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II
f一、设计的目的
《数控机床》课程设计是一个重要的实践性教学环节，要求学生综合运用所学理论知识，独立进行的设计训练，主要目的是：1）通过本设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其相关基本知识，学习总体方案拟定、分析与比较的方法。2）通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法及选用原则。3）通过伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式。4）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。5）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。
二、设计任务
设计一套供立式数控铣床使用的XY数控工作台，主要参数如下：1）立铣刀最大直径d15mm；立铣刀齿数Z3；最大铣削宽度ac15mm；最大背吃刀量
ap8；加工材料为碳素钢或有色金属。其它参数如下表。
第一组X、Y方向的定位精度mm工作台尺寸为mm加工范围为mm工作台空载最快移动速度mmmi
第2组第3组第4组第5组第6组
0013
0015
0017
0019
0021
0023
215235235255
5000
220240240260
4500
225245245265
4000
230250250270
3500
235255255275
3000
240260260280
2500
vxmaxvymax
工作台进给最快移动速度mmmi
500450400350300250
vxmaxvymax
加减速时间s03033036039042045
三、设计主要步骤
（一）确定设计总体方案
1机械传动部件的选择。
（1）丝杠螺母副的选用。
1
f由于该立式铣床为经济型机床，由于精度要求不高，因此采用开环控制，在工作中需把电动机的旋转运动转换成直线运动，而且对定位精度有要求，因此选择定位丝杠。由于需要达到002mm的定位精度，初选001mm的脉冲当量。而滑动丝杠副的定位精度普遍为005mm，达不到所要求的定位精度，因此选择滚珠丝杠螺母副，根据《数控机床系统设计》P95P97可知滚珠丝杠螺母副具有摩擦损耗低、传动效率高、动静摩擦变化小、低速时无爬行及使用寿命长等优点，并可通过丝杠螺母的预紧消除间隙，提高传动刚度。1）精度等级的确定由《现代数控机床设计典例》P229选取滚珠丝杠的精度等级为P4。2）滚珠循环方式的确定由《数控机床系统设计》P96P97可知外循环回路转折平缓，便于滚珠循环，同时结构简单，加工方便。因此滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式选择外循环。3）预紧方式的选择由《数控机床设计实践指r