【正文】 于一身的高精尖設(shè)備，國(guó)內(nèi)目前只有極少數(shù)廠家花費(fèi)巨資引進(jìn)了國(guó)外的數(shù)控設(shè)備，但使用情況并不理想，目前廣東也有在做數(shù)控機(jī)但加工精度也不是很高，大多數(shù)廠家依舊沿用傳統(tǒng)仿型機(jī)生產(chǎn)方式。鞋楦不僅決定鞋造型和式樣，更決定著鞋是否合腳，能否起到保護(hù)腳的作用。詳細(xì)資料請(qǐng)加qq：648569809臥式數(shù)控鞋楦加工機(jī)其總體及C向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第1章 緒論 鞋楦機(jī)的介紹鞋楦：鞋楦是鞋的母體。是鞋的成型模具。因此，鞋楦設(shè)計(jì)必須以腳型為基礎(chǔ)，但又不能與腳型一樣，因?yàn)槟_在靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，其形狀、尺寸、應(yīng)力等都有變化，加上鞋的品種、式樣、加工工藝，原輔材料性能，穿著環(huán)境和條件也不同，鞋楦的造型和各部位尺寸不可能與腳型完全一樣。而國(guó)外的刻楦機(jī)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，他們改變了傳統(tǒng)模式，全部采用封閉式結(jié)構(gòu)，毛坯楦豎向固定在刻楦機(jī)上，極大地減少了噪音和粉塵污染，節(jié)約了設(shè)備占地面積。這大大提高了鞋楦加工的效率，節(jié)省了許多材料。我國(guó)已加入WTO,制鞋業(yè)既有機(jī)遇,又有挑戰(zhàn)。要提升我國(guó)鞋類(lèi)產(chǎn)品在國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力并趕超制鞋強(qiáng)國(guó),分析制楦的工藝發(fā)展過(guò)程,找出關(guān)鍵技術(shù)所在有十分重要的意義。（2）伺服電機(jī)選型（包括等效轉(zhuǎn)矩計(jì)算、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算）。（4）直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副設(shè)計(jì)計(jì)算。（6）C向部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第2章 加工機(jī)總體方案設(shè)計(jì)鞋楦機(jī)的工作原理:鞋楦由夾具固定后,作C向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),高速旋轉(zhuǎn)且傾斜一定角度的刀具在XZ平面內(nèi)作Z向上升運(yùn)動(dòng)和X向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),在鞋楦表面形成螺旋線加工軌跡,數(shù)控刻楦機(jī)通過(guò)控制(C, X, Z)切削毛坯楦得到成品楦。機(jī)床本體由夾具系統(tǒng)、C向進(jìn)給裝置、Z向進(jìn)給裝置、X向進(jìn)給裝置、刀具系統(tǒng)和輔助裝置構(gòu)成。 C向進(jìn)給裝置負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)鞋楦C向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。輔助裝置由排屑、加工窗升降門(mén)、照明及防護(hù)等裝置構(gòu)成。用螺栓鎖緊在大底板上。但該方案存在以下缺點(diǎn)：（1）由于分開(kāi)加工且加工面過(guò)多，組裝后精度低；（2）主軸箱和尾架太高垂直精度不容易保證；（3）分離式布局整體剛度不夠，容易松動(dòng)。因此我對(duì)現(xiàn)有機(jī)加工技術(shù)進(jìn)行分析以求改進(jìn)結(jié)構(gòu)提高其精度。該方案中把主軸箱部分和尾架部分的下半部截掉，而把整個(gè)底座做成一體，底座由鋼板焊接而成，在焊完后再進(jìn)行整體加工，這樣整個(gè)底座的加工面和加工孔可在一次裝夾中加工出來(lái)。在該方案中還把尾架部分做成移動(dòng)式這樣可大大提高加工的范圍，同時(shí)也更有利于提高較小鞋楦的加工精度。綜合以上因素，可看出方案耳與方案一相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）加工面大大減少，整體精度有很大提高；（2）主軸箱和尾架高度減少了近一半，其垂直度得到保證；（3）整體剛度大大提高，工作起來(lái)更穩(wěn)定；（4）加工范圍大大提高，幾乎可滿足各種正常鞋楦加工需求。 本章主要是對(duì)鞋楦機(jī)總體設(shè)計(jì)方案的分析，并得出最佳的設(shè)計(jì)方案。銑刀的角速度ω===1256rad/s則銑刀的線速度V=ω主切削力F===則總體切削力為F =4F=按照極值情況，取鞋楦的最大回轉(zhuǎn)半徑。m 加工鞋楦的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量鞋楦質(zhì)量m=2Kg 平均回轉(zhuǎn)半徑取100mm，則加工鞋楦的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL可由下式計(jì)算得出： 傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量初定齒輪的分度圓直徑為116mm，模數(shù)取為2，則齒數(shù)Z=58，確定齒寬為20mm八個(gè)齒輪之間的傳動(dòng)比均為1，則每個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均相等J1=D4L103(Kgcm2圖31力學(xué)模型圖 力學(xué)模型的建立及分析力學(xué)模型的建立如上圖所示，鞋楦的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JL，主軸齒輪和過(guò)渡齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均為J1，傳動(dòng)比i2為1，減速器的傳動(dòng)比率待定。（1）電機(jī)軸上的等效力矩 （31）（2）折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （32）（3）則電機(jī)所需扭矩 （33）分析計(jì)算公式，對(duì)于負(fù)載力矩一定時(shí)：由（31）式可以看出電機(jī)軸上的等效力矩和齒輪的總傳動(dòng)比成反比，i越大，折算到電機(jī)軸上的等效力矩越??；由（32）式可以看出折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和齒輪的總傳動(dòng)比的平方成反比，i越大，折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小；單從這兩個(gè)式子來(lái)看，選擇較大的的傳動(dòng)比就可以選用較小容量的伺服電機(jī)，但事實(shí)上，負(fù)載存在一個(gè)amax參數(shù)，amax為危險(xiǎn)截面時(shí)C向允許的最大角加速度，負(fù)載的amax折算到電機(jī)軸上的等效加速度為amax相應(yīng)地，輸出轉(zhuǎn)矩則降低。由以上分析可知,當(dāng)電機(jī)消耗的轉(zhuǎn)矩最小時(shí),此時(shí)的傳動(dòng)比為最佳的傳動(dòng)比i，對(duì)（33）式來(lái)說(shuō)，即時(shí)，可獲得最佳傳動(dòng)比率i。減速級(jí)數(shù)——行星齒輪的套數(shù)。由于增加了行星齒輪的數(shù)量，所以二級(jí)或三機(jī)減速級(jí)的長(zhǎng)度會(huì)有所增加，效率會(huì)有所下降。根據(jù)安裝的空間排布需要，主加工軸通過(guò)聯(lián)軸器與行星減速器相接，行星減速器再與電機(jī)相接，考慮空間利用的合理性，電機(jī)輸入軸朝上，因此要求減速器輸入端和輸出端呈90度角，NEUGART系列的減速器中有兩種型號(hào)是90度轉(zhuǎn)角的，WPLS系列和WPLE系列的。在考慮減速器的減速比的選擇的時(shí)候，由于當(dāng)減速器的級(jí)比越大時(shí)，減速器的回程間隙也就越大，回程間隙越大，則在整個(gè)的傳動(dòng)過(guò)程中的傳動(dòng)準(zhǔn)確性也就越低，所以綜合考慮決定選用級(jí)比為1的行星減速器，這樣就可以可靠的保證在整個(gè)的傳動(dòng)過(guò)程中傳動(dòng)的精度及準(zhǔn)確性。性能參數(shù)如下：級(jí)數(shù)1最大輸入速度（r/min）6000減速比8額定輸入速度(r/min)3000額定輸出扭矩 （Ncm2)最大軸向力(N)2800電機(jī)選擇的依據(jù)：當(dāng)已經(jīng)初選了電機(jī)和行星減速器后，就可以在初選了電機(jī)和減速器的基礎(chǔ)上可以計(jì)算出一個(gè)最佳的傳動(dòng)比，當(dāng)計(jì)算出的最佳傳動(dòng)比與比所選減速器的傳動(dòng)比小而且又比較接近減速器的傳動(dòng)比時(shí)，同時(shí)由公式所計(jì)算出的電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩小于所選電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，就說(shuō)明所選的電機(jī)和減速器是合適的。鞋楦加工機(jī)具有較高的精度要求，確定采用松下伺服電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)明顯：（1）采用松下公司獨(dú)特算法，使速度頻率響應(yīng)提高 2 倍，達(dá)到 500HZ ；定位超調(diào)整定時(shí)間縮短為以往產(chǎn)品 1/4 。（3）具有全閉環(huán)控制功能：通過(guò)外接高精度的光柵尺，構(gòu)成全閉環(huán)控制，進(jìn)一步提高系統(tǒng)精度。初選松下MDMA（中慣量）系列電機(jī)，參數(shù)如下：額定功率4Kw額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩不帶制動(dòng)器電機(jī)慣量104Kgcm2由危險(xiǎn)截面處的amax=628K，代入（34）式，得到： 將所有的已知條件代入到（35）式當(dāng)中去得當(dāng)K= i=；并且此時(shí)算代入到公式（33）中驗(yàn)算所選的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是否符合要求，又驗(yàn)算得到所需要的轉(zhuǎn)矩故此時(shí)所選的電機(jī)是符合要求，但是考慮要最大限度的利用電機(jī)?？紤]另行選擇伺服電機(jī)。m2平均分配到四根主軸的電機(jī)功率為1Kw 式中P——軸傳遞的功率，為1KwN——軸的轉(zhuǎn)速，為80r/min ——許用的轉(zhuǎn)切應(yīng)力，在選取軸的材料時(shí)候，選用45號(hào)鋼由[1]表153可知道=30Mp 所以 所以最小軸徑處取30mm，取軸肩過(guò)渡，最大軸徑處為35mm，軸長(zhǎng)取400mmJ主軸=103=繼續(xù)對(duì)區(qū)不同的數(shù)值，只要所選的數(shù)值與減速器的減速比的乘積為整數(shù)就可以了，因?yàn)殡姍C(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的脈沖數(shù)應(yīng)該為整數(shù)而不能是小數(shù)，所以綜合考慮選K=1時(shí)，根據(jù)前面同樣的計(jì)算方法可以計(jì)算出此時(shí)的最佳傳動(dòng)比i= ，通過(guò)驗(yàn)算公式可以計(jì)算得到此時(shí)所需的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩當(dāng)k=，計(jì)算得到相應(yīng)的傳動(dòng)比i=，通過(guò)驗(yàn)算公式也可以得到，隨K值的增大最佳傳動(dòng)比是不斷下降的，得到的所需轉(zhuǎn)矩均小于電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，考慮和選擇的行星減速器i=8的差距不大。 選擇電機(jī)的校核慣量匹配校核比值的大小對(duì)伺服系統(tǒng)性能有很大的影響,中小慣量的伺服電機(jī)特點(diǎn)式轉(zhuǎn)矩/慣量比大,時(shí)間常數(shù)校,加減速能力強(qiáng),所以其動(dòng)態(tài)性能好,使用中小慣量電動(dòng)機(jī)容易發(fā)生對(duì)電源頻率的響應(yīng)共振,當(dāng)存在間隙、死區(qū)時(shí)容易造成振蕩或蠕動(dòng)，這才提出了“慣量匹配原則”，并有了在數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)采用大慣量電動(dòng)機(jī)的必要性. 對(duì)于慣量較小的交流服電機(jī)，其比值推薦 。 電機(jī)發(fā)熱校核對(duì)于連續(xù)工作負(fù)載不變場(chǎng)合的電動(dòng)機(jī),要求在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),、周期性的工作在變負(fù)載條件下的電動(dòng)機(jī),應(yīng)該滿足電動(dòng)機(jī)發(fā)熱條件的等效原則。圖32 電機(jī)工作圖 轉(zhuǎn)速校核經(jīng)核算鞋楦加工機(jī)主軸最高轉(zhuǎn)速為80rpm，折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速為640rpm，遠(yuǎn)小于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速3000rpm，故電機(jī)轉(zhuǎn)速符合要求。由上面的計(jì)算可以知道各參數(shù)的值:負(fù)載峰值力矩= 電動(dòng)機(jī)負(fù)載峰值轉(zhuǎn)速=70r/min=則計(jì)算出電動(dòng)機(jī)功率后,就可比校核電機(jī)是否滿足所需功率。所選電機(jī)額定功率該電機(jī)滿足功率要求. 轉(zhuǎn)矩過(guò)載校核 查[2]P251轉(zhuǎn)矩過(guò)載校核的公式為: 式中——折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩的最大值 ——電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的最大值(過(guò)載轉(zhuǎn)矩)折算到電機(jī)軸上的負(fù)載力矩最大值該電機(jī)滿足轉(zhuǎn)矩過(guò)載校核原則.需要指出的是,電動(dòng)機(jī)的選擇不僅取決于功率,還取決于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求、穩(wěn)態(tài)精度、低速平穩(wěn)性、電源是直流還是交流等因素。綜上所述,選用MSNA系列中慣量電動(dòng)機(jī),額定功率的伺服電動(dòng)機(jī)滿足要求。第4章 滾珠絲桿副設(shè)計(jì)計(jì)算 滾珠絲桿螺母副的計(jì)算滾珠絲桿螺母副具有傳動(dòng)效率高，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)可逆和不自鎖性，能夠預(yù)緊，定位精度和重復(fù)定位精度高，同步性好，使用壽命長(zhǎng)，使用可靠、潤(rùn)滑簡(jiǎn)單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床中。它是由專(zhuān)門(mén)廠家制造的，當(dāng)型號(hào)、類(lèi)別和校核后可求購(gòu)。鋼珠每一個(gè)循環(huán)閉路稱(chēng)為列。為了消除間隙和提高滾珠絲桿副的剛度可預(yù)加載荷，預(yù)載后剛度可提高2倍。其預(yù)緊方式有墊片式，羅紋式，齒差式和變導(dǎo)程式等。 計(jì)算最大工作載荷最大共組載荷= +()+4X5= N式中 —— 考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，滾動(dòng)導(dǎo)軌取=G —— 工作臺(tái)重量（N） —— C