经济型数控机床工作台机械系统的设计摘要.滚珠丝杠计算选择初选丝杠材质钢导程强度计算丝杠轴向力其中.，滚动导轨摩擦系数.在工作台工作时，，可取.，.计算。取.,则寿命值，其中丝杠转速最大动载荷式中为载荷系数，中等冲击时为为硬度系数，时为.。查表得中等冲击时,则根据使用情况选择滚珠丝杠螺母的结构形式，并根据最大动载荷的数值可选择滚珠丝杠的型号为系列滚珠丝杆副，其型号为。其基本参数如下表丝杠代号公称直径基本导程丝杠外径丝杠底径循环圈数额定载荷刚度螺母安装尺寸动载荷静载荷螺母安装尺寸油杯孔.其额定动载荷为足够用。滚珠循环方式为外循环螺旋槽式,预紧方式采用双螺母螺纹预紧形式。滚珠丝杠螺母副的几何参数的计算如下表表名称计算公式结果公称直径螺距接触角钢球直径.螺纹滚道法向半径.偏心距.螺纹升角螺杆外径.螺杆内径.螺杆接触直径.螺母螺纹外径.螺母内径外循环.传动效率计算丝杠螺母副的传动效率为式中为摩擦角为丝杠螺旋升角。稳定性验算丝杠两端采用止推轴承时不需要稳定性验算。刚度验算滚珠丝杠受工作负载引起的导程变化量为向所受牵引力大,故用向参数计算丝杠受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略不计。导程变形总误差为级精度丝杠允许的螺距误差。.齿轮计算设计因步进电机步距角滚珠丝杠螺距,要实现脉冲当量,在传动系统中应加对齿轮降速传动。齿轮传动比，步进电机步距角故无需齿轮机构，直接用电机连接联轴器带动丝杠传动。由于软齿面齿轮工艺简单生产率高，故选择软齿面齿轮。.步进电机惯性负载的计算以及步进电机的选用根据等效转动惯量的计算公式，有等效转动惯量的计算折算到步进电机轴上的等效负载转动惯量为式中为折算到电机轴上的惯性负载为步进电机轴的转动惯量为齿轮的转动惯量为齿轮的转动惯量为滚珠丝杠的转动惯量为移动部件的质量。对钢材料的圆柱零件可以按照下式进行估算式中为圆柱零件直径，为圆柱零件的长度。所以有电机轴的转动惯量很小，可以忽略，所以有步进电机启动力矩的计算设步进电机的等效负载力矩为，负载力为，根据能量守恒原理，电机所做的功与负载力所做的功有如下的关系式中为电机转角，为移动部件的相应位移，为机械传动的效率。若取，则，且。所以式中为移动部件负载，为移动部件质量，为与重力方向致的作用在移动部件上的负载力，为导轨摩擦系数，为步进电机的步距角,为电机轴负载力矩.。取淬火钢滚珠导轨的摩擦系数。考虑到重经济型数控机床工作台机械系统的设计摘要控制运动的方式分类分为点位控制直线控制和轮廓控制三种。点位控制数控机床在加工平面内只控制刀具相对于工件的定位点的坐标位置，而对定位移动的轨迹不作要求。这类控制系统主要用于数控钻床数控镗床数控冲床和测量机等。直线控制数控机床能控制刀具或工件的适当的进给运动，沿平行于坐标轴的方向进行直线移动和加工，或者控制两个坐标轴以相同的速度运动，沿斜线进行切削加工。这类控制系统主要用于数控车床数控镗铣床以及些加工中心。轮廓控制数控机床能同时控制两个或两个以上坐标轴，使刀具与工件作相对运动，加工复杂零件。单纯的点位控制和直线控制机床很少，大部分为轮廓控制数控机床。轮廓控制数控机床能够实现联动加工，也能进行点位和直线控制。这类控制系统主要用于数控车床数控铣床数控磨床以及加工中心机床。三按工艺用途分类分为般数控机床和数控加工中心。般数控机床指与般通用机床相对应的数控车铣钻镗磨和齿轮加工机床。加工中心最显著的特点是具有刀库和换刀机械手，能够实现多工序加工。刀库的容量应为二十把刀以上，但是般常说的四方刀架八方刀架等不属于刀库的范畴。四按数控装置的功能分类分为数控机床简易数控机床和经济型数控机床。数控机床的数控装置功能齐全，能够进行自动编程自动测量和自动故障诊断等。简易数控机床的功能单，仅具备实现自动化的基本功能，并采用直观输入方式，结构简单，价格便宜。通用机床可采用单片机或单板机经数控化改造成经济型数控机床，性能可靠，操作简便。插补的任务是根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值，每个中间点计算所需时间直接影响系统的控制速度，而插补中间点坐标值的计算精度又影响到数控系统的控制精度，因此，插补算法是整个数控系统控制的核心。插补算法经过几十年的发展，不断成熟，种类很多。般说来，从产生的数学模型来分，主要有直线插补二次曲线插补等从插补计算输出的数值形式来分，主要有脉冲增量插补也称为基准脉冲插补和数据采样插补。脉冲增量插补和数据采样插补都有个自的特点，本文根据应用场合的不同分别开发出了脉冲增量插补和数据采样插补。三.插补原理和道具补偿原理机床数字控制的核心问题之，就是如何控制刀具与工件的相对运动。也就是说为了满足被加工工件几何尺寸精度的要求，刀具中心轨迹应该准确的依照工件的轮廓来生城刀具中心轨迹。然而对于简单的曲线，数控装置易于实现但对于较复杂的形状，若直接生成势必会使算法变得很复杂计算机的工作量也相应的大大增加。因此，在实际应用中常常采用小段直线或圆弧去进行逼近，有些场合也可以用抛物线椭圆双曲线和其他高次曲线去逼近复杂曲线或称为拟合所谓插补就是指数据密化的过程。在对数控系统诸如有限坐标点的情况下，计算机根据线段的特征，运用定的算法，自动地在这些特征之间插入系列的中间点，即所谓数据密化，从而对坐标轴进行脉冲分配，完成整个曲线的轨迹运行满足加工精度的要求。插补算法有很多种，现将其归纳为两大类脉冲增量插补脉冲增量插补是行程标量插补，每次插补结束产生个行程增量，以脉冲的方式输出。这种插补算法主要应用在开环数控系统中，在插补计算过程中不断向各坐标轴发出互相协调的进给脉冲，驱动电机运动。个脉冲所产生的坐标轴移动量叫做脉冲当量