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c6140臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)(進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分計(jì)算)(參考版)

2025-07-02 18:07本頁(yè)面
  

【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 林宋主編.《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.[2] 方鍵主編.《機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.[3] 濮良貴主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.北京:高等教育出版社,2001.[4] 李洪.《實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》.沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999.[5] 張俊生.《金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.[6] 熊光華.《數(shù)控機(jī)床》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.。在活動(dòng)銷反靠作用下,螺桿帶動(dòng)上刀體下降,直至齒牙盤嚙合,完成精定位,并通過(guò)渦輪蝸桿鎖緊螺母,使刀架緊固。數(shù)控系統(tǒng)將反饋刀位信號(hào)與指令刀位信號(hào)相比較,當(dāng)兩信號(hào)相同時(shí),說(shuō)明上刀體已旋轉(zhuǎn)到所選刀位。刀架上端的發(fā)信盤中對(duì)應(yīng)每個(gè)刀位都安裝一個(gè)霍爾傳感器元件,當(dāng)(1電動(dòng)機(jī);2固定安裝絲杠;3安全離合器;4刀架)上刀體旋轉(zhuǎn)到某一刀位時(shí),該刀架上霍爾元件輸出高電平。刀架用于夾持切削用的刀具,在一定程度上,刀架的結(jié)構(gòu)和性能體現(xiàn)了車床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平,所以有如下要求:(1)轉(zhuǎn)位準(zhǔn)確可靠,工作平穩(wěn)安全;(2)按最短線路就近選擇,轉(zhuǎn)位時(shí)間短;(3)重復(fù)定位精度高;(4)防水、防屑,密封性能優(yōu)良;(5)夾緊剛性高,適宜重負(fù)荷切削。根據(jù)所加工零件的工藝要求及車床控制方式確定自動(dòng)刀架的刀位數(shù)和刀架類型。臥式車床數(shù)控化改造應(yīng)將原車床的普通手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架替換成自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。在這次設(shè)計(jì)改造過(guò)程中只能采用開環(huán)系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng)不能對(duì)車床的誤差進(jìn)行修改,所以只能通過(guò)機(jī)械的方式對(duì)其各部分傳動(dòng)誤差進(jìn)行修改。同時(shí),應(yīng)該盡可能地消除配對(duì)齒輪之間的間隙,否則就會(huì)產(chǎn)生使運(yùn)動(dòng)滯后的指示信號(hào)的誤差,對(duì)加工件的精度就會(huì)產(chǎn)生很大的影響。當(dāng)所帶負(fù)載的慣性矩增大時(shí),由于步進(jìn)電機(jī)是按電磁鐵吸力原理來(lái)動(dòng)作,所以當(dāng)慣性矩增大到某一值時(shí),就會(huì)使步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生擅動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生啟動(dòng)不良效果,所以,使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)盡量選小的負(fù)載。除上述三種雙螺母加預(yù)緊力的方式外,還有單螺母變導(dǎo)程自預(yù)緊和單螺母鋼球過(guò)盈預(yù)緊方式。例如:當(dāng)n=1,Z1=99,Z2=100,,即兩個(gè)螺母在軸向產(chǎn)生1的位移。如果其中一個(gè)螺母轉(zhuǎn)過(guò)n個(gè)齒時(shí)則其軸向位移量為(Ph為絲杠導(dǎo)程,Z1為齒輪齒數(shù))。內(nèi)齒圈緊固在螺母座上,預(yù)緊時(shí)脫開內(nèi)齒圈,使兩個(gè)螺母同向轉(zhuǎn)過(guò)相同的齒數(shù),然后再合上內(nèi)齒圈。 雙螺母帽式結(jié)構(gòu)圖 雙螺母齒差式結(jié)構(gòu)圖(3)齒差調(diào)隙式 。這種結(jié)構(gòu)既緊湊,工作又可靠,調(diào)整也方便,幫應(yīng)用較廣。這種結(jié)構(gòu)既緊湊,工作又可靠,調(diào)整也方便,故應(yīng)用較廣。 雙螺母墊片式結(jié)構(gòu)圖(2)雙螺母調(diào)隙式 圖3—6所示為利用螺帽來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)緊的結(jié)構(gòu),兩個(gè)螺母以平鍵與外套相聯(lián),鍵可限制螺母在外套內(nèi)移動(dòng),其中右邊的一個(gè)螺母外伸部分有螺紋。是通過(guò)改變墊片的厚度,使螺母產(chǎn)生軸向位移。基本原理是使兩個(gè)螺母間產(chǎn)生軸向位移,以達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。因此,滾珠絲杠副除了對(duì)本身單一方面的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)精度有要求外,對(duì)其軸向間隙也有嚴(yán)格的要求。從上計(jì)算可,最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速進(jìn)給啟動(dòng)時(shí)::數(shù)控機(jī)床根據(jù)定位精度的要求通常選用15級(jí)精度的滾珠絲杠,15級(jí):項(xiàng)目符號(hào)有效行程lm/mm精度等級(jí)12345 目標(biāo)行程公差ep<31568121623315~40079131825400~500810152027500~630911162230行程變動(dòng)量公差Vmp<31568121623315~40068121725400~500710131926500~630711142129任意300mm內(nèi)行程變動(dòng)量V300p681216232πrad內(nèi)行程變動(dòng)量V2πp45678滾珠絲杠副的軸向間隙,是指負(fù)載時(shí)滾珠與滾道型面接觸的彈性變形所引起的螺母位移量和螺母原有間隙的總和。(1) 有關(guān)齒輪計(jì)算傳動(dòng)比: ;故?。?。所以,導(dǎo)程變形總誤差為: ;查表可知3級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差(1m)為15,故剛度足夠。(2) 效率計(jì)算經(jīng)計(jì)算螺旋升角,摩擦角;則:。由資料可知,當(dāng)量轉(zhuǎn)速在之間變化時(shí): ;取為時(shí),;??;因此: ;根據(jù)資料可知,最大動(dòng)負(fù)載為:。根據(jù)公式:;則: ;根據(jù)資料可查到滾珠絲杠的標(biāo)準(zhǔn)系列,初選。由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與縱向類似,所用到的公式不再詳細(xì)說(shuō)明,只計(jì)算結(jié)果。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的橫向進(jìn)給的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單,一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠,使刀架橫向運(yùn)動(dòng)。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為 (38)式中:E為絲杠材料彈性模量,對(duì)鋼E=104Mpa;I為截面慣性矩,對(duì)絲杠圓截面 (為絲杠的底徑);L為絲杠的最大工作長(zhǎng)度(mm);。2280/10π()2 =2 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量采用有預(yù)緊的方式,因此用公式 = (37) =在這里 =1/3=1/3=597N 63/= 1= 絲杠的總變形量= + =+=,故所選絲杠合格。因此初選滾珠絲杠的型號(hào)為型FL2004330/410型,主要參數(shù)為=, =8mm, =63mm, =2o19 ’,圈數(shù)1 ③縱向滾珠絲杠的校核 1)傳動(dòng)效率計(jì)算 滾珠絲
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