【正文】 天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 15 第四章 銑削主軸系統(tǒng)設計 銑削功率及銑削力計算 工作臺受力最大的情況是用盤狀銑刀加工零件，所使用的最大盤銑刀是 YT15 硬質(zhì)合金端銑刀，其直徑是 100mm，齒數(shù) 5 個 表 41 YT15硬質(zhì)合金端銑刀銑削的銑削速度及功率 T/ min 0d /z pa / mm fa / (mm/z) 銑削深度 pa /mm 3 5 9 12 V/ (m/ min) mP / kw V/ (m/ min) mP / kw V/ (m/ min) mP / kw V/ (m/ min) mP / kw 180 100/5 60 173 150 135 119 166 144 130 114 157 135 121 108 加工中取刀具 T=180 , 0d /z=100/5，最大 fa =，則由上表可知 =3mm時 ,V=135m/min， mP = （ 1） 求圓周力 Fc 4 *10 * 601351440mCCCPFVFFN??? （ 41） （ 2） 求各橫向縱向進給 力 Fx ,Fy ,Fz pa天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 16 表 42銑削時各切削力與圓周力比值 銑削條件 比值 對稱端銑 不對稱銑 逆銑 順銑 端銑 )()( 0 mmda p ?? zmma f / ?? zN FF/ zV FF/ za FF/ 立銑、圓柱銑、盤銑和成型銑 )( 0 mmda p ? zmma f / ?? zN FF/ zV FF/ za FF/ 切削條件：端銑 0( )wad?? ， ? ?0 .1 0 .2 /fa m m z?? 由上表可知 ① m axm axm axm ax/ / *VZYZYZYYFFFFFFFF K N????? （ 42） ② maxmaxmaxmax/ / *NZXZXZXXFFFFFFFF KN????? （ 43） 天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 17 ③ m axm axm axm ax/ / *aZZZZZZZFFFFFFFF K N????? （ 44） 由計算結(jié)果可得知，在銑削過程中橫向進給力 Fx=Fy=，縱向進給力 Fz= 電主軸的選擇 選擇 CyMill 公司 CS25135A 電主軸，功率 10kw，額定轉(zhuǎn)速 ，最高轉(zhuǎn)速，具有自動換刀裝置，裝配 HSKA63 刀柄刀具。 圖 41 電主軸圖片 V 帶傳動的選擇與計算 在此車床主軸傳動機構中，第一級用普通 V 帶傳動，已知 電動機功率 ,轉(zhuǎn)速n1=1500r/min ,傳動比 i= ，每天工作八小時 （ 1） 確定計算功率 Pca 由表 87查的工作情況系數(shù) Ka= ，故 天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 18 **ca AcacaP K PPP KW??? （ 45） （ 2） 選擇 V帶的帶型 根據(jù) Pca ， n ,由圖 811(機械設計第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室 編著 )選用 Y型 （ 3） 確定帶輪的基準直徑 Dd1 并驗算帶速 V ① 最開始選擇小帶輪的基準直徑 Dd1 由表 86 和表 88， 選 取小帶輪的基準直徑 Dd1=40mm， ② 驗算帶速 V ，按式 （ 46） 驗算帶的速度 11* * 4 0 * 1 5 0 0 5 . 8 6 /6 0 * 1 0 0 0 6 0 * 1 0 0 0dDnV m s? ?? ? ? （ 46） 因為 5 / 30 /m s V m s?? ，故帶速合適 ③ 計算大帶輪的基準直徑，根據(jù)式（ 47） 計算大帶輪的基準直徑 Dd2 Dd2=i*Dd1=*40=60mm （ 47） 根據(jù)表 88，圓整為 Dd2=63mm （ 4） 確定 V帶的中心距 a 和基準長度 ld ① 根據(jù)式（ 48），初定中心距 110mm ② 由式（ 48）計算帶所需的基準長度 ? ?? ?2210 0 1 2020002 ( )2463 402 *110 ( 40 63 )2 4 *110220 ddd d ddddDDl a D Dalll m m???? ? ? ??? ? ? ?? ? ?? （ 48） 由表 85 初步 選 擇 帶的基準長度 ld=400mm ③ 按式（ 49）計算實際中心距 a 00 2400 382 .91102118ddllaaaa??????? （ 49） （ 5） 驗算小帶輪上的包角 1? 天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 19 ? ?? ?215 7 .31 1 8 0 *5 7 .31 1 8 0 6 3 4 0 *1181 1 6 8 .8 9 0ddDD a???? ? ?? ? ??? （ 410） （ 6） 計算 帶的根數(shù) z ① 計算單根 V帶的額定功率 Pr 由 Dd1=40mm 和 n1=1500r/min ,查表 840a,得 P0= 根據(jù) n1=1500r/min ,i= ,和 Y 型帶 ， 查表 84b 得 ， 0 ?? 查表 85 得 , ? ? ， 查表 82 得 ， ? ， 于是 ? ?00 * * 7 .3 6rlP P P K K?? ? ? ? （ 411） ② 計算 V帶的根數(shù) Z 8 .2 5 1 .1 27 .3 6carPz P? ? ? （ 412） 故取 1根 （ 7） 計算單根 V 帶的初拉力的最小值（ F0） min 由表 83 得， Y 型帶的單位長度質(zhì)量 q=所以 ? ? ? ?? ? ? ?? ?20 m in20 m in0 m in *500 * *** * 500 * * *1 * 110caaKPF q vK Z VFFN???????? （ 413） 應使帶的實際初拉力 ? ?00minFF? （ 8） 計算壓軸力 Fp 壓軸力的最小值為 ? ? ? ?? ?? ?10 m i nm i nm i nm i n2 * * s i n21682 * 1 * 1 1 0 * s i n2220pppF z FFFN???? （ 414） 天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 20 第五章 滾珠絲杠設計計算與 校核 滾珠絲杠特點介紹 滾珠絲杠的特性是將螺旋運動轉(zhuǎn)化為上下直線或左右直線運動或直線運動轉(zhuǎn)換為螺旋運動的一種機構，本文所用到的是滾珠絲杠前一個特性 —— 將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。 （ 1） 方案 的選擇 —— 滾珠絲杠和滑動絲杠 因為滾動絲杠副的運動是靠絲杠軸與螺母之間的很多圓形滾珠在做滾動運動，所以相對滑動絲杠相比，所使他們運動的驅(qū)動力矩不同，滾珠絲杠的驅(qū)動力矩約是滑動絲杠副的三分之一，在省電方面很有幫助 （ 2） 微進給 由于滾動絲杠是靠很多圓形的滾珠施以運動，啟動力矩小，不會出現(xiàn)滑動爬行現(xiàn)象，嫩保證精確的微進給。 滾珠絲杠的設計與計算 工作臺重量 1W =30KG=300N 工件及夾具最大重量 2W =100N 工作臺最大行程 KL =200mm 工作臺導軌的摩擦系數(shù)為 u= 快速進給速度 maxV =4m/min 定位精度為 20um/300mm 全行程 25um 重復定位精度為 10um 要求壽命為 10000 小時（單班制工作十年） 天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 21 各種切削方式的縱向切削力 Fa , 時間比例 q , 速度 V 及其他見下表 表 1 各種切削方式的縱向切削力 Fa,速度 V 和時間比例 q 切削方式 縱向切削力 Pxi(N) 垂向切削力 Pzi(N) 進給速度 Vi(m/min) 工作時間百分比 % 絲杠軸向載荷 (N) 絲杠轉(zhuǎn)速 r/min 強力切削 2021 1200 10 2200 60 一般切削 1000 500 30 1150 80 精切削 500 200 1 50 620 100 快速進給 0 0 ４ ５ 1000 375 （ 1） 確定滾珠絲杠副的導程 max* maxVPh in? （ 51） maxV ：工作臺最高移動速度 maxn ：電機最高轉(zhuǎn)速； I ：傳動比 電機與絲杠間為 直接 連接式， i=1 由上表查得 1V =4m/min， maxn =1200r/min 4000 3 .3 3 31200hP m m?? 查《現(xiàn)代機床設計手冊》取 Ph? 4mm （ 2） 確定當量載荷與當量轉(zhuǎn)速 ① 各種切削方式下，滾珠絲杠轉(zhuǎn)速 Vini ph? 由上表查的 1v =, 2v =, 3v =1, 4V =4 代入得， 天津工業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 22 112233440 .61500 .0 0 40 .82000 .0 0 412500 .0 0 4410000 .0 0 4h