【正文】 度時，跳動不會受到影響 。 在高速轉(zhuǎn)動時可保持平穩(wěn)。導軌使運動部件沿一定的軌跡運動，從而保證各部件的相對位置和相對位置精度。 雕刻機的 x向和 y 向絲杠兩側(cè)各采用一對圓柱形導軌作為導向件，另外可以分擔絲杠所承受的機頭和工作臺的重量。 Z絲杠不承受徑向載荷，為保證精度，采用 兩根導軌導向 。 含全套圖紙 值得下載 圓形導軌兩端通過螺釘固定在絲杠支架上，并與導軌套形成移動副。 主軸組件 主軸組件是雕刻機的執(zhí)行件。主軸組件由主軸及其支承和安裝在主軸上的傳動件、密封件等組成，要求良好的回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及精度的保持性。 自 20 世紀 80 年代以來，數(shù)控機床、加工中心主軸向高速化發(fā)展。它具有結(jié)構(gòu)緊湊，機械效率高，可獲得極高的回轉(zhuǎn)速度，振動小等優(yōu)點，因而在現(xiàn)代數(shù)控機床中獲得了愈來愈廣泛的應用。 含全套圖紙 值得下載 第三章 三坐標數(shù)控雕刻機的機械系統(tǒng)的設(shè)計 本章詳 細介紹了廣告型三維機械雕刻機機械部分的主要零部件，如主軸 電動機 、 步進電動機 、傳動部件和支承部件的詳細設(shè)計計算及選型過程。 表 機械設(shè)計參數(shù)表 項目 參數(shù) 單位 主軸最高轉(zhuǎn)速 n=20210 r/min 最大進給速度 3600fv ? mm/min 工作臺總行程 (Y) 800 mm 主軸 總行程 (X) 800 mm 主 軸總行程 (Z) 100 mm 定位精度 25 m? 脈沖當量 mm 使用壽命 20210hL ? hrs 切削力、切削扭矩和切削功率計算 三坐標數(shù)控 機械雕刻機的加工對象主要是針對非金屬材料和鋁合金材料的雕刻加工。用硬質(zhì)合金直柄立銑刀（ 0 6 , 2d mm z??） 和高速鋼標準麻花鉆 （ 0 3d mm? ） 在鋁板上進行銑削和鉆削 ，分別進行切削力、切削扭矩和切削功率的計算。 含全套圖紙 值得下載 銑削力、扭矩和功率的計算 通過查閱孟少農(nóng)主編的《機械加工工藝手冊》，得到表 左側(cè)的經(jīng)驗公式，代入已知參數(shù)進行簡化，可得到僅與切削深度 pa 、進給速度fv和銑刀轉(zhuǎn)速n有關(guān)的計算公式填入表 右側(cè)。銑削寬度 a ( )w mm ， 銑削深度 a ( )p mm , 進給速度 ( / m in)ffv a zn mm? ， 銑削速度0 / 1 0 0 0 ( / m in)v d n m?? ， 0d —— 銑刀外徑 ((mm), fa —— 每 齒進給量 (mm/z)， z —— 銑刀齒數(shù) ， n—— 銑刀轉(zhuǎn)速 (r /min) 。 表 銑削力、扭矩和功率的計算 切削方式 工作時間 百分比 t % 參 數(shù) 計算結(jié)果 pa fv n n絲 ZF M mP 強力切削 10% 120 9000 30 一般切削 30% 1 1200 15000 300 含全套圖紙 值得下載 精細切削 50% 2400 20210 600 快速進給 10% — 3600 — 900 0 0 0 其中： n絲 — 絲杠轉(zhuǎn)速 ， f / ( / m in)hn v P r?絲 ，預選絲杠導程 4( )hP mm? pa — 銑削深度（ mm）， fV — 進給速度（ mm/min）， n— 銑刀轉(zhuǎn)速（ r/min） ， zF — 銑削力（ N） ， M— 銑削扭矩（ Nm） ， mP — 銑削功率（ kW） 。 表 鉆削力、扭矩和功率的計算公式的簡化 計算公式和參數(shù)選定 計 算 結(jié) 果 鉆削力： FFyz0F d f ( )zFFC k N? ?????? 0. 7f45 0 / ( )zF v n N? ????????（ ） 鉆削扭矩： MMyMMC d f k mzM ?? ? ? ? ????? ?? ? 0 .8M 0. 68 6( / ) N mfvn? ???（ ） 鉆削功率： m 0Mvp k W30d? ????????? ?? mp 0. 01 2 n kWfMv? ?? ?????（ ） 其中： 600 , , , 05 , , , 5F F F M M M F MC z y C z y k k? ? ? ? ? ? ? ?（加工鋁合金）。將進給速度fv 和鉆頭轉(zhuǎn)速 n 的變量代入分別計算， 將得到的計算結(jié)果填入表 ，由于 鉆削功率的計算結(jié)果較小，忽略不計。 主運動系統(tǒng)的設(shè)計計算 本節(jié)主要設(shè)計主運動 系統(tǒng)中的電主軸，以確定它們的型號和參數(shù)。數(shù)控機床就要為了保證加工時能選用合理的切削用量，并充分發(fā)揮刀具的切削性能，從而獲得最高的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，必須具有更高的轉(zhuǎn)速和更大的調(diào)速范圍。 ，傳動平穩(wěn)，噪聲低。為此，應提高傳動件的制造精度與剛度，齒輪齒面進行高頻感應加熱淬火增加耐磨性；最后一集采用斜齒輪傳動，使傳動平穩(wěn)；采用高精度軸承及合理的支撐跨距等，以提高主軸組件的剛性。 含全套圖紙 值得下載 因此在主傳動系統(tǒng)中的各 主要零部件不但要具有一定的靜剛度，而且具有足夠的抑制各種干擾力引起的動的能力 —— 抗振性。例如主軸組件的動剛度取決于主軸的當量靜剛度、阻尼比及固有頻率等參數(shù)。為此要求主軸不見具有較高的熱穩(wěn)定性，通過保持合適的配合間隙，并進行循環(huán)潤滑保持熱平衡等措施來實現(xiàn)。如平面磨床的砂輪主軸，高速內(nèi)圓磨床的磨頭。 表 主軸電動機設(shè)計計算 序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數(shù)選定 計算結(jié)果 1 轉(zhuǎn)矩計算 0M Nm ? ?0 iM iM AX M? 查表 和表 ，取i=2 取較大值得到： M0≥ 取整 額定轉(zhuǎn)矩 ? 含全套圖紙 值得下載 2 功率計算 0P kW ? ?0 iP MAX P? 查表 和表 ,取大值得到 0 ? 取整 額定功率 ? 根據(jù)上述所算功率可選擇安陽華安通用主軸科技有限公司生產(chǎn)的型號為 DD58Z24/ 的 電主軸。它們的設(shè)計沒有什么很大的區(qū)別，因此可以通過對其中一個方向上的設(shè)計來勾勒出我們在移動部分的設(shè)計方案，現(xiàn)在以工作臺部件為例，著重設(shè)計計算進給 運動傳動鏈中進給電動機，同步帶和帶輪，滾珠絲杠和直線導軌，以確定它們的規(guī)格型號及參數(shù)，來滿足在機械加工過程中的各種切削加工要求。 表 工作臺滾珠絲杠設(shè)計計算 序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數(shù)選定 計算結(jié)果 1 確定滾珠 絲杠導程 hP mm 電動機與絲杠 1:1 傳動 hP4? 3 預期額定動載荷 amC N (1)按預期工作時間估算 3 mwa m m hacFfC 6 0 n L 1 0 0 f f? 查表 9,輕微沖擊 wf ? 查表 7,按 7級 af ? 查表 8,可靠性 97% cf ? 查表 ， 20210hL ? (2)擬采用預緊滾珠絲杠副，按 最 大 負 載 maxF 計 算 ：am e maxC f F? 查表 10，輕預載 ef ? (1) amC 2760? (2) amC 653? 取兩種結(jié)果 的大 值 amC 2760? 4 (1) 確定允許的最小螺紋底徑 估算允許得最大軸向變形量 m? m? 11~3411~45mm???? ???????? ????重 復 定 位 精 度定 位 精 度 622mmm??????取 兩 種 結(jié) 果的 小 值 含全套圖紙 值得下載 (2) 估算最小螺紋底徑 2md mm 0200L()mmFLdF g w w w????? ??? ? ? ?h臺 夾 件采 用 一 端 固 定 ， 一 端 游 動( ) 行 程 +(10 )P 02380120LFd??? 5 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 (1)選取內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭，直筒型墊片預緊螺母 (2)由計算出的 2,h am mP C d 在樣本中選取滾珠絲杠副 FFZD FFZD16043 22 ammCCdd?? 6 確定滾珠絲杠 副的預緊力 pF N maxmax 213 ??? 33PF? 7 (1) (2) (3) 確定滾珠絲杠副支承用軸承型號、規(guī)格 軸承所承受的最大軸向載荷 軸承類型 軸承型號規(guī)格 maxBF N m ax 1 m axBF F F?? 固定端背對背 15? 角接觸球軸承，游動端深溝球軸承 P max13BBFF? 預加載荷 BPF? max ? 軸承內(nèi)徑 d=10 軸承預緊力 P ? 固定端 7000C 游動端 6100 300 BPF? 8 行程補償值 C m? 3kn2 102L 300 L 65L ( 2 ~ 4) 12 Cuu k n ahC tLL L L LPt????? ? ??????△式 中 ：其 中 ： ，溫 差 △ L 38012uC ?? 9 滾珠絲杠 含全套圖紙 值得下載 (1) (2) (3) 工作圖設(shè)計 絲杠螺紋長度 繪制工作圖 支承距離 絲杠全長 行程起點距固定支承距離 sL 1L 0L 0L mm mm mm mm 2 1 6s u e eL L L L? ? ?查 表 得 ：查 樣 本 中 螺 母 安 裝 連 接 尺 寸 如工作圖所示 410sL? 1 430L? 485L? 0 10L? 10 (1) (2) 傳動系統(tǒng)剛度 絲杠抗壓剛度 最小抗壓剛度 最大抗壓剛度 組合剛度 一對預緊軸承的組合剛度 支承軸承 組合剛度 絲杠滾珠和滾道的接觸剛度 minsK maxsK BOK bK cK /Nm?/Nm? /Nm? /Nm? /Nm? 222m in12221m a x0 1 0 10 104 ( )ssdKLdLKL L L????? 3 25Q m a xm a x4. 68 si nd 4. 8 , 8 , 15B O aaK d Z FFZ ???? ? ? ?Q是 預 加 載 荷 的 3 倍查 樣 本 查 出 7000C 軸 承 ： 一端固定，一端游動 查表得： b BOKK? 13(10 / )140C 37 80 , 30 0c c p acapK K F CKF??????查 樣 本 ， 得 ， minmax2803413ssKK ?? max