數(shù)控機床課程設計說明書-在線瀏覽
2024-09-14 00:24本頁面
【正文】 控制驅(qū)動方式 培養(yǎng)學生獨立分析問題和解決問題的能力，學習并樹立“系統(tǒng)設計”的思想 鍛煉提高學生應用手冊和標準、查閱文獻資料及撰寫科技論文的能力二、設計任務 設計一套供立式數(shù)控銑床使用的XY數(shù)控工作臺，主要參數(shù)如下： 立銑刀最大直徑的d=15mm，立銑刀齒數(shù)Z=3，最大銑削寬度=15mm最大背吃刀量=8mm，加工材料為碳素鋼或有色金屬。工作臺面尺寸為，加工范圍為。對于機械傳動要有一定的精度損失，大約是1/31/2的定位精度，現(xiàn)取為1/2，即是177。精度要求較高，現(xiàn)選用滾珠絲桿副。滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)：根據(jù)條件要求,選用內(nèi)循環(huán)的形式，內(nèi)循環(huán)的回路短,滾珠數(shù)目少,流暢性好,摩擦損失小，傳動效率高，且徑向尺寸結(jié)構(gòu)緊湊，軸向剛度高,適用于各種高靈敏、高剛度的精密進給定位系統(tǒng)。滾珠絲杠螺母副的支撐及軸端形式：由于絲杠為臥式安裝，工作臺行程不長，其最快的移動速度為，所需的轉(zhuǎn)速不高，且有一定的精度要求，故可以采用一端固定，一端游動的支承形式。③、伺服電機的選用設計要求工作臺的X、Y方向的定位精度均為，精度要求較高，現(xiàn)初選混合式步進電機作為伺服驅(qū)動電機。選用步進電機以后，可以選開環(huán)控制，也可選半閉環(huán)和閉環(huán)控制。④、減速裝置的選用選擇了步進電動機和滾珠絲桿副以后，為了圓整脈沖當量，放大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，降低運動部件折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，可能需要減速裝置，且應有消間隙機構(gòu)，如果要選用減速裝置，則應選用無間隙齒輪傳動減速箱。②、對于步進電動機的開環(huán)控制系統(tǒng)，選用MCS51系列的8位單片機AT89S52作為控制系統(tǒng)的CPU，能夠滿足任務書給定的相關指標。④、選擇合適的驅(qū)動電源，與步進電動機配套使用。包括工件、夾具、工作平臺、上層電動機、減速箱、滾珠絲杠副、直線滾動導軌副、導軌座等，估計重量約為800N。則由由金屬切削原理與刀具中P166頁查得立銑切削力計算公式為： （1）由【5】中P13頁的表中，可知d=15mm的硬質(zhì)合金立銑刀最大的切削參數(shù)如下：每齒進給量fz=則銑刀轉(zhuǎn)速n=則由（1）式求的最大銑削力： 銑削功率采用立銑刀進行圓柱銑削時，各銑削力之間的比值可由《金屬切削原理與刀具》表101查得，各銑削力之間的比值范圍如下：=(~)/=(~)/=（~）考慮逆銑時的情況，可估算三個方向的銑削力分別為：進給力：；背向力：；垂直進給力：。今將水平方向較大的銑削力分配給工作臺的縱向，則縱向銑削力，徑向銑削力為。滾珠絲杠副的承載能力用額定動載荷和額定靜載荷來表示，在設計中一般按額定動載荷來確定它的尺寸規(guī)格。已知移動部件總重量G=800N，絲杠承受按滾動導軌計算，由《數(shù)控機床設計實踐指南》中P114頁，取動載荷系數(shù)K=，滾動導軌上的摩擦系數(shù)查《畢業(yè)設計寶典》中P34可知u=—,現(xiàn)取u=，求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：=1736+(395+584+800) =②、最大計算動載荷的確定工作臺在承受最大銑削力時的最快進給速度v=400mm/min，初選絲杠導程P=5mm,則此時絲杠轉(zhuǎn)速=v/P=80r/min。型號為SFI25054的滾珠絲杠。絲杠長度:絲杠螺紋部分長度 等于工作臺最大行程（250mm）加螺母長度（43mm）加兩端余程（），即精度等級的選擇：根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)中使用的滾珠絲杠，任意300mm行程變動量V300p應小于目標設計定位精度的1/31/2，由于設計要求定位精度為177。④、傳動效率的計算將公稱直徑,導程,代入，得絲杠螺旋升角。⑤、剛度的驗算絲杠拉壓剛度：它與絲杠螺母機構(gòu)的安裝形式有關。由《數(shù)控機床設計指南》P116找到： 式中：E——彈性模量（MPa），一般取E= d2——滾珠絲杠的底徑（mm） a——滾珠絲杠的螺母中心到固定端支撐中心的距離（mm）滾珠絲杠螺母副的軸向接觸剛度KN：由滾珠絲杠螺母副接觸變形可以計算出軸向接觸剛度。絲杠的兩端各采用對推力角接觸球軸承，面對面組配，左、右支承的中心距約為；鋼的彈性模量；查表得滾珠直徑Dw=3mm，絲杠底徑d2=,絲杠截面積。絲杠預緊時，取軸向預緊力/3=。將以上算出的和代入，求得絲杠總變形量（對應跨度500mm）==。⑥、穩(wěn)定性的驗算根據(jù)《數(shù)控機床設計指南》中式418 ： 。由絲杠底徑d2=；
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