【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件安裝在高壓罐 2，其中分別安裝有接觸器，繼電器等。 機(jī)床柱后面有 7機(jī)數(shù)控柜，即機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。 控制縱向行程極 限的是 8， 11的保護(hù)開(kāi)關(guān)。 9 塊鐵用于設(shè)置縱向參考點(diǎn)。 主軸正、反向由主軸變速手柄和手動(dòng)所操控，這位于編號(hào) 5 的面板上，其中有包括停止、切削液停止在內(nèi)的等多種加工模式和控制過(guò)程。 圖 22 攻絲機(jī)外觀圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 振動(dòng)攻絲 機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 制定有關(guān)參數(shù)是研究涉及機(jī)床的首要問(wèn)題。在針對(duì)傳動(dòng)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)的情況下，有關(guān)參數(shù)的選擇和制定對(duì)具體的功能要求是否能得到滿足具有著顯著地影響。依照以上的情況，設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)機(jī)床的設(shè)計(jì)具有重要的意義和顯著地影響。 在針對(duì)參數(shù)的設(shè)計(jì)中有主參數(shù)和基本參數(shù)的設(shè)計(jì)要求。其中，主要參數(shù) 的選擇和制定是自動(dòng)振動(dòng)攻絲機(jī)設(shè)計(jì)的最重要問(wèn)題。加工能力、基本參數(shù)、設(shè)計(jì)特點(diǎn)都能夠在其中得到體現(xiàn)。在自動(dòng)攻絲機(jī)的設(shè)計(jì)中包括了攻絲機(jī)的床身的規(guī)格等一些基本參數(shù)，以及加工裝配配合尺寸的制定，而動(dòng)態(tài)特征、運(yùn)動(dòng)參數(shù)也包含在設(shè)計(jì)之中。自動(dòng)攻絲機(jī)設(shè)計(jì)的主參數(shù)設(shè)計(jì)被總結(jié)為以下的三個(gè)方面，即尺寸數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)數(shù)額和動(dòng)力指標(biāo)。 因而，本設(shè)計(jì)將如下參數(shù)作為本自動(dòng)攻絲機(jī)設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。 主參數(shù)見(jiàn)下表數(shù)據(jù)： 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面： 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面（長(zhǎng)寬） 1500 320mm 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面縱向的行程 547mm 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面橫向的行程 250mm 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面垂直的行程 401mm 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面 T型槽的數(shù)量 3 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面 T型槽的寬度 13mm 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面 T型的間距離 100mm 主軸的參數(shù)設(shè)計(jì)： 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(shè)計(jì) (論文 ) 9 10mm 主軸前軸 承的直徑參數(shù) 68mm 主軸軸向的移動(dòng)距離參數(shù) 70mm 振動(dòng)攻絲機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)： 主軸的旋轉(zhuǎn)速度級(jí)數(shù) 12 主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速率 100～ 2020r/min 振動(dòng)攻絲機(jī)的動(dòng)力： 主電 機(jī)的功率額 主電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率 1450r/min 振動(dòng)攻絲機(jī)主臺(tái)面進(jìn)給量： 縱向運(yùn)動(dòng)速率 10～ 1500mm/min 橫向運(yùn)動(dòng)速率 10～ 1500mm/min 垂直運(yùn)動(dòng)速率 10～ 600mm/min 振動(dòng)攻絲機(jī)設(shè)計(jì)的定位精度（ ISO 標(biāo)準(zhǔn)）： X 方向 Y 方向 Z 方向 振動(dòng)攻絲機(jī)重復(fù)定位精度 ISO 標(biāo)準(zhǔn) 振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面最大承載重量 200kg 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 振動(dòng)攻絲機(jī)造型（長(zhǎng)寬高） 1700mm 1420mm 1498mm 振動(dòng)攻絲機(jī)質(zhì)量 約 2700kg 主運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)振動(dòng)攻絲機(jī)的主運(yùn)動(dòng)規(guī)律描述如下： T 型床身結(jié)構(gòu)中，即在機(jī)床床身上，工作臺(tái) Z 軸方向，利用伺服電機(jī)（內(nèi)置編碼器）驅(qū)動(dòng)。 機(jī)構(gòu)通過(guò)聯(lián)軸器，利用滾珠絲杠進(jìn)行傳動(dòng)。 直線導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)確保運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性方面，也能夠保護(hù)螺絲。 向前和向后運(yùn)動(dòng)的方向 X軸，向左和向右運(yùn)動(dòng)的 Y 軸分別由控制前后運(yùn)動(dòng)及控制左右運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并由滾珠絲杠傳動(dòng)，成為導(dǎo)向的直線導(dǎo)軌。這一設(shè)計(jì)能夠保證精度和剛度的組件，并進(jìn)而實(shí) 現(xiàn)三軸數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由如下圖 23 所示。其設(shè)計(jì)的核心是驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，利用數(shù)控編程數(shù)字化控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其精確的進(jìn)給加工。 因此本振動(dòng)攻絲機(jī)設(shè)計(jì)了 X， Y， Z三個(gè)方向。在以上三個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向上，設(shè)計(jì)了伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)相應(yīng)的滾珠絲杠螺母副進(jìn)行驅(qū)動(dòng)及啟動(dòng)和停止操作。 圖 23 機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 24 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 伺服電機(jī) 滾珠絲桿 滾柱導(dǎo)軌 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 3 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)之橫向進(jìn)給計(jì)算 計(jì)算 X軸方向的滾珠絲杠螺母副 假定工作臺(tái)及零件 的總的量： W =200kgf=100 =980N 運(yùn)動(dòng)行程在 X軸方向上的設(shè)計(jì)： 600mm 脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)縱向： 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)導(dǎo)程的預(yù)選： 0L =5mm 進(jìn)給（快速）的速率： maxV = 圖 31 絲杠螺母副圖 制定脈沖當(dāng)量和機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比例 1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)型號(hào)為 1FT6041 的伺服電機(jī)為本振動(dòng)攻絲機(jī)設(shè)計(jì)的初步選擇 則查表得到： 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 振動(dòng)攻絲機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量值為 DJ ＝ 25 m10 ．kg? 計(jì)算振動(dòng)攻絲機(jī)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 253434S ????????? ??? 式 () 2）振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面重量： 252220G K ???????????????????? ??? 式 () 3）振動(dòng)攻絲機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（等效計(jì)算）： DJJ ?? +SJ + GJ =（ ++） 510?? 225 m9 7 5 K ????? ? 式 () 4）振動(dòng)攻絲機(jī)的工作負(fù)荷設(shè)計(jì) 分析過(guò)程：滾珠絲杠所承擔(dān)的軸線方向的力作用，也叫牽引力，是它的工作負(fù)荷。這一軸向作用力涵蓋了振動(dòng)攻絲機(jī)的滾珠絲杠進(jìn)給的抗力和導(dǎo)軌上的直接加持在其徑向上的切削力量以及各個(gè)組件的與摩擦力有關(guān)的力量。 根據(jù)振動(dòng)攻絲機(jī)床制造工作的特殊性，當(dāng)攻絲切 槽時(shí)，其具有最大的工作載荷。因?yàn)楣ソz作用，工作負(fù)荷將產(chǎn)生沿螺桿軸向的力量（即軸向力）。這還包括了振動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面和工件的重量的總和（即垂直螺旋軸力），這里不考慮振動(dòng)攻絲加工時(shí)的軸向力。 利用 75 毫米切口銑刀直徑，和 250 r/min 機(jī)床速度計(jì)算，然后可知： s/ i n/ 250751000 dnV ?????? ?? 式 () 由于 4KWPE ? ，而振動(dòng)攻絲機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率已計(jì)算， 為 ?? 333mEZ ??????? ? 式 () 而由于在攻絲 ? ? 0e d～? ， ? ? ～?fa 時(shí)， 得到： ?ZL FF ?ZV FF ?ZC FF 1143NFL ? 2939NFV ? 1633NFC ? 振動(dòng)攻絲機(jī)的工作載荷 Fm 在燕尾導(dǎo)軌的滾珠絲桿上時(shí)為： )G2FF(fKFF CVLm ????? 3 2 3 3 . 2 N1 9 6 0 )1 6 3 32( 2 9 3 90 . 21 1 4 ???????? 式 () 在上式之中 ? ， f? =， G=1960N 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 直線滾柱導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與校核 （ 1）類型選擇 振動(dòng)攻絲機(jī)制造商大多致力于快速加工生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，各個(gè)生產(chǎn)制造模式包括制造商名稱和類型是不同的。主要類型可以讓所有的鋼球重 的責(zé)任（ MSA），可以讓整個(gè)鋼鐵球型（ MSB），全不銹鋼微小型（ MSC），全重負(fù)荷（ MSR 輪滑鋼鐵球（柱），變異）重負(fù)荷 /R（ EMS）等等多種形式。 線性導(dǎo)軌的選擇主要是依照不同的特性和設(shè)計(jì)。如果要求選擇 PMI 線性導(dǎo)軌，則我們可以依據(jù)以實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)的導(dǎo)軌設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行選擇。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以得到選擇。即基于小型數(shù)控機(jī)床載荷較大的特點(diǎn)，我采用全滾柱重負(fù)荷型（ MSR）進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)。 圖 32 滾動(dòng)導(dǎo)軌副 （ 2） 精度選擇 精度等級(jí)有多種級(jí)別。其中普通級(jí) (N)、高級(jí) (H)、精密級(jí) (P)、超精密級(jí) (SP)、超高精密級(jí) (UP)這五個(gè)級(jí)別是依照誤差的容許范圍而進(jìn)行的區(qū)分。在我的設(shè)計(jì)中，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的傳動(dòng)要求高，需要對(duì)導(dǎo)軌的精度提出更高的要求。即采用有滾珠絲杠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)進(jìn)給，所以選擇較為高級(jí)的精度要求。即高級(jí)（ H）型的滾柱導(dǎo)軌進(jìn)行。 壽命計(jì)算 直線導(dǎo)軌的使用時(shí)間，可以根據(jù)振動(dòng)攻絲機(jī)的滑塊的固定載荷 C 和工作時(shí)的載荷 P 計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 算得到。在循環(huán)的滾動(dòng)體中，振動(dòng)攻絲機(jī)直線導(dǎo)軌的使用時(shí)長(zhǎng)將會(huì)由以下幾個(gè)因素所決定。分別是運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)、滾動(dòng)面的硬度和環(huán)境的溫度。 由上述因素并按照公式，有：硬度的系數(shù) fH。 必須以 HRC58～ 64作為振動(dòng)攻絲機(jī)的直線導(dǎo)軌滾動(dòng)面硬度值，這是由于過(guò)低的硬度會(huì)導(dǎo)致直線導(dǎo)軌的負(fù)載值的減小。鑒于上述情況，可以得到對(duì)基本額定動(dòng)力和靜載重分別乘以硬度系數(shù)得到 fH。 因?yàn)槌鰪S后的 PMI 振動(dòng)攻絲機(jī)直線導(dǎo)軌的硬度可達(dá) HRC58，故此確定 fH=。 設(shè)定溫度的系數(shù)為 fT。 當(dāng)環(huán)境處于 100攝氏度，振動(dòng)攻絲機(jī)的直線導(dǎo)軌會(huì)產(chǎn)生高溫的效應(yīng)，這種情況就會(huì)影響其使用的時(shí)長(zhǎng)。依照基本額定動(dòng)量、靜載重分別與溫度系數(shù) fT 相乘。（其中因?yàn)檎駝?dòng)攻絲機(jī) PMI 直線導(dǎo)軌有塑料制造的部件，所以 100 攝氏度是環(huán)境中的溫度的上限值。） 振 動(dòng)攻絲機(jī)臺(tái)面裝載的負(fù)載系數(shù)為 fw。伴隨著震動(dòng)或沖擊，振動(dòng)攻絲機(jī)的直線導(dǎo)軌在應(yīng)用中需要參考不同的條件下的運(yùn)動(dòng)情況和速度的使用。 可以參照經(jīng)驗(yàn)得到載重量用來(lái)除以振動(dòng)攻絲機(jī)固定載荷 C。而后取得經(jīng)驗(yàn)值。 根據(jù)振動(dòng)攻絲機(jī)的工作情況和時(shí)間經(jīng)驗(yàn)，如下選擇參數(shù) : fH = 1； fT = 1 ； fw = 綜上所述，振動(dòng)攻絲機(jī)的滑塊使用有效長(zhǎng)度為 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 L=61427km 式 () 振動(dòng)攻絲機(jī)軸承使用時(shí)長(zhǎng)校核計(jì)算 對(duì)于振動(dòng)攻絲機(jī)滾動(dòng)軸承為 N 208 E。 其固定載重為 C=。 在以下的計(jì)算過(guò)程中，將分析計(jì)算其運(yùn)動(dòng)度量的載荷 P， P=Ft/2 式（ ） 式中， Ft 為作用于軸上的徑向力， 由上式結(jié)論可知： P=得到振動(dòng)攻絲機(jī)軸承的使用時(shí)長(zhǎng)： Lh=(C/P)ε 106/n/60 式（ ） 在對(duì)振動(dòng)攻絲機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算里，深溝球軸承被選擇