數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1(參考版)
2024-09-04 08:59本頁(yè)面
【正文】 數(shù)控車床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、故障率低、維修簡(jiǎn)單方便、效率高、操作編程簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)， 所以數(shù)控車床在很多加工行業(yè)都會(huì)成為應(yīng)用的主體，隨著數(shù)控技術(shù)和機(jī)床 行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控車床將有著廣闊的發(fā) 展前景。同時(shí)，也給數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。 數(shù)控機(jī)床是促 進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大源動(dòng)力，它給機(jī)械制造業(yè)帶來了高倍率的效益增長(zhǎng)和現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。由于專業(yè)知識(shí)的限制，無法對(duì)復(fù)雜的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是，通過選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)數(shù)控原理有了一定的了解，并掌握了數(shù)控系統(tǒng)的一些連接方法。倒角 N52 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀 點(diǎn) N53 T03 ； 換 3號(hào)螺紋刀 N54 S600 M03 ； 主軸變速 N55 G00 X15 Z12 ； 快速進(jìn)刀 N56 HUANG ； 調(diào)子程序車第一條螺紋 N57 G00 ； 快速進(jìn)刀 N58 HUANG ； 調(diào)子程序車第一條螺紋 N59 G00 ； 快速進(jìn)刀 N60 HUANG ； 調(diào)子程序車第一條螺紋 N61 G00 X15 ； 快速進(jìn)刀 N62 HUANG ； 調(diào)子程序車第二條螺紋 N63 G00 ； 快速進(jìn)刀 N64 HUANG ； 調(diào)子程序車第二條螺紋 N65 G00 ； 快速進(jìn)刀 N66 HUANG ； 調(diào)子程序車第二條螺紋 N67 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀點(diǎn) N68 T02 S420 M03 ； 換 2號(hào)割槽刀，主軸變速 N69 G00 X20 Z63 ； 快速進(jìn)刀 N70 G01 X0 F30 ； 割斷 N71 G00 X100 ； 快速退刀 N72 G00 Z100 M09 ； 退回起刀點(diǎn)，切削液關(guān) N73 M05 ； 主軸停轉(zhuǎn) N74 M02 ； 主程序結(jié)束 %HUANG ； 車螺紋子程序 N90 G91 G33 Z30 K3 ； 車削螺紋 N91 G00 X10 ； 快速退刀 N92 G00 Z30 ； 返回 N93 G90 ； 換回絕對(duì)坐標(biāo)編程 N94 RET ； 子程序結(jié)束 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)的是縱向及橫切向進(jìn)給系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)中的尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行一系列的校核，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足要求，說明設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是合理的。 8） 割斷工件。 6） 割退刀槽，并用割槽刀右刀尖倒出 M30 3螺紋左端 C2 倒角。 4） 車右端圓弧，留 精車余量。 2） 用 1號(hào)刀車工件右端面，粗車外圓至φ 70。硬質(zhì)合金螺紋刀為 3 號(hào)刀。 圖 數(shù)控零件圖 1. 刀具設(shè)置 選擇 93176。 數(shù)控連線圖 其連線圖如圖 。并且隨機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)的 PLC子程序庫(kù)和實(shí)例程序，簡(jiǎn)化了制造廠設(shè)計(jì)過程，縮短了設(shè)計(jì)周期。通過視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù)，并對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化 ； SINUMERIK802D 集成了內(nèi)置 PLC 系統(tǒng)，對(duì)機(jī)床進(jìn)行邏輯控制。可靠性高、易于安裝 ； SINUMERIK802D 可控制 4個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)數(shù)字或模擬主軸。 圖 壓板結(jié)構(gòu) 6 數(shù)控系統(tǒng)選擇 西門子數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 西門子數(shù)控系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能，設(shè)計(jì)中選擇 SINUMERIK 802D 型號(hào)。壓板的 d面和 e 面用空刀槽分開，間隙大磨刮 d 面，太緊時(shí)則修 e面。壓板用于調(diào)整輔助導(dǎo)軌面的間隙和承受顛覆力矩。 圖 雙矩形導(dǎo)軌 圖 雙矩形導(dǎo)軌的兩種形式 鑲條是用來調(diào)整矩形導(dǎo)軌和燕尾導(dǎo)軌的側(cè)隙，以 保證導(dǎo)軌面的正常接觸。導(dǎo)軌受熱膨脹時(shí)寬式組合比窄式的變形量大，調(diào)整時(shí)應(yīng)留較大的側(cè)向間隙，因而導(dǎo)向性較差。矩形導(dǎo)軌存在側(cè)向間隙，必須用鑲條進(jìn)行調(diào)整。這種導(dǎo)軌的剛度高，當(dāng)量摩擦系數(shù)比 三角形導(dǎo)軌低，承載能力高，加工、檢驗(yàn)和維修都方便，而被廣泛地采用。后，側(cè)面磨損能自動(dòng)補(bǔ)償，克服了矩形導(dǎo)軌側(cè)面磨損不能自動(dòng)補(bǔ)償?shù)娜毕?，使其?dǎo)向性更好。且兩個(gè)導(dǎo)軌面的誤差不會(huì)相互影響，便于安裝。 直線運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)導(dǎo)軌截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形，并可互相組合。 導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。塑料導(dǎo)軌可與淬硬的鑄造鐵支承導(dǎo)軌和鑲鋼支承導(dǎo)軌組成對(duì)偶摩擦副。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn) [2]。但傳統(tǒng)滑動(dòng) 導(dǎo)軌摩擦阻力大 圖 床身結(jié)構(gòu) 且磨損快，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。 導(dǎo)軌 車床的導(dǎo)軌可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌兩種。鑄鐵具有良好的減震性和耐磨性，易于鑄造和加工。為此，在設(shè)計(jì)床身截面時(shí)，綜合考慮以上因素，在 滿足使用、工藝情況下，采用空心截面，加大輪廓，減小壁厚，采用全封閉的類似矩形的床身截面形式，同時(shí)，為了提高床身的抗扭剛度和床身的剛度／重量比，在大截面內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)較小的類似圓形截面 (如圖 ) 。材料、截面相同，但形狀不同的床身，截面的慣性矩相差很大。從而大幅度提高了床身的抗彎和抗扭剛度。 (3)由于在床身上無需開排屑孔，就可以增加與底座連接的床身底面的整體性，從而可增加床身底面的剛性。(2)切屑從工件上落到位于床身前面的排屑器中，再由排屑器將切屑排出。的斜面床身。因此，在床身不太長(zhǎng)的情況下，主要應(yīng)提高床身在水平面內(nèi)的彎曲剛度。因此，床身特別是數(shù)控車床的床身具有足夠的靜態(tài)剛度和較高的剛度 /質(zhì)量比；良好的動(dòng)態(tài)性能；較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力；并易于加工制造，裝配等，才能滿足數(shù)控車床對(duì)床身的要求。它支承著數(shù)控車床的床頭箱，床鞍，刀架，尾座等部件，承受著切削力、重力、摩擦力等靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力的作用。 5. 驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副所需扭矩 maxg P a BT T T T? ? ? 0 .1 9 2 .1 4 0 .3 5 2 .6 8 Nm? ? ? ? 6. 電機(jī)的額定扭矩 ( ~ )gJTT? (5. 36 ~ 7. 66 )JT N m? 電機(jī)的選擇 根據(jù)以上計(jì)算的扭矩及文獻(xiàn) [12]，選擇電機(jī)型號(hào)為 SIEMENS 的 IFT5066，其額定轉(zhuǎn)矩為 Nm。再加上閉環(huán)反饋系統(tǒng)的補(bǔ)償，定位精度能進(jìn)一步提高 [10]。 傳動(dòng)精度計(jì)算 滾 珠 絲 杠 的 拉 壓 剛 度 24s dEK L?? () 導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到兩極位置時(shí)，有最大和最小拉壓剛度，其中， L 值分別為 300mm和 100mm。 m2)。 m2)； JZ—— 絲杠上傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (kg 69 . 8 3 2 4 1 0 1 2 6 0 / 1 2 0 3 8 / m i n 1 5 0 0 / m i n2020eB K r a d s r rm? ??? ? ? ? ? 顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于 1500r/min，能滿足要求。螺母座剛度 10 00 /HK N m?? 。 4) 絲杠本身的拉壓剛度： 對(duì)絲杠支承組合方式為兩端固定的方式： 61 0 /s A E lK N ma l a ??????????? () 式中 A—— 絲杠最小橫截面， 222 ()4A d mm??； E—— 材料的彈性模量， E=? 1011(N/m2)； l—— 兩支承間距 (m)； a—— 螺母至軸向固定處的距離 (m)。 2) 軸承的接觸剛度可查軸承型號(hào) 樣本。 絲杠拉壓振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率 絲杠系統(tǒng)的軸向 拉壓系統(tǒng)剛度 Ke的計(jì)算公式： 兩端固定： 11 1 1 1 1 ( / )4e B c H S NmK K K K K ? ?? ? ? ? () 式中 Ke —— 滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度 (N/μ m)； KH—— 螺母座的剛度 (N/μ m)； Kc—— 絲杠副內(nèi)滾道的接觸剛度 (N/μ m)； KS—— 絲杠本身的拉壓剛度 (N/μ m)； KB—— 軸承的接觸剛度 (N/μ m)。 4 1 2 8 43 . 1 4 ( 3 2 1 . 2 3 . 9 6 9 ) 1 0 2 . 7 1 064Im ??? ? ? ? ? ? ? 絲杠螺紋部分長(zhǎng)度 180 112 40 332uL m m? ? ? ?，取 350uL mm? 支承跨距 1 400L mm?
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