【正文】 16 基本軸向額定 載荷驗(yàn)算 m axoaf 1 ~ 2C 2150s a oasf F C???其 中 ：查 得 ： max ? 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 21 工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 以滿載一般切削時(shí)為例 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程見表 . 表 工作臺(tái)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算公式和參數(shù)選定 計(jì)算結(jié)果 1 (1) 作用在絲杠副上的各種轉(zhuǎn)矩 外加載荷產(chǎn)生的摩擦力矩 FT Nm 3hF FT 102 P ????? 查表得： 2hph 3p 2pF F 82 .4 5p 4 0. 85FPT 102F 33???? ? ???????2， 四 級(jí) 精 度（ 1 ）查 表 得 ： FT ? PT ? 2 (1) (2) 計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 各種回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 各種直線運(yùn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J iJ l1J l2J mJ 2gcm 2gcm 2gcm 2gcm 1J L d32 ?? ? ? 絲杠： L=， d= 2il1 i1 mnJJnni???? ????? 查表得： 2 300 , 483mnn??2jl2mVJm2 n??? ????? 查表 得： W 25000gW =15000gW 20xx0g??臺(tái)夾件， 查表 得： 2l l1 l2V 120J J +J?? 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 57BYG250 ESAFRMC0152 查樣本， mmlJ 280J J J??? J ??絲輪 l1J ? l2J ? lmlJ J? J= 3 最大加速轉(zhuǎn)矩 amT Ncm m a x2a2603 0 0 , t 0 .0 0 2amanTJtn????取 ? 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 22 4 連續(xù)工作最大 轉(zhuǎn)矩 MT Ncm MT ( )Fpi T T?? 查樣本：額定轉(zhuǎn)矩 ?? 5 最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 rT Ncm r am MT T T?? 查樣本：最大轉(zhuǎn)矩 80 80rT ?? 工作臺(tái)直線導(dǎo)軌副的設(shè)計(jì)計(jì)算 表 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)算 序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 符號(hào) 單位 計(jì)算公式和參數(shù)選定 計(jì)算結(jié)果 1 初選直線導(dǎo) 軌副的型號(hào) HTSD15NAA 2 擬定滑塊數(shù) M 單根導(dǎo)軌兩滑塊 M=4 3 負(fù)載計(jì)算 R N 1 1 12121 W4 2 22hW Y W X F ZRLLFYRL?? ? ?? 滿足要求 4 摩擦力 F N F P f?? ? 5 壽命計(jì)算 nI h 32n sH T CWCLILnf f f CLfP?????? ? ? ????? ? ?????? 滿足要求 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 23 4. 數(shù)控系統(tǒng)的選用 NC 選型 目前市場(chǎng)上主流的數(shù)控系統(tǒng)有國(guó)外的西門子， FANUC，三菱 。 進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的組成 從前面所述，我們知道步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器和滾珠絲杠連接，將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為部件的移動(dòng) . 滾珠 絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算 參閱徐灝主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四冊(cè)和李鶴軒主編的《機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)》以雕刻機(jī)進(jìn)行銑槽加工時(shí)為例進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，過(guò)程如表 所示。如下表所示： 表 電主軸選型 主軸型號(hào) 轉(zhuǎn)速 電機(jī) 外型尺寸 潤(rùn)滑 軸承型號(hào) Speed Motor Dimensdions(mm) BearingSD type SDpingdle type (r/min) KW V A H2 D D1 軸端連接 L L1 L2 Lub DD58Z24/0.8 24000 220 400 58 44 ER11 67 23 18 油脂 前B7002C/P4 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 17 后6001C/P5 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 雕刻機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)部分：主軸的上下移動(dòng)，主軸的左右移動(dòng)和工作臺(tái)的前后移動(dòng)。轉(zhuǎn)速小于 3000r／ min 的主軸，采用異步電動(dòng)機(jī)軸通過(guò)聯(lián)合器直接驅(qū)動(dòng)主軸，機(jī)床可通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)變速；轉(zhuǎn)速小于 8000r／ min 的主軸，可采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)；高速主軸，可將電動(dòng)機(jī)與主軸做成 一體，即內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸，轉(zhuǎn)子軸就是主軸，所以本雕刻機(jī)應(yīng)選用電主軸， 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 16 主軸電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)前面兩節(jié)的計(jì)算結(jié)果，取一定的安全系數(shù)，忽略傳動(dòng)效率，主軸電動(dòng)機(jī)所需的扭矩、功率和轉(zhuǎn)速計(jì)算過(guò)程如表 所示。 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的組成 電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸是精密機(jī)床、高速加工中心和數(shù)控車床常用的一種驅(qū)動(dòng)形式。 機(jī)床在切削加工中主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱使其中所有零部件產(chǎn)生熱變形，破壞了零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度造成的加工誤差，且熱 變形限制了切削用量的提高，降低了傳動(dòng)效率，影響到生產(chǎn)率?？拐裥杂脛?dòng)剛度或動(dòng)柔性度來(lái) 衡量。 數(shù)控機(jī)床上一般既要進(jìn)行粗加工又要進(jìn)行精加工；加工時(shí)可能由于斷續(xù)切削、加工余量不 均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)程中的自激振動(dòng)等原因引起的沖擊力或交變力的干擾，使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗燥度，嚴(yán)重時(shí)甚至破壞刀具或零件，是加工無(wú)法順利進(jìn)行。數(shù)控機(jī)床加工精度的提高，與主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的剛度密切相關(guān)。對(duì)于自動(dòng) 換刀的數(shù)控機(jī)床，工序集中，共建一次裝夾，可完成許多工序，所以，為了適應(yīng)各種國(guó)內(nèi)工序和各種加工材質(zhì)的要求，住運(yùn)動(dòng)的調(diào)速范圍還應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大。 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)除應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動(dòng)的要求外，還提出以下要求： ，并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。本雕刻機(jī)由于主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到 20xx0r／ min,所以應(yīng)用電主軸。高速數(shù) 控機(jī)床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)已經(jīng)得到極大的簡(jiǎn)化，取消了帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的“零傳動(dòng)”，這種結(jié)構(gòu)稱 為電主軸。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 15 雕刻機(jī)的主軸部分固定在 Z向絲杠的支架上，采用電主軸高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)刀具的切削運(yùn)動(dòng)。它的功用是支承 并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷，完成表面成形運(yùn)動(dòng)。如需要完整說(shuō)明書和 設(shè)計(jì) 圖紙等 .請(qǐng)聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過(guò)答辯 表 鉆削力、扭矩和功率的計(jì)算 切削方式 工作時(shí)間 百分比t% 參 數(shù) 計(jì) 算 結(jié) 果 fv n n絲 zF M mP 強(qiáng)力切 削 10% 300 9000 75 — 一般切削 30% 480 15000 120 — 精細(xì)切削 50% 600 20xx0 150 — 快速進(jìn)給 10% 900 — 225 0 0 0 其中： n絲 — 絲杠轉(zhuǎn)速， f / ( / m in)hn v P r?絲 ， 預(yù)選絲杠導(dǎo)程 4( )hP mm? ， fv — 進(jìn)給速度(mm/min),n — 鉆削轉(zhuǎn)速 (r/min), zF — 鉆削力 (N), M— 鉆削扭矩 (Nm), mP — 鉆削功率(kW)。表 銑削力、扭矩和功率的計(jì)算 切削方式 工作時(shí)間 百分比 t % 參 數(shù) 計(jì)算結(jié)果 pa fv n n絲 ZF M mP 強(qiáng)力切削 10% 120 9000 30 一般切削 30% 1 1200 15000 300 精細(xì)切削 50% 2400 20xx0 600 快速進(jìn)給 10% — 3600 — 900 0 0 0 其中： n絲 — 絲杠轉(zhuǎn)速， f / ( / m in)hn v P r?絲 ，預(yù)選絲杠導(dǎo)程 4( )hP mm? pa — 銑削深度（ mm）， fV — 進(jìn)給速度（ mm/min）， n— 銑刀轉(zhuǎn)速（ r/min） ， 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 14 zF — 銑削力（ N）， M— 銑削扭矩（ Nm）， mP — 銑削功率（ kW）。銑削寬度 a ( )w mm ，銑削深度 a( )pmm , 進(jìn) 給 速 度 ( / m in)ffv a zn mm? ，銑削速度0 / 10 00 ( / m i n)v d n m?? ， 0d —— 銑刀外徑 ((mm), fa —— 每齒進(jìn)給量 (mm/z)， z —— 銑刀齒數(shù)， n—— 銑刀轉(zhuǎn)速 (r /min) 。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō) 明書 20xx 13 銑削力、扭矩和功率的計(jì)算 通過(guò)查閱王先逵主編的《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，得到表 左側(cè)的經(jīng)驗(yàn)公式，代入已知參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，可得到僅與切削深度 pa 、進(jìn)給速度 fv 和銑刀轉(zhuǎn)速 n有關(guān)的計(jì)算公式填入表 右側(cè)。用硬質(zhì)合金直柄立銑刀（ 0 6 , 2d mm z??）和高速鋼標(biāo)準(zhǔn)直柄麻花鉆（ 0 3d mm? ）在鋁板上進(jìn)行銑削和鉆削，分別進(jìn)行切削力、切削扭矩和切削功率的計(jì)算。 mm 脈沖當(dāng)量 mm 使用壽命 20xx0hL ? hrs 切削力、切削扭矩和切削功率計(jì)算 三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)械雕刻機(jī)的加工對(duì)象主要是針對(duì)非金屬材料和鋁合金材料的雕刻加工。 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 由課題所給的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合微型三維機(jī)械雕刻機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，初步確定該雕刻機(jī)機(jī)械部分的主要參數(shù)，如表 所示。 （ 5）零件總體特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)中與機(jī)架用移動(dòng)副相連又與其他運(yùn)動(dòng)構(gòu)件用轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的構(gòu)件 。 （ 4）主要技術(shù)條件： 外 表面 精度要求：IT7 粗糙度要求 。 （ 2）零件組成表面： 軸套類零 件，表面是光滑的空孔，用于支持導(dǎo)軌。 在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一類有色結(jié)構(gòu)金屬材料。 （ 5）零件總體特點(diǎn)： 簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，定位能力非常強(qiáng)。 （ 4）主要技術(shù)條件： 外 表面 精度要求：IT7 粗糙度要求 。 （ 2）零件組成表面： 長(zhǎng)方形表面（長(zhǎng) 300mm，寬 340mm），厚 20mm，有 T 形凹槽。 刀具材料選擇范圍較大，高速鋼或 YT 類硬質(zhì)合金均能勝任。 T 型臺(tái)工藝分析： （ 1）零件材料： 45 鋼。它是零件上主要的基準(zhǔn)， 兩端螺紋應(yīng)與之保持基本的同軸關(guān)系，鍵槽亦與之對(duì)稱。 （ 3）主要表面分析： Ф 16 外圓表面 主要 用于傳動(dòng)件， 將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所需的直線運(yùn)動(dòng)，具有相當(dāng)?shù)木?。實(shí)際就是 Cr15。 經(jīng)過(guò)淬火加回火后具有較高的硬度、均勻的組織、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。 典型零件工藝分析 ： （ 1）零件材料： GCR15。 圓形導(dǎo)軌兩端通過(guò)螺釘固定在絲杠支架上，并與導(dǎo)軌套形成移動(dòng)副。 Z 絲杠不承受徑向載荷，為保證精度，采用兩根導(dǎo)軌導(dǎo)向。 雕刻機(jī)的 x向和 y 向絲杠兩側(cè)各采用一對(duì)圓柱形導(dǎo)軌作為導(dǎo)向件，另外可以分擔(dān)絲杠所承受的機(jī)頭和工作臺(tái)的重量。導(dǎo)軌使運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而保證各部件的相對(duì)位置和相對(duì)位置精度。 在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可保持平穩(wěn)。 提高絲杠的強(qiáng)度時(shí)，跳動(dòng)不會(huì)受到影響 。它的特點(diǎn)有 : 可用于小型、瞬間慣量小和高速轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合 。 長(zhǎng)壽命 不需要象普通的直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)電刷和換相器換相，從而減少了摩擦，增長(zhǎng)了壽命。 正 /反，急停及鎖定功能 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的高低電平控制，得到正 /反旋轉(zhuǎn)的效果，在電機(jī)鎖定情況下 （電機(jī)繞組中存在電流，外部沒有要求旋轉(zhuǎn)的電脈沖 )，仍有靜止力矩的輸出。它具有以下特點(diǎn) : 位置控制功能 可預(yù)先發(fā)出具體的脈沖數(shù)量，從而得到需要輸出的角度。指令脈沖數(shù)就是 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，即角位移的大小。另一端采用軸承為支承。 各個(gè)傳動(dòng)鏈中均采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副，保證了運(yùn)動(dòng)的傳遞平穩(wěn)和結(jié)構(gòu)緊湊。 x方向的絲杠左右運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)雕刻寬度 。雕刻機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式如下 : 工作臺(tái)帶動(dòng)工件做 y 方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，機(jī)頭沿 x 方向橫梁做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，雕