第二章 教学型数控铣床设计方案
步进电机带动丝杠旋转，后通过丝杠螺母将丝杠的旋转运动转化为X和Y轴的水平直线运动和Z轴的上下移动。
教学型数控铣床大致三维图
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第二章 教学型数控铣床设计方案
H7H7N7/h7N7/h6F7/h6F7/h6 N7/h6N7/h6 教学型数控铣床大致二维图
由于所设计的实验型数控铣床不同于一般实用加工型数控铣床，它主要用来教学实验，加工材料主要是石蜡或塑料，机床设计手册中没有针对此种材料列出铣削力的计算公式，即使套用软的材料来估算铣削力，也难免引起大的误差。因此，不能完全按照以前的设计计算方法来进行设计，必须综合考虑各个方面的因素和在教学中的实际情况，力争做到最优化的设计。接下来一章就来介绍实验型数控铣床机械部分的主要设计过程。
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第三章 机械部分设计
第三章 机械部分设计
3.1 电机的选取
3.1.1 主电机的选取 3.1.1.1铣削力的计算
长期以来人们已经对铣削加工时的铣削力有了广泛深入的研究。但人们对铣削力的研究只是针对特定特定加工条件下的特定工件，没有一套应用于各种场合的铣削力计算公式。现实生活中人们设计的数控的通用机床希望应用性强，能满足各种加工要求，能应用于大多数场合。因此，在对切削力的计算上，不能不考虑实际情况而用一些依靠纯理论推倒的公式和理论。但是，此次设计我们可以用切削力的经验计算公式，因为切削力的经验计算公式是人们在现实生活中积累的，可以满足现实生活中大多数机床的切削力计算，具有很强的实用性。因此，对于本次设计切削力的计算可采用经验公式，切削力可分解为三个分力：Z向的主铣削力Fz以及X、Y向的铣削分力Fx、Fy。
现假设刀具材料为高速钢，工作材料为铝(?b?100MPa)。 Z轴铣削工作时铣削力的计算：
最大铣削直径dmax?10mm，最小直径dmin?5mm。 由《实用机床手册》得： 铣削功率Pm?FzV 6?104铣削力Fz?642apaf0.72aw0.86do?0.86ZKFZ
铣削力修正系数KFZ?KmFZK?FZKkFZ 高速钢铣刀ro?15?,前角系数K?FZ?0.93
主偏角k?=75? KkFZ=1.0 因此KFZ?1?0.93?1.0
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第二章 教学型数控铣床设计方案
?b—工件材料的抗拉强度；
ap—铣削深度； af—毎齿进给量； aw—铣削宽度；
do—铣削直径； Z—铣刀齿数，
现取af=0.05mm/Z ap=4mm Z=2 do=10mm aw=5mm n=400r/min ，
FZ=642×4×0.05
0.72×5
0.86×10
?0.86×2×0.9255=302.9N
V??don/1000=3.14×10×400/1000=12.56m/min
Pm?FzV=302.9×12.56/60000=85.32W 6?1043,1,1,2主电机的选择 选主轴电机时按铣削计算。 因为铣削时最大的铣削力为：
0.720.86FZ=642×4×0.05
×5×5
?0.86×2×0.9255=549.86N
V??don/1000=3.14×5×1500/1000=23.55m/min
FzV=549.86×23.55/60000=0.215kW 46?10主轴功率P=Pm/0.88 =0.25/0.88=0.244kW Pm?所以选电动机为Pm=300W，型号：57BL-3030H1-LS-B
3.1.2步进电机的种类、结构、工作原理及选型计算
步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统。在此伺服驱动系统中，步进电机作为执行元件。而步进电机受驱动控制系统控制，驱动控制系统通过控制步进电机电极的通电顺序和脉冲频率，将电信号转化为具有一定速度、大小和方向的机械转角位移量，后通过传动机构实现工作台的运动。但由于此驱动系统没不存在反馈检测环节，因此精度较差，速度也受到步进电机性能的限制。
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