X、Y轴直线滑台的设计.doc

1、摘 要本设计主要是X、Y两个方向移动的滑台的设计，在生产和实践中具有很强的实用性。X、Y直线滑台当前已普遍运用于测量、激光焊接、激光切割、涂胶机、打孔机、点胶机、小型数控机床、雕铣机及适用教育等场所。本设计X、Y工作台用于高能电子束焊机。X、Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单。实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本，是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了微机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步得到提高。由于具有很小的摩擦阻力，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动,滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。本设计主要包括四个部

2、分内容：第一部分为设计方案的提出与确定;第二部分为结构设计和零部件的选择；第三部分为检验校核；第四部分为绘图。全部设计过程都是参照国家相关标准和具体要求设计。本次设计先对工作台进行结构设计，提出不同方案并进行比较选择，然后对零部件进行选择和检验校核，最后利用Solidworks软件对XY工作台进行三维建模、装配，利用CAD绘制零件图和装配图。关键词：工作台；X-方向；Y-方向；选择；校核；电机Abstract The major work of this design is to design two workbenchs, which can move along two direction

3、s X and Y, and this design is very practicality in production and practice. XY table has been widely used in the current measurement, laser welding, laser cutting, gluing machine, drilling machine, dispenser, small CNC machine tools, engraving and milling machine and applicable education and other p

4、laces. The design of XY table is used for the high-energy electron beam welding.Electrical system XY CNC table is an open loop control system, its structure is simple. Easy to achieve but also to guarantee the accuracy. Cost reduction is the easiest applications microcomputer control technology. It

5、takes full advantage of the computers software and hardware features to achieve the machines control; make the machining expand the scope, accuracy, and reliability is further improved. With little friction at high load conditions to achieve high precision linear motion,ball screws are widely used i

6、n various industrial equipment and precision instruments.There are four major part of this design: first, put forward and conform the design; second, chose the frame and hardware; third, check up and test; forth, blueprint. During the design, all designs complied with the country standard and the re

7、quirement in detail.The design of the first on the bench for structural design, propose to compare different options and choose,then select and test checked parts, finally, Solidworks software for XY table for three-dimensional modeling, assembly, use CAD drawing parts and assembly drawings.Key word

8、s:workbench;X direction;Y- direction;chose;check up;motor目 录引言11 绪论21.1 滚动直线导轨21.1.2 国内外产品的现状21.1.3 滚动直线导轨的发展趋势21.2 滚珠丝杠31.2.1 国内外产品的现状31.2.2 滚珠丝杠的发展趋势31.3 设计软件简介42 方案提出及论证42.1 方案一52.2 方案二52.3 方案三52.4 方案论证53 结构设计和零件选择73.1 工作台及导轨座的设计73.1.1 工作台的设计73.1.2 导轨座的设计93.2 导轨上移动部件的重量估算103.3 导轨的设计计算103.3.1 导轨简介

9、103.3.2 导轨的选择113.3.3 导轨的计算112.4 滚珠丝杠和轴承的选择142.4.1 滑动丝杠简介142.4.2 滚动丝杠简介152.4.3 滚珠丝杠的设计计算183.4.4 滚珠丝杠的安装233.4.5 滚珠丝杠螺母副的间隙消除253.4.6 滚珠丝杠螺母副的防护263.5 步进电机的选择273.5.1 步进电机简介273.5.2 步进电机的计算选型283.6 联轴器的选择334 结论34谢 辞35参考文献37引言本次毕业设计的目的是综合应用所学知识来解决具体的实际问题。与以前的课程设计不同的是，本次设计不是单纯的从某一方面进行设计，而是对整个系统的各个环节进行综合设计。以培养

10、较强的独立工作能力和创新意识，为今后的工作打下坚实的基础。本次毕业设计题目是X、Y轴直线滑台的设计，它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。本设计的X、Y工作台用于高能电子束焊机。本次毕业设计的要求：X、Y方向运动行程分别为：2000mm，700mm，直线度0.2/1000；要求工作台上下层能拆卸单独使用；工作台载重量150kg；画出部分设计图。本设计主要包括四个部分内容：第一部分为设计方案的提出与确定;第二

11、部分为结构设计和零部件的选择；第三部分为检验校核；第四部分为绘图。全部设计过程都是参照国家相关标准和具体要求设计。1 绪论随着我国国民经济的快速发展，数控机床的制造和使用越来越广泛，因而，与之配套的数控机床功能部件的性能、品种及规格也发展迅猛。X、Y直线滑台作为数控功能部件之一，我们队其提出了更高的要求。同时设计者和使用者也应该对其部件有更深刻的了解，以便在设计时方便选用。其中，X、Y工作台上的滚动部件滚珠丝杠和滚动直线导轨，是确保工作台精度的关键。1.1 滚动直线导轨1.1.2 国内外产品的现状世界上生产滚动直线导轨的著名厂商有日本的THK公司、NSK、IKO轴承公司及德国的REXROTH公

12、司、INA公司、瑞士的Schneerberger等公司。这些公司的产品代表了世界最高水平。国外的产品做工精细，结构灵巧，运动速度高，设计严谨，精度高，重载并有互换性。国内滚动直线导轨的发展已经走过26个年头，主要厂家有陕西汉江机床有限公司、南京工艺装备制造有限公司、济宁博特精工股份有限公司、广东高新凯特精密机械有限公司、大连高金数控集团有限公司等。国内产品具有以下特点和不足：(1)以钢球为滚动体的产品基本成熟，日、德产品逐步淡出。(2)应用于大型数控机床的滚柱导轨发展迅速,各主要厂家投入大量资源进行研发,并陆续进入批量化生产阶段。(3）绿色、环保产品受到了重视。大连高金数控集团推出了自润滑导轨

13、,减少了润滑液带来的污染。(4)高速静音导轨不断推出。大连高金数控集团、南京工艺装备制造有限公司等厂家推出了带隔离链及减振结构的滚柱导轨,降低了运动噪声,提高了润滑效果,运动速度达到100m/min。大连高金数控集团的产品在重型卧式加工中心及龙门加工中心机床中得到了应用。(5)与国外相比,产品研发能力比较单薄,实验装置几近空白,院校结合的研究机制起步较晚。产品验证机制的薄弱直接影响了中高端产品的发展进程及推广速度。(6)与国外产品相比,在运动精度方面,尤其是关键精度,国内产品与国外产品不相上下,甚至高于国外。但受到原材料限制及系统的试验手段的不足,导致了产品性能指标难以提升,使得产品在噪声、稳

14、定性等方面略显不足。(7)产品外观、倒角、粗加工面的处理水平较低,影响了国内产品的推广力度乃至经济效益,尤其是在出口方面。1.1.3 滚动直线导轨的发展趋势（1）规格不断延伸；（2）承载能力不断加大；（3）运动速度不断提高；（4）静音导轨；（5）环保产品层出不穷。1.2 滚珠丝杠1.2.1 国内外产品的现状 随着数控机床高速、精密、环保的发展需求，滚珠丝杠副得到了前所未有的发展，国内企业不断加大对滚珠丝杠副的研究力度，并取得了显著的成果。主要表现在以下方面： （1）高速丝杠 从近几年机床展上可以看到，很多企业研制的高速丝杠的速度是十几年前的23倍，如日本NSK的BSS系列的DN值达到22万，H

15、MD系列的DN值达到16万；而加速度已经能达到1.52g的水平。（2）重载丝杠 NSK、THK、SHUTON、REXROTH采用新的工艺方法，将基本额定动载荷在原来的基础上提高了25%。（3）大型丝杠 大型及超大型滚珠丝杠副近两年可谓屡见不鲜，西班牙KORTA公司生产的直径225mm的滚珠丝杠副长度达20m。（4）绿色环保丝杠 滚珠丝杠副的低噪声、长期免维护一直是业内人士追求的目标。在这方面有很多厂家推出了球保持器和自润滑装置。在使用了球保持器后，噪声可在原来基础上降低810dB。自润滑装置可保证10000km直线行程的润滑。（5）双驱动丝杠 为了满足机床高刚性、高效率需求，NSK采用特殊的工艺方法，制造出了双驱动滚珠丝杠副，螺纹长度为1200mm的两根丝杠，相互累计导程偏差不超过0.005mm。（6）个性化产品 针对各行各业不同的需求，特别是针对一些特殊行业，如化工机械、木工机械、航空航天、包装机械、机器人、铁路等，滚珠丝杠生产厂有针对性地开发了许多新产品。国内大陆地区的制造企业生