普通ca6140車(chē)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造-在線瀏覽
2025-07-14 22:52本頁(yè)面
【正文】 系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型內(nèi)容包括：確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型、齒輪傳動(dòng)計(jì)算、步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型等。因此,脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī)床精度的要求來(lái)確定。橫向脈沖當(dāng)量為fp=。它包括滾珠絲杠的走到抗力及與移動(dòng)體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。 Fm=KFL+f’(Fv+G) （31） 1）車(chē)削抗力分析車(chē)削外圓時(shí)的切削抗力有Fx﹑Fy﹑Fz，主切削力Fz與主切削速度方向一致垂直向下，是計(jì)算機(jī)床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。進(jìn)給抗力Fx與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它。因此，作用在進(jìn)給托板上的載荷可以按下式求出： 托板上的進(jìn)給方向載荷 F1=Fx=1340(N) 托板上的垂直方向載荷 Fv=Fz=5360(N) 托板上的橫向載荷 Fc=Fy=2144(N) 因此，最大工作載荷 Fm=KFL+f’(Fv+G) =1340+(5360+90) =(N) 對(duì)于三角形導(dǎo)軌K=, f’=～,選f’=(因?yàn)槭琴N塑導(dǎo)軌)，G是縱向﹑橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向﹑橫向溜板箱的重量為75kg,刀架重量為15kg.（2）最大動(dòng)載荷C的計(jì)算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動(dòng)載荷Ca選用，可用式34計(jì)算： C=3Lfmm （34） L為工作壽命，單位為10r，L=60nt／10。v為 最大切削力條件下的進(jìn)給速度（m／min）,可取最高進(jìn)給速度的1/2～1/3。fm為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)有沖擊振動(dòng)，所以取fm=.V縱向=1400r/min=2226mm/minn縱向=v縱向1/2/L0=22261/2/12=∴ L=60nt/106=6015000/106=則 C=3LfmFm ==11740（N） 初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷Ca不得小于最大載荷C。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷Coa是否充分地超過(guò)了滾珠絲杠的工作載荷Fm,一般使Coa/Fm=2～3.初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因?yàn)閮?nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝。因此初選滾珠絲杠的型號(hào)為型CD63，主要參數(shù)為Dw=,Lo=8mm,dm=63mm,λ=2o19 ’，圈數(shù)1 （3）縱向滾珠絲杠的校核 1）傳動(dòng)效率計(jì)算 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為η η=tgλ/tg(λ+φ)=tg2o19 ’/tg(2o19 ’+10’)=92% （35）2）剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠副的軸向變形將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠和螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。Fml/EA （36） =177。3）壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細(xì)長(zhǎng)桿，若軸向工作負(fù)載過(guò)大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。 表31：方式兩端端自由一端固定一端自由兩端固定兩端簡(jiǎn)支Fz由Fk=fzπ2EI/L2 且fz==, E=104Mpa, I=πdl4/64mm4,L=2800mm為絲杠的長(zhǎng)度由于I=πdl4/64=π()4/64= =519614mm Fk=2104519614/28002 =276276 Nk=276276/1875 =1494所以絲杠很穩(wěn)定。FmL/EA=177。 δ2=Fm3DwFyjZ2 = 2 =在這里Fyj=Fm/3= Z=πdm/Dw=50/= Z∑=1=絲杠的總變形量 δ=δ1+δ2=+=，故所選絲杠合格（3）滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)：數(shù)控機(jī)床根據(jù)定位精度的要求通常選用15級(jí)精度的滾珠絲杠，15級(jí)度絲杠的行程公差數(shù)值如表（2）所示：項(xiàng)目符號(hào)有效行程lm/mm精度等級(jí)12345 目標(biāo)行程公差ep＜31568121623315~40079131825400~500810152027500~630911162230行程變動(dòng)量公差Vmp＜31568121623315~40068121725400~500710131926500~630711142129任意300mm內(nèi)行程變動(dòng)量V300p681216232πrad內(nèi)行程變動(dòng)量V2πp45678表（2）滾珠絲杠行程公差/μm(1)縱向齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1）有關(guān)齒輪計(jì)算，由前面的條件可知： 工作臺(tái)重量：W=80kgf=800N(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)滾珠絲杠的導(dǎo)程: Lo=12mm步距角: α=176。齒輪的直徑 d1=mz1=232=64mm d2=mz1=240=80mm dα2=d1+2ha*=68mmdα2=d2+2ha*=84mm兩齒輪的中心矩 a= d1+d22 = 64+802 =72mm2）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: J1=W(180δpπφ)2= (180 )2 801100 = （310）對(duì)材料為鋼的圓柱形零件,其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式估算: J=104D4L （311） 式中 D圓柱形零件的直徑,cm L零件的軸向長(zhǎng)度,cm所以,絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: J1=104+D4L1=104= 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: JZ1=1042= JZ1 =104842= 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,可忽略。 Ma折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩。 Mo由絲杠預(yù)緊所引起,折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦力矩。 Mt折算到電動(dòng)機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。 w移動(dòng)不見(jiàn)的重量，N。 i傳動(dòng)比； η 傳動(dòng)效率。/step脈沖當(dāng)量: δp=快速進(jìn)給速度：Vmax=1m/min所以,變速箱內(nèi)齒輪的傳動(dòng)比i=Z2 Z1= φL0360δp = 4360＝53 =齒輪的有關(guān)參數(shù)選取如下
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