要求结构紧凑，间隙调整方便，摩损小，有良好的精度保持性且运动平稳，故选择直线滚动导轨，在此设计中还要求导轨能承受定的颠覆力矩，所以选择燕尾导轨的实验公式进行计算，由式将所得数据代入公式有最大动负载的计算及主要尺寸初选滚珠丝杠最大运载荷由指导书中可知传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率为查得或可由算出刚度验算丝杠的拉压变形量的计算满载时拉压变形量滚珠与螺纹滚道间的接触变形量由指导书式得式中为滚珠直径，为滚珠总数量个列数圈数为预紧力滚珠丝杠副刚度的验算丝杠总变形量变形量要少于定位精度得半，即因此符合设计要求。资料来源压杆稳定性验算由指导书式失稳时的临界载荷为丝杠截面惯量矩查指导书表得稳定性安全系数故丝杠符合要求导轨的选型和计算由于选择的导轨为直线滚动导轨由指导书式每个滑块的的工作载荷取硬度系数预设导轨寿命则根据此寿命可算出故选导轨型号符合要求，查指导书表可知其资料来源驱动电机的选用根据脉冲当量和最大静转矩初选择电机步距角的选择已知脉冲当量脉冲由公式代入数据得步进电机输出转矩的选择查指导书表得步进电机启动转矩与最大静转矩的关系有加速度力矩空载摩擦力矩取传动系统总效率工作台,丝杠附加摩擦力矩为滚珠丝杠未预紧时的传动效率取故电机空载启动力矩作用在工作台的合力的计算，逆铣的时候合力大作用在工作台上的合力折算到电机上的转矩运动部件正常工作时的总负载转矩故运动部件正常运行时需的最大静转矩此处取代入得按步进电机最大静转矩选择要求,所以，查表选择步进电机启动矩频特性校核查指导书图步进电机启动矩频特性曲线当启动力矩时对应的允许启动频率，而由作用在工作台上的合力折算到电机上的转矩运动部件正常工作时的总负载转矩故运动部件正常运行时需的最大静转矩此处取代入得按步进电机最大静转矩选择要求,所以，查表选择步进电机启动矩频特性校核查指导书图步进电机启动矩频特性曲线当启动力矩时对应的允许启动频率，而由表查得电机的启动频率，保证了电机快速启动时不丢步。运行矩频特性校核快速进给运行矩频特性校核由式得，快进力矩查指导书得，允许快进频率由式得电机最高快进频率，故电机快速进给时不丢步。工进运行矩频特性校核工进时步进电机的运行频率为工进时步进电机运行所需力矩工作负载力矩查指导书图得允许工进运行力矩满足设计要求，故可选用此电机。数控系统的设计硬件设计硬件详细接线图见图纸存储器接口输入显示接口限位向编码器控制向编码器控制扩展接口光耦功放向电机光耦功放向电机步进电机开环伺服原理步进电动机的控制框图设步长计数器保护现场转向标志为置正转控制字指针输出控制字是结束标志延时控制字地址指针返回恢复现场总步数为零置反转控制字分配后的脉冲信号脉冲信号源脉冲分配器功率放大脉冲信号放大后的脉冲信号软件程序设计逐点比较法直线插补用逐点比较法进行直线插补计算，每走步，都需要以下四个步骤偏差判别判别偏差或，可用方向走的总步数作为终点判别的依据，如动点等于终点则停止。当，则用方向走的总步数作为终点判别的依据。由此，第象限直线插补程序的算法如下判别是大于还是小于。若，则向方向输出进给脉冲，计算新偏差，并修改动点坐标为若,则向方向输出进给脉冲，计算新偏差，并修改动点坐标为。终点判别若，则停止插补运算。否则转入第步，重复上述步骤。第象限直线插补程序框图如下图程序设计设计程序时，在数据区分别存放终点坐标值动点坐标值偏差。对位机，般可用字节，而行程较大时则需用字节或字节才能满足长度和精度要求。此外，所有的数据区必须进行初始值向步进电机初态控制字。插补程序所用的内存单元如下电机正反转控制字电机正反转控制字为为向电机控制位。运行，停止正转，反转。为向电机控制位。运行，停止正转，反转。初始化方向进给返回方向进给第象限直线插补的程序心得体会我觉得这次专业课程设计是对过去所学专业知识的个全面的综合的运用。在设计的过程中我全面地温习了以前所学过的知识，包括机械专业课程和电路控制方面的基础知识，经过复习整理所学得专业知识使得设计思路清晰系统。通过设计使我更加接近生产实际，锻炼了将理论运用于实际的分析和解决实际问题的能力，巩固加深了有关机械设计方面的知识。还有很重要的点是让我体会到了个设计者的精神。在设计过程中既要自己不断思考创造，又要注意借用现有的资料，掌握了查阅和使用标准规范手册图册及相关技术资料的基本技能以及计算绘图数据处理等方面的能力。通过对通用机械零件常用机械传动或简单机械的设计，掌握了般机械设计的程序和方法，有助于树立正确的工程设计思想，培养全面科学的机械设计能力。最后对在整个设计过程中对我认真耐心辅导的张建李伟洪等老师表示衷心的感谢,参考书目郑堤唐可洪主机电体化设计基础北京机械工业出版社，何立民单片机高级教程北京北京航空航天大学出版社，上海市科学技术交流站金属切削手册上海上海人民出版社，冯辛安机械制造装备设计北京机械工业出版社，邹青机械制造技术基础课程设计指导教程北京机械工业出版社，周开勤机械零件手册第五版北京高等教育出版社,周湛学铣工化学工业出版社，前言设计目的数控机床课程设计是机电体化专业教学中的个重要的实践环节，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。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，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分配器等的说明。该课程设计的内容及方法，可以归纳如下采用微型计算机包括单片机进行数据处理采集和控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用接口电路软件编制等。选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用，考虑电机选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。精密执行机构的设计。主要是考虑数控机床工作台传动装置的设计问题要弄清机构或机械执行元件的主要功能传动运动动力位置装置微调精密定位或高速运转等，进行力矩负载功率惯性转动惯量加减速控制和误差计算。学会使用手册及图表资料。总体方案的确定设计参数系统分辨率为，其它设计参数如下表。设计分组最大铣刀直径最大铣削宽度最大铣削深度加工材料工作台加工范围最大移动速度碳钢,工作台草图初选步进电动机和丝杠当传动比时，可用联轴器直接将电机与丝杠连接，这种结构有利于简化结构，提高精度。由公式,未找到引用源。，为步进电机步距角为滚珠丝杠导程为系统脉冲当量。选电动机型号为，其步矩角选丝杠规格为其导程为,由传动比公式得故可用联轴器将电机与丝杠直接连接。预选由广州菱科自动化设备有限公司生产的系列刚性联轴器。初定工作台尺寸查机电体化设计手册，根据选工作台型槽尺寸如下深度槽低宽度槽宽槽数，间隔由工作台加工范围选工作台尺寸初定滚珠丝杠长度系统组成框图机械部分的设计传动系统等效转动惯量计算机转子转动惯量查指导书表面得丝杠的转动惯量由指导书公式有得工作台转动惯量由于工作台材料为碳钢，故其质量为由于联轴器的转动惯量小故可忽略不计总转动惯量计算工作载荷分析及计算铣削运动的特征是主运动为铣刀绕自身轴线高速回转,进给运动为工作台带动工件在垂直于铣刀轴线方向缓慢进给键槽铣刀可沿轴线进给铣刀的类型很多，但以圆柱铣刀和端铣刀为基本形式,此选用圆柱铣刀,铣刀材料选择高速钢查金属切削手册常用铣刀介绍表，选择细齿锥柄立铣刀，其尺寸参数如下,齿数。查金属切削手册细齿锥柄立铣刀切削用量表得铣削速度查铣工表，初选因此可得查机械制造基础课程设计指导书表立式铣床主轴转速表，选铣床型号，查其转速表并将转速圆整为实际切削速度为故实际根据指导书表得高速钢铣刀铣削公式为查指导书表得铣削力系数有进给工作台工作载荷计算查指导书表，有如下表格参数比值不对称铣削逆铣顺铣故有纵向进给方向工作台垂直进给方向工作台横向进给方向滚珠丝杠螺母副的选型和校核最大工作载荷的计算滚珠丝杠上的工作载荷为走刀抗力，移动体重力和作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力。由于选择的导轨要求结构紧凑，间隙调整方便，摩损小，有良好的精度保持性且运动平稳，故选择直线滚动导轨，在此设计中还要求导轨能承受定的颠覆力矩，所以选择燕尾导轨的实验公式进行计