【正文】 .................................................. 30 剛度檢驗(yàn) ....................................................... 32 ..................................................... 32 軸承的選型 ..................................................... 32 聯(lián)軸器的選型 ................................................... 33 電機(jī)的計(jì)算與選型 ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Bearing choose 7010 c deep groove ball bearings。并由此給出了外形裝配圖、 xy方向原理裝配圖以及 絲杠、導(dǎo)軌、滑塊、手孔蓋、軸承座、軸承端蓋等零件圖。利用理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測(cè)量技術(shù)、工程圖學(xué)等知識(shí)主要對(duì)龍門、工作臺(tái)的滾珠絲杠螺母副和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等零部件進(jìn)行受力分析、設(shè)計(jì)選型、強(qiáng)度校核、壽命計(jì)算和穩(wěn)定性分析，最終選擇出滾珠絲杠螺母副型號(hào)為 FFZD6310— 5右旋；導(dǎo)軌選擇了 HSR— 20A、 LM直線滾動(dòng)導(dǎo)軌；軸承選擇 7010C角接觸球軸承；電機(jī)采用 Y100L— 6驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)；聯(lián)軸器選用 YL10 凸緣聯(lián)軸器。 Guide chose HSR 20 a, LM linear rolling guide。 的校核 ....................................................... 15 螺桿強(qiáng)度校核 ................................................... 15 螺紋牙強(qiáng)度校核 ................................................. 15 螺桿的穩(wěn)定性 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ................................................................. 37 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 數(shù)控切割機(jī)概述 數(shù)控切割機(jī) ：利 用程序驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng) 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng) ， 同時(shí) 隨著機(jī)床運(yùn)動(dòng)， 通過(guò) 配 有的切割工具對(duì) 待加工 物體進(jìn)行切割 、加工 [14]。然而它它并 不適合單件 ，因所 使用 的 切割模具 ，適合較 大工件 或 小批量 的 切割 [9]。廣泛地適應(yīng)于各種材料的切割加工，被譽(yù)為“萬(wàn)能 切割機(jī) ”。并且數(shù)控 水刃 對(duì)于那些特殊的、用一般方法難以切割的材料，如 鈦合金 等 復(fù)合材料 是非常理想甚至是唯一的加工手段。 （ 3）數(shù)控激光切割機(jī)：它的優(yōu)點(diǎn)在于切割速度快，切割精度高；但是目前發(fā)展的水平還不足以彌補(bǔ)它價(jià)格的異常昂貴 [1]，切割費(fèi)用高等問(wèn)題。目前它主要應(yīng)用于碳鋼以及較大厚度板材的切割，面臨中、薄厚度碳鋼板材的切削，等離子切割機(jī)更優(yōu)秀。 （ 2）便攜式數(shù)控切割機(jī)：如圖 ，在小車式切割機(jī)基礎(chǔ)上，添加數(shù)控系統(tǒng)以及相關(guān)傳動(dòng)裝置。 （ 4）臺(tái)式數(shù)控切割機(jī)：如圖 ，外型類似于加上一臺(tái)小型龍門式切割機(jī)于工作臺(tái)上。由于其專用切割條件，目前國(guó)內(nèi)對(duì)此種切割機(jī)需求量不大，并造成其生產(chǎn)廠家不多。從一般的機(jī)械零件，建筑物的清洗到金屬和非金屬板材的切割到曲面切割等等。 日前，我國(guó)機(jī)械工業(yè)鋼材使用量己突破 3 億噸，從此可見(jiàn)鋼材切割需求量之大。正在扎實(shí)地走向國(guó)際尖端科技水平，并逐步提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)率和市場(chǎng)占有 率。隨著我國(guó)制造業(yè)、生產(chǎn)工業(yè)的快速崛起，全自動(dòng)化、智能化和人性化己成為設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主流沒(méi)計(jì)因素。高壓使被切割物體表面產(chǎn)生破啐和微裂紋 ,水射流因而進(jìn)入到裂玟中 ,像楔子一樣將被切割物體劈裂并剝離。超高壓水刀基本技術(shù)既非常復(fù)雜又簡(jiǎn)單。超高壓水刀也可用于處鋰如船身噴漆和汽車請(qǐng)冼設(shè)備請(qǐng)冼等不同的表面。且需要將湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 高壓水進(jìn)入到蓄能器來(lái)穩(wěn)定它，最終流到噴嘴來(lái)穩(wěn)定壓力 [3]。然而加工速度較慢、加工效率較低、加工精度不理想等問(wèn)題 ,因而未能在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用。而龍門式數(shù)控切割機(jī)因?yàn)樗芴碇枚喟阉断鄬?duì)而言，更加穩(wěn)定。使它的功能得到全面地、充分地發(fā)揮，盡可能地提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性；在產(chǎn)品綜合性能方面，在滿足所需的加工精度要求前提下，符合國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)前提下，保證足夠的工作可靠性，達(dá)到簡(jiǎn)潔方便的操作要求；在切割機(jī)的經(jīng)濟(jì)性方面，要求所選材料在滿足相關(guān)條件的前提上，盡可能地去選擇低廉的材料，既能使其保證產(chǎn)品安全，工作壽命，又能有效降低生產(chǎn)的成本。包括導(dǎo)向元件、減速裝置及絲扛螺母副等。對(duì)已經(jīng)保證過(guò)加工精度的那些傳動(dòng)元件，選擇合理的支承形式以及有效正確的預(yù)緊方式來(lái)改善傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。以上三種電機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，但由于經(jīng)濟(jì)性與效率的影響，使得三者分別用于不同的領(lǐng)域。但相比而言控制繁瑣，不易大范圍進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，很難達(dá)到無(wú)級(jí)變速 要求 [11]。因此，齒輪傳動(dòng)副為最大限度地減小齒側(cè)間隙，一般選擇消除措施設(shè)計(jì)。同時(shí)軸端壓力較小，傳動(dòng)的效率很高，基本能保持傳動(dòng)效率在 98%右左。 (3) 通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)接 如圖 22c 所示，即為聯(lián)軸器聯(lián)接，從而達(dá)到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的高傳動(dòng)高度與高傳動(dòng)精度的要求。 （ 1） 滾珠絲杠螺母副特點(diǎn)：系統(tǒng)剛度好 傳動(dòng)效率和精度高，運(yùn)動(dòng)具有可逆性，壽命長(zhǎng)，不能自鎖，制造工藝復(fù)雜 [8]。所以橫向絲杠采用滾珠絲杠螺母副。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 對(duì)絲杠的校核 螺桿強(qiáng)度校核 根據(jù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式，得螺旋傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ： ? ??? ?? ta n21T 2Fd= 當(dāng)量應(yīng)力 ： 21)4( dF?? ? （ ） ? ? MPa120~68][ ?? 因此，強(qiáng)度滿足要求，螺桿強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。 螺桿的橫向振動(dòng) 根據(jù)簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)公式臨界轉(zhuǎn)速 : 2 1 / 20 260 10 00()2 l i En L???? min/ r? （ ） 由 /60v Phn? ,又知：運(yùn)行速度范圍為 0～ 8000mm/min 所以 smmmmv / 3 3m i n/8 0 0 0m a x ?? min/1000m ax rn ? 又 因?yàn)? 0max nn ? 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 所以能夠達(dá)到條件。因此，甚至可調(diào)節(jié)機(jī)床的定位精度到超微米級(jí)。 4 可以維持長(zhǎng)期機(jī)床的高精度 滑動(dòng)導(dǎo)軌面使用的流體潤(rùn)滑，因?yàn)橛湍さ母?dòng)，使得產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)精度的誤差無(wú)從規(guī)避 [14]。同時(shí)，大多數(shù)情況僅需脂潤(rùn)滑，因此這使機(jī)床的潤(rùn)滑系統(tǒng)地設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)方面都變得更加容易和方便。且個(gè)鋼球列被 設(shè)計(jì)成按照接觸角 45 度配置，因而無(wú)淪何種資勢(shì)都可使用。承受徑向載荷時(shí)，引起附加軸向力，需施加相應(yīng)反向載荷。 主要尺寸為： mmd 36? mmD 58? B=12mm 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 基本額定載荷： 極限轉(zhuǎn)速值為 14000r/min 圖 軸承 CAD圖 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型 1）最大的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Y 軸最大載荷 NF 2750max ? ,絲桿導(dǎo)程 mmmPh ?? ,查絲杠樣本絲杠螺母副摩擦系數(shù) ?=，摩擦力矩 mNTf ?? 。 最終選定型號(hào)為： YL10 凸緣聯(lián)軸器。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 4 章 X 軸傳動(dòng)部分 設(shè)計(jì)計(jì)算 絲杠的分析、計(jì)算與選型 絲杠的受力分析 （ 1）水 射流及沖力計(jì)算 由動(dòng)量定理得： ])(1[ 21ddqvF ?? ? d噴嘴出口直徑 d1噴嘴進(jìn)口直徑 ∵ 21)(dd 1 約 Npq . 7 4 5F ????? F：反沖力 q：流量 p：壓力 Mpa ? 由上式得 2 ???? 根據(jù)給定的有效行程，估算 X向工作臺(tái)承載重量 WX X軸上負(fù)載 20kg 水刀裝置 ?xW 20179。 m?10 =（ 2 ~ ） 取上述計(jì)算較小值，即 4min ?? 2）估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑 md2 滾珠絲杠螺母副的兩個(gè)支承之間的距離為 L = 安全行程 +2179。 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠受工作負(fù)載引起的導(dǎo) 程變化量為： )(100 0100 0 m a x mESFK ????? 其中 K — 安裝方式系數(shù) (固定 — 固定： K =) 彈性模量??E mmNE ?? 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 2222 絲 杠 斷 面 積S mmmmd r ???? ? 故 X軸 mmmES FK ??? )(10001000 5m a x ???? ??????? 滿足要求 2）傳動(dòng)效率計(jì)算 絲杠螺母副的傳 動(dòng)效率： )( ?? ?? ?? tg tg 滾動(dòng)摩擦系數(shù) 181。 聯(lián)軸器的選擇 為了減少振動(dòng)與沖擊帶來(lái)的負(fù)面影響，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 矩 TKT Aca ?? 其中 公稱轉(zhuǎn)矩 T= mN? 工作情況系數(shù) AK = 則 TKT Aca ?? = mN? 查聯(lián)軸器樣本，選用 TL 彈性套柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為 TL2，許用轉(zhuǎn)矩 [T]=16 mN? caT ,符合要求。在給定 驅(qū)動(dòng)速度、射流最高切割壓力、水噴嘴直徑和系統(tǒng)流量的條件下，理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測(cè)量技術(shù)、工程圖學(xué)分析和公式計(jì)算 最終選擇出滾珠絲杠螺母副型號(hào)為 FFZD6310— 5 右旋；導(dǎo)軌選擇了 HSR— 20A、 LM 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌；軸承選擇 7010C 角接觸球軸承；電機(jī)采用 Y100L— 6驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)；聯(lián)軸器選用 YL10 凸緣聯(lián)軸器。利用噴丸、滲碳處理，增強(qiáng)零件的硬度、耐磨性、剛度等。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 致 謝 學(xué)生簽名： 日 期： 2021 年 5月 20日 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 參考文獻(xiàn) [1] 成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 1— 5 卷［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出 版社， . 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