【導(dǎo)讀】本課題改造設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床，應(yīng)滿足實(shí)用和加工精度的要求。種可能的方案并提出初步設(shè)計(jì)方案；明確研究目的和任務(wù)，構(gòu)思總體方案；境下，機(jī)床數(shù)控化改造成為了熱點(diǎn)。本文針對(duì)目前機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了專門化數(shù)。原因是多方面的，數(shù)控人才的匾乏無疑是主要原因之一、學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了數(shù)控技術(shù)的基本內(nèi)容后，數(shù)控技術(shù)的水平代表著裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度?，F(xiàn)在世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水。總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)。動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠連接形式的選擇等等。構(gòu)，計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)。

　　

【正文】 算切削負(fù)載力矩 Tc 已知在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力 Fa=Famax=，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離 L=10mm=，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率 ?=，由式（ 254）得 Tc=FaL/【 2π ?】 = （ 2）計(jì)算摩擦負(fù)載力矩 T181。 已知在不切削狀態(tài)西啊坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力（即為空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力）F181。0=，由式（ 255）得 T181。= F181。0L/【 2π ?】 = （ 3）計(jì)算滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊而纏上的附 加負(fù)載力矩 Tf 已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力 Fp=，滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程 L0=10mm，滾珠絲杠螺母副的效率 ?0= 由式（ 256）得 Tf= FpL0【 1 ?02】 /【 2π ?】 = 計(jì)算坐標(biāo)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需的力矩 （ 1）計(jì)算線性加速力矩 Ta1 已知機(jī)床執(zhí)行部件以最快速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 nmax=1800r/min,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=62 kgcm2，坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量 Jd= kgcm2，進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益 ks=20Hz，加速時(shí)間 ta=，由式（ 258）得 Ta1=2π nmax（ Jm+ Jd）（ 1eksta） /(60179。 980ta) == (2)計(jì)算階躍加速力矩 已知加度時(shí)間 ta=，由式（ 259）得 Tap=2π nmax（ Jm+ Jd） /(60179。 980ta) == （ 3）計(jì)算坐標(biāo)軸所需的折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種力矩 ○1按式（ 261）計(jì)算線性加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 Tq Tq = Tap +（ T181。 + Tf） = ○2 按式（ 261）計(jì)算階躍加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩 Tq’ Tq’ = Tap +（ T181。 + Tf） = ○3按式（ 257a）計(jì)算快進(jìn)力矩 TKJ TKJ = T181。 + Tf= ○4按式（ 257b）計(jì)算工進(jìn)力矩 TGJ TGJ= Tc + Tf= （ 1）選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算和表 247，選擇日本 FANUC 公司生產(chǎn)的α 12/3000i 型交流伺服 電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)如下；額定功率 3kw，最高轉(zhuǎn)速 3000r/min，額定力矩 12Nm，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 62 kgcm2，質(zhì)量 18kg 交流伺服電動(dòng)機(jī)的加速力矩一般為額定力矩的 5~10 倍，若按 5倍計(jì)算，則該電動(dòng)機(jī)的加速力矩為 60Nm，均大于本機(jī)床工作臺(tái)的線性加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩 Tq=，以及階躍加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩 Tq’ =，因此，不管采用何種加速方式，本電動(dòng)機(jī)均滿足加速力矩要求。 該電動(dòng)機(jī)的額定力矩為 12Nm，均大于本機(jī)床工作臺(tái)快進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩TKJ=， 以及工進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩 TGJ=，因此，不管是快進(jìn)還是工進(jìn)，本電動(dòng)機(jī)均滿足驅(qū)動(dòng)力矩要求。 （ 2）慣性匹配驗(yàn)算 為了使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的慣量達(dá)到較合理的匹配，系統(tǒng)的負(fù)載量 Jd與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm之比一般應(yīng)滿足式（ 267），即 ≤ Jd/Jm≤ 1 而在本例中， /Jm=∈ [,1]，故滿足慣量匹配要求。 第六章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 計(jì)算絲杠 工作臺(tái)縱向振動(dòng)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=179。 106N/m，而滾珠絲杠螺母副和機(jī)床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量 md=m+1/3 ms（其中， m、 ms分別是機(jī)床執(zhí)行部件的質(zhì)量（ kg）和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量（ kg）），則 m=275kg ms=π /4179。 42179。 179。 179。 103kg= md=m+ ms/3=（ 250+1/3179。 ） kg= 1. ω nc=（ Ko/ md） 1/2=1195rad/s 計(jì)算扭轉(zhuǎn)振動(dòng)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(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 Js =Jr + J0= 已 知絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度 ks =kφ =ω nt=（ ks / Js） =1909rad/s 由以上計(jì)算可知，杠 工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nc =1195rad/s，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nt=1909 rad/s，一般按ωn=300rad/s 的要求來設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，故滿足要求。 第七章 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析 反向死區(qū)Δ 已知傳動(dòng)系統(tǒng)的最小綜合拉壓剛度 kmin=，導(dǎo)軌的靜摩擦力 F0=850N,則由式（ 252）得 Δ =2δ μ =2 F0/kmin179。 103=5um 即Δ =5um≤ 10um，故足要求。 kmax 由式（ 253）得 δ kmax= F0(1/ kmin1/ Kmax)179。 103 = 即δ kmax =＜ 6um，故滿足要求。 （ 1）計(jì)算由快進(jìn)扭矩 TKJ引起的滾珠絲杠螺母副的變形量θ 已知負(fù)載力矩 T=TKJ=1260Nmm，由圖 41 得扭矩作用點(diǎn)之間的距離 L2=915mm，絲杠底徑 d2=，由式（ 249）得 θ =179。 102TL2/ d24=176。 （ 2）由扭矩變形量θ引起的軸向移動(dòng)滯后量δ將影響工作臺(tái)的定位精度。由式（ 250）得 δ =L0θ /360= 第八章 確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào) 本機(jī)床工作臺(tái)采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)， V300p， ep應(yīng)滿足下列要求 ； V300p≤ （定位精度 δ kmaxδ） = ep≤ （定位精度 δ kmaxδ） = 滾珠絲杠螺母副擬采用的精度為 2 級(jí)，查表 220 得 V300p=8um＜ ；查表 221 得 ， 當(dāng) 螺 紋 長(zhǎng) 度 為 800mm 時(shí)， ep=13um ＜ um， 表 220 2π 弧度內(nèi)行程變動(dòng)量 V2π P和任意 300mm 行程內(nèi)行程變動(dòng)量 V300P 精度等級(jí) 1 2 3 4 5 V2π P 4 5 6 7 8 V300P 6 8 12 16 23 故滿足設(shè)計(jì)要求。 確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào) 滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào)為 FFZD40105P2/1220179。 800，其具體參數(shù)如下。公稱直徑與導(dǎo)程； 40mm， 10mm；螺紋長(zhǎng)度； 800mm，絲杠長(zhǎng)度； 1220mm；類型與精度； P 類， 2級(jí)精度。 結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較完整的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到 了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了這些知識(shí)，這是很珍貴的。 提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計(jì)讓我積累了無數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來，也必然會(huì)讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 順利如期的完成 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，無論給水系統(tǒng)排水系統(tǒng)還是消防系統(tǒng)，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定的不足，這新不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如我的設(shè)計(jì)在節(jié)約水能源上就有很大的不足，在這個(gè)能源緊缺節(jié)能被高度重視的社會(huì)中，這無疑是很讓我自身感到遺憾的，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng) 取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。 參考文獻(xiàn) [1]范超毅 趙天嬋 吳斌方主編 .數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì) .中國(guó) 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2020. [2]《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組 .機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三冊(cè)） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1986. [3]《加工中心應(yīng)用與維修》編委會(huì) .加工中心應(yīng)用與維修 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992. [4]李福生 .實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè) [M].北京：北京出版社， 1993. [5]廖效果 .數(shù)控技術(shù) [M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社， 2020. [6]文 懷興 .數(shù)控銑床設(shè)計(jì) [M] .北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 致 謝 衷心的感謝我的指導(dǎo) 周 老師給予了精心的指導(dǎo)和熱情的幫助 ,尤其在課題設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備階段和本人的數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)階段 ,導(dǎo)師提出許多寶貴的設(shè)計(jì)意見 ,在最后的測(cè)試修改階段老師在百忙之中抽出時(shí)間為我們提供了必要的幫助 ,這樣使得我們得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開發(fā)工作 ,在短暫的一個(gè)月的相處時(shí)間里 ,老師淵博的知識(shí) ,敏銳的思路和實(shí)事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象 ,這將使得我終身受益 ,謹(jǐn)此向老師表示衷心的感謝和崇高 的敬意