X52K铣床X向进给系统数控改造

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1、目录1.引言：32.设计任务43.总体方案的确定..53.1机械传动部件的选择3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.1.4伺服电机的选用3.1.5检测装置的选用3.2控制系统的设计73.3绘制总体方案图74.机械传动部件的计算与选型84.1导轨上移动部件的重量估算84.2铣削力的计算84.3直线滚动导轨副的计算与选型（纵向）84.3.1块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取4.3.2距离额定寿命L的计算4.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型94.4.1最大工作载荷Fm的计算4.4.2最大动工作载荷FQ的计算4.4.3初选型号4.4.4传动效率

2、η的计算4.4.5刚度的验算4.4.6压杆稳定性校核4.5步进电动机减速箱的选用114.6步进电动机的计算与选型114.6.1计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq4.6.2计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq4.6.3步进电动机最大静转矩的选定4.6.4步进电动机的性能校核5.增量式旋转编码器的选用146.绘制进给传动系统示意图147．工作台控制系统的设计14188．步进电动机的驱动电源选用179.选择AT89S52单片机的控制系统计……………………………………………1810.致谢……………………………………………………………………………19参考文献…………

3、…………………………………………………………………20181.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。X52K铣床数控改造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、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X52K铣床数控改造，通常由导轨座、移动滑块、工作

4、、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。182.设计任务题目：X52K铣床X向进给系统数控改造主要参数如下：1.X方向的脉冲当量0.005mm/step;2.定位精度均为mm;3.最大快移速度:4000mm/min.具体要求：1.机械部分设计计算，选择适当元器件；2.确定总体方案，绘制系统组成框图一张A3；3.绘制X向机械部分改造装配图一张A0；4.设计控

5、制系统，画出电器原理图一张A1.5.编写说明书一份183.总体方案的确定X52K基本技术规格主轴端面到工作台的距离400mm30mm主轴轴线到床身垂直导轨面的距离350mm面积：宽×长320×1250mm最大纵向行程手动（机动）700（680）mm最大横向行程手动（机动）260（240）mm18最大升降行程手动（机动）370（350）mm进给级数18级进级量范围纵向：23.5～1180mm/min横向：15～786mm/min垂直：8～394mm/min孔径29mm主轴孔锥度7：24刀杆公称直径32～50mm转速级数18级转速范围30～1500r/min轴向调整距离70m

6、m主轴电动机功率7.5KW工作台进给电动机功率1.5KW最大工件质量150Kg机床进给部件重量横向4410N纵向2200N3.1机械传动部件的选择3.1.1导轨副的选用腰设计数控车床工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度高，因此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，安装预紧方便等优点。3.1.2丝杠螺母副的选用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，需要满足0.005mm冲当量和mm的定位精度，滑动丝杠副为能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可

7、消除反向间隙。3.1.3减速装置的选用18选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构，选用无间隙齿轮传动减速箱。3.1.4伺服电动机的选用任务书规定的脉冲当量尚未达到0.001mm，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有因此4000mm/min，故本设计不必采用高档次的伺服电动机，因此可以选用混合式步进电动机。以降低成本，提高性价比。3.1.5检测装置的选用选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环