畢業(yè)論文-五軸聯(lián)動(dòng)高速數(shù)控雕銑機(jī)”的進(jìn)給系統(tǒng)及床身的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-03-12 08:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 間隙存在，可通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行間隙補(bǔ)償，但補(bǔ)償?shù)拈g隙量最好成績(jī)不超過(guò) 。這主要是考慮傳動(dòng)間隙太大對(duì)加工精度有影響。特別是在鏡象加工（對(duì)稱切削）方式下切削圓弧和錐面時(shí)，傳動(dòng)間隙對(duì)精度要求較大。 除上述要求外，進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)還應(yīng)靈敏和有較高的傳動(dòng)效率。 圖 1— 5 中小型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)普遍采用滾珠絲杠副傳動(dòng)（見(jiàn)圖1— 5）。伺服電機(jī)與滾珠絲杠的傳動(dòng)連接方式有兩種： 1 滾珠絲杠與伺服電機(jī)軸端用錐環(huán)連接，當(dāng)旋緊聯(lián)結(jié)套的壓緊螺栓時(shí)，錐環(huán)（由內(nèi)環(huán)和外環(huán)組成）因其錐面受擠壓而內(nèi)向，外徑向膨脹，消除配合間隙，并產(chǎn)生接觸壓力以傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力。這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)無(wú)間隙，但脈沖編碼器需裝于伺服電機(jī)內(nèi)電機(jī)本身要與絲杠同軸安裝，從機(jī)床整體布局看，電機(jī)往往向外延伸過(guò) 長(zhǎng)，影響外觀。 2 滾珠絲杠通過(guò)同步齒形帶與伺服電機(jī)聯(lián)結(jié)，為消除同步齒形帶傳動(dòng)對(duì)精度的影響，將脈沖標(biāo)碼器安裝在滾珠絲杠端部。以便直接對(duì)滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，這種結(jié)構(gòu)允許伺服電機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁(yè) 共 31 頁(yè) 的軸端朝外安裝，因而可以可避免電機(jī)外伸，加大機(jī)床的高度民主和長(zhǎng)度尺寸，或影響機(jī)床的外形美觀。 鑒于以上性能要求，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，本機(jī)床屬于中小型金屬切削機(jī)床，載荷不是很大，但屬于較精密的切削機(jī)床。進(jìn)給系統(tǒng)決定采用交流伺服電機(jī)帶高精密滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)負(fù)載，中間由彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，并且主要由直線滾動(dòng)導(dǎo)軌來(lái)承受載荷。 第二章 具體設(shè)計(jì)方 案 設(shè)計(jì)（論文）的數(shù)據(jù)及來(lái)源： 基本數(shù)據(jù)： 工作臺(tái)面積（寬長(zhǎng)） 570 400mm 行程（ X/Y/Z） 500*500*230mm 主軸轉(zhuǎn)速 100020210 r/min 主軸功率 最大可夾持刀具刀具直徑 216。10 ㎜ 飼服驅(qū)動(dòng) 進(jìn)口數(shù)字式交流伺服 750w*3 定位精度 ?重復(fù)定位精度 ? 機(jī)床重量 1500kg 工作臺(tái)載重 120kg 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 X 方向： 1． 滾珠絲杠的選擇 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè) 螺桿和旋合螺母的螺紋滾道間置有滾動(dòng)體，當(dāng)螺母或螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng) 體在螺紋滾道內(nèi)滾動(dòng)，使螺桿和螺母做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)成為滾動(dòng)摩擦，提高了傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度。 多數(shù)滾動(dòng)螺旋的螺母或螺桿上有滾動(dòng)體的螺旋通道，與螺紋滾道形成螺紋回路，使?jié)L動(dòng)體在螺紋滾道內(nèi)循環(huán)。（見(jiàn)圖 2— 1） 圖 2— 1 1）滾珠絲杠型號(hào)的選擇 因?yàn)榈胥姍C(jī)屬于中小型機(jī)床，進(jìn)給速度 6M，最大移動(dòng)速度8M/S，因此選用螺紋滾道法向截面的形狀為雙圓弧，滾珠循環(huán) 圖 2— 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 31 頁(yè) 方式為外循環(huán)插管式，預(yù)緊方式為單螺母變位式。其結(jié)構(gòu)形狀見(jiàn)圖 22 滾珠絲杠的型號(hào)為 ： CBT32052P3 2）計(jì)算滾珠絲杠副的主要參數(shù) 因?yàn)闄C(jī)床較為平穩(wěn)，載荷性質(zhì)為中等載荷下，選取平穩(wěn)或輕度沖擊，選取載荷系數(shù) fd = 安全系數(shù) js = 計(jì)算當(dāng)量轉(zhuǎn)速 nd nd =? ni ti /ti 式中 i=1,2,3,………… ..n,如轉(zhuǎn)速在 nmax 和 nmin 之間變化，則 nd =(nmax +nmin )/2 計(jì)算當(dāng)量載荷 Fd Fd =(? Fi ni ti /ni ti ) 3/1 式中 i=1,2,……… ..n,如載荷在 FMAX 和 FMIN 間周期變化，則 Fd =(2FMAX +FMIN )/3 初步確定絲杠導(dǎo)程 Ph Ph ? Vmax /nmax 計(jì)算絲杠預(yù)期工作轉(zhuǎn)數(shù) Ln =60nd Ln 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁(yè) 共 31 頁(yè) 計(jì)算絲杠所需的額定載荷， C’a =fd Fd 10? 2? nL? 3/1 選擇滾珠絲杠為： CBT32055 滾珠絲杠為由北京機(jī)床研究所生產(chǎn)的 JCS 系列。 3）滾珠絲杠副的絲杠軸端形式及尺寸 JB/— 93 對(duì)滾珠絲杠副的絲杠軸端形式及尺寸做了規(guī)定 ,公稱直徑 16~63MM 的滾珠絲杠固定式軸端形式見(jiàn)圖 23 圖 2— 3 公稱直徑 d0 =32 d=20 螺紋 M: M20 ? d1 =16 L1 =72 L2 =26 L=139 鍵槽 寬度 b=5 公差 N9 深度 t= ? 0 長(zhǎng)度 l=32 公差 H14 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 共 31 頁(yè) Y 方向的滾珠絲杠選擇與 X 軸同，同選為 CBT32055。 2． 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選擇 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（見(jiàn)圖 2— 4）是由一根長(zhǎng)導(dǎo)軌軸和滑塊構(gòu)成，滑塊數(shù)根據(jù)需要而定。滑塊體內(nèi)有四組滾珠： 1 與 2， 3 與 4，5 與 6， 7 與 8 各為一組。其中負(fù)載珠為 7，回珠為 8。隨著滑塊或?qū)к壿S的移動(dòng)，滾珠就周而復(fù)始的地進(jìn)行滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。滾珠承受栽荷的方式，就與角接觸球軸承相類似。一個(gè)滑塊就像是 4 個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的角接觸球軸承?；瑝K的兩端裝有防塵密封墊，導(dǎo)軌 軸的安裝形式可以水平也可以豎直或傾斜，可以兩根或多根導(dǎo)軌軸平行安裝，也可以把兩根或多根短導(dǎo)軌軸接長(zhǎng)成為長(zhǎng)導(dǎo)軌軸，以適應(yīng)各種行程和用途的需要。 圖 2— 4 3． 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的選用計(jì)算 Y 方向 1） 額定壽命計(jì)算 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌額定壽命的計(jì)算和滾動(dòng)軸承基本相同 L? （ fh ftfcfa /fw aC? /p） ? K 式中 L額定壽命 (KM) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18 頁(yè) 共 31 頁(yè) Ca 額定動(dòng)載荷（ KN） P當(dāng)量動(dòng)載荷（ KN） P=FMAX FMAX 受力最大的滑塊所受的載荷（ KN） Z導(dǎo)軌上滑塊數(shù) ? 指數(shù)，滾動(dòng)體為滾珠， ? =3 K額定壽命單位，滾動(dòng)體為滾珠，K=50KM fh 硬度系數(shù) fh=[滾道實(shí)際硬度（ HRC） /58] 由于產(chǎn)品技術(shù)要求有規(guī)定，滾道硬度不得低于 58HRC，故通?？扇?1 溫度系數(shù) ft =1 接觸系數(shù) fc = 精度系數(shù) fa =1 載荷系數(shù) fw = 2)壽命時(shí)間的計(jì)算 當(dāng)行程 長(zhǎng)
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