立式數(shù)控銑床工作臺(tái)設(shè)計(jì)說(shuō)明書.doc

目錄一、總體設(shè)計(jì)方案的確定.21、工作臺(tái)總體結(jié)構(gòu)的確定.22、傳動(dòng)方案的確定.2二、機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算.31、縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.3(1)、切削力計(jì)算.3(2)、滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算.4（3）、齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算.52、橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算.8（1）、切削力計(jì)算.8(2)、滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算：.8(3)、齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算.103、步進(jìn)電機(jī)的選擇.12(1)、縱向進(jìn)給系統(tǒng)的電機(jī)的確定：.12(2)、橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定：.124、滾動(dòng)導(dǎo)軌的選擇.13(1)、摩擦力計(jì)算：.13(2)、壽命計(jì)算：.13三、數(shù)控部分設(shè)計(jì)及編程.14四、參考文獻(xiàn)：.23一、總體設(shè)計(jì)方案的確定本次數(shù)控改造屬于經(jīng)濟(jì)型的改造,為降低生產(chǎn)成本,在滿足使用要求的前提下,對(duì)機(jī)床的改動(dòng)要盡量的少.故確定總體設(shè)計(jì)方案如下:采用MSC-51單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)一級(jí)齒輪減速后，帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控平臺(tái)的縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。方案如下：1、工作臺(tái)總體結(jié)構(gòu)的確定初步采用（1）、步進(jìn)電機(jī)2個(gè)（X、Y向分別控制）（2）、滾珠絲桿2套，由于所受的力以及行程長(zhǎng)短不一樣，所以要分別選擇計(jì)算（3）、滾動(dòng)導(dǎo)軌：雙導(dǎo)軌、四滑塊（分別為X、Y向，長(zhǎng)短選擇不同）（4）、帶有三條“”槽的工作臺(tái)面2、傳動(dòng)方案的確定步進(jìn)電機(jī)（是否需要齒輪減速裝置？減速比取多少？）滾珠絲桿工作臺(tái)X、Y方向滿足：stepmYX/2二、機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算1、縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：工作臺(tái)重量：W=800N時(shí)間常數(shù)：T=25ms滾珠絲桿基本導(dǎo)程：L0=6mm行程：S=320mm脈沖當(dāng)量：stepm/2步進(jìn)角：step/75.0快速進(jìn)給速度：min/1maxm電機(jī)功率：N=1.5kw(1)、切削力計(jì)算由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，切削功率KNNc查機(jī)床說(shuō)明書，得電機(jī)功率N=1.5kw；系統(tǒng)總效率6.05；系統(tǒng)功率系數(shù)K=0.96。則WNc936.096.065.05.16120zFNc；NcFz6120式中切削線速度V=100m/min主切削：NkgfFz83.527283.57100936.06120由金屬切削原理可知，主切削力：FzYXPFzzKfaCFFzFz,1ZFX75.0ZFY,1ZFK則可計(jì)算出FZ如下所示：pamm111222fmm0.10.20.30.10.20.3ZF(N)33456276266811241524查表，可知當(dāng)FZ=562.3N時(shí)，切削力深度1pamm，走刀量mmf2.0從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中可知，在一般外團(tuán)圓車削時(shí)；zxFF1.1,zyFF7.0即：NFFzx11.63083.5721.11.1NFFzy98.40083.5727.07.0(2)、滾珠絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算：對(duì)于矩形槽：)(WFfKFPzxK=1.15,摩擦系數(shù)f=0.16NP3.944)80083.572(16.011.63015.11）、強(qiáng)度計(jì)算：壽命值：61060iiiTnL；001000DLvfLnfni取工件直徑：D=80mm；查表T1=15000h110001000.213.3/min3.14806nr166013.31500011.9710L最大動(dòng)負(fù)載：HwfPfLQ31查表：2.1wf；1Hf33111.97944.31.212549.6wHQLPffN根據(jù)Q選擇滾珠絲桿型號(hào)：CMD25042.5E其額定動(dòng)載荷Q=14462N，所以強(qiáng)度足夠用。d1=22.5mm。螺母長(zhǎng)度L=71mm,余程le=16mm,螺紋長(zhǎng)度l=320+71+216=423mm.2)、效率計(jì)算：根據(jù)機(jī)械原理，絲桿螺母副的傳動(dòng)效率：)(tgtg其中摩擦角10，螺旋升角253因此：953.0)10253(253)(tgtgtgtg3）、剛度驗(yàn)算：受工作負(fù)載P引起導(dǎo)程變化量：EFPLL01L0=6mm=0.6cm,E=20.6106N/cm2220225.22dF60126944.30.66.91102.2520.6103.142PLLcmEF滾珠絲桿受扭矩引起的導(dǎo)程變化2L很小，可忽略。即1LL尋程變形總誤差為：601001006.911011.52/0.6LmmL查表知E級(jí)精度絲桿允許的螺距誤差（1m長(zhǎng)）為mm/15故剛度足夠。4）、穩(wěn)定性驗(yàn)算：由于選用滾珠絲桿的直徑與原絲桿直徑相同，而支承方式不存在問(wèn)題，故不驗(yàn)算。4）、穩(wěn)定性驗(yàn)算：由于選用滾珠絲桿的直徑與原絲桿直徑相同，而支承方式不存在問(wèn)題，故不用驗(yàn)算。（3）、齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1）、有關(guān)齒