3.总体方案的确定
3.1 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。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 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0.004mm冲当量和?0.01mm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、预紧后可消除反向间隙。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 3.1.3减速装置的选用
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。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。 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3000mm/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。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 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，也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高，为了确保电动机在运动过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 考虑到X、Y两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X、Y两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机以及检测装置拟采用相同的型号与规格。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
3.2 控制系统的设计
5
1）设计的X-Z工作台准备用在数控车床上，其控制系统应该具有单坐标定位，两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能，所以控制系统设计成连续控制型。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 2）对于步进电动机的半闭环控制，选用MCS-51系列的8位单片机AT89S52作为控制系统的CPU，能够满足任务书给定的相关指标。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 3）要设计一台完整的控制系统，在选择CPU之后，还要扩展程序存储器，键盘与显示电路，I/O接口电路，D/A转换电路，串行接口电路等。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 4）选择合适的驱动电源，与步进电动机配套使用。
3.3 绘制总体方案图
总体方案图如图所示。
接微口型电机路功放电路执行元件机械传动机构机械执行机构
总体方案图
4.机械传动部件的计算与选型
4.1 导轨上移动部件的重量估算
按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算。包括工件、夹具、工作台、上层电动机、减速箱、滚珠丝杠副、导轨座等,估计重量约为800N识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
4.2 铣削力的计算
设零件的加工方式为立式铣削，采用硬质合金立铣刀，工件的材料为碳钢。则由表3-7查得立铣时的铣削力计算公式为：凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。 0.850.75?0.731.00.13Fc?118aefzdapnZ (6-11)
今选择铣刀的直径为d=15mm，齿数Z=3,为了计算最大铣削力，在不对称铣削情况下，取最大铣削宽度为ae?15mm，背吃刀量ap=7mm ，每齿进给量fz?0.1mm，铣刀转速
6
n=300r/min。则由式（6-11）求的最大铣削力：恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
Fc?118?150.85?0.10.75?15?0.73?71.0?3000.13?3N?1280N
采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比