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數(shù)控機床畢業(yè)設(shè)計正文-文庫吧資料

2025-06-23 07:07本頁面
  

【正文】 們采用減速齒輪來聯(lián)結(jié)滾珠絲杠和步進電機,以達到改變慣性矩的目的。為了保證步進電機的啟動性能,要特別考慮負載慣性矩。這種調(diào)整方式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但調(diào)整準確可靠,精度較高。如兩齒輪沿同方向各轉(zhuǎn)過n個齒時,其兩螺母間相對軸向位移量(Z2為另一齒輪齒數(shù))或。兩螺線的軸向相對位置發(fā)生變化從而實現(xiàn)間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力。在兩個螺母的凸緣上分別有齒數(shù)為ZZ2的齒輪,而且ZZ2與相應(yīng)的內(nèi)齒圈相嚙合。但調(diào)整位移量不易精確控制,因此,預(yù)緊力也不能準確控制。但調(diào)整位移量不易精確控制。用兩個鎖緊螺帽2能使螺母相對絲杠作軸向移動。這種結(jié)構(gòu)簡單可靠、剛性好,但調(diào)整費時,且不能在工作中隨意調(diào)整。1.墊片調(diào)隙式 圖3—5所示結(jié)構(gòu)。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊,通常采用雙螺母預(yù)緊方式,其結(jié)構(gòu)型式有三種。滾珠絲杠副的軸向間隙直接影響其傳動剛度和傳動精度,尤其是反向傳動精度。(2) 轉(zhuǎn)動慣量計算工作臺質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量: ;絲杠轉(zhuǎn)動慣量: ;齒輪的轉(zhuǎn)動慣量: ; ;電機轉(zhuǎn)動慣量很小可忽略,因此轉(zhuǎn)動慣量為:(3) 所需轉(zhuǎn)動力矩計算;;;所以,快速空載啟動所需轉(zhuǎn)矩:切削時需力矩: 快速進給時所需力矩:。(4) 穩(wěn)定性由于選用的滾珠絲杠的直徑與絲杠直徑相同,而支承方式由原來的一端固定,一端懸空,變?yōu)橐欢斯潭?,一端徑向支承,所以穩(wěn)定性增強,故不再驗算。(3) 剛度驗算滾珠絲杠受工作負載P引起的導(dǎo)程的變化量:;滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小,即:。根據(jù)最大負載Q值,可選擇滾珠絲杠的型號,外循環(huán)插管埋入式雙螺母預(yù)緊式的滾珠絲杠,型號為2004——3左,其中額定動載荷為14200N,所以強度夠用。已知條件如下:工作臺重量:; 脈沖當量:;步距角:; 進給速度:; 滾珠絲杠基本導(dǎo)程:;滾珠絲杠行程:;(1) 削力計算橫向進給量為縱向的,取,則切削力約為縱向的: ;在切斷工件時:;(1) 強度計算對于燕尾型導(dǎo)軌:;取K=,=;則: ;壽命值: ;由以上條件,可以確定步進電機與滾珠絲杠齒輪傳動比: ;由于電機軸與滾珠絲杠之間是降速傳動則: 。電機初步估算轉(zhuǎn)速為1500r/min,進給速度=2。步進電機安裝在大拖板上,用法蘭盤將步進電機和機床大拖板連接起來,以保證其同軸度,提高傳動精度。方式兩端端自由一端固定一端自由兩端固定兩端簡支由 且=, E=Mpa, ,L=2800mm為絲杠的長度由于I=519614mm =276276 所以絲杠很穩(wěn)定。3)壓桿穩(wěn)定性驗算滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿,若軸向工作負載過大,將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲,即失穩(wěn)。1 絲杠的拉壓變形量 (36) =177??紤]到簡易經(jīng)濟改裝,所以采用外循環(huán)。因此有Ca>C=11740N另外例如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運轉(zhuǎn)下工作并受載,那么還需考慮其另一種失效形式滾珠接觸面上的塑性變形。L0為絲杠的基本導(dǎo)程,查資料得L0=12mm。n為絲杠轉(zhuǎn)速(r/min),n=1000v/L0。切削時總切削力的分解縱切外圓時,車床的主切削力可以用下式計算: (32) =5360(N) 由《金屬切削原理》知:=1:: (33) 得 =1340(N) =2144(N)因為車刀裝夾在拖板上的刀架內(nèi),車刀受到的車削抗力將傳遞到進給拖板和導(dǎo)軌上,車削作業(yè)時作用在進給托板的載荷﹑和與車刀所受到的車削抗力有對應(yīng)關(guān)系。切深抗力與縱向進給垂直,影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。由于原普通CA6140車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌,則用公式21計算工作載荷的大小。1)最大工作荷載計算滾珠絲杠的工作載荷(N)是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動工作臺時滾珠絲杠所承受的軸向力,也叫做進給牽引力。經(jīng)預(yù)緊后可消除間隙。 ②摩擦力?。褐饕怯脻L珠的滾動代替了普通絲桿螺母副的滑動?;刂楣軆啥诉€起擋珠的作用,以防滾珠沿滾道掉出。 工作原理:在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽,當它們套裝在一起時便形成螺旋滾道,并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。因此,滾珠絲杠副既是傳動元件,也是直線運動與旋轉(zhuǎn)運動相互轉(zhuǎn)換的元件。(1)滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠副是在絲杠和螺母間以鋼球為滾動體的螺旋傳動元件。對經(jīng)濟型數(shù)控機床來說,,在CA6140的技術(shù)參數(shù)中。計算簡圖如下圖所示:脈沖當量是指一個進給脈沖使機床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進給量,它是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本參數(shù)。刀架:拆除原刀架,改裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。溜板箱部分:全部拆除,在原來安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操作按鈕。以下是其中的一種方案:掛輪架系統(tǒng):全部拆除,在原掛輪主動軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。(2)機械結(jié)構(gòu)改裝部分應(yīng)注意裝配的工藝性,考慮正確的裝配順序,保正安裝、調(diào)試、拆卸方便,需經(jīng)常調(diào)整的部位調(diào)整應(yīng)方便。 進給傳動鏈間隙補償量: 控制坐標數(shù): 縱向800N 在橫刀架以上210mm最大加工長度: 在床面上400mm 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)包括車床的部分技術(shù)參數(shù)和設(shè)計數(shù)控進給伺服系統(tǒng)所需要的參數(shù)。(7)為了保證進給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性,選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副,并應(yīng)有預(yù)緊機構(gòu),以提高傳動剛度和消除間隙,齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機構(gòu)。(5)設(shè)計自動回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。在8位微機中,MCS—51系列單片機具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強、具有很高的性價比,因此,可選 MCS—51系列單片機擴展系統(tǒng)。(2)車床數(shù)控化改裝后屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床,在保證一定加工精度的前提下應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)、降低成本,因此,進給伺服系統(tǒng)采用步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。第2章 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計要求總體方案設(shè)計應(yīng)考慮機床數(shù)控系統(tǒng)的運動方式,伺服系統(tǒng)的類型,計算機的選擇,以及傳動方式和執(zhí)行機構(gòu)的選擇等。這些不利條件最終影響了改造后機床的速度和精度。經(jīng)數(shù)控化改造的機床就成為了數(shù)控機床,具有數(shù)控機床的特點,如數(shù)控機床本身具有的高速、高效和高精度,工序集中,可靠性高等特點。舊機床上述各個部件的改造過程完成后,就可對組裝后改造機床各個部件進行調(diào)試。數(shù)控機床的強電控制部分設(shè)計中要特別注意的是,數(shù)控系統(tǒng)各接口信號
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