两坐标移动运动平台的设计及其滚珠丝杠副的CAD-开题报告.doc

两坐标移动运动平台的设计及其滚珠丝杠副的CAD 开题报告 班级（学号）机械1004 2010010107 姓名 刘攀 指导教师 王科社 一、综述 1、本课题研究意义 本设计所设计的X-Y工作台采用了低摩擦的直线滚动导轨和精密的滚珠丝杠。工作原理是通过PLC来控制步进电机，使X-Y工作台实现了数控控制。工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产效率。本设计的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，实现方便而且能保证一定的精度。通过微机控制技术的简单的应用，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提高。不但可以提高加工精度和生产率，而且能有效的适应多种品种，小批量的市场需求，使之更有效的发挥经济效益和设计效益。同时开发滚珠丝杠的计算机辅助设计平台，使设计人员可以通过输入丝杠的结构以及参数就可以绘图，保存新丝杠的数据，直接根据数据库中储存的数据绘图等，从而大量减轻设计人员的绘图工作，提高工作效率，缩短开发周期。 2、综述 根据中央关于“调结构、转方式”的战略部署和机床工具行业“十二五”发展规划，发展中高档数控机床是我国机床工具行业近期的工作重点。现代机床业的发展日益向着自动化、高速化、精密化、柔性化、智能化的方向发展, 主机技术水平不断提高，要求配套功能部件也必须迅速提高自身水平。滚珠丝杠副作为主要的传动部件之一,已有50多年的发展历史,但其大规模的应用却是近20多年的事情。随着机床性能及数控化要求的不断提高, 中高档滚动功能部件自配率进一步提高已经成为行业发展的必然趋势，国产中高档滚动功能部件面临极佳的发展机遇。因此抓住当前发展机遇，提升国产滚动功能部件技术创新化水平、产业规模化水平、市场拓展化水平，全面迎接挑战，已经成为滚动功能部件行业发展的重中之重。 厂家在生产滚珠丝杠的时候首先要换取改产品的数据以及各种参数，然后用CAD软件绘制出产品的二维图或三维图，这一过程涉及众多的数据以及重复性的绘图工作，投入大量的绘图人员。现在滚珠丝杠每个厂家基本都已经形成了自己的规格标准，甚至螺母的安装连接尺寸已形成了专业标准（ZB J51005 --89），这种前期大量的绘图时间的投入就可以规避了。随着滚珠丝杠越来越标准化，为计算机辅助设计提供了有力的条件。为了提升滚动部件技术产业规模化水平、市场拓展化水平，为滚珠丝杠建立一个智能化的CAD（计算机辅助平台），定制满足自身要求的CAD系统，对CAD进行二次开发是十分必要的。这样可以节省大量的图样绘制时间，缩短生产周期，提高生产效率。 CAD软件的二次开发是指在现有的软件基础上, 为了提高和完善软件功能, 使之更加符合用户需求, 而对软件做的开发工作。其目的是提高设计质量和效率, 充分发挥通用 CAD 软件的价值。二次开发将应用对象的设计规范、构造描述、设计方法等以约束关系的形式集成到通用 CAD 平台中去, 以使应用对象的设计智能化、集成化。作为目前国内用户使用最为广泛的计算甲辅助软件如 Auto CAD 和 Pro/E，二者都提供了多种二次开发方式以供用户选择。 因此，利用CAD二次开发方法来解决上述我国滚珠丝杠副存在的种种问题将是一个很好的途径。 3、本课题的研究现状 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。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。 1940年，美国开始成批生产用于汽车转向机构的滚珠丝杠副，1943年，滚珠丝杠副开始用于飞机上。精密螺纹磨床的出现使滚珠丝杠副在精度和性能上产生了较大的飞跃，随着数控机床和各种自动化设备的发展，促进了滚珠丝杠副的研究和生产。从50年代开始，在工业发达的国家中，滚珠丝杠副生产厂家如雨后春笋般迅速出现，例如：美国的WARNER-BEAVER公司、GM-SAGINAW公司；英国的ROTAX公司；日本的NSK公司、TSUBAKI公司等。我国早在50年代末期开始研制用于程控机床、数控机床的滚珠丝杠副。 40多年来，由于滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点，被广泛应用于机械、航天、航空、核工业等领域。现在，滚珠丝杠副已成为机械传动与定位的首选部件。 由于滚珠丝杠副的使用不断普及，使用领域不断扩大，对滚珠丝杠副的要求也越来越多，普通规格的滚珠丝杠副已远远满足不了使用要求，如航天航空领域、小型精密测试装置、电子仪器以及半导体装置等基本上都需要公称直径d0≤12mm，导程Ph=0.5～2.5?mm的微型滚珠丝杠副。日本NSK公司已开发出公称直径d0=4mm，导程Ph=0.5mm的世界最小导程微型滚珠丝杠