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b (176。老師也給我提出了很高的要求，它要求我每一個(gè)零部件都要按照標(biāo)準(zhǔn)去查手冊(cè)。 因?yàn)槲乙郧暗幕A(chǔ)知識(shí)掌握得不牢固，在這次設(shè)計(jì)中確實(shí)是遇到了很多的問題，但在這過程中，聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 26 我又學(xué)會(huì)了很多東西，在以前的小設(shè)計(jì)中，有些能馬馬虎虎過去的問題，就糊里糊涂過去了， 可這次是一切正規(guī)化，不能有半點(diǎn)含糊，因此壓力又大了很多，但是只要有一個(gè)明確的目標(biāo)，樂在其中，特別是把以前學(xué)過的知識(shí)又溫習(xí)了一下，而且把很多門課程都串聯(lián)在一起，形成一個(gè)大的框架，這樣確實(shí)是有一種豁然開朗、煥然一新的感覺。但這次機(jī)床的改造是在原有的機(jī)床上換掉部分零部件，使它具有數(shù)控機(jī)床的基本功能，如不用手工操作能自動(dòng)控制進(jìn)給量等。 在生活逐漸自動(dòng)化的今天，對(duì)加工制造的精度和加工效益都提出了很高 的要求，因此對(duì)機(jī)床等加工設(shè)備提出了很高的要求。這次我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：把 C6140普通車床設(shè)計(jì)成為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。 第 7 章 元件的選擇 SZGDBM01 光電編碼器 概述 SZGDBM01 光電編碼器，是常用的位移、角位移、長(zhǎng)度、深度等機(jī)械量的檢測(cè)器件，廣泛用于化工、冶金、能源、輕工、紡織、電子、機(jī)械、汽車等行業(yè)。 此外，注意繪制裝配圖時(shí)的一些基本要求。例如，絲杠螺母的潤(rùn)滑、防塵、防鐵屑保護(hù)、軸承的潤(rùn)滑及密封、齒輪的潤(rùn)滑及密封、行程限位保護(hù)裝置等。軸承座在安裝面上的聯(lián)接與定位、齒 輪箱在安裝面上的定位、步進(jìn)電機(jī)在齒輪箱上的聯(lián)接與定位等。 聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 24 （ 3） 考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。 （ 1） 了解原機(jī)床的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，從有關(guān)資料中查閱床身、縱溜板、橫溜板、刀架等的結(jié)構(gòu)尺寸。 第 6章 繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械裝配圖 在完成滾珠絲杠螺母副和步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選型后 可以著手繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械裝配圖。 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè) 計(jì)（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 28 頁 主軸交流伺服電機(jī)的計(jì)算與選型 主軸能實(shí)現(xiàn)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱為變速范圍 Rn, 即 Rn=nmax/nmin,數(shù)控機(jī)床的工藝范圍寬，切削速度與刀具，工件直徑變化很大，所以主軸變速范圍很寬。實(shí)際上，在采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選得很低，通常只有 100Hz（即 100脈沖 /s）。 （ 4）起動(dòng)頻率的計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jeq=，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=33 ，查表 52 可知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的最高空載起動(dòng)頻率 fq=1800Hz。 53 130BYG步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻率特性曲線 （ 3）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核 最快空載移動(dòng)速度 Vmax=6000mm/min，對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率 fmax=10000Hz。 （ 2）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定縱向最快空載移動(dòng)速度 Vmax=6000mm/min，仿照式 fmax=Vmax/60δ求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 fmax=6000/()Hz=10000Hz。 （ 1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定縱向最快工進(jìn)速度 Vmaxf=800mm/min，脈沖當(dāng)量δ =，由式 fmax=Vmax/60δ求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 fmaxf=800/（ ） Hz≈ 1333Hz。因此，根據(jù) Teq來選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時(shí)， 需要考慮安全系數(shù)。則有： Teq2=Tf+Tt (8) 其中，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Tt由式子 Tt= Ff Ph/2πη i 計(jì)算。 則由式 Tf=μ（ Fc+G） Ph/2πη i，得： Tf=(0+1300)≈ 最后由式 Teq1=Tamax+Tf，求得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： Teq1=Tamax+Tf= 2. 最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Teq2 由式 Teq2=Tf+Tt+To可知， Teq2包括三部分：折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Tt、移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 Tf、滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 To。δ，算得 nm=1200r/min。； δ 縱向脈沖當(dāng)量，本例δ =。 其中： nm=Vmaxα /360176。以為滾珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù) To=(FYJPh/2πη i)(1η o2) 式可知， To相對(duì)于 Tamax和 Tf很小，可以忽略不計(jì)。 則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： Jeq=Jm+Jz1+(Jz2+Jw+Js)/i2= 51 電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)圖 52永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)表 計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Teq 分快速空載啟動(dòng)和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。 查常用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算表，可以算得各個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下（具體計(jì)算過程從略）：滾珠絲聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 20 杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js= ；床鞍折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jw= ；小帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jz1= ；大帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jz2= 。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。查絲杠支承系數(shù)表，取支承系數(shù) f k=2；由絲杠底徑 d2=，求得截面慣性矩 I=π d24/64≈ ；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K取 3（絲杠臥式水平安裝）；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離 a 取最大值 1497mm。 查行程偏差和變動(dòng)量表知， 4級(jí)精度滾珠絲杠任意 300mm軸向行程內(nèi)行程的變動(dòng)量允許 16μ m，而對(duì)于跨度為 1497mm的滾珠絲杠，總的變形量 δ 總 只有 m，可見絲杠剛度足夠。 因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的 1/3，所以實(shí)際變形量可減少一半，取 δ 2=。滾珠絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力 FYJ=Fm/3≈ 571N。πIE2a2M中的第二項(xiàng)，算得絲杠在工作載荷 Fm 作用下產(chǎn)生的拉 /壓變形量δ1=Fm/3(ES) ≈ 。 忽略 δ 1=177。 剛度的驗(yàn)算 （ 1） 縱向滾珠絲杠副的支承，采取一端軸向固定，一端簡(jiǎn)支的方式，固定端采取一對(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配。44″。其公稱直徑為 40mm，基本導(dǎo)程為 6mm，雙螺母滾珠總?cè)?shù)為 3x2圈機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè) 計(jì)（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 28 頁 =6圈，精度等級(jí)取 4級(jí)，額定動(dòng)載荷為 13200N，滿足要求。 取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000h，代入 Lo=60nT/106，得絲杠壽命系數(shù) Lo=（單位為： 106r） 取載荷系數(shù) fW=，再取硬度系數(shù) fH=1，代入式 FQ= 3Lo fWFHFm，求得最大動(dòng)載荷 FQ≈ 9703N。 選用矩形 — 三角形組合滑動(dòng)導(dǎo)軌，由公式 Fm=KFx+μ（ Fz+G），取 K=，μ =，代入 Fm=KFx+μ (Fz+G)，得工作載荷 Fm≈ 1712N。 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型（縱向） 工作載荷 Fm的計(jì)算 已知移動(dòng)部件總重 G=1300N；車削力 Fc=， Fp=,Ft=。 由經(jīng)驗(yàn)公式： 主切削力 Fc= (1) 背向力 FP= (2) 進(jìn)給力 Ff= (3) 算得主切削力 Fc=。 由《金屬切削原理》查表 31得： CFC=2795,xfc=， yfc=， nfc=。刃傾角λ Z=5176。前角ｒ。 脈沖當(dāng)量的確定 聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 18 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的需要， X方向（橫向）的脈沖當(dāng)量為δ x=， Z方向（縱向）為δz=。 刀具補(bǔ)償量 進(jìn)給傳動(dòng)鏈間隙補(bǔ)償量 縱向 橫向 自動(dòng)升降速性能