【正文】 態(tài)分析 61 計算絲杠 工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率ω nc 已知滾珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度 Ko Kmin 33333179。103 029um 即δ k 029um＜ 6um 故滿足要求 絲杠因扭轉變形產生的誤差 1 計算由快進扭矩 TKJ 引起的滾珠絲杠螺母副的變形量θ 已知負載力矩 T TKJ 1260Nmm 由圖 41 得扭矩作用點之間的距離 L2 915mm絲杠底徑 d2 343mm 由式 249 得 θ 721179。1214kg 27898kg ω nc Ko md12 1195rads 62 計算扭轉振動系統(tǒng)的最低固有頻率ω nt 折算到滾珠絲杠軸上的系統(tǒng)總當量轉動慣量為 Js Jr J0 00033kgm3 已知絲杠的扭轉剛度 ks kφ 120232Nmrad 則 ω nt ks Js05 1909rads 由以上計算可知杠 工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率ω nc 1195rads扭轉振動系統(tǒng)的最低固有頻率ω nt 1909 rads一般按ω n 300rads的要求來設計機械傳動系統(tǒng)的剛度故滿足要求 第七章 機械傳動系統(tǒng)的誤差計算與分析 傳動系統(tǒng)的反向死區(qū)Δ 已知傳動系統(tǒng)的最小綜合拉壓剛度 kmin 33333Nmm 導軌的靜摩擦力 F0 850N則由式 252 得 Δ 2δμ 2 F0kmin179。10 3D4L 1162 kgcm2 3 計算折算到電動機軸上的移動部件的轉動慣量 JL 已知機床執(zhí)行部件即工作臺工件和夾具的總質量 m 275kg電動機每轉一圈機床執(zhí)行部件在軸向移動的距離 L 1cm 則由式 265 得 JL m[L2π]2 697kgcm2 4 由式 266 計算加在電動機軸上總的負載轉動慣量 Jd Jd Jr J0 JL 4002kgcm2 52 計算折算到電動機軸上的負載力矩 1 計算切削 負載力矩 Tc 已知在切削狀態(tài)下坐標軸的軸向負載力 Fa Fa 18875N 電動機每轉一圈機床執(zhí)行部件在軸向移動的距離 L 10mm 001m 進給傳動系統(tǒng)的總效率 090 由式 254得 Tc FaL2π 307Nm 2 計算摩擦負載力矩 Tμ 已知在不切削狀態(tài)西啊坐標軸的軸向負載力即為空載時的導軌摩擦力 Fμ 0 6375N 由式 255 得 Tμ Fμ0L2π 113Nm 3 計算滾珠絲杠螺母副的預緊而纏上的附加負載力矩 Tf 已知滾珠絲杠螺母副的預緊力 Fp 62917N 滾珠絲杠螺母副的基本導程 L0 10mm 滾珠絲杠螺 母副的效率 0 094 由式 256 得 Tf FpL01 022π 013Nm 53 計算坐標折算到電動機軸上的各種所需的力矩 1 計算線性加速力矩 Ta1 已知機床執(zhí)行部件以最快速度運動時電動機的最高轉速 n 1800rmin 電動機的轉動慣量 Jm 62 kgcm2 坐標軸的負載慣量 Jd 4002 kgcm2 進給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益 ks 20Hz 加速時間 ta 015s 由式 258 得 Ta1 2πnJm Jd1 eksta 60179。 109r Lh L60n 98288h 一般來講在設計數(shù)控機床時應保證滾珠絲杠螺母副的總時間壽命 Lh≥20210h 故滿足要求 第四章 計算機械傳動系統(tǒng)的剛度 41 機械傳動系統(tǒng)的剛度計算 1 計算滾珠絲杠的拉壓剛度 Ks 本工作臺的絲杠支承方式為兩端固定由圖可知黨滾珠絲杠螺母中心位于滾珠絲杠兩支承的中心位置 a L2L 1060mm 時滾珠絲杠螺母副具有最小拉壓剛度Kmin 可按式 245 計算 Kmin 66179。寬度 為 30mm179。余程螺母長度支撐長度 1214 行程 2530 L0 14179。 001 根據(jù)數(shù)控機床要求由調研確定工作臺定位精度和重復定位精度脈沖當量等參數(shù) 7 繪制主要零部件圖不少于 2 張裝配圖 1 張 8 設計進度 1 15 周主要進行畢業(yè)設計準備工作熟悉題目收集資料進行畢業(yè)實習明確研究目的和任務構思總體方案 2 610 周設計計算繪圖 3 1113 周編寫畢業(yè)設計論文準備畢業(yè)設計答辯 指導教師簽名 年 月 日 系 部審 核 此表由指導教師填寫 由所在系部審核 畢業(yè)設計論文學生開題報告 課題名稱 普通銑床數(shù)控化改造設計 課題類型 實踐應用型 指導老師 周俊榮 學生姓名 劉歡 學號 0725012218 專業(yè)班級 07gz數(shù)控 2 本課題的研究現(xiàn)狀研究目的及意義 數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的工作母機是實現(xiàn)制造技術和裝備現(xiàn)代化的基石是保證高新技術產業(yè)發(fā)展和國防軍工現(xiàn)代化的戰(zhàn)略裝備在全球倡導綠色制造的大環(huán)境下機床數(shù)控化改造成為了熱點它包括普通機床的數(shù)控化改造和數(shù)控機床的升級 隨著科學技術的飛速發(fā)展機械制造技術發(fā)生了深刻的變化傳統(tǒng)的普通加工設備已很難適應市場競爭的高質量高效率的要求以數(shù)控技術為核心的現(xiàn)代制造技術是機械制造行業(yè)現(xiàn)代化的重要的標志微機控制的數(shù)控機床數(shù)控加工中心的高精度以及適合加工復雜零件的性能能夠很好的滿足當今市場競爭與工藝發(fā)展的需要本文針對目前機械制造業(yè)生產現(xiàn)場中 的數(shù)控機床應用現(xiàn)狀提出了專門化數(shù)控機床專用化數(shù)控機床的觀點并論述了在大批量生產條件下專用機床向數(shù)控方向發(fā)展的趨勢和可能性行業(yè)現(xiàn)有的信息化技術來源主要依靠引進國外技術且外方在許多高新產品的核心技術上具有掌控地位我們對國外技術的依存度較高對引進技術的消化仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上沒有上升到形成產品自主開發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力的高度具有高精度高速高效復合功能多軸聯(lián)動等特點的高性能實用數(shù)控機床基本上還得依賴進口我國制造業(yè)與國際先進工業(yè)國家相比存在著很大的差距機床數(shù)控化率還不到 2％對于目前我國現(xiàn)有的有限數(shù)量的 數(shù)控機床 大部分為進口產品 也未能充分利用原因是多方面的數(shù)控人才的匾乏無疑是主要原因之一由于數(shù)控技術是最典型的應用最廣泛的機電光一體化綜合技術我國迫切需要大量的從研究開發(fā)到使用維修的各個層次的技術人才 本課題的研究內容 主要的研究內容是數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)的設計和控制系統(tǒng)設計數(shù)控機床進給傳動系統(tǒng)是 CNC 裝置實現(xiàn)軌跡控制的執(zhí)行部件涵蓋了在給定的設計條件下如何來確定機床進給傳動系統(tǒng)的總體方案在具體方案設計中又涉及了導軌形式的選擇滾珠絲杠螺母副及其支承方式的選擇伺服系統(tǒng)與驅動電動置頂帖的選擇和驅動電動機與滾珠絲杠 連接形式的選擇等等為了保證機床坐標軸的定位精度和各功能部件工作的可靠性必須進行機械傳動系統(tǒng)的軸向剛度計算誤差分析和動態(tài)特征分析在此基礎上還要對各傳動部件進行必要的穩(wěn)定性較核 計算和電動機的造型計算既具有一定的結構設計要求又具有較強的理論主要設計如下 進給傳動系統(tǒng)設計包括進給傳動系統(tǒng)的軸向負載計算導軌的設計與選型滾珠絲杠螺母的選型與計算進給傳動系統(tǒng)的剛度計算進給傳動系統(tǒng)的誤差分析驅動電動機的選型與計算寄給傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性分析驅動電動機與滾珠絲杠的連接 控制系統(tǒng)設計包括控制系統(tǒng)硬件的基本組成控制系統(tǒng)軟件的組成 與結構計算機伺服控制系統(tǒng)和 PLC 控制系統(tǒng) 本課題研究的實施方案進度安排 為了滿足以上技術要求采取以下技術方案 工作臺工作面尺寸寬度 X 長度確定為 800mm179。 20Ⅲ179。余程螺母長度 846mm δ t 11Δt Lu179。 34500N而該軸承在 20210h 工作下的基本額定動載荷 C 2479756N 也滿足要求 第三章 滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗 31 滾珠絲杠螺母副臨界壓縮載荷的校驗 本工作臺的滾珠絲杠支撐方式采用預拉伸結構絲杠始終受拉而不受壓因此不存在壓桿不穩(wěn)定問題 32 滾珠絲杠螺母副臨界轉速 nc 的校驗 根據(jù)圖 41可得滾珠絲杠螺母副臨界轉速的計算長度 L2 810mm已知彈性模量 E 21179。滾動體直徑 dQ 7144mm 滾動體個數(shù) Z 17 軸承的最大軸向工作載荷 FB 520264N 由表 245 246 得 Kb 4179。 106Nm 而滾珠 絲杠螺母副和機床執(zhí)行部件的等效質量 md m13 ms 其中 mms 分別是機床執(zhí)行部件的質量kg 和滾珠絲杠螺母副的質量 kg 則 m 275kg ms π4179。10 2TL2 d24 006176。10 3kg 1195kg md m ms3 25013179。 105Nmm3 由式 263 得 Jr πρ∑ nj 1D4jLj 2 計算聯(lián)軸器的轉動慣量 J0 J0 078179。 106 885179。外徑179。 20um 4～5 um 取δ 4um 2 估算允許的滾珠絲杠的最笑螺紋底徑 d2m 本機床工作臺 X 軸 滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用兩端固定方式 滾珠 絲杠螺母副的兩個固定支撐之間的距離為 L 行程安全行程 2179。 200 560 160 2750 4400 18 18 06 06 16501100 30 177。 40 評定等級 注成績評定由指導教師評閱人和答辯組分別給分 以百分記 最后按優(yōu) 90100 良 8089 中 7079 及格 6069 不及格 60 以下 評定等級其中指導教