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經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-01-27 00:59本頁(yè)面
  

【正文】 =?m 4)折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩 T 的計(jì)算 空載時(shí), 由式 (257a)得: Tkj=Tμ +Tf=(+)=?m 切削時(shí), 由式( 257b)得: TGj=Tc+Tf=(+)=?m 計(jì)算折算到電機(jī)軸上的加速力矩 Tap 根據(jù)以上結(jié)果和表 A5,初選 130BF001 型反應(yīng)時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量 Jm= 2 。已知彈性模量 20 E=*105 Mpa,滾珠絲杠底徑 d2=。 滾珠絲杠螺母副額定壽命的校驗(yàn) 查表 A3 得滾珠絲杠的額定動(dòng)載荷 Ca=1300N,已知軸向載 Fa=Famax=,滾珠絲杠轉(zhuǎn)速 n=nmax=60r/min,運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)fw=, 則: L=(Ca/(Fafw)) 3 *106 =(1300/(*)) 3 *106 = *108 r Lh=L/(60n)=*108 /(60*60)=43611h 本機(jī)床數(shù)控化改造后,滾珠絲杠螺母副的總工作壽命Lh=43611h1500h,故滿(mǎn)足要求。 2)滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速 nc 的校驗(yàn) 滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算長(zhǎng)度 L2=337mm,其彈性模量 E=*10 5 Mpa 。 普通車(chē)床數(shù)控改造計(jì)算簡(jiǎn)圖 第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì),計(jì)算及選型 滾珠絲杠動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算: 數(shù)控車(chē)床的預(yù)期工作時(shí)間 Lh=1500h ,滾珠絲杠的當(dāng)量載荷 17 Fm=Famax=(N),查表 228 得,載荷系數(shù) fw=,查表 229,初步 滾珠絲杠的精度等級(jí)為 1 級(jí),取精度系數(shù)為 fa=1,查表 230,可靠性系數(shù) fc=1,滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速 n=nmax(該轉(zhuǎn)速為最大切削進(jìn)給速度 Vmax 時(shí)的轉(zhuǎn)速),已知 Vmax=,滾珠絲杠的基本導(dǎo)程Lo=6mm,則 nmax=1000Vmax/Lo=1000*Cam= (60nLh) 3/1 Fm*fw/ (100fa*fc) =(60*60*1500)3/1 **(100*1*1)=(N) 按精度要求確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑 d2m, 1)根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形,已知車(chē)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)的定 位精度為 20um,重復(fù)定位精度為4um, δ max1=( 1/31/2) *4= δ max2=(1/51/4)*20=45um 取計(jì)算結(jié)果較小值,即δ max=。 第二節(jié) 計(jì)算切削力 總車(chē)外圓: 主切削力(橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算) 主電機(jī)功率 ,最大工件直徑 D=288mm,主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n=85r/min, 刀具切削速度 V= π Dn/60= ( *288**85 )/60= 取機(jī)床的機(jī)械效率η =, Fz=η Pm/V*=**1000/=(N) 各切削分力: Fx==*=( N) Fy=*Fz=*=1125( N) 如圖 縱切和橫切時(shí)切削力的示意圖 15 縱車(chē)外圓 橫切外圓 二導(dǎo)軌摩擦力計(jì)算: Fv=Fz=( N), 橫向切削分力 Fc=Fx=1125(N), 橫向移動(dòng)部件的重力 W=450( N), m=46kg 查表 23, 鑲條緊固力 fg=1500( N) ,貼塑導(dǎo)軌μ =, Fμ =μ( W+Fv+Fc+fg) =*(450+1500++1125)=(N) ,導(dǎo)軌摩擦力 Fμ o 和 Fo: 16 Fμ o=μ( W+fg) =*( 450+1500) =(N) Fo=μ o( W+fg) =*( 450+1500) =390(N) : 1)最大軸向負(fù)載力 Famax=Fy+Fμ =1125+=(N) 2)最小軸向負(fù)載力 Famin=Fμ o=(N) i 和傳動(dòng)級(jí)數(shù), 取步進(jìn)電機(jī)步距角α =176。 C6136A 型普通車(chē)床微機(jī)數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 將一臺(tái) C6136 型普通車(chē)床改造成經(jīng)濟(jì)行為及數(shù)控車(chē)床,采用 MCS51系列單片機(jī)控制系統(tǒng),步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制,具有直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)功能,其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下: 加工最大直徑: 288mm 最大加工長(zhǎng)度 630mm 刀架快速速度: 縱向 橫向 最大進(jìn)給速度: 縱向 m/min 橫向 主電機(jī)功率 14 第一節(jié) 脈沖當(dāng)量的選擇 一個(gè)進(jìn)給脈沖使機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量稱(chēng)為脈沖當(dāng)量,也稱(chēng)為機(jī)床的最小設(shè)定單位。決定采用點(diǎn)位控制,用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 三、 機(jī)械傳動(dòng)方式 為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率,采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速而傳動(dòng)絲杠選用滾珠絲杠螺母副,同時(shí),齒輪傳動(dòng)也要消除間隙的結(jié)構(gòu)。 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分,鍵盤(pán)及 顯示器, I10 接口及光隔離電路,步進(jìn)電機(jī)功率放大電路等組成。有雨經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求高,為了降低成本,故采用步進(jìn) 12 電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。在縱向和橫向具有直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)功能。 11 第二節(jié) 總體方案設(shè)計(jì)的應(yīng)用舉例 一、設(shè)計(jì)任務(wù) 將普通車(chē)床改造成用 MCS51 系列單片機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床。目前,一些高檔的 CNC 系統(tǒng),已普遍使用 32 位微機(jī),主機(jī)頻率由 5MHz 提高到 2030 MHz,有的采用多 CPU 系統(tǒng),進(jìn)一步提高控制速度。系統(tǒng)功能和系統(tǒng)中所用微機(jī)直接相關(guān)。 四、計(jì)算機(jī)的選擇 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是由 CPU、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路、 I10 接口電路伺服電機(jī)驅(qū) 動(dòng) 電 路 、 檢 測(cè) 電 路 等 幾 部 分 組 成 ??s短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度、減小傳動(dòng)鏈誤差。如采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副 10 ( 2) 盡量消除傳動(dòng)間隙。 三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定 為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性,在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)時(shí),通常提出低摩擦,低慣量、高剛度、無(wú)間隙、告諧振以及有詩(shī)意的阻尼比的要求。閉環(huán)系統(tǒng)造價(jià)高、架構(gòu)和調(diào)試復(fù)雜、多用于精度要求高的場(chǎng)合。用來(lái)檢測(cè)實(shí)際位移量,能補(bǔ)償系統(tǒng)的誤差,因而伺服控制精度高。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉、容易掌握、調(diào)試和維修都比簡(jiǎn)簡(jiǎn)單方便。 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中沒(méi)有反饋電路,不帶檢測(cè)裝置,指令信號(hào)時(shí)單方向傳送的,指令放出后,不在反饋回來(lái),古稱(chēng)開(kāi)環(huán)控制。在點(diǎn)位控制系統(tǒng)中不具有連續(xù)控制系統(tǒng)中所具有的軌跡計(jì)算裝置,而連續(xù)控制系統(tǒng)中缺具有點(diǎn)位系統(tǒng)的功能。所以李旭控制系統(tǒng)又稱(chēng)輪廓控制系統(tǒng)。 如果要求工作臺(tái)或刀具沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有確定的函數(shù)關(guān)系及連續(xù)控制系統(tǒng),應(yīng)具有控制刀具以給定速率沿加工路徑運(yùn)動(dòng)的功能。如果工件相對(duì)于刀具移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行切削,可選用點(diǎn)位控 制方式,例如:數(shù)控鉆床在工作臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中鉆頭并不進(jìn)行鉆孔加工,因此數(shù)控系統(tǒng)可采用點(diǎn)位控制方式。 已查閱的主要參考文獻(xiàn) ( 1) 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)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. ( 2) 范超毅、趙天嬋、吳斌方主編 . 數(shù)控
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