【正文】 yFd F Z??? = 32325 45 .2 3. 30 87 6 0. 01 402. 5 20 13 07 98 853. 17 5 16 84 .8 ( )3. 17 5? ?????? 據(jù)上所訴，實(shí)際變形量為 : 22 2????= ③、支撐滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形 3? 支撐滾珠絲杠的軸承為 8102 型推力軸承，幾何參數(shù) d1 =15mm，滾球直徑 mm? 滾動(dòng)體數(shù)量 QZ =12 軸承的軸向接觸變形 3? 為： 33 2 2333 22 2 5 4 5 . 20 . 0 0 2 4 0 . 0 0 2 4 0 . 0 0 2 4 2 1 . 1 0 . 0 5 0 64 . 7 6 3 1 2mF mmdZ? ? ? ? ? ??mm 因施加預(yù)緊力，故實(shí)際變形量 3311 0 . 0 5 0 6 0 . 0 2 5 322??? ? ? ? ?mm 注意 mF 單位為 kg ∴總變形量 ? =1? +?2+? 3 =++= 又有前面已知條件可得： ＞ 。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 [ 6 ]選取第一系列中的 34 模樹 m=2壓力角 =200 ∴ d1 =M1z =2179。 查資料得，步進(jìn)電機(jī)為五項(xiàng)十帕?xí)r，m ax0. 95 1qjMM? ?? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 maxjM = 1 0 2 .5 4 1 0 7 .8 2 .0 .9 5 1 0 .9 5 1M N cm??起 其次最大靜力矩， 130BF001 型步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)距為 .Nm大于所需最大靜力矩，可作為出選型號。㎝ .滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩，所以必須采取升降速控制（可用軟件實(shí)現(xiàn)） 。 初選主軸電機(jī)型號 選主軸電機(jī)的型號為： SIMODRIVE 系列交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型號為1HP6167— 4CB4，連續(xù)負(fù)載 PH/KW=，間隙負(fù)載（ 60%） /KW=。從曲線可看出，交流電動(dòng)機(jī)在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)距區(qū)域，而在基本速度以上為橫功率區(qū)域。 圖 31 交流主軸電動(dòng)機(jī)的特性 8642030min 工作連續(xù)工作P/KW20226000 10000 12022n/(r/min) 41 第 四 章 刀架的選型 改造刀架的目的 CA6140 普通車床的上帶有手動(dòng)刀架。其原理如圖 41所示 42 圖 41 中 4 四根線分別接電動(dòng)機(jī) 的四個(gè)刀位信號（低電平有效）而 802D 的 PLC輸入是高電平有效，因此使用 KA KA KAKA4四個(gè) T24V 直流繼電器來完成高低電平的轉(zhuǎn)換。選擇合適以后再?zèng)Q定被改造設(shè)備的 其他相關(guān)部分的 結(jié)構(gòu)和尺寸。這是 因?yàn)橥宦?lián)軸套上分布的錐孔都由同一方向加工時(shí)，往往會(huì)引起軸線的直線度誤差增大，從而使安裝在絲杠上各零件間的同軸度誤差增大，產(chǎn)生傳動(dòng)附加載荷，影響絲杠副的傳動(dòng)性能。 （ 1） . 根據(jù)加工零件材料選 45度鋼。 （ 3） . 量具。 經(jīng)過工藝分析與處理，選擇直徑為 55mm 外圓和左端面定位，用三抓卡盤夾緊直徑為 50mm外圓。兩個(gè)工步完成加工。 （ 3） .手動(dòng)低速度旋轉(zhuǎn)主軸，檢驗(yàn)機(jī)床狀態(tài)。 （ 8） .模擬零件加工程序行走的路線 （ 9） .檢驗(yàn)加工零件尺寸。注意：選移動(dòng) Z軸，再移動(dòng) X 軸以避免碰撞尾座。 N029 G00 。每周對整機(jī)進(jìn)行一次較徹底的清掃及擦拭。 定期對各部位檢 查 需要經(jīng)常檢查的主要部位有：液壓、潤滑、冷卻裝置的油（液）位；氣壓空氣過濾裝置；油物潤滑裝置；各緊急停車按扭、各周的限位開關(guān)等。否則，可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備或人身事故，造成嚴(yán)重的后果。 （ 4）、有些數(shù)控車床系統(tǒng)的存儲(chǔ)器采用 CMOS器件，存儲(chǔ)內(nèi)容在斷電期間靠電池供電保持，所以應(yīng)每年更換一次電池。 經(jīng)過這段時(shí)間，我發(fā)現(xiàn)數(shù)控改造是一個(gè)系統(tǒng)工程，人員配備十分重要。如果項(xiàng)目采用對外合作形式，更需在目標(biāo)明確的前提下，界定分工，確定技術(shù)協(xié)調(diào)人。 畢業(yè)設(shè)計(jì)這一兩個(gè)月來收獲頗豐，畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對書本上的知識有了更深的理解，也讓我把書本上學(xué)到的知識更好的應(yīng)用到實(shí)際上來。 53 參考文獻(xiàn) [ 1 ] 南昌大學(xué)機(jī)電工程系主編．機(jī)電一體化機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)》； [ 2 ] 張迎新主編．《單片機(jī)初級教程》．北京航空航天大學(xué)出版社， 2022； [ 3 ] 濮良，紀(jì)名剛 主編 ．《機(jī)械設(shè)計(jì)》．高等教育 出版社， 2022； [ 4 ] 化學(xué)出版社出版 ． 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 》； [ 5 ] 機(jī)械工業(yè)出版社編． 《 機(jī)床設(shè) 計(jì)手冊 》； [ 6 ] 上海機(jī)械學(xué)院主編． 《 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 》； [ 7 ] 唐仲文等．《機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 》 ．北京：機(jī)械工業(yè)出版，1994； [ 8 ] 戴曙 主編 ．《金屬切削 機(jī)床 》． 機(jī)械工業(yè)出版 ， 1993； [ 9 ] 王愛玲等．《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》．國防工業(yè)出版， 2022； [ 10 ] 林宋主編． 《 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 》． 北京：化學(xué)工業(yè)出版， 2022； [ 11 ] 丁樹模主編．《機(jī)械工程學(xué)》．機(jī)械工業(yè)出版， 2022； [ 12 ] 《 數(shù)控原理與系統(tǒng)》．北京：機(jī)械工業(yè)出版， 2022； [ 13 ] 閻楚 ， 楊方飛編著 ．《 機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)新技術(shù) 》． 機(jī)械工業(yè)出版 ，2022； [ 14 ] 白恩遠(yuǎn)等 主編 ．《 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測技術(shù) 》．國防工業(yè)出版，2022。人員太少不利于開展工作，人員太多也容易引起混亂?，F(xiàn)在我們對車床出現(xiàn)的問題能夠準(zhǔn)確地判斷問題所在、熟練的進(jìn)行維護(hù)和修理。 （ 2）、定期更換直流電動(dòng)機(jī)碳刷，避免換向器表面腐蝕，引起換向性能不良造成整臺(tái)電動(dòng)機(jī)損壞。 主軸脈沖發(fā)生器的安裝 進(jìn)行必要的調(diào)整與更換 51 根據(jù)檢查情況，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整與更換，如：導(dǎo)軌間隙的調(diào)整、皮帶松緊程度的調(diào)整。有些部位需要定時(shí)清掃和擦拭，如冷卻裝置的防塵墊、壓縮空氣系統(tǒng)的過濾氣芯、冷卻液箱中殘存的切削等。 (精車端面 ) 49 N031 G00 G42 ；（精車直徑為 20mm 外圓，在此加入 G42刀尖圓弧自動(dòng)右補(bǔ)償 .） N032 G01 ；（車長為 15mm留余量 ） N033 G01 ；（錐面起點(diǎn)） N034 G01 ；（車錐面為了達(dá)到粗糙度， F值取 ） N035 G01 ； N036 G01 G40；（在直徑為 20mm處 G40 取消到尖自動(dòng)補(bǔ) 償，防止取消刀具補(bǔ)償時(shí)碰到加工表面） N037 G00 ；（精車 15mm尺寸 的端面） N038 G00 ； N039 G01 ； N040 G01 ； N041 G00 ； N042 G28 ；（回 X參考點(diǎn)為下一個(gè)工件做準(zhǔn)備） N043 M30；（程序結(jié)束，程序返回程序段開始） 50 第 七 章 數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與養(yǎng)護(hù) 保持設(shè)備的清潔 要堅(jiān)持不懈地做好數(shù)控機(jī)床的清潔工作。 G90 X_Z_F— ） N010 G00 ；（為了避免經(jīng)常車削長度為 25mm 的短面，加一條 G00 。 數(shù)控程序及說明 . O0001 (程序號 ) 47 N001 G28 U0 WO；（回 X、 Z向參考點(diǎn)） N002 G50 S2022； （限制主軸最高轉(zhuǎn)速為 2022r/為設(shè)定坐標(biāo)系） N003 G96 S230 T0101；（換 1 號刀具，設(shè)定恒切削速度V=230r/min） N004 M4 M8 (主軸正轉(zhuǎn)切削液開。 （ 5） .根據(jù)工藝制定，裝夾刀具并測量刀具位置補(bǔ)償值。 （ 1） .打開總電源、機(jī)床電源，開啟數(shù)控系統(tǒng)。 為了達(dá)到圖紙的要求的尺寸和表面的粗糙度，考慮分為粗車端面、直徑為 20mm處尺寸和錐面。 （ 4） .刀具。位置精度選擇 CL— 20 高精度數(shù)控車床，系統(tǒng)為C6140改裝的數(shù)控車床。 45 第 六 章 數(shù)控車床工件加工實(shí)例 簡單的短軸零件加工舉例 加工實(shí)例為小批量產(chǎn)品的錐孔檢具如圖 61 所示。在 實(shí)際調(diào)整中，可以把車床處于最大工作負(fù)載，使絲杠內(nèi)部仍不產(chǎn)生間隙或者間隙量小于 ，而且運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并以此作為螺母間隙調(diào)整裝置預(yù)緊的判斷標(biāo)準(zhǔn)。都是由專業(yè)工廠按系列化進(jìn)行生產(chǎn)。 刀架的工作過程 刀架的動(dòng)作順序：電動(dòng)機(jī)（三相異步微型電動(dòng)機(jī)）→減速機(jī)構(gòu)（蝸輪蝸桿）→上升機(jī)構(gòu)（螺旋機(jī)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)刀架抬起→刀架旋轉(zhuǎn)→電器信號確定（霍爾元件）→電機(jī)反轉(zhuǎn)→粗定位（反靠攏）→刀架下降→精定位→刀架壓緊→ 換刀終了信號→執(zhí)行加工程序 刀架的工作原理 在加工過程中，選刀時(shí)在程序中輸入被選刀具的的 TXX（刀具號）和 DXX（刀沿號）。對于一般主軸電動(dòng)機(jī)，這個(gè)恒功率的轉(zhuǎn)速范圍只有 3： 1 的比例。 40 主軸電動(dòng)機(jī)恒功率調(diào)速范 圍 m a x m in/ 800 0 / 500 0 n n? ? ? 所以選用的電動(dòng)機(jī)型號的調(diào)速范圍滿足主軸所要求的調(diào)速范圍。 39 第 三 章 主軸交流伺服電動(dòng)機(jī) 主軸的變速范圍 主 軸 能實(shí) 現(xiàn) 的最 高轉(zhuǎn) 速 與最 底 轉(zhuǎn)速 之比 稱 為變 速 范 圍Rn:Rn=Nmax/Nmin,數(shù)控機(jī)床的工藝范圍，切削速度與刀具，工件直徑變化很大所以主軸變速范圍很寬： 由于： m a xm i nm a x180014/ 2 / m i n1 9 0 0 1 4 1 1 3 / m i n2jjjNNN n nnr?????? 這里 jn 為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。 步進(jìn)電機(jī)的空載起動(dòng)頻率： m a x1000 1 0 0 0 1 . 2 / m in 4 0 0 06 0 6 0 0 . 0 0 5kpVf m m H z? ?? ? ?? 1000 1 0 0 0 0 . 6 / m in 1 0 0 06 0 6 0 0 . 0 1Se Vf m m H z? ?? ? ?? 電動(dòng)機(jī)允許的最高空載啟動(dòng)頻率為 3000Hz ，最高空載運(yùn)行頻率為16000Hz 。傳動(dòng)系統(tǒng)折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 [ 5 ]： (1)、齒數(shù) Z1 、 Z2 折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ： 34 5 3 4 31 1 111 7 . 8 1 0 / 3 0 . 4 5 1 0 0 2 7 8 /3 2 3 2 ggJ d L k c m c m k c m? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 34 5 3 4 32 1 111 7 . 8 1 0 / 6 0 . 4 5 1 0 4 4 6 /3 2 3 2J d L k c m c m k c m? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)、絲杠折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 從表查得 1m的絲杠的 MJ = ∴ JS =179。 ∴此變形量滿足設(shè)計(jì)要求 [ 3 ] 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的要求，縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量為 ，滾珠絲杠導(dǎo)程 L0 =5mm，及初選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 ，傳動(dòng)比為 0 .7 5 5 3 02 .0 43 6 0 0 .0 0 5 1 5i ?? ? ?? 因?yàn)?I5,故可為一級齒輪傳動(dòng)。由于兩端均采用角接觸球軸承且絲杠又進(jìn)行了預(yù)緊，故其拉壓剛度端固定的絲杠提高四倍。 +179。 顯然，此變形量已大于定位的要求，不符合要求 。 1? 在總變形量中占的比重教大 . 010l Ll? ??? 式中 l —— 滾珠絲杠支撐間的受力長度 (mm) 0l —— 滾珠絲杠的導(dǎo)程 (mm) 0l?—— 在工作載荷作用引起的導(dǎo)程變化量 (mm) 28 又∵ EALFl m 00 ??? 式中 mF 軸向平衡載荷 E 材料彈性模量 鋼 = 10 ( / )N mm? A 滾珠絲杠橫截面積 A= 2 21 ()4d mm? = 2 2 21 6 .7 6 2 2 0 .54 m m m? ?? EALFl m 00 ??? = 63 3 5 3 .2 8 52 0 .6 1 0 2 2 0 .5 mm?? ?? = 10 mm??? 4 201 0 3 . 6 9 1 0 4 5 0 3 . 2 1 1