (17) 注意事项 (22) 结论 (23) 参考材料 (24) 致谢 (25)

数控车床今后将向中高档发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架。兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，预计近年来对数控刀架需求量奖大大增加。但是数控回转工作台更有发展前途，它是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台，它常被使用于卧式的镗床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工艺，它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧，是一种很实用的加工工具。本课题主要介绍了它的原理和机械结构的设计，不对以上部分运用AUTOCAD作图，最后是对数控工作台提出的一点建议。关键词：数控回转工作台齿轮传动蜗杆传动间隙消除蜗轮加紧

毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。从生产的第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位的基本训练，通过毕业设计，可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员的过渡。使学生进一步巩固和加深对所学的知识，使之系统化，综合化。培养学生独立工作、独立思考和综合所学知识的技能，提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，从而扩大、深化所学的专业知识和技能。培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、参阅文献、外文资料的阅读和翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段，树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦专研、勇于探索、具有创新意识和团队协作的工作作风。本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。

629 回转工作台设计

毕业论文（设计）论文（设计）题目：系别：机电系专业: 机电一体化完成时间: 目录一．毕业设计的目的 (3) 二．加工零件的分析……………………………………………… 三．加工工艺的编排与分析………………………………………

四．结构设计……………………………………………………… 五．各部件的计算与校核………………………………………… 六．整体的液压设计……………………………………………… 七．整体的电气控制设计………………………………………… 八．毕业设计总结………………………………………………… 九．主要参考资料………………………………………………… 一．毕业设计的目的毕业设计是学生综合运用所学过的基本理论，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，其主目的：（1）培养学生综合分析的解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学过的知识（2）培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。（3）培养学生正确使用技术资料，国家标准，有关手册图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。（4）培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，面向工作和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。

二．法兰盘加工的回转工作台设计（一）加工零件的分析如此法兰盘为一个式厂常用件，加工精度要求不太高，但年需求量较大。因此，加工此法兰盘时，首先，需要考虑的问题就是加工的生产效率。 1、采用通用机床夹加工此法兰盘时，加工的范围可以进行扩大，可以加工出一系列的法兰盘，但通用机床的调整时间较长，装央与拆卸工件的时间较工，使得法兰盘的加工效率无法进行提高。 2、专门化机床的工艺范围较窄，只能加工一尺寸范围内的某一类零件，完成某一种特定工序，但生产效率较通用的机床高。 3、专用机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序，但专用机床的加工效率是这三类机床中最高的。因此专用机床较为适用了加工此类法兰盘。 4、组合机床作为专用机床中的一种与通用机床的专门化机床相比较。（1）组合机床由 70-90％的通用零部件组成，可以缩短设计和制造周期，而且在需要的时候，还可以部分或全部改装。以组成适应新加工要求的设备就是说组合机床有重新改装的优越性，其通用零部件可以多次重复利用。（2）组合机床是按具体加工对象专门设计的，中以按最佳工艺方案进行加工。（3）在加工零件时，组合机床可以同时从几个方向采用多把刀具对几个工件进行加工，是实现集中工序，提高生产效率的最好途径，这也正是加工法兰盘所需要的。（4）组合机床是在工件一次装夹下用的轴实现多孔同时加工，有利保证各孔相互之间的精度要求，提高产品质量，减少了工件工序间的搬运，改善了劳动

X-Y双坐标数控工作台设计

本科毕业设计（论文）通过答辩目录绪论 (4) 第一章：总体方案设计 (4) 1.1 设计任务 (4) 1.2 总体方案确定 (6) 第二章：机械系统设计 (6) 2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (7) 2.2滚动导轨的参数确定 (8) 2.3 滚珠丝杠的设计计算 (11) 2.4 电机的选用 (14) 2.5 伺服电机惯性负载的计算 (15) 2.6 轴承的选用 (15) 2.7 轴承的类型 (15) 2.8 轴承调隙、配合及润滑 (15) 2.9 滚动轴承的密封装置 (16) 2.10 本章小结 (16) 第三章控制系统硬件设计 (16) 3.1 CPU板 (16) 3.2 驱动系统 (19) 3.3 传感器及软硬件设计 (20) 第四章控制系统软件设计 (25) 4.1 总体方案 (25) 4.2 主流程图 (25) 4.3 INT0中断服务流程图 (26) 4.4 INT1中断服务流程图 (27) 第五章参考文献 (20)

任务书班级：学号：姓名：题目：双坐标数控工作台设计（200×200）时间：2009年11月6日至2009年12月25日共6周要求：设计一台双坐标数控工作台并开发其控制、驱动系统，工作台行程200×200mm，台面尺寸160×320，俩坐标分辨率分别为δ=0.001mm/step,承受最大轴向载荷Fxmax=600N，Fymax=850N，最大移动速度Vxmax=Vmax=1m/min。（要求采用滚珠丝杠和滚动导轨，必要时增加减速机）具体任务： 1、确定总体方案，绘制系统组成框图1张（A2）； 2、进行必要的匹配计算，选择适当的元器件； 3、机械部分装配图1张（A0）； 4、数控系统控制电路设计，绘制电气原理图1张（A1或A0）； 5、编写设计说明书1份（不少于8000字）。班级：学生：指导教师：

数控回转工作台带全套CAD图纸

陕西国防工业职业技术学院 SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文题目水平回转工作台专业机电一体化班级机电3111班姓名罗小亮学号23311131 指导教师王刚

目录摘要 (3) 第一章绪论 (4) 1.1概述 (4) 1.2数控回转工作台的发展及展望 (4) 1.3数控回转工作台的原理 (5) 1.4 设计要求及主要参数 (6) 1.4.1设计准则 (6) 第二章数控回转工作台的结构设计 (6) 2.1设计工作台的基本要求 (8) 2.2数控回转工作台传动方案的选择 (9) 2.3电机的选择 (11) 2.3.1选择步进电机的注意事项 (11) 2.3.2电机的参数计算 (11) 2.4齿轮的设计 (12) 2.4.1齿轮材料确定 (12) 2.4.2齿轮强度计算 (12) 2.4.3尺寸计算 (12) 2.4.4齿轮结构设计 (14) 2.5蜗轮蜗杆设计 (15) 2.6蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (16) 2.7轴的校核与计算 (18)

2.8联轴器的选择 (19) 2.9输入轴的设计 (20) 2.10蜗杆轴的设计 (25) 2.11轴强度的校核 (28) 总结 (30) 参考文献 (32) 致谢 (33)

摘要数控机床在机械行业中扮演的角色越来越重要。特别是数控机床朝着大功率、高速度、高精度、高稳定性的方向发展，其可靠性已成为衡量其性能的重要指标。而数控回转工作台作为数控机床中不可或缺的部件，其精度已直接影响到机床的整体性能。为了提高效率，扩大机床制造范围，数控机床除了做三轴直线进给运动之外，通常还需要用数控回转工作台来做加工的圆周运动。由此来满足自动改变工件相对主轴的位置，让机床更好的对工件各个面的加工。配合数控系统的控制，数控回转工作台可以有效提高生产率，消除人为误差，提高加工精度。数控回转工作台主要是应用于数控铣床与数控镗床或加工中心，它主要是用于对板类、箱体等类似工件的不间断回转加工和多面加工。

数控回转工作台的的设计

《机电一体化系统设计》课程设计说明书题目数控回转工作台的设计机械工程学院机械电子工程专业机电1302班201302170225号学生姓名肖鹏飞. 指导教师刘军安陈小异. 完成日期2016年12月09日.

湖南工程学院机械工程系

湖南工程学院课程设计（论文）任务书设计题目：数控回转工作台机电系统设计姓名：肖鹏飞系别：机械工程专业：机械电子工程班级：1302 学号25 指导老师: 刘军安陈小异教研室主任谭季秋一、设计要求及任务 1．设计任务（1）总体设计（2）机械系统的设计与计算；（3）控制系统设计：采用51单片机或FX2N PLC控制，步进电机驱动，转角输入与显示；（4）编写设计说明书。 2．设计要求（1）正反旋转，回转角度0~360o；最大回转半径100mm, 最大承载重量20kg;工作台输出精度2mrad,具备自锁功能；（2）机械部分：A1装配图1张；（3）控制部分：硬件设计，程序设计。二、进度安排及完成时间 1．设计时间：三周，2015年12月14日至2016年01月1日。 2．进度安排第一周：布置设计任务，查阅资料，熟悉设计要求及任务，提出设计方案，进行设计。第二、三周：整理资料，撰写设计说明书，上交设计图纸、说明书（要求手写稿）。

目录绪论 (6) 第一章数控回转工作台的原理与应用 (7) 1.1 数控回转工作台 (7) 1.2 设计准则 (8) 1.3 主要技术参数 (8) 1.4 本章小结 (8) 第二章数控回转工作台的部分原理及结构设计 (9) 2.1 步进电机的原理 (9) 2.2 传动方案传动时应满足的要求 (9) 2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (10) 2.4 轴承的选用 (10) 2.5 轴承的游隙及轴上零件的调配 (11) 2.6滚动轴承的配合 (11) 2.7 滚动轴承的润滑 (11) 第三章控制系统设计 (12) 3.1 系统方案设计构成 (12) 3.2 单片机 (13) 3.3 光电耦合 (15) 3.4 环形分配器 (15) 3.5 功率放大器 (18) 3.6 程序 (20) 总结 (23)

数控机床工作台设计

目录一、前言 (3) 二、总体方案的确定 (5) 1、设计参数 (5) 2、初选步进电动机和丝杠 (5) 3、选定工作台尺寸 (6) 4、系统组成框图 (7) 三、机械部分的设计 (8) 1、传动系统等效转动惯量的计算 (8) 2、工作载荷分析与计算 (8) 3、进给工作台工作载荷计算 (9) 4、滚珠丝杠螺母副的选型与校核 (9) 5、导轨的选型和计算 (13) 6、驱动电动机的选用 (13) 四、数控系统的设计 (17) 1、硬件设计 (17) 2、步进电动机开环伺服原理 (18) 3、步进电动机的控制框图 (19) 4、软件程序设计 (20) 五、心得体会 (23) 六、参考书目 (23)

课程设计III 任务书要求：该工作台可安装在钻、铣床上用于钻孔或铣削加工。设计参数如下：Y方向的脉冲当量为：0.005㎜/STEP；最大钻孔直径10㎜，铣刀直径的D=20; 齿数为4；加工材料为碳钢；工作台行程范围是：500㎜X450㎜,；最大快速移动速度为：3M/MIN, 具体任务： 1、确定总方案，绘制系统组成图一张（A3） 2、机械部分设计计算，选择适当的元器件； 3、画出X-Y工作台外形图和Y向机械部分装配图一张(A0) 4、设计控制系统硬件电路,画出控制系统硬件电路图一张（A1） 5、编写设计说明书1分，（不少于8000）

前言设计目的数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节，学生学完技术基础课和专业课，特别是“数控技术及应用”课程后应用的，它是培养学生理论联系实际、解决实际问题能力的重要步骤。本课程设计是以机电一体化的典型课题---数控系统设计方案的拟定为主线，通过对数控系统设计总体方案的拟定、进给伺服系统机械部分设计，计算以及控制系统硬件电路的设计，使学生能够综合应用所学过的机械、电子和微机方面的知识，进行一次机电结合的全方面训练，从而培养学生具有初步设计计算的能力以及分析和处理生产过程中所遇到的问题的能力。设计要求课程设计是机床数控系统课程的十分重要实践环节之一。通过课程设计可以初步树立正确的设计思想，了解有关的工业政策，学会运用手册、标准、规范等资料；培养学生分析问题解决问题的实际能力，并在教师的指导下，系统地运用课程和选修课程的知识，独立完成规定的设计任务。课程设计的内容是改造设备，实现以下几部分内容的设计训练。如精密执行机构（或装置）的设计、计算机I/O接口设计和驱动电路以及数控化电气原理设计等。说明书的内容应包括：课程设计题目总体方案的确定、系统框图的分析、电气执行元件的选用说明、机械传动设计计算以及机械和电气及其他部分（如环形

双轴回转工作台设计

双轴回转工作台摘要在现有的三坐标联动数控机床的工作台上再增加一个具有两个旋转自由度的数控回转工作台，将其安装在原有的工作台上，与原有的工作台成为一个整体，成为一个多自由度的回转工作台，即双轴回转工作台。再通过对数控系统的升级（不属于此题范畴），使该机床成为五坐标联动的数控机床。这样的双回转数控工作台不仅可以沿X、Y、Z 方向作平行移动，在A、B两轴能同时运动，且能随时停止，在A轴上能够在一定角度内连续旋转，在B轴上可以做360度的连续旋转。不仅可以加工简单的直线、斜线弧，还可适应更复杂的曲面和球形零件的加工。关键词：双轴，回转工作台，五坐标联动，设计，机床

The double turns round rotary worktable ABSTRACT At current three sit the mark connect the number that move the work on the stage controls the machine bed increases a number for having two revolve free degree controls the turn-over work set, will its gearing is in the original work on the stage, with originally possessed of the work set becomes a the whole, becoming the turn-over work set of a many free degrees, namely the double turns round the number controls the work set. Pass again the grade creep( do not belong to this category) that logarithms control system, make the machine's bed become five sit the mark connect the dynamic number controls the machine bed. Such a turn-over number controls the work set can not only make the parallel ambulation along the X, Y, the direction of Z, continuing to revolve in A, B two stalks can at the same time exercise, and can at any time stop, on the A stalk can in the certain angle, canning the 360 degrees of revolving continuously on the B stalk. Can not only process the simple straight line, oblique line, arc, can but also adapt to the more complicated curved face to processes with the spheroid spare parts. Key words：The double turns round, rotary worktable, Five sit the mark; Connect to move, design, Machine bed

X-Y数控工作台设计说明书(最终版)

1 、设计任务 (2) 2、总体方案的确定 (2) 2.1 机械传动部件的选择 (2) 2.2 控制系统的设计 (3) 2.3 绘制系统组成框图 (3) 2.4 绘制机械传动系统简图 (3) 3、机械传动部件的计算与选型 (4) 3.1 脉冲当量的确定 (4) 3.2 导轨上移动部件的重量估算 (4) 3.3 传动部件、导向部件的设计、计算和选用 (4) 3.3.1 铣削力的计算 (4) 3.3.2 直线滚动导轨副的计算与选型 (4) 3.3.3 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (5) 3.4 步进电动机减速箱的选用 (7) 3.5 步进电动机的计算与选型 (7) 3.5.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量J eq (7) 3.5.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩T (8) eq 3.5.3 步进电动机最大静转矩的选定 (10) 3.5.4 步进电动机的性能校核 (10) 4、控制系统硬件设计 (11) 4.1 根据任务书的要求，设计控制系统的时主要考虑以下功能： (11) 4.2 数控系统的组成 (11) 4.3 CPU 的选择 (11) 4.4 驱动系统 (12) 4.4.1 步进电机驱动电路和工作原理 (12) 4.4.2 步进电机驱动电源选用 (13) 4.5 其它辅助电路设计 (14) 5、控制系统的软件设计 (15) 5.1 接口程序初始化 (15) 5.2 步进电机驱动程序 (15) 5.2.1 电机的控制电路原理及控制字 (15) 5.2.2 电机正反转及转速控制程序 (15) 5.3 圆弧插补程序的设计 (17) 5.3.1 逐点比较法 (17) 5.3.2 程序设计 (17) 参考文献 (20)

浅谈数控回转工作台的结构设计

安徽工程大学机电学院本科毕业设计(论文)开题报告题目:数控回转工作台的结构设计课题类型：设计□实验研究□论文□ 学生姓名：吴明忠学号：3080101118 专业班级：机械2074班教学单位：机械与汽车工程学院指导教师：王海开题时间：2011年3月12日

2011 年3月12日一、毕业设计内容及研究意义本次设计任务是设计出数控回转工作台：1.数控工作台的总体设计，2. 数控工作台的机械结构设计，3.三维工作台的理论分析，4.数控工作台的有限元分析。首先应该了解所加工零件的基本情况，数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。它可以与其他伺服进给轴联动。数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等。回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围。本课题属于导师科研课题的部分内容，对于培养学生电路设计、机械计，三维CAD等工程实践能力具有重要意义。在实际中工作台在机床上是必不可的部件，工作台的自动化能大大减少劳动强度，提高劳动生产率。数控回转工作台是落地铣镗床，端面铣床等工作母机不可缺少的主要辅机。可用于支撑工件并使其作直线或回转等调整或进给运动，以扩大工作母机的使用性能，缩短辅助时间，广泛应用于能源，冶金，矿山，机械，发电设备，国防等行业的机械加工。二、毕业设计的研究现状和发展趋势 1、研究现状一个国家的繁荣与其先进制造业密切相关，然而制造是离不开先进机器作为辅助，机床包括床身、立柱、工作台、进给机构等机械部件。工作台作为数控机床的重要组成部分，也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的X—Y工作台，到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。为了满足现代制造业的发展，也为了环境的要求，一作台的驱动装置从原来的机械驱动变为液旅驱动，现在更多的采用了气动装置，更好的保护了环境，节约了资源。由于工作台是一台机床的关键配套部件，因此世界各国都有对其进行研究，我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一指定机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的多功能性方向发展，现在一些工作台，它不仅可以安装在钻床上，还可以安装在铣床和镗床等机床上。并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴，大大提高了机床的性能。例如：我国生产机床工作台的公司之一的烟台恒力数控机床附件有限公司生产的HLTK14系列数控可倾回转工作台（见下图），它可以实现用于数控机床和加工中心机床上，可利用原机床的两个控制坐标控制转台的回转和倾斜，也可

机电一体化-回转工作台的设计(参考模板)

机电一体化-回转工作台的设计二、设计任务及要求设计题目：数控回转工作台的设计 1. 设计内容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书； 2. 设计要求包括：回转角度0～360°；最大回转半径400㎜；最大承载重量50㎏； 3. 机械部分的设计：装配工作图1张（ 1号）； 4. 计算机控制的设计：控制系统接口图一张； 5. 控制装置采用步进电机驱动，MCS-51或单片机FX2N-PLC控制系统，软件环分，由键盘输入实现开环控制。三、机械系统设计在数字回转工作台机械传动部分选用蜗轮蜗杆传动,因为蜗杆传动平稳,振动,冲击和噪声均较小;能以单级传动获得教大的传动比,结构紧凑,有利于实现回转工作台所要求的分度的实现.故选用蜗轮蜗杆传动. （一）、蜗杆类型的选择: 蜗杆选择为渐开线圆柱蜗杆.因为此种蜗杆不仅可车削还可以像圆柱齿轮那样用齿轮滚刀滚削,并可用但面或单锥面砂磨削.制造精度高.是普通圆柱蜗杆传动中较理想的传动.传动效率也高,在动力传动和机床精密传动中应用较为广泛. （二）、蜗杆蜗轮材料的选择: 由于蜗杆传动啮合摩擦较大,且由于蜗轮滚刀的形状尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同,被加工出的蜗轮齿形难以和蜗杆精确共轭,必须依靠运转跑合才渐趋理想,因此材料副的组合必须具有良好的减摩和跑合性能以及抗胶合性能。所以蜗轮通常青铜或铸铁做齿圈，并尽可能与淬硬并经磨削的钢制蜗杆相匹配。故选择:蜗杆材料为：渗碳钢，表面淬硬56-62HRC 牌号为20GrMnTi.蜗轮材料为：铸造锡青铜，牌号为ZcuSn10Pb1

（三）、蜗杆蜗轮参数计算： 1. 蜗杆传动尺寸的确定：由设计题目中要求可知：工作台回转直径最大为400mm/50千克. 由《齿轮手册》（上）表6.2-3取蜗杆蜗轮中心距标准a=225mm; 估取蜗杆分度圆直径: 为能获得较大的传动比,取蜗杆头数为: z =1;z =90 估取模数m: m=(1.4~1.7)a/ z =3.6 取m=4 q=d /m=80/4=20 6 tanγ= z /q 则γ=2.86° 2. 确定蜗轮蜗杆各参数值蜗杆尺寸“ 1) 蜗杆轴向齿距:p =πm=3.14×4=12.56 2) 螺旋线导程:p =p ×z =15.4×4=12.56 3) 法向齿形角:对于ZI蜗杆αn=20°在分度传动中允许减小齿形角α =15° 4) 直径系数:q= d /m=80/4=20 5) 蜗杆分度圆(中圆)直径: d (d )= d =qm=80 6) 蜗杆分度圆(中圆柱)导程角: γ=2.86° 渐开线蜗杆: 基圆柱导程角: γcosγ =cosαncosγγ =15.264° 7) 基圆直径:d d = z m/tanγ =14.16 8) 法向基节:p =πm cosγ =12.12 9) 蜗杆齿轮顶高:h =h m=1×4=4 10 蜗杆齿根高:h =1.2m=4.8 11) 蜗杆全齿高:h = h + h =4+4.8=8.8 12) 顶隙:c =0.2m=0.8 13) 齿根圆半径:ρ =0.3m=1.2 14) 蜗杆齿顶圆直径:d =d +2 h =88 15) 蜗杆齿根圆直径:d = d -2 h =70.4 16) 蜗杆齿宽:b =95

数控十字工作台的设计全套

自考毕业设计数控十字工作台 1 一. 引言：二. 设计任务三. 总体方案确定四、机械部分设计 1、导轨副的选择（1）、额定寿命计算（2）、滚动导轨预紧方式的确定： 2、丝杠螺母副的选用（1）、计算进给引力m F （2）、计算最大动负载C 及主要尺寸初选 3、滚珠丝杠螺母副的选型：（1）、传动效率计算（2）、刚度验算（I ）、丝杠的拉伸或压缩变形量1δ （II ）、滚珠与螺纹滚道间接触变形2δ （III ）支撑滚珠丝杠轴承的轴向接触变形3δ （VI ）滚珠丝杠两端推力轴承，不会产生失稳现象不做稳定性校核 4、确定齿轮传动比 5、步进电机的选用（1）、步进电机力矩计算：（I ）空载启动转矩M 起 (II) 快速移动时间所需力矩M 快 (III) 最大切削负载时所需力矩M 切五、心得体会六、[参考书目]

自考毕业设计数控十字工作台一.引言：数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节，学生学完技术基础课和专业课，特别是“数控技术及应用”课程后应用的，它是培养学生理论联系实际、解决实际问题能力的重要步骤。本课程设计是以机电一体化的典型课题---数控系统设计方案的拟定为主线，通过对数控系统设计总体方案的拟定、进给伺服系统机械部分设计，计算以及控制系统硬件电路的设计，使学生能够综合应用所学过的机械、电子和微机方面的知识，进行一次机电结合的全方面训练，从而培养学生具有初步设计计算的能力以及分析和处理生产过程中所遇到的问题的能力。二.设计任务设计一个数控X-Y工作台。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.02mm。设计主要技术要求如下：台面尺寸长×宽＝400mm×250mm；工作台行程为：X=300mm，Y=150mm；脉冲当量：X 、Y都是0.01 mm；X /Y最高工作进给速度为300 mm /min；X /Y 最高空载进给速度为700 mm /min；X/Y/Z向切削负载为：2000/2000/1000N（力不用计算）；工件最大重量（包括夹头）为：150KG；工作寿命为每天8小时，连续工作5年，250天/年。进给机械系统均采用滚动（珠）丝杠副和滚动（珠）导轨副；所设计的工作台应结构合理、设计参数与上述要求符合；设计装配图应表达正确，完整，技术标注规范、全面；三. 总体方案确定 X - Y工作台的机电一体化系统可以设计为开环、半闭环和闭环伺服系统三种。开环的伺服系统采用步进电机驱动,系统中不设置传感与检测设备;半闭环的伺服系统中一般采用交流或直流伺服电机驱动,并在电机输出轴端设置传感与检测设备;闭环的伺服系统中也是采用交流或直流伺服电机驱动,但检测与传感设备设置在工作台末端。本文所设计的X - Y 工作台开环伺服系统,通过控制器控制步进电机的驱动,经传动机构带动工作台运动,其总体框图如下: 带动工作台运动,其总体框图如下: 2

数控回转工作台的设计报告

目录 1 绪论 (2) 1.1 前言 (2) 1.2 课题来源 (2) 1.3 研究目的与意义 (2) 1.4 研究项目的现状及发展趋势 (2) 2 数控回转工作台原理 (3) 2.1 数控回转工作台 (3) 2.2 设计准则 (4) 2.3 主要技术参数 (4) 2.4 本章小结 (4) 3 数控回转工作台结构设计 (4) 3.1 传动方案的确定 (4) 3.2 齿轮传动的设计 (6) 3.3 伺服电机的选择及运动参数的计算 (8) 3.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (9) 3.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (11) 3.6 轴的校核与计算 (12) 3.7 弯矩组合图 (13) 3.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 (14) 3.9 齿轮上键的选取与校核 (14) 3.10 轴承的选用 (14) 3.11 本章小结 (15) 4 数控技术发展趋势 (15) 4.1 性能发展方向 (15) 4.2 功能发展方向 (16) 4.3 体系结构的发展 (17) 4.4 智能化新一代PCNC数控系统 (18) 5 设计总结 (18) 6 参考文献 (19)

1 绪论 1.1 前言加工中心最初是从数控铣床发展而来的。第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。一台加工中心是由机床（机械部分）和控制系统（电气部分）两部分组成，机床是加工中星的主体，控制系统是加工中心的核心。加工中心的主机通常是由三大基础部件组（床身、立柱和工作台）和主轴部件、刀具存储自动交换系统（ATC）及其它辅助功能部件组成。有的加工中心还具有托盘（工作台）自动交换系统（APC）。 1.2 课题来源这次毕业设计的课题来源于自选课题——面向壳体零件的卧式加工中心工作台设计，目的是通过本次的设计工作，能够在对面向壳体零件加工的卧式加工中心的了解的基础上，实现对加工中心工作台的设计，并与同组人的对主轴部件、刀库、夹具的设计相应，最终设计出整个机床主要结构部件。此课题让我们有机会对机械设计方面的知识有一个系统的回顾，进一步加深学习。 1.3 研究目的与意义毕业设计主要是培养我们综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力，培养我们建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。培养我们的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力，使我们初步掌握科学研究的基本方法和思路。本次毕业设计主要是解决卧式加工中心数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。 1.4 研究项目的现状及发展趋势目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它的总的发展趋势是： 1．在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2．在性能上将研制以钢为材料的蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力； 3．在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。数控转台的市场分析：随着我国制造业的发展，加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴，以扩大加工范围。估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。预计未来几年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家产业政策鼓

X-Y数控工作台设计说明书

一、总体方案设计 1.1 设计任务题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的X —Y 数控工作台，主要参数如下： 1）工作台面尺寸C ×B ×H ＝【200+（班级序号）×5】mm ×【200+（班级序号）×5】mm ×【15+（班级序号）】mm ； 2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝【680+（班级序号）×5】mm ×【680+（班级序号）×5】mm ×【230+（班级序号）×5】mm ； 3）工作台加工范围X=【300+（班级序号）×5】mm ，Y=【300+（班级序号）×5】mm ； 4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm/脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ； 5）夹具与工件质量M=【15+（班级序号）】kg ； 6）工作台空载最快移动速度为3m/min ；工作台进给最快移动速度为0.5m/min 。 7）立铣刀的最大直径d=20mm ； 8）立铣刀齿数Z=3； 9）最大铣削宽度20e a mm =； 10）最大被吃刀量10p a mm =。 1.2 总体方案确定（1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择 ② 丝杠螺母副的选择

③减速装置的选择 ④伺服电动机的选择（2）控制系统的设计 ①伺服电机启动、停止、调速、正反转的控制 ②PLC控制电机的梯形图编程

XY 数控工作台结构 1.3 设计的基本要求（1）按照机械系统设计的步骤进行相关计算，完成手写设计说明书。（2）计算结果作为装配图的尺寸和零部件选型的依据，通过AutoCAD 软件绘制XY 数控工作台的总装配图，并绘制AO 图纸。（3）按照电气控制系统的步骤进行设计，完成电机启动、停止、正反转、电动等基本工作状态控制的硬件连线图，并通过PLC 协调控制XY 电机运动，绘制相关梯形图。系统总体方案结构框图

双轴回转工作台毕业设计

毕业设计（论文）题目双轴回转工作台专业机械设计制造及其自动化班级学号学生指导教师副教授二○○九年

专业课程设计-xy数控工作台

本科生专业课程设计( 201１届）学生姓名：学号: 专业名称：班级: 指导教师： 201０年11月20日

目录任务书....................................................................................................... 错误!未定义书签。二、总体方案的确定....................................................................................... 错误!未定义书签。三、机械传动部件的计算与选型................................................................... 错误!未定义书签。四、工作台机械装配图的绘制?错误!未定义书签。五、工作台控制系统的设计........................................................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................................................................................... 错误!未定义书签。附件1 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。附件2?错误!未定义书签。附件3?错误!未定义书签。附件4 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。

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