【正文】 技術(shù)于一身的高精尖設(shè)備，國內(nèi)目前只有極少數(shù)廠家花費巨資引進了國外的數(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，能否起到保護腳的作用。詳細資料請加qq：648569809臥式數(shù)控鞋楦加工機總體及C向驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文第1章 緒論 鞋楦機的介紹鞋楦：鞋楦是鞋的母體。是鞋的成型模具。因此，鞋楦設(shè)計必須以腳型為基礎(chǔ)，但又不能與腳型一樣，因為腳在靜止和運動狀態(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。而國外的刻楦機已經(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。我國已加入WTO,制鞋業(yè)既有機遇,又有挑戰(zhàn)。要提升我國鞋類產(chǎn)品在國際和國內(nèi)市場的競爭力并趕超制鞋強國,分析制楦的工藝發(fā)展過程,找出關(guān)鍵技術(shù)所在有十分重要的意義。（2）伺服電機選型（包括等效轉(zhuǎn)矩計算、等效轉(zhuǎn)動慣量計算）。（4）直線滾動導(dǎo)軌副設(shè)計計算。（6）C向部件結(jié)構(gòu)設(shè)計。第2章 加工機總體方案設(shè)計鞋楦機的工作原理:鞋楦由夾具固定后,作C向回轉(zhuǎn)運動,高速旋轉(zhuǎn)且傾斜一定角度的刀具在XZ平面內(nèi)作Z向上升運動和X向的進給運動,在鞋楦表面形成螺旋線加工軌跡,數(shù)控刻楦機通過控制(C, X, Z)切削毛坯楦得到成品楦。機床本體由夾具系統(tǒng)、C向進給裝置、Z向進給裝置、X向進給裝置、刀具系統(tǒng)和輔助裝置構(gòu)成。 C向進給裝置負責(zé)實現(xiàn)鞋楦C向回轉(zhuǎn)運動。輔助裝置由排屑、加工窗升降門、照明及防護等裝置構(gòu)成。用螺栓鎖緊在大底板上。但該方案存在以下缺點：（1）由于分開加工且加工面過多，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。因此我對現(xiàn)有機加工技術(shù)進行分析以求改進結(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，而把整個底座做成一體，底座由鋼板焊接而成，在焊完后再進行整體加工，這樣整個底座的加工面和加工孔可在一次裝夾中加工出來。在該方案中還把尾架部分做成移動式這樣可大大提高加工的范圍，同時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：（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。 本章主要是對鞋楦機總體設(shè)計方案的分析，并得出最佳的設(shè)計方案。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)動慣量JL可由下式計算得出： 傳動齒輪的轉(zhuǎn)動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八個齒輪之間的傳動比均為1，則每個齒輪的轉(zhuǎn)動慣量均相等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)動慣量JL，主軸齒輪和過渡齒輪的轉(zhuǎn)動慣量均為J1，傳動比i2為1，減速器的傳動比率待定。（1）電機軸上的等效力矩 （31）（2）折算到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量 （32）（3）則電機所需扭矩 （33）分析計算公式，對于負載力矩一定時：由（31）式可以看出電機軸上的等效力矩和齒輪的總傳動比成反比，i越大，折算到電機軸上的等效力矩越??；由（32）式可以看出折算到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量和齒輪的總傳動比的平方成反比，i越大，折算到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量越??；單從這兩個式子來看，選擇較大的的傳動比就可以選用較小容量的伺服電機，但事實上，負載存在一個amax參數(shù)，amax為危險截面時C向允許的最大角加速度，負載的amax折算到電機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)電機消耗的轉(zhuǎn)矩最小時,此時的傳動比為最佳的傳動比i，對（33）式來說，即時，可獲得最佳傳動比率i。減速級數(shù)——行星齒輪的套數(shù)。由于增加了行星齒輪的數(shù)量，所以二級或三機減速級的長度會有所增加，效率會有所下降。根據(jù)安裝的空間排布需要，主加工軸通過聯(lián)軸器與行星減速器相接，行星減速器再與電機相接，考慮空間利用的合理性，電機輸入軸朝上，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候，由于當(dāng)減速器的級比越大時，減速器的回程間隙也就越大，回程間隙越大，則在整個的傳動過程中的傳動準確性也就越低，所以綜合考慮決定選用級比為1的行星減速器，這樣就可以可靠的保證在整個的傳動過程中傳動的精度及準確性。性能參數(shù)如下：級數(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電機選擇的依據(jù)：當(dāng)已經(jīng)初選了電機和行星減速器后，就可以在初選了電機和減速器的基礎(chǔ)上可以計算出一個最佳的傳動比，當(dāng)計算出的最佳傳動比與比所選減速器的傳動比小而且又比較接近減速器的傳動比時，同時由公式所計算出的電機軸上的轉(zhuǎn)矩小于所選電機的額定轉(zhuǎn)矩，就說明所選的電機和減速器是合適的。鞋楦加工機具有較高的精度要求，確定采用松下伺服電機，其優(yōu)點明顯：（1）采用松下公司獨特算法，使速度頻率響應(yīng)提高 2 倍，達到 500HZ ；定位超調(diào)整定時間縮短為以往產(chǎn)品 1/4 。（3）具有全閉環(huán)控制功能：通過外接高精度的光柵尺，構(gòu)成全閉環(huán)控制，進一步提高系統(tǒng)精度。初選松下MDMA（中慣量）系列電機，參數(shù)如下：額定功率4Kw額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩不帶制動器電機慣量104Kgcm2由危險截面處的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=；并且此時算代入到公式（33）中驗算所選的電機的轉(zhuǎn)矩是否符合要求，又驗算得到所需要的轉(zhuǎn)矩故此時所選的電機是符合要求，但是考慮要最大限度的利用電機?？紤]另行選擇伺服電機。m2平均分配到四根主軸的電機功率為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，在選取軸的材料時候，選用45號鋼由[1]表153可知道=30Mp 所以 所以最小軸徑處取30mm，取軸肩過渡，最大軸徑處為35mm，軸長取400mmJ主軸=103=繼續(xù)對區(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，因為電機在單位時間內(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，根據(jù)前面同樣的計算方法可以計算出此時的最佳傳動比i= ，通過驗算公式可以計算得到此時所需的電機的轉(zhuǎn)矩當(dāng)k=，計算得到相應(yīng)的傳動比i=，通過驗算公式也可以得到，隨K值的增大最佳傳動比是不斷下降的，得到的所需轉(zhuǎn)矩均小于電機輸出轉(zhuǎn)矩，考慮和選擇的行星減速器i=8的差距不大。 選擇電機的校核慣量匹配校核比值的大小對伺服系統(tǒng)性能有很大的影響,中小慣量的伺服電機特點式轉(zhuǎn)矩/慣量比大,時間常數(shù)校,加減速能力強,所以其動態(tài)性能好,使用中小慣量電動機容易發(fā)生對電源頻率的響應(yīng)共振,當(dāng)存在間隙、死區(qū)時容易造成振蕩或蠕動，這才提出了“慣量匹配原則”，并有了在數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)采用大慣量電動機的必要性. 對于慣量較小的交流服電機，其比值推薦 。 電機發(fā)熱校核對于連續(xù)工作負載不變場合的電動機,要求在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),、周期性的工作在變負載條件下的電動機,應(yīng)該滿足電動機發(fā)熱條件的等效原則。圖32 電機工作圖 轉(zhuǎn)速校核經(jīng)核算鞋楦加工機主軸最高轉(zhuǎn)速為80rpm，折算到電機軸上的轉(zhuǎn)速為640rpm，遠小于電機的額定轉(zhuǎn)速3000rpm，故電機轉(zhuǎn)速符合要求。由上面的計算可以知道各參數(shù)的值:負載峰值力矩= 電動機負載峰值轉(zhuǎn)速=70r/min=則計算出電動機功率后,就可比校核電機是否滿足所需功率。所選電機額定功率該電機滿足功率要求. 轉(zhuǎn)矩過載校核 查[2]P251轉(zhuǎn)矩過載校核的公式為: 式中——折算到電動機軸上的負載力矩的最大值 ——電動機輸出轉(zhuǎn)矩的最大值(過載轉(zhuǎn)矩)折算到電機軸上的負載力矩最大值該電機滿足轉(zhuǎn)矩過載校核原則.需要指出的是,電動機的選擇不僅取決于功率,還取決于系統(tǒng)的動態(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系列中慣量電動機,額定功率的伺服電動機滿足要求。第4章 滾珠絲桿副設(shè)計計算 滾珠絲桿螺母副的計算滾珠絲桿螺母副具有傳動效率高，運動平穩(wěn)，傳動可逆和不自鎖性，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，使用可靠、潤滑簡單、維修方便等優(yōu)點而被廣泛運用于數(shù)控機床中。它是由專門廠家制造的，當(dāng)型號、類別和校核后可求購。鋼珠每一個循環(huán)閉路稱為列。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驗系數(shù)，滾動導(dǎo)軌取=G —— 工作臺重量（N） ——