【正文】 ，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)[2]。特別是在通用微機數(shù)控領域，以PC平臺為基礎的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將成為數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務[3] 。為此，通過本次設計是想從中掌握兩維數(shù)控工作臺的設計，設計出能夠應用于社會生產(chǎn)的兩維數(shù)控工作臺，并且從中更好的掌握大量所學的知識，理論聯(lián)系實際，更好第鍛煉自己。通過本課程的設計，能綜合運用機械設計課程和數(shù)控技術及其他有關先的理論，結合生產(chǎn)實際知識，培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力，并使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展。進行機電一體化設計基本技能的訓練，如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、標準和規(guī)范等）[4]。2 總體方案設計機床在加工過程中，需要一個工作平臺作為一個載體，完成機械加工過程的，并且通過平臺上的加緊、固定裝置，對機床加工工件進行加緊。 D7132電火花機工作臺的組成及工作原理該工作臺為十字工作臺，在X、Y方向各有電機驅(qū)動，能夠?qū)崿F(xiàn)二維方向的運轉(zhuǎn)。工作臺的動力裝置選用交流伺服電機，在X、Y方向分別有一個電機做動力裝置，來實現(xiàn)在其方向上的進給與往復運動，工作臺的傳動裝置選用滾珠絲杠螺母副，并且用固定塊把工作臺面與螺母連接在一起，電機運轉(zhuǎn)時，通過絲杠的進給，帶動工作臺面的運動，實現(xiàn)機床的機械加工運動。本課題要求設計出一個兩維工作臺，其行程在250—320之間，負荷200kg，工作平穩(wěn)靈活。 驅(qū)動功率大幅度下降，只相當于普通機械的十分之一。 能實現(xiàn)高定位精度和重復定位精度。 成對使用導軌副時，具有“誤差均化效應”，從而降低基礎件（導軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎件的機械制造成本與難度。 導軌采用表面硬化處理，使導軌具有良好的可校性；心部保持良好的機械性能。 用于直線往復運動場合，擁有比直線軸承更高的額定負載， 同時可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動。3. 2 直線滾動導軌副的選材及熱處理要求該設計為兩維數(shù)控工作臺的設計，導軌的材料應具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小、動靜摩擦系數(shù)之差小，加工和使用時產(chǎn)生的內(nèi)應力小，尺寸穩(wěn)定性好等特點。前者為滑塊材料，后者為導軌材料，二者均采用G20CrMo。中頻淬火，淬硬深度12mm，硬度220HBS。因外力較小（≤10㎏），所以認為外力F的作用點與工作臺重心重合，勻速運動或靜止 Fmax== 由計算載荷計算式 Fc= F1=(609..8) 查表得[4]； C= C0=L=()K P=Fmax式中 ——額定壽命（Km） ——額定動載荷(Kn) ——當量動載荷 ——受力最大的滑塊所受的載荷（N） ——導軌上的滑塊數(shù) ——指數(shù)，當滾動體為滾珠時，=3；當滾動體為滾柱時，=10/3——額定壽命單位（Km），滾珠時，=50Km；滾柱時=100Km,——硬度系數(shù) =由于產(chǎn)品技術要求規(guī)定，滾道硬度不得低于58HRC[4]，故常取fh=1. ——溫度系數(shù) ——接觸系數(shù) ——精度系數(shù) ——載荷系數(shù) 溫度系數(shù)工作溫度/176。==646131h式中——壽命時間（h）?！谐涕L度（m）。安工作日為300d，三班工作制，每班8小時，hy=646131/(300*24)≈89年而方向部分滾動直線導軌副的工作狀態(tài)與X方向基本一致，只是所受載荷較大些，= (~47)得= =88964h≈12年對于數(shù)控機床，估計12年的壽命已滿足要求[4]。如果與其他機構統(tǒng)一供油，需要附加濾油器，在油進入導軌前再經(jīng)過一道精細的過濾[7]。4 滾珠絲杠螺母副的選用滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想的產(chǎn)品。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，這是滾珠螺絲的進一步延伸和發(fā)展，這項發(fā)展的重要意義就是將軸承從滾動動作變成滑動動作。滾珠絲杠是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點[7]。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達到1/3以下,即達到同樣運動結果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3。（2）高精度的保證 滾珠絲杠副是用日本制造的世界最高水平的機械設備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對溫度（3）微進給可能 滾珠絲杠副由于是利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)滑動運動那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實現(xiàn)精確的微進給。（5）高速進給可能 滾珠絲杠由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進給(運動)。它的機構效率（η= ）比滑動絲杠（η= ）高34倍。滾珠絲杠螺母副可以完全消除間隙并可預緊，故有較高的軸向剛度，且反向無空程死區(qū)，反向定位精度高[8]。滾珠絲杠螺母副的滾珠循環(huán)方式一般分內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種。值越大，絲杠的承載能力和剛度越大。選擇值應大于絲杠長度的1/35~1/30。當名義直徑確定后，Ph值大，可使螺紋的升角β變大。通常取β〉176。滾珠的工作圈數(shù)j和工作滾珠總數(shù)N，而工作滾珠總數(shù)N以不大于150個為宜。 滾珠絲杠副的選材及熱處理要求該設計為兩維數(shù)控工作臺的設計，滾珠絲杠的材料應具有良好的耐磨性、摩擦系數(shù)小、動靜摩擦系數(shù)之差小，加工和使用時產(chǎn)生的內(nèi)應力小，尺寸穩(wěn)定性好等特點。本設計中絲杠長度小于300mm，按手冊對G20CrMo鋼硬度進行處理；200≤HBS≤ 229,且硬度差不超過25.熱處理方法 粗加工后進行一次時效處理，半精加工后再進行一次時效處理。 滾珠絲杠副疲勞強度計算滾珠絲杠應根據(jù)其額定動載荷選用。 滾珠絲杠的靜載強度計算其計算公式為： = 式中；最大軸向工作載荷（N）； 載荷性質(zhì)系數(shù)，數(shù)值同上；硬度影響系數(shù)，HRC≧58取Kr = 。,由上可知鋼球直徑Dw=2螺紋滾道曲率半徑rs(rw)==偏心距e==()=螺紋開角Φ=arctg()=螺桿大徑d===螺桿小徑d1=d0+2e2rs=螺桿接觸點直徑dk=d0Dwcosa=螺母螺紋大徑D=d02e+2rn=+=螺母螺紋小徑D1=d0+(~)Dw=(2)、對Y方向部分滾動絲杠螺旋副的幾何尺寸如下d0=12 Ph=接觸角a=45oo螺桿大徑d===螺桿小徑d1=d0+2e2rs=螺桿接觸點直徑dk=d0Dwcosa=螺母螺紋大徑D=d02e+2rn=+=螺母螺紋小徑D1=d0+(~)Dw= 滾珠絲杠副的承載能力以及壽命計算對一組 do=12 ph= Φ=’ Ca=10000, 12650二組 do=12 ph= Φ=’ Ca=10000, 12650基本壽命計算； 一組相同參數(shù)的滾動螺旋副，在相同的條件下，90%不會發(fā)生疲勞剝傷的特定轉(zhuǎn)數(shù)，并規(guī)定10000000轉(zhuǎn)為基本額定壽命。 效率計算為使螺旋傳動由高的承載能力和一定的工作壽命，滿足工作性能的要求，螺旋副元件應具有足夠的接觸強度和耐磨性，其工作表面必須有一定的硬度，通常螺紋滾道表面硬度應達到5860HRC,鋼球表面達到6264HRC。主要用來承受徑向負荷、也可承受一定的軸向負荷，當軸承的徑向游隙加大時，具有角接觸球軸承的性能，可承受較大的軸向負荷。堅實耐用，通用性強及低噪音運行，可在高速下運轉(zhuǎn)和易于安裝。 滾動軸承的基本結構 以滑動軸承為基礎發(fā)展起來的滾動軸承，其工作原理是以滾動摩擦代替滑動摩擦，一般由兩個套圈，一組滾動體和一個保持架所組成的通用性很強、標準化、系列化程度很