【正文】 利用噴丸、滲碳處理，增強零件的硬度、耐磨性、剛度等。 聯(lián)軸器的選擇 為了減少振動與沖擊帶來的負(fù)面影響，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)本科畢業(yè)設(shè)計（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，型號為 TL2，許用轉(zhuǎn)矩 [T]=16 mN? caT ,符合要求。 m?10 =（ 2 ~ ） 取上述計算較小值，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支承之間的距離為 L = 安全行程 +2179。 最終選定型號為： YL10 凸緣聯(lián)軸器。承受徑向載荷時，引起附加軸向力，需施加相應(yīng)反向載荷。同時，大多數(shù)情況僅需脂潤滑，因此這使機床的潤滑系統(tǒng)地設(shè)計、使用和維護方面都變得更加容易和方便。因此，甚至可調(diào)節(jié)機床的定位精度到超微米級。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 對絲杠的校核 螺桿強度校核 根據(jù)傳動轉(zhuǎn) 矩公式，得螺旋傳動轉(zhuǎn)矩 ： ? ??? ?? ta n21T 2Fd= 當(dāng)量應(yīng)力 ： 21)4( dF?? ? （ ） ? ? MPa120~68][ ?? 因此，強度滿足要求，螺桿強度達標(biāo)。 （ 1） 滾珠絲杠螺母副特點：系統(tǒng)剛度好 傳動效率和精度高，運動具有可逆性，壽命長，不能自鎖，制造工藝復(fù)雜 [8]。同時軸端壓力較小 ，傳動的效率很高，基本能保持傳動效率在 98%右左。但相比而言控制繁瑣，不易大范圍進行速度調(diào)節(jié)，很難達到無級變速要求 [11]。對已經(jīng)保證過加工精度的那些傳動元件，選擇合理的 支承形式以及有效正確的預(yù)緊方式來改善傳動系統(tǒng)的剛度。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，符合國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)前提下，保證足夠的工作可靠性，達到簡潔方便的操作要求；在切割機的經(jīng)濟性方面，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。然而加工速度較慢、加工效率較低、加工精度不理想等問題 ,因而未能在我國得到廣泛應(yīng)用。超高壓水刀也可用于處鋰如船身噴漆和汽車請冼設(shè)備請冼等不同的表面。高壓使被切割物體表面產(chǎn)生破啐和微裂紋 ,水射流因而進入到裂玟中 ,像楔子一樣將被切割物體劈裂并剝離。正在扎實地走向國際尖端科技水平，并逐步提高市場競爭率和市場占有率。從一般的機械零件，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。 （ 4）臺式數(shù)控切割機：如圖 ，外型類似于加上一臺小型龍門式切割機于工作臺上。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，等離子切割機更優(yōu)秀。并且數(shù)控 水刃 對于那些特殊的、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。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]。 的校核 ....................................................... 15 螺桿強度校核 ................................................... 15 螺紋牙強度校核 ................................................. 15 螺桿的穩(wěn)定性 .................................... 錯誤 !未定義書簽。利用理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械原理、機械設(shè)計、互換性與測量技術(shù)、工程圖學(xué)等知識主要對龍門、工作臺的滾珠絲杠螺母副和直線滾動導(dǎo)軌等零部件進行受力分析、設(shè)計選型、強度校核 、壽命計算和穩(wěn)定性分析，最終選擇出滾珠絲杠螺母副型號為 FFZD6310— 5右旋；導(dǎo)軌選擇了 HSR— 20A、 LM直線滾動導(dǎo)軌；軸承選擇 7010C角接觸球軸承；電機采用 Y100L— 6驅(qū)動電機型號；聯(lián)軸器選用 YL10 凸緣聯(lián)軸器。除此之外，本論文（設(shè)計）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 Bearing choose 7010 c deep groove ball bearings。這種 通過數(shù)字程 序配合機運床動系統(tǒng)來驅(qū)動而進行切割運動 的割切機 被稱為 數(shù)控切割機 。它的切口光滑平整，一般不必再次加工。目前來說，它僅適用于加工精度要求極高的特種行業(yè)。但它外形上基本沒有太大改進，它是否輕巧，適合加工各種中小型板材。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 圖 不同結(jié)構(gòu)數(shù)控切割機 數(shù)控水刀切割機研究背景 世界上第一個應(yīng)用高壓水射流切割技術(shù)的專利產(chǎn)生自美國，十多年以來，水射流切割技術(shù)及其設(shè)備得到了巨大的發(fā)展，其應(yīng)用遍及工業(yè)生產(chǎn)的各個方面。如今現(xiàn)代機械工業(yè)的發(fā)展速度空前，舊式切割機已逐漸滿足不了產(chǎn)品所 要求的質(zhì)量，且工作效率也得到很大考驗 [8]。新形科枝化產(chǎn)品正逐步取代舊有的傳統(tǒng)機械，這正在大幅提升我國的工業(yè)領(lǐng)域水平和生產(chǎn)效率。當(dāng)被加壓至很高壓力的水從特制級小開孔的嘴噴通過時 (直徑 到 )將會產(chǎn)生一道達到每秒近千公尺的 (大約三倍音速的 )水箭 [4]。由于純水切割幾乎都只是適用于較軟的材料切割，因此為了切割如玻璃、石材和金屬的硬質(zhì)材料。有的甚至能夠?qū)崿F(xiàn)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 多頭的直條切割。為能保證數(shù)控機床進給運動系統(tǒng)的傳動精度和穩(wěn)定性，要求對機械部分的設(shè)計能盡可能地消除配合間隙，減少運動摜量，導(dǎo)向與運動件的降摩低擦，提高動傳的剛和度精 度。目前，步進式電動機雖容易控制，成本低廉，但因 其失步會引起控制誤差，且轉(zhuǎn)速有限，所以排除掉?？墒欠N此聯(lián)接方式結(jié)構(gòu)的機械也會變得相對要復(fù)雜一些。同時 它有效地簡化了進給運動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) [6]。 圖 進給運動裝配簡圖 主要技術(shù)指標(biāo)： 定位精度： 177。 圖 滾珠絲杠 CAD 圖 導(dǎo)軌和滑塊的選用 直線滾動導(dǎo)軌的特點 直線滾動導(dǎo)軌在數(shù)控機床有著廣泛的應(yīng)用。絕大多數(shù)情況下，流體潤滑被局限在了邊界區(qū)域，因此幾乎沒辦法祛除因金屬接觸而產(chǎn)生 白勺 直接摩擦。并因為施加預(yù)壓力是呁等的，從而能維持低摩擦系數(shù)又加強四個方向剛性。查軸承樣本，單個 7013C 型軸承的摩擦力矩為 320 mN? ,故一對軸承 mNTf ?? ,絲桿與伺服電動機直接相聯(lián)，故 i=1， 則最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 NiTTPhFT ff a x 21 ???????? ???? ?????????? ???? ?? 2）慣量匹配 負(fù)載慣量按下列次序計算，工臺的最大質(zhì)量為 200Kg，折算到電動機軸，其慣量 1J本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 計算得： NpmnnpmwvmJ hh 422221 ????????? ???????????????????????? ?? 絲杠直徑 d=40mm=，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，決定長度 ，絲杠的慣量 ： 274342 . mkgldJ ????????? ???? 聯(lián)軸節(jié)的慣量 J3可直接查手 冊 243 mkgJ ??? ? J2與 J3與電動機同軸，故能夠直接疊加，負(fù)載慣量： ? ? 244321 mkgJJJJ L ?????????? ?? 電動機慣量 JM 應(yīng)符合的條件 JLJM4JL 即 mkg ? JM mkg ? 根據(jù)以上計算，可初選伺服電動機，如選用直流伺服電動機，可選擇 Y100L— 6，它的額定轉(zhuǎn)矩為 mN? ,大于最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T= mN? ，它的轉(zhuǎn)子慣量JM= 2mkg? 。 10=200N Z軸方向所受的載荷 6 0 0F 39。= 則摩擦角 ? == X軸與 Y 軸的傳動效率都為)( ,?? ??tg tg? =94%90% 符合要求。經(jīng)強度校核、壽命計算和穩(wěn)定性分析，得到滾珠絲杠能達到 117萬次，最大動載荷 ，最大靜載荷 ，剛度2505N/m，螺桿當(dāng)量應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值 68MPa，螺桿剪切應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值 30MPa，螺桿彎曲應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值 40MPa，穩(wěn)定性大于要求值 4 因而合格，單個螺紋導(dǎo)程變形量小于最大值 ，最大轉(zhuǎn)速小于 倍臨界轉(zhuǎn)速，以上表明絲杠符合選用要求。希望對其他人的后續(xù)設(shè)計能有幫助。 查軸承樣本，單個 7205C 型軸承的摩擦力矩為 320 mN? ,故一對軸承 mNTf ?? ,絲桿與伺服電動機直接相聯(lián) ，故 i=1， 則最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ： NiTTPhFT ff a x 21 ???????? ???? ?????????? ???? ?? （ 2）慣量匹配 負(fù)載慣量按下列次序計算，工臺的最大質(zhì)量為 20Kg，折算到電動機軸其慣量 J1計算得： 2522221 mkgpmnnpmwvmJ hh ????????? ???????????????????????? ??? 絲杠直徑 d=32mm=，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，決定長度 ，絲杠的慣量： 2104342 . mkgldJ ????????? ???? 聯(lián)軸節(jié)的慣量 J3 可直接查手冊 243 mkgJ ??? ? J2與 J3與電動機同軸，故能夠直接疊加，負(fù)載慣量： JL=J1+J2+J3=（ ++） ? 104 2mkg? ≈ mkg ?? ? 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 電動機慣量 JM 應(yīng)符合的條件 JLJM4JL mkg ? JM mkg ? 根據(jù)以上計算，可初選伺服電動機，如選用直流伺服電動機，可都選北京數(shù)控裝置廠 B8型， 它的額定轉(zhuǎn)矩為 mN? ,大于最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T= mN? ，它的轉(zhuǎn)子慣量 JM= 2mkg? （ 3）空載加速轉(zhuǎn)矩 B8 型伺服電動機的最大輸出轉(zhuǎn)矩為 Tmax=47 mN? ,這個輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)生在階越指令加速時，要求的加速時間為： maxmax602 TnJta ?? 其中 J =JL+JM= 410?? +45 410?? = 2mkg? 故 ?? ????at B8 的機械時間常數(shù)為 smstm ?? ，則 at ≤ (3~4) mt =(~) 說明這種電動機具有足夠的加速能力 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 結(jié) 論 本設(shè)計龍門式數(shù)控水刀切割機能高效、精確地完成 XY 兩向移動以及對材料進行高壓水射流切割的功能。25 mmNEE ???? 彈性模量， ??I 絲杠斷面最小慣性矩 4464 mmdI r?? ??bL 螺母至固定端處最大距離 (如表中簡圖所示 ) 數(shù)，其值按表選取絲杠安裝方法有關(guān)的系、 ???? mmN????? ?? 比重， mmd r 絲杠底徑，?? A 絲杠斷面積 ， 42rdA ?? 代入得 ,X 軸絲桿的極限轉(zhuǎn)速 m i n325169 272 rLdn brc ????? ? rn ?? m in100m a x 故符合要求 。 (1) X 軸方向的安裝裝配 橫向架體的裝配：由直線滾動型導(dǎo)軌與橫梁連接； 電動機的裝配：通過螺釘將其裝配到橫向架體上； (2) Z 軸方向升降臺的裝配： 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 直線滾動導(dǎo)軌：將螺母作為連接機構(gòu)，連接到升降臺架體上； 滾珠絲杠：經(jīng)角接觸軸承固定在 軸承座上，同時通過軸承蓋和螺釘完成軸向固定； 軸承座：