机电数控大学设计调查研究报告封面格式.docVIP

编号：XH03JW037-11/0 毕 业 设 计 （论 文） 题目: 数控激光切割机设计 系 别： 班 级： 姓 名： 指导教师： 2013年 04 月 15 日 编号：XH03JW037-11/0 毕 业 调 查 报 告 题目: 数控激光切割机设计 系 别： 专 业： 教 研 室： 指导教师： 学生姓名： 学 号： 2013年 4 月 15 日 目 录 摘 要………………………………………………………………………………………Ⅰ ABSTRACT…………………………………………………………………………………… Ⅱ 1 绪论 1 1.1课题背景 1 1.2现实意义 1 1.3设计任务 1 1.4总体设计方案分析 2 2 机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计 4 2.1 XY工作台的设计 4 2.1.1主要设计参数及依据 4 2.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析 4 2.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量 4 2.2 Z轴随动系统设计 5 3 滚珠丝杠传动系统的设计计算 6 3.1 强度计算 6 3.2 滚珠丝杠副的传动效率 6 4 直线滚动导轨的选型 8 5 步进电机及其传动机构的确定 9 5.1 步进电机的选用 9 5.1.1 脉冲当量和步距角 9 5.1.2步进电机上起动力矩的近似计算 9 5.1.3确定步进电机最高工作频率 10 5.2齿轮传动机构的确定 10 5.2.1传动比的确定 10 5.2.2齿轮结构主要参数的确定 11 5.3步进电机惯性负载的计算 11 6 传动系统刚度的讨论 13 6.1 根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度 13 6.2根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度 13 7 消隙方法与预紧 15 7.1消隙方法 15 7.1.1偏心轴套调整法 15 7.1.2锥度齿轮调整法 16 7.1.3双片齿轮错齿调整法 16 9 步进电机接口电路及驱动 17 结 论 17 参考文献 18 1 绪论 1.1课题背景 激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一，它刚一问世就引起了材料科学家的高度重视。1971年11月，美国通用汽车公司率先使用一台250W CO2激光器进行利用激光辐射提高材料耐磨性能的试验研究，并于1974年成功地完成了汽车转向器壳内表面（可锻铸铁材质）激光淬火工艺研究，淬硬部位的耐磨性能比未处理之前提高了10倍。这是激光表面改性技术的首次工业应用。多年以来，世界各国投入了大量资金和人力进行激光器、激光加工设备和激光加工对材料学的研究，促使激光加工得到了飞速发展，并获得了巨大的经济效益和社会效益。如今在中国，激光技术已在工业、农业、医学、军工以及人们的现代生活中得到广泛的应用，并且正逐步实现激光技术产业化，国家也将其列为“九五”攻关重点项目之一。“十五”的主要工作是促进激光加工产业的发展，保持激光器年产值20％的平均增长率，实现年产值200亿元以上；在工业生产应用中普及和推广加工技术，重点完成电子、汽车、钢铁、石油、造船、航空等传统工业应用激光技术进行改造的示范工程；为信息、材料、生物、能源、空间、海洋等六大高科技领域提供崭新的激光设备和仪器。数控化和综合化把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的一个重要趋势。激光切割机是光、机、电一体化高度集成设备，科技含量高，与传统机加工相比，激光切割机的加工精度更高、柔性化好，对制造业来说，可以说是一场技术革命。 图1.1 系统总体原理图 微机控制线路图参考MCS－51系列单片机控制XY工作台线路图。 步进电机参照RORZE株式会社的产品样本选取，以保证质量和运行精度,同时驱动器也选用RORZE的配套驱动器产品。 滚珠丝杠的生产厂家很多，本设计参照了汉江机床厂、南京工艺装备制造厂的样本资料，力求从技术性能、价格状况、通用互换性等各方面因素考虑，最后选用南京工艺装备厂的FFZ