【正文】 ....... 33 畢業(yè)設計 (論文 ) IV 畢業(yè)設計 (論文 ) 1 1 緒論 振動攻絲 機發(fā)展歷史 在振動中切削使得各種難 加工的材料易于加工的特性，導致了這項技術(shù)，即振動切削技術(shù)在各種類型的加工中的興起和發(fā)展，并由此獲得了優(yōu)良的加工工藝效果。直接使用切削絲錐，保證螺紋高可靠連接?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。振動攻絲機攻絲無需擴大底孔，無需采用擠壓絲錐。從而有效避免了積屑瘤的產(chǎn)生，進而減少了過熱導致的 磨損。這些先進的西方工業(yè)國及日本等國先后開展了有關(guān)于振動加工技術(shù)的深入而有意義的研究，其中就包括了切削加工的研究工作 , 并由此取得了對包括中國、巴基斯坦在內(nèi)的世界上大部分發(fā)展中國家的科學技術(shù)優(yōu)勢。 為了能夠獲得在極短的位置移動內(nèi)的足夠大的速率和加速，進行振動切削加工的刀具必須要在最新切削的地方及時切離。根據(jù)上面的分析，可以輕易地得出振動攻絲技術(shù)使各類的加工工藝因素獲得了減少切削熱量和切削力度的效果。這樣的絲錐攻絲加工過程應與工件的相對振動攻絲設計方案的角度進行考慮，從而得到了以下幾種攻絲加工形式： 第一種依據(jù)的是在紋螺旋升角上振動的絲錐回轉(zhuǎn)于圓周方向，與此同時，被加工的零件保持不動。在針對極難加工的金屬材料時，以上情況將造成極大的危害甚至是危險，如無規(guī)律的切削面、螺紋形狀等，與此同時有不規(guī)則、精度低、粗糙度大等的情況和缺點的產(chǎn)生。同時因為切削液難以進入切削區(qū)，對于較長的攻絲加工和盲孔攻絲，會導致攻絲效率的極大下降并進一步導致制造廢品的增加。其優(yōu)點如下所示： 一方面是極好地解決了折斷切屑少、零件易被加工碎屑劃傷的問題，這在普通攻絲工藝中是極難完成的。與 此同時，根據(jù)振動加工的畢業(yè)設計 (論文 ) 4 切削溫度低，零件部分的殘余應力也隨之降低。 攻絲機設計分析 攻絲機也叫攻牙機。這樣的工作加工模式極大地提升了攻絲加工的生產(chǎn)量和工作速率，并進而極大地提升了勞動力的生產(chǎn)效率、顯著地使生產(chǎn)成本減少。其中具有顯著意義的是對加工制造的精度的嚴格要求。在世界上的各個工業(yè)強國，如美國、日本、英國、德國、中國中，全自動振動攻絲加工技術(shù)得到了大量的實驗和寶貴的理論結(jié)果。通過對研究某一參數(shù)和攻 絲扭矩，攻絲和效率的影響等控制變量因素的研究方法，得出了關(guān)于不同的材料，不同的敲擊振動攻絲的最佳工藝參數(shù)組合的經(jīng)驗模式和實驗數(shù)據(jù)。 安裝在升降臺 15 橫向和縱向表 16滑動板 12，通過縱向進給伺服電機進行驅(qū)動進給。在針對傳動設計和機械設計的情況下，有關(guān)參數(shù)的選擇和制定對具體的功能要求是否能得到滿足具有著顯著地影響。 主參數(shù)見下表數(shù)據(jù)： 振動攻絲機臺面： 振動攻絲機臺面（長寬） 1500 320mm 振動攻絲機臺面縱向的行程 547mm 振動攻絲機臺面橫向的行程 250mm 振動攻絲機臺面垂直的行程 401mm 振動攻絲機臺面 T型槽的數(shù)量 3 振動攻絲機臺面 T型槽的寬度 13mm 振動攻絲機臺面 T型的間距離 100mm 主軸的參數(shù)設計： 錐度參數(shù) 50（ 7： 24） 孔徑參數(shù) 27mm 直徑（刀桿）參數(shù) 畢業(yè)設計 (論文 ) 9 10mm 主軸前軸 承的直徑參數(shù) 68mm 主軸軸向的移動距離參數(shù) 70mm 振動攻絲機運動參數(shù)： 主軸的旋轉(zhuǎn)速度級數(shù) 12 主軸的轉(zhuǎn)動速率 100～ 2020r/min 振動攻絲機的動力： 主電 機的功率額 主電機的轉(zhuǎn)動速率 1450r/min 振動攻絲機主臺面進給量： 縱向運動速率 10～ 1500mm/min 橫向運動速率 10～ 1500mm/min 垂直運動速率 10～ 600mm/min 振動攻絲機設計的定位精度（ ISO 標準）： X 方向 Y 方向 Z 方向 振動攻絲機重復定位精度 ISO 標準 振動攻絲機臺面最大承載重量 200kg 畢業(yè)設計 (論文 ) 10 振動攻絲機造型（長寬高） 1700mm 1420mm 1498mm 振動攻絲機質(zhì)量 約 2700kg 主運動的實現(xiàn) 自動振動攻絲機的主運動規(guī)律描述如下： T 型床身結(jié)構(gòu)中，即在機床床身上，工作臺 Z 軸方向，利用伺服電機（內(nèi)置編碼器）驅(qū)動。在以上三個進給運動的方向上，設計了伺服電機驅(qū)動對相應的滾珠絲杠螺母副進行驅(qū)動及啟動和停止操作。 線性導軌的選擇主要是依照不同的特性和設計。即高級（ H）型的滾柱導軌進行。 設定溫度的系數(shù)為 fT。 根據(jù)振動攻絲機的工作情況和時間經(jīng)驗，如下選擇參數(shù) : fH = 1； fT = 1 ； fw = 綜上所述，振動攻絲機的滑塊使用有效長度為 畢業(yè)設計 (論文 ) 16 L=61427km 式 () 振動攻絲機軸承使用時長校核計算 對于振動攻絲機滾動軸承為 N 208 E。 2） 對振動攻絲機的滾珠絲杠的效率分析 螺紋升角 152dLa rc tg 00 ???? ?? 式 () ? ? )01152( 152 ????? ?????? tg tgtg tg? ?? 式 () 由于振動攻絲機工作臺面的 Y軸的最大行動距離為 300mm。 畢業(yè)設計 (論文 ) 19 伺服電機的選擇 （ 1）、振動攻絲機伺服電機的負載轉(zhuǎn)矩分析并確定最大的靜轉(zhuǎn)動力矩 ∵ m i n/417r pbm a xm a x ????? ?? 式 () 又∵ 2cm957K ??? 式 () ①將 2cm957K ??? 折算在電動機軸計算的總加速力矩： 2m a xa ???????? ?? ?? 式 () ②振動 攻絲機電動機軸上的摩擦力矩 LfGM 0f ???? ????? ??? 式 () ③振動攻絲機電動機附加摩擦力矩 由預緊力 4252FYJ ? ， 和振動攻絲機滾珠絲桿未預緊時的傳動效率取 ?? 可得 )( )1(i2 LFM 2200YJ0 ?????? ???? ???? 式 () 因而振動攻絲機的步進電動機快速空轉(zhuǎn)的啟動力矩是： 0fakq ???????? 式 () 計算振動攻絲機設計計算步進電動機的靜轉(zhuǎn)矩： kqj m a x ?????? ? 式 () 由于 130BF001 型步進電動機的靜轉(zhuǎn)矩是 mN? ，超過振動攻絲機的設計快速空載啟動力矩，所以將 130BF001型步進電動機作為振動攻絲機設計初選。但是在振動攻絲機鉆削工作臺進行垂直方向上的進給運動時，載荷 vF 為振動攻絲機鉆削工作臺在垂直方向上的進給抗力。 可以計算得到 L＝ ?? ＝ 萬轉(zhuǎn) 式 () 根據(jù)工作負載 mF 、壽命 L ，計算出滾珠絲杠副承受的最大動負載，取 mf ＝ ，則： C =3L mf mF ＝ ?? ＝ 式 () 由 C 查《機床設計手冊》，選擇絲杠的型號。當絲桿在工作時有預緊時，其計算公式為： 3 22 ?? ZFDFYJWm? 式 () 式中 wD —— 滾珠直徑； ?Z —— 滾珠總數(shù)量 ?Z ＝ Z圈數(shù)列數(shù)； Z—— 一圈的滾珠數(shù)， Z= Wm Dd /? (外循環(huán) )， Z=（ Wm Dd /? ）－ 3（內(nèi)循環(huán)）； md —— 滾珠絲桿的公稱直徑； YJF —— 預緊力； mF —— 滾珠絲桿工作載荷； ∵ NFFy 27378821333131 m a x ＝??? 式 () Z= Wm Dd /? =π 40/＝ 式 () 則 ?Z ＝ Z圈數(shù)列數(shù)＝ 2＝ 式 () 又∵滾珠絲桿的預緊力為軸向工作載荷的 1/3， 2? 值可減小一半，因而 239。一般取 [kn ]=。 得到 min/ mvs ? ， 則以運行頻率 Gf 作為振 動攻絲機伺服電機的運行頻率： ZsG Hvf 20 006010 00 ?? ??? ? 式 () 而 16000 ZH 是振動攻絲機設計的伺服電機許用運行頻率，由于以上的原因，對振動攻絲機設計的伺服電機能夠符合設計的技術(shù)指標。 上文中提到的三種預緊方式的方法和特點如下列出： 第一種是雙螺母墊片式 其調(diào)整的具體方法是：通過對墊片的厚度的調(diào)整，使軸向上的位移在螺母上發(fā)生。 優(yōu)點：可以將預緊力的調(diào)整做到十分精確。 優(yōu)點：具有緊湊的結(jié)構(gòu)以及可靠的性能，并且對其進行調(diào)整是很方便的。其中雙螺母墊片式預緊和雙螺母齒差式預緊是兩種預緊方式和雙螺母螺紋式預緊一樣經(jīng)常被采用到滾珠絲桿的預緊操作中。這一數(shù)值比設計要求的最大靜轉(zhuǎn)動 力矩大，因而可以將五相十拍的伺服電機預定為預選型號。239。 則 ? ?0139。 其次為了分析得到絲杠副應能承受的最大動載荷 C，必須要計算出絲杠的軸向載荷，同時也要結(jié)合振動攻絲機的使用時長來分析： C =3L mf mF 式 () 式中 mf —— 運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，一般運轉(zhuǎn)取 ～ ，有沖擊的運轉(zhuǎn)取 ～ ； mF —— 滾珠絲杠工作載荷（ N）； L —— 工作壽命，單位為 106 r， 工作壽命 L