c6140臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)(進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分計(jì)算)-閱讀頁(yè)
2025-07-14 18:07本頁(yè)面
【正文】 基本參數(shù)。對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，,在CA6140的技術(shù)參數(shù)中。（1）滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠副是在絲杠和螺母間以鋼球?yàn)闈L動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件。因此，滾珠絲杠副既是傳動(dòng)元件，也是直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的元件。 工作原理：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)便形成螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。回珠管兩端還起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。 ②摩擦力?。褐饕怯脻L珠的滾動(dòng)代替了普通絲桿螺母副的滑動(dòng)。經(jīng)預(yù)緊后可消除間隙。（1）最大工作荷載計(jì)算滾珠絲杠的工作載荷（N）是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)時(shí)滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進(jìn)給牽引力。由于原普通CA6140車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，則用公式21計(jì)算工作載荷的大小。切深抗力與縱向進(jìn)給垂直，影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。 切削時(shí)總切削力的分解縱切外圓時(shí)，車床的主切削力可以用下式計(jì)算： （32） =5360(N) 根據(jù)公式：=1:: （33） 得 =1340(N) =2144(N)因?yàn)檐嚨堆b夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力將傳遞到進(jìn)給拖板和導(dǎo)軌上，車削作業(yè)時(shí)作用在進(jìn)給托板的載荷﹑和與車刀所受到的車削抗力有對(duì)應(yīng)關(guān)系。n為絲杠轉(zhuǎn)速（r／min）,n=1000v／L0。L0為絲杠的基本導(dǎo)程，查資料得L0=12mm。因此有Ca＞C=11740N另外例如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)下工作并受載，那么還需考慮其另一種失效形式滾珠接觸面上的塑性變形?？紤]到簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。1 絲杠的拉壓變形量 （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)。方式兩端端自由一端固定一端自由兩端固定兩端簡(jiǎn)支由 且=, E=Mpa, ,L=2800mm為絲杠的長(zhǎng)度由于I=519614mm =276276 所以絲杠很穩(wěn)定。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤(pán)將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來(lái)，以保證其同軸度，提高傳動(dòng)精度。電機(jī)初步估算轉(zhuǎn)速為1500r/min，進(jìn)給速度=2。已知條件如下：工作臺(tái)重量：； 脈沖當(dāng)量：；步距角：； 進(jìn)給速度：； 滾珠絲杠基本導(dǎo)程：；滾珠絲杠行程：；(1) 削力計(jì)算橫向進(jìn)給量為縱向的，取，則切削力約為縱向的： ；在切斷工件時(shí)：；(1) 強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌：；取K=，=；則： ；壽命值： ；由以上條件，可以確定步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲杠齒輪傳動(dòng)比： ；由于電機(jī)軸與滾珠絲杠之間是降速傳動(dòng)則： 。根據(jù)最大負(fù)載Q值，可選擇滾珠絲杠的型號(hào),外循環(huán)插管埋入式雙螺母預(yù)緊式的滾珠絲杠，型號(hào)為2004——3左，其中額定動(dòng)載荷為14200N，所以強(qiáng)度夠用。(3) 剛度驗(yàn)算滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量：；滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，即：。(4) 穩(wěn)定性由于選用的滾珠絲杠的直徑與絲杠直徑相同，而支承方式由原來(lái)的一端固定，一端懸空，變?yōu)橐欢斯潭?，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不再驗(yàn)算。(2) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ；絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ；齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： ； ；電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可忽略，因此轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：(3) 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算；；；所以，快速空載啟動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩：切削時(shí)需力矩： 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：。滾珠絲杠副的軸向間隙直接影響其傳動(dòng)剛度和傳動(dòng)精度，尤其是反向傳動(dòng)精度。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊，通常采用雙螺母預(yù)緊方式，其結(jié)構(gòu)型式有三種。（1）墊片調(diào)隙式 。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、剛性好，但調(diào)整費(fèi)時(shí)，且不能在工作中隨意調(diào)整。用兩個(gè)鎖緊螺帽2能使螺母相對(duì)絲杠作軸向移動(dòng)。但調(diào)整位移量不易精確控制。但調(diào)整位移量不易精確控制，因此，預(yù)緊力也不能準(zhǔn)確控制。在兩個(gè)螺母的凸緣上分別有齒數(shù)為ZZ2的齒輪，而且ZZ2與相應(yīng)的內(nèi)齒圈相嚙合。兩螺線的軸向相對(duì)位置發(fā)生變化從而實(shí)現(xiàn)間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力。如兩齒輪沿同方向各轉(zhuǎn)過(guò)n個(gè)齒時(shí)，其兩螺母間相對(duì)軸向位移量（Z2為另一齒輪齒數(shù)）或。這種調(diào)整方式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但調(diào)整準(zhǔn)確可靠，精度較高。為了保證步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)性能，要特別考慮負(fù)載慣性矩。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中我們采用減速齒輪來(lái)聯(lián)結(jié)滾珠絲杠和步進(jìn)電機(jī)，以達(dá)到改變慣性矩的目的。（1）減少或消除空程的必要性數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)精度，除了機(jī)床的幾何精度、絲桿精度影響外，又受其本身因素的影響，產(chǎn)生滯后現(xiàn)象而引起的間隙誤差。（2） 消除方法本次設(shè)計(jì)采用雙片齒輪來(lái)達(dá)到消隙的目的，通常將一對(duì)齒輪的從動(dòng)齒制成兩片，其中一片固定在軸上，兩片之間裝有彈簧，彈簧力使兩片齒輪的齒廓分別與主動(dòng)齒輪的齒廓貼緊，從而完全消除了齒側(cè)間隙。自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架由數(shù)控系統(tǒng)控制，效率高，工藝性能可靠。數(shù)控車床的刀架是車床的重要組成部分。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào)后，刀架控制器中繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺桿升降機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)使上刀架上升,當(dāng)上刀架上升到一定高度時(shí)，離合轉(zhuǎn)盤(pán)起作用，帶動(dòng)上刀體旋轉(zhuǎn)。在上刀體旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，發(fā)信盤(pán)不斷的向數(shù)控系統(tǒng)反饋刀位信號(hào)。此時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)立即控制刀架控制繼電器使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，活動(dòng)銷反靠在反靠盤(pán)上初定位。向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位完成信號(hào)，切斷電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，完成選
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