畢業(yè)論文-五軸聯(lián)動高速數(shù)控雕銑機”的進給系統(tǒng)及床身的設(shè)計-在線瀏覽
2025-04-09 08:07本頁面
【正文】 率 18kW／ 15k。 北京機床研究所的世界先進水平的高精度高速數(shù)控車削中心，主軸回轉(zhuǎn)精度小于 ，主軸最 高 轉(zhuǎn)速 8 0O0r／ min。 該機床 用于高速加工復雜模具的型腔或凸模，采用直徑為 8～ 10mm 的雙刃圓鼻刀（允許線速度 380 米 /min）用于粗加工，用 6～ 8mm 的雙刃球刀精加工。 浙江黃巖地區(qū)、江蘇江陰地區(qū)的用戶將該機器用于精密復雜的中小型模具（如各種汽車燈具的小曲面）的高速精加工；福建晉江、浙江瑞安地區(qū)的用戶大多將該機器用于高速加工鞋模。五軸的雕銑機在國內(nèi)還沒有投入市場，具有很大的市場空間。五軸數(shù)控高速雕銑機采用了 CNC 控制系統(tǒng)，這也適應了當今世界上機床數(shù)控化的趨勢。同時，數(shù)控技術(shù)關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位，是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標志，實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。另外五軸數(shù)控機床也是當今世界數(shù)控機床中檔次較高的，在國外已經(jīng)有大量此次類產(chǎn)品出現(xiàn)，但在國內(nèi)此類產(chǎn)品還是只占有較小的一部分市場，本次畢業(yè)設(shè)計所做的課題產(chǎn)品“五軸聯(lián)動高速數(shù)控雕銑機”在國內(nèi)更是一片空白。 畢業(yè)設(shè)計論文 第 8 頁 共 31 頁 圖 1—— 1 同樣適應今后機床的發(fā)展趨勢，其高速體現(xiàn)在主軸的轉(zhuǎn)速上，轉(zhuǎn)速可達 1000—— 20210r/min，因此，主軸采用了現(xiàn)在世界上最普遍采用的電主軸。電主軸的驅(qū)動方式是電機對主軸直接驅(qū)動，省去了傳統(tǒng)的皮帶、齒輪、聯(lián)軸器等一切中間傳動環(huán)節(jié)，代之以無級寬調(diào)速交流變頻電機來實現(xiàn)數(shù)控機床主軸的變速（見圖 1— 2），它實現(xiàn)了機床主軸的零 傳動，可以使交流主軸電機在較大的范圍內(nèi)保持恒功率，在低速下具有較大的扭矩，還可以得到高的角加（減）速度值，進而實現(xiàn)瞬時升降速， 畢業(yè)設(shè)計論文 第 9 頁 共 31 頁 圖 1— 2 指定位置快速準停及 C 軸插補功能等對機床主軸的要求，國外近幾年生產(chǎn)的高速數(shù)控機床中，幾乎無一例外的采用這種電機與主軸合二為一的電主軸結(jié)構(gòu)。一些著名的軸承廠如瑞典的 SKF 公司，德國的 FAG 公司和日本的 NSK 公司都有系列電主軸單元作為商品出售。因此五軸指的是 X、 Y、 Z、A 和 B。在這種情況下，刀具中心線與 X、 Y 軸的坐標關(guān)系并不改變 A、 B 軸的位置關(guān)系，這樣便大大簡化了五軸加工軟 畢業(yè)設(shè)計論文 第 10 頁 共 31 頁 圖 1— 3 件中刀具的補償功能，在本例中 ，采用復合轉(zhuǎn)臺作為 A、 B 軸的方法，也可以應用到立式加工中心中。 畢業(yè)設(shè)計論文 第 11 頁 共 31 頁 課題內(nèi)容簡介： 我所做的課題為上述的“五軸聯(lián)動高速數(shù)控雕銑機”的進給系統(tǒng)及床身的設(shè)計。因此運動方式可以完全仿照四開公司生產(chǎn)的 5060 小型數(shù)控高速雕銑機。 設(shè)計（論文）的數(shù)據(jù)及來源： 基本數(shù)據(jù)： 工作臺面積（寬長） 570 400mm 行程（ X/Y/Z） 500*500*230mm 主軸轉(zhuǎn)速 100020210 r/min 主軸功率 最大可夾持刀具刀具直徑 216。由于采用了寬調(diào)速伺服電機及伺 服系統(tǒng)，因此進給的范圍很大。一般快速移動速度可達10~15min。 畢業(yè)設(shè)計論文 第 12 頁 共 31 頁 進給系統(tǒng)的傳動要求準確，無間隙。如果經(jīng)調(diào)整后，仍有間隙存在，可通過數(shù)控系統(tǒng)進行間隙補償，但補償?shù)拈g隙量最好成績不超過 。特別是在鏡象加工（對稱切削）方式下切削圓弧和錐面時，傳動間隙對精度要求較大。 圖 1— 5 中小型數(shù)控機床的進給系統(tǒng)普遍采用滾珠絲杠副傳動（見圖1— 5）。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，傳動無間隙，但脈沖編碼器需裝于伺服電機內(nèi)電機本身要與絲杠同軸安裝，從機床整體布局看，電機往往向外延伸過 長，影響外觀。以便直接對滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進行檢測，這種結(jié)構(gòu)允許伺服電機畢業(yè)設(shè)計論文 第 13 頁 共 31 頁 的軸端朝外安裝，因而可以可避免電機外伸，加大機床的高度民主和長度尺寸，或影響機床的外形美觀。進給系統(tǒng)決定采用交流伺服電機帶高精密滾珠絲杠副驅(qū)動負載，中間由彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，并且主要由直線滾動導軌來承受載荷。10 ㎜ 飼服驅(qū)動 進口數(shù)字式交流伺服 750w*3 定位精度 ?重復定位精度 ? 機床重量 1500kg 工作臺載重 120kg 設(shè)計參數(shù)計算 X 方向： 1． 滾珠絲杠的選擇 畢業(yè)設(shè)計論文 第 14 頁 共 31 頁 螺桿和旋合螺母的螺紋滾道間置有滾動體，當螺母或螺桿轉(zhuǎn)動時，滾動 體在螺紋滾道內(nèi)滾動，使螺桿和螺母做相對運動時成為滾動摩擦，提高了傳動效率和傳動精度。（見圖 2— 1） 圖 2— 1 1）滾珠絲杠型號的選擇 因為雕銑機屬于中小型機床，進給速度 6M，最大移動速度8M/S，因此選用螺紋滾道法向截面的形狀為雙圓弧，滾珠循環(huán) 圖 2— 2 畢業(yè)設(shè)計論文 第 15 頁 共 31 頁 方式為外循環(huán)插管式，預緊方式為單螺母變位式。 3）滾珠絲杠副的絲杠軸端形式及尺寸 JB/— 93 對滾珠絲杠副的絲杠軸端形式及尺寸做了規(guī)定 ,公稱直徑 16~63MM 的滾珠絲杠固定式軸端形式見圖 23 圖 2— 3 公稱直徑 d0 =32 d=20 螺紋 M: M20 ? d1 =16 L1 =72 L2 =26 L=139 鍵槽 寬度 b=5 公差 N9 深度 t= ? 0 長度 l=32 公差 H14 畢業(yè)設(shè)計論文 第 17 頁 共 31 頁 Y 方向的滾珠絲杠選擇與 X 軸同，同選為 CBT32055?；瑝K體內(nèi)有四組滾珠： 1 與 2， 3 與 4，5 與 6， 7 與 8 各為一組。隨著滑塊或?qū)к壿S的移動，滾珠就周而復始的地進行滾動運動。一個滑塊就像是 4 個直線運動的角接觸球軸承。 圖 2— 4 3． 直線滾動導軌的選用計算 Y 方向 1） 額定壽命計算 直線滾動導軌額定壽命的計算和滾動軸承基本相同 L? （ fh ftfcfa /fw aC? /p） ? K 式中 L額定壽命 (KM) 畢業(yè)設(shè)計論文 第 18 頁 共 31
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