型普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的設(shè)計

1、 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 WordCA6140型普通(ptng)車床(chchung)改造(gizo)成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的設(shè)計任務(wù)書學(xué)院學(xué)生姓名專業(yè)班級設(shè)計論文題目CA6140型普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的設(shè)計主要研究目標(biāo)應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對C A 6140普通車床進(jìn)行自動化和精密化的改造，改造技術(shù)主要為：在車床上附加數(shù)控裝置和執(zhí)行元件，選擇適宜的機(jī)床伺服系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)等。結(jié)果說明：經(jīng)改造后的機(jī)床完全能實現(xiàn)加工外圓、錐度、螺紋、端面等的自動控制，提高了原機(jī)床的生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度采用數(shù)控技術(shù)改造的有效途徑。主要研究內(nèi)容應(yīng)用數(shù)控

2、技術(shù)對C A 6140普通車床進(jìn)行自動化和精密化的改造。研究方法通過AutoCAD及Protel等繪圖軟件為工具，結(jié)合數(shù)控技術(shù)和機(jī)床改裝技術(shù)等知識，對C A 6140普通車床進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型的改造。說明書論文的要求說明書1份，約2萬字，格式按學(xué)校統(tǒng)一規(guī)定。必須包括的內(nèi)容為：1縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造：拆去原機(jī)床的溜板箱，光杠與絲杠以及安裝座，配上滾珠絲杠及相應(yīng)的安裝裝置，縱向驅(qū)動的步進(jìn)電機(jī)及減速箱安裝在車床的床尾，由步進(jìn)電機(jī)帶動。2橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造：撤除橫向絲杠換上滾珠絲杠，由步進(jìn)電機(jī)帶動。3數(shù)控裝置硬件電路的設(shè)計，及軟件局部零件圖程序的編制。4AutoCAD出圖：滾珠絲杠裝配圖，數(shù)控裝置硬件電路圖等。

3、5相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定數(shù)量的英文翻譯。圖紙的要求滾珠絲杠裝配圖 A1圖紙1張； 數(shù)控裝置硬件電路圖 A2圖紙1張零件圖 A3圖紙1張； 模塊流程圖 A3圖紙1張 主要參考文獻(xiàn)1張磊，陳榕林.機(jī)床改裝技術(shù)第一版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993年10月2文懷興，夏田.數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年6月，P232-2423余英良.機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計與實例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998年5月，P157起止時間自 2008年3月3日至6月20日指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日系主任意見 簽字： 年 月 日院長意見簽字： 年 月 日注：任務(wù)書的具體內(nèi)容可依據(jù)各系要求進(jìn)行修正。另，學(xué)生(xu shen

4、g)所做畢業(yè)設(shè)計(論文(lnwn)的工作的研究成果歸河北理工大學(xué)所有(suyu)，學(xué)生不能向第三方泄露有關(guān)成果內(nèi)容和技術(shù)秘密。畢業(yè)(b y)設(shè)計指導(dǎo)(zhdo)老師(losh)評閱書指導(dǎo)老師評語(pngy) ( = 1 * GB3 根底(gnd)理論及根本技能的掌握; = 2 * GB3 獨立解決實際問題的能力; = 3 * GB3 研究內(nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法; = 4 * GB3 取得的主要成果及創(chuàng)新點; = 5 * GB3 工作的態(tài)度及工作量; = 6 * GB3 總體評價及建議成績; = 7 * GB3 存在問題; = 8 * GB3 是否同意辯論等 ): 成績: 指導(dǎo)老師簽字: 年

5、月 日畢業(yè)設(shè)計(b y sh j)評閱教師評閱書評閱老師(losh)評語 ( = 1 * GB3 選題(xun t)的意義; = 2 * GB3 根底(gnd)理論(lln)及根本技能的掌握; = 3 * GB3 綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力; = 4 * GB3 工作量的大小; = 5 * GB3 取得的主要成果及創(chuàng)新點; = 6 * GB3 寫作的標(biāo)準(zhǔn)程度; = 7 * GB3 總體評價及建議成績; = 8 * GB3 存在問題; = 9 * GB3 是否同意辯論等):成績: 評閱老師簽字: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計評閱(pngyu)教師評閱書評閱老師(losh)評語 ( = 1 * GB

6、3 選題(xun t)的意義; = 2 * GB3 根底(gnd)理論(lln)及根本技能的掌握; = 3 * GB3 綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力; = 4 * GB3 工作量的大小; = 5 * GB3 取得的主要成果及創(chuàng)新點; = 6 * GB3 寫作的標(biāo)準(zhǔn)程度; = 7 * GB3 總體評價及建議成績; = 8 * GB3 存在問題; = 9 * GB3 是否同意辯論等):成績: 評閱老師簽字: 年 月 日答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正確根本正確有一般性錯誤有原那么性錯誤沒有答復(fù)辯論委員會評語及建議成績: 辯論委員會主任簽字: 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績:

7、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人: 年 月 日摘要(zhiyo)普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造主要是在合理選擇(xunz)數(shù)控系統(tǒng)的前提下，然后再對普通車床進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)械改造，改造的內(nèi)容主要包括：(1) 床身的改造，為使改造后的機(jī)床有較好的精度保持性，除盡可能地減少電器和機(jī)械故障的同時，應(yīng)充分考慮機(jī)床零部件的耐磨性，尤其是機(jī)床導(dǎo)軌。為此，本例中采用(ciyng)舊床身淬火并貼膜。(2) 拖板的改造(gizo)，拖板是數(shù)控系統(tǒng)直接(zhji)控制的對象，所以對其改造尤顯重要。這中間最突出一點就是選用滾珠絲杠代替滾動絲杠，提高了傳動的靈敏性和降低功率步進(jìn)電機(jī)力矩?fù)p失。(3) 變速箱體的改造，由于采用數(shù)控系統(tǒng)控制，所以

8、要對輸入和輸出軸以及減速齒輪進(jìn)行設(shè)計，從而再對箱體進(jìn)行改造。(4) 刀架的改造，采用數(shù)控刀架，這樣可以用數(shù)控系統(tǒng)直接控制，而且刀架體積小，重復(fù)定位精度高，平安可靠。通過對機(jī)床的改造并根據(jù)要求選用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動元件，這樣改造后的機(jī)床就能根本滿足現(xiàn)代化的加工要求。關(guān)鍵字：普通車床 數(shù)控改造 步進(jìn)電機(jī) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控刀架目錄(ml)1.緒論(xln)12.設(shè)計(shj)要求32.1總體方案設(shè)計(shj)要求3 2.2設(shè)計(shj)參數(shù)4 2.3.其它要求63. 車床改造的結(jié)構(gòu)特點7 3.1.滾珠絲桿7 3.2導(dǎo)軌副73.3安裝電動卡盤7 3.4脈沖發(fā)生器74.進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械局部設(shè)計與計算8

9、 4.1 機(jī)械局部的改造8 4.2進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計9 4.3進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械局部的計算與選型10 4.3.1確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量10 4.3.2縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號選擇雨校核步驟10 4.3.3 橫向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核步驟14 4.3.4齒輪有關(guān)計算16 4.3.41縱向齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計算16 4.3.4 (2)橫向齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計算205. 步進(jìn)電動機(jī)的計算與選型23 5.1步進(jìn)電動機(jī)選用的根本原那么23 5.2步進(jìn)電動機(jī)的選折246.主軸交流伺服電機(jī)24 6.1機(jī)床主運動電機(jī)確實定26 6.2主軸的變速(bin s)變速范圍266.3初選(ch xun)主軸電

10、機(jī)的型號27 6.4主軸電機(jī)的校核(xio h)277. 微機(jī)控制系統(tǒng)(kn zh x tn)硬件電路設(shè)計287.1控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的功能要求28 7.2硬件電路的組成28 7.3設(shè)計說明318安裝調(diào)整中應(yīng)注意的問題31 8.1滾珠絲杠副的特點31 8.2滾珠絲杠螺母副的選擇328.3滾珠絲杠螺母副的調(diào)整32 8.4聯(lián)軸器的安裝32 8.5主軸脈沖發(fā)生器的安裝32結(jié)論35參考文獻(xiàn)36謝謝朋友對我文章的賞識，充值后就可以下載說明書，我這里還有一個壓縮包，里面有相應(yīng)的word說明書和CAD圖紙。下載后請留上你的郵箱號或QQ號或給我的QQ留言：1459919609。我可以將壓縮包送給

11、你。歡送朋友下次光臨！1 緒論(xln)1.1課題(kt)背景1946年誕生(dnshng)了世界上第一臺電子計算機(jī)，這說明(shumng)人類創(chuàng)造(chungzo)了可增強(qiáng)和局部代替腦力勞動的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會奠定了根底。6年后，即在1952年，計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機(jī)床。我國目前機(jī)床總量380余萬臺，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬臺，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到3。近10年來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.60.8萬臺，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6。我國機(jī)床役齡10年以上

12、的占60以上；10年以下的機(jī)床中，自動/半自動機(jī)床不到20，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)美國和日本自動和半自動機(jī)床占60以上。可見我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、本錢高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和開展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。在美國、日本和德國等興旺國家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個永恒的課題。我國的機(jī)床改造業(yè)

13、，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生Remanufacturing業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd得寶效勞集團(tuán)、US設(shè)備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝Retrofitting業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。1.2機(jī)床改造的內(nèi)容及意義1.2.1研究意義企業(yè)要在當(dāng)前市

14、場需求多變，競爭劇烈的環(huán)境中生存和開展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價格、最好的質(zhì)量、最短的時間去滿足市場需求的不斷變化。而普通機(jī)床已不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求，數(shù)控機(jī)床那么綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當(dāng)變更加工對象時只需要換零件加工程序，無需對機(jī)床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。普通車床經(jīng)過屢次大修后，其零部件相互連接尺寸變化較大，主要傳動零件幾經(jīng)更換和調(diào)整，故障率仍然較高，采用傳統(tǒng)的修理方案很難到達(dá)大修驗收標(biāo)準(zhǔn)，而且費用較高。因此合理選擇數(shù)控系統(tǒng)是改造得以成功的主要環(huán)節(jié)。數(shù)控機(jī)床

15、(sh kn j chun)在機(jī)械加工行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)控機(jī)床的開展(kizhn)，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡單實用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，具有自動(zdng)加工的根本(gnbn)功能，操作維修方便。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進(jìn)控制系統(tǒng)，功率步進(jìn)電機(jī)(dinj)為驅(qū)動元件，無檢測反響機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)的定位精度一般可達(dá)0.01至0.02mm，已能滿足CW6140車床改造后加工零件的精度要求。1.2.2主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線(1)縱向和橫向滾珠絲杠的選型及校核。(2)縱向和橫向步進(jìn)電機(jī)的選擇。(3)主軸交流伺服電機(jī)的選擇與校核。(4)其他元件的選擇。1.3 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造主要解

16、決的問題(1) 恢復(fù)原功能，對機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障局部進(jìn)行診斷并恢復(fù)。(2) NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床。(3) 翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機(jī)械、電氣局部進(jìn)行翻新，對機(jī)械局部重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以CNC進(jìn)行更新。(4) 技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術(shù)，在原有根底上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。2 數(shù)控系統(tǒng)的選擇(xunz)數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時，應(yīng)根據(jù)(gnj)具體情況進(jìn)行選擇。2.1步進(jìn)電機(jī)(dinj)拖動的開環(huán)系統(tǒng)系

17、統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置主要是步進(jìn)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率(pnl)以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運動的位移量、速度(sd)和運動方向。這種系統(tǒng)不需要將所測得的實際位置和速度反響到輸入端，故稱該之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電機(jī)的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠，本錢低，易改裝成功。2.2異步電動機(jī)或直流電機(jī)拖動，光柵測量反響的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光

18、柵、感應(yīng)同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反響信號，隨時與給定值進(jìn)行比擬，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反響的實際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，本錢也高，對環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動功率更大的特性指標(biāo)?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。2.3交/直流伺服電機(jī)拖動，編碼器反響的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)半閉環(huán)系統(tǒng)檢測元件安裝在中間傳動件上，間接測量執(zhí)行部件的位置。它只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部局部元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的

19、結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡單。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機(jī)作成一個整體時那么無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比擬多，國外著名公司的如德國SIEMENS公司、日本FANUC公司；國內(nèi)公司如中國珠峰公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、華中數(shù)控公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心。選擇數(shù)控系統(tǒng)時主要是根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要到達(dá)的各種精度、驅(qū)動電機(jī)的功率和用戶的要求,所以依據(jù)改造的具體要求選用上海通用數(shù)控公司KT400-T經(jīng)濟(jì)型車床數(shù)控系統(tǒng)和KT300步進(jìn)驅(qū)動裝置.3 機(jī)械(jxi)局部(jb)的改造(gizo)為了充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)性能，保證改造后的車床(chc

20、hung)在系統(tǒng)控制下重復(fù)定位精度，微機(jī)進(jìn)給無爬行，使用壽命長、外型美觀，機(jī)械局部(jb)作了如下改動。(1) 床身為了使改造后的機(jī)床有較高的開動率和精度保持性，除盡可能地減少電器和機(jī)械故障的同時，應(yīng)充分考慮機(jī)床零件、部件的耐磨性，尤其是機(jī)床導(dǎo)軌的耐磨性。增加耐磨性的方法有1，增加導(dǎo)軌的外表強(qiáng)度如：淬火；2，降低摩擦系數(shù)等。當(dāng)前國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的床身等大件多采用普通鑄鐵。而導(dǎo)軌那么采用淬硬的合金鋼材料，其耐磨性比普通鑄鐵導(dǎo)軌高5至10倍。據(jù)此，在改造中利用舊床身，采用淬火制成導(dǎo)軌，貼塑用螺釘和粘劑固定在鑄鐵床身上。粘接前的導(dǎo)軌工作外表采用磨削加工，外表粗糙度Ra0.8mm，以提高粘接強(qiáng)度。(2)

21、 主軸變速箱選用數(shù)控系統(tǒng),主運動方式和傳統(tǒng)機(jī)床一樣都要求有十分寬廣的變速范圍116來保證加工時選擇合理的切速，從而獲得較高的生產(chǎn)率和外表質(zhì)量,所以要根據(jù)具體情況對主軸邊速箱進(jìn)行改造。(3) 拖板拖板是數(shù)控系統(tǒng)直接控制的對象，不管是點位控制還是連續(xù)控制，對被加工零件的最后坐標(biāo)精度將受拖板運動精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。對于應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)作拖動元件的開環(huán)系統(tǒng)尤其是這樣。因為數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令僅使拖板運動而沒有位置檢測和信號反響，故實際移動值和系統(tǒng)指令值如果有差異就會造成加工誤差。因此，除了拖板及其配件精度要求較高外，還應(yīng)采取以下措施來滿足傳動精度和靈敏度要求。在傳動裝置的布局上采用減速齒輪箱來提高傳

22、動扭矩和傳動精度(分辨率為0.01mm)。傳動比計算公式為： 3-1式中：為步進(jìn)電機(jī)的步距角(度)；p為絲杠螺距，mm；為脈沖當(dāng)量，即要求的分辨率，mm。在齒輪傳動中，為提高正、反傳動精度必須盡可能的消除配對齒輪之間的傳動間隙，其方法有兩種，柔性調(diào)整法和剛性調(diào)整法。柔性調(diào)整法是指調(diào)整之后的齒輪側(cè)隙可以自動補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ邶X輪的齒厚和齒距有差異的情況下，仍可始終保持無側(cè)隙嚙合。但將影響其傳動平穩(wěn)性，而且這種調(diào)整法的結(jié)構(gòu)比擬復(fù)雜，傳動剛度低。剛性調(diào)整法是指調(diào)整之后齒輪側(cè)隙不能自動補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整方法，它要求嚴(yán)格控制齒輪的齒厚及齒距誤差，否那么傳動的靈活性將受到影響。但用這種方法調(diào)整的齒輪傳動有較好的傳動剛

23、度，而且結(jié)構(gòu)比擬簡單。在設(shè)備改造中應(yīng)用的配對齒輪側(cè)隙方法是剛性調(diào)整法。采用滾珠絲杠代替原滑動絲杠，提高傳動靈敏性和降低功率、步進(jìn)電機(jī)力矩?fù)p失。 (4) 自動(zdng)換刀裝置為了滿足在一臺機(jī)床(jchung)上一次裝夾完成多工序加工，可采用(ciyng)自動刀架。自動刀架不但可代替普通車床手動刀架，還可用作數(shù)控機(jī)床微機(jī)控制元件。刀架體積小，重復(fù)定位精度高，適用于強(qiáng)力車削并平安(png n)可靠(kko)。(5) 拖板箱采用數(shù)控系統(tǒng)控制。撤除原拖板箱，利用此位置安裝新拖板箱，新拖板箱除固定在滾珠絲杠的螺母上。掛輪箱、走刀箱撤除，在此兩個位置分別裝控制螺紋加工的主軸脈沖編碼器和拖板軸向伺服元件功

24、率步進(jìn)電機(jī)及減速箱。使改造后的機(jī)床外型美觀、合理。改造后機(jī)床的啟動、停機(jī)均由數(shù)控系統(tǒng)完成，故撤除原機(jī)床操縱桿，變向杠、立軸等杠桿零件。3.1 滾珠絲杠的選擇3.1.1滾珠絲杠副的特點滾珠絲杠副具有與滾動軸承相似的特征。與滑動絲杠副或液壓缸傳動相比，有以下主要特點：傳動效率高 滾珠絲杠的傳動效率可達(dá)85%98%，為滑動絲杠副的24倍，由于滾珠絲杠副的傳動效率高，對機(jī)械小型化，減少啟動后的顫抖和滯后時間以及節(jié)約能源等方面，都具有重要意義。運動平穩(wěn) 滾珠絲杠副在工作過程中摩擦阻力小，靈敏度高，而且摩擦系數(shù)幾乎與運動速度無關(guān)，啟動摩擦力矩與運動時的摩擦力矩的差異很小。所以滾珠絲杠副運動平穩(wěn)，啟動時無顫

25、抖，低速時無爬行。傳動可逆性 與滑動絲杠副相比，滾動絲杠副突出的特點是具有運動的可逆性。正逆?zhèn)鲃拥男蕩缀蹩筛哌_(dá)98%。滾珠絲杠副具有運動的可逆性，但是沒有象滑動絲杠副那樣運動具有自鎖性。因此，在某些機(jī)構(gòu)中，特別是垂直升降機(jī)構(gòu)中使用滾珠絲杠副時，必須設(shè)置防止逆轉(zhuǎn)的裝置?？梢灶A(yù)緊 通過對螺母施加預(yù)緊力能消除滾珠絲杠副的間隙，提高軸向接觸剛度，但摩擦力矩卻增加不大。定位精度和重復(fù)定位精度高 由于滾珠絲杠副具有傳動效率高，運動平穩(wěn)，可以預(yù)緊等特點，所以滾珠絲杠副在工作過程中溫升較小，無爬行。并可消除軸向間隙和對絲杠進(jìn)行預(yù)緊拉伸以補(bǔ)償熱膨脹，能獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度。同步性好 用幾套相同的滾

26、珠絲杠副同時驅(qū)動相同的部件和裝置時，由于反響靈敏，無阻滯，無滑移，其啟動的同時性，運行中的速度和位移等，都具有準(zhǔn)確的一致性，這就是所謂同步性好。使用壽命長 滾珠絲杠和螺母的材料(cilio)均為合金鋼，螺紋滾道經(jīng)過熱處理，并淬硬至HRC58-62,經(jīng)磨削(m xio)到達(dá)(dod)所需的精度(jn d)和外表(wibio)粗糙度。實踐證明，滾珠絲杠副的使用壽命比普通滑動絲杠副高56倍。使用可靠，潤滑簡單，維修方便 與液壓傳動相比，滾珠絲杠副在正常使用條件下故障率低，維修保養(yǎng)也極為方便；通常只需進(jìn)行一般的潤滑與防塵。在特殊使用場合，如核反響堆中的滾珠絲杠副，可在無潤滑狀態(tài)下正常工作。3.1.2.

27、 縱向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核步驟(1)最大工作載荷計算 滾珠絲杠上的工作載荷Fm (N) 是指滾珠絲杠副的在驅(qū)開工作臺時滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進(jìn)給牽引力。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。由于原普通CA6140車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，那么用公式3-2計算工作載荷的大小。 3-21車削抗力分析 車削外圓時的切削抗力有Fx、Fy、Fz，主切削力Fz與切削速度方向一致，垂直向下，是計算車床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。且深抗力Fy與縱向進(jìn)給方向垂直，影響加工精度或已加工外表質(zhì)量。進(jìn)給抗力Fx與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計或校核進(jìn)給系統(tǒng)是

28、要用它。 縱切外圓時，車床的主切削力Fz可以用下式計算： 3-3 =5360(N)由知: Fz:Fx:Fy=1:0.25:0.4 (3-4)得 Fx=1340(N) Fy=2144(N)因為車刀裝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)時作用在進(jìn)給拖板上的載荷Fl、Fv和Fc與車刀所受到的車削抗力有對應(yīng)關(guān)系，因此，作用在進(jìn)給拖板上的載荷可以按下式求出：拖板上的進(jìn)給方向載荷 Fl=Fx=1340(N)拖板上的垂直方向(fngxing)載荷 Fv=Fz=5360(N)拖板上的橫向(hn xin)載荷 Fc=Fy=2144(N)因此(ync)，最大工作載荷 =1.15

29、1340+0.04(5360+909.8) =1790.68(N)對于(duy)三角形導(dǎo)軌 K=1.15 ，f =0.030.05,選f =0.04(因為(yn wi)是貼塑導(dǎo)軌)，G是縱向、橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向、橫向溜板箱的重量為75kg,刀架重量為15kg.(2)最大動載荷C的計算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動載荷Ca選用，可用式3-5計算：C=， (3-5) L為工作壽命，單位為10r,L=60nt/10;n為絲杠轉(zhuǎn)速r/min,n=;v為最大切削力條件下的進(jìn)給速度m/min,可取最高進(jìn)給速度的1/21/3;L0為絲杠的根本導(dǎo)程，查資料得L。=12mm；fm為運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因為此時是有沖

30、擊振動，所以取fm=1.5。V縱向=1.59mm/r 1400r/min=2226mm/minn縱向=v縱向1/2 /L。=22261/2 /12=92.75r/min L=60nt/10=6092.7515000 /10=83.5那么 C= =1.51790.68=11740(N) 初選滾珠絲桿副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動載荷Ca不得小于最大動載荷C:因此有CaC=11740N.另外假設(shè)滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運轉(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。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷Coa是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷Fm,一般使Coa/Fm=23.初選滾珠絲

31、杠為：外循環(huán)，因為內(nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。 因此初選滾珠絲杠的型號為CD638-3.5-E型，主要參數(shù)為Dw=4.763mm,L。=8mm,dm=63mm,=219，圈數(shù)列數(shù)3.51 (3) 縱向滾珠絲杠的校核1)傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 = tg/tg(+)= tg 219/tg(219+10)=92% (3-6)2)剛度(n d)驗算 滾珠(gnzh)絲杠副的軸向變形將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運動平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠與螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起(ynq)的縱向變形以

32、及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。1_絲杠的拉壓變形(bin xng)量11=FmL / EA (3-7)=1790.682280 / 20.610(31.5) = 0.0064mm2 滾珠與螺紋滾道間的接觸(jich)變形量2 采用有預(yù)緊的方式，因此用公式 2= 0.0013 (3-8) = =0.0028mm在這里 =1/3Fm=1/31790.68=597NZ= dm/Dw=3.1463/4.763=41.53 Z=41.533.51=145.36絲杠的總變形量=1+2=0.0064+0.0028=0.0092mm4所以(suy)絲杠很穩(wěn)定。3.1.3橫向(hn xin)滾珠絲

33、杠螺母副的型號選擇與校核步驟(1)型號(xngho)選擇1) 最大工作載荷計算 由于導(dǎo)向為貼塑導(dǎo)軌，那么：k=1.4 f =0.05 ，F(xiàn)l為工作臺進(jìn)給方向載荷，F(xiàn)l=2144N ， Fv=5360N ， Fc=1340N ，G=60kg ， t=15000h，最大工作載荷：F m=kFl+ f (Fv+2Fc+G) =1.42144+0.05(5360+21340+9.875) =3452.6N2)最大動負(fù)載的計算v橫=1400r/min 0.79mm/r = 1106 mm/minn橫絲= v橫1/2 / L?？v=11061/2 / 5 =110.6r/minL=60nt/10=11061

34、10.615000 /10=99.54C =fmFm=99.541.53352.6=23283.8N初選滾珠絲杠型號為:CD506-3.5-E其根本參數(shù)為 Dw =3.969mm ，=211，L。=6mm，dm=50mm，圈數(shù)列數(shù)3.51(2)橫向滾珠絲杠的校核1)傳動(chundng)效率計算(j sun)=tg /tg (+)=tg211/tg(211+10)=93%2)剛度(n d)驗算1絲杠的拉壓變形(bin xng)量1=FmL/EA = 3352.6320/20.61025 = 0.0026mm2滾珠(gnzh)與螺紋滾道間的接觸變形量2=0.0013 =0.0013 = 0.00

35、99mm 在這里 Fyj=1118NZ=dm/Dw=3.1450/3.969=39.56Z=39.563.51=138.48絲杠的總變形量=1+2=0.0026+0.0099=0.0125mm100mm時n=6m由結(jié)構(gòu)確定，在這里均取3,d3為螺釘直徑.1D=26時的尺寸 =n-d3-1 那么d3=2.5 取M4的螺釘=26+2.52.5=32.25 =32.25+32.5=39.25=0.9D=0.926=23.4m=32D=37d3=2.5mm 取M4的螺釘(ludng)=37+6.25=43.25mm=43.25+7.5=50.75mm=0.937=33.3mmm=3mm3.4.2 通蓋

36、 圖3-6 通蓋=D+(22.5)d3+2S2(有套環(huán))=D。+(2.53)d3 =(0.850.9)Dd。=d3+12 D100mm時n=4D100mm時n=6m由結(jié)構(gòu)(jigu)確定，在這里均取3mm,d3為螺釘(ludng)直徑.1D=6通蓋尺寸(ch cun)，內(nèi)加密封圈d3取M4螺釘(ludng)=32.5 =39.75=23.4 d=18m=32D=37通蓋尺寸 d3取M4螺釘=43.25 =50.75=33.3 d=25m=33.5 絲軸承(zhuchng)的選型與校核3.5.1滾珠(gnzh)絲杠用軸承的選型選用(xunyng)型號 7602025TVP的60推力角接觸(jic

37、h)軸承 軸徑 d=25mm 外徑(wi jn)d=52mm 寬度B=15mm 球徑Dw=6.35mm 球數(shù)Z=16 動載荷Ca=22000N 靜載荷Coa=44000N 預(yù)加載荷500N 極限轉(zhuǎn)速2600r/min3.5.2 校核 大局部滾動軸承是由于疲勞點蝕而失效的。軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞步剝落擴(kuò)展跡象前院運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下的工作小時數(shù)稱為軸承壽命指的是兩個套圈間的相對轉(zhuǎn)數(shù)或相對轉(zhuǎn)速。 同樣的一批軸承載相同工作條件下運轉(zhuǎn)，各軸承的實際壽命大不相同，最高和最低的可能相差數(shù)十倍。對一個具體軸承很難預(yù)知其確切壽命，但是一批軸承那么服從一定的概率分布規(guī)律，用數(shù)理統(tǒng)計的方法處理數(shù)據(jù)可分析計算一

38、定可靠度R或失效概率n下的軸承壽命。實際選擇軸承時常以根本額定壽命為標(biāo)準(zhǔn)。軸承的根本額定壽命是指90%可靠度，常用材料和加工質(zhì)量，常規(guī)運轉(zhuǎn)條件下的壽命，以符號L10(r)或L10h(h)表示。不同可靠度，特殊軸承性能和運轉(zhuǎn)條件時其壽命可對根本額定壽命進(jìn)行修正，稱為修正額定壽命。 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定將根本額定壽命一百萬轉(zhuǎn)10r時軸承所能承受的恒定載荷取為根本額定動載荷C。也就是說，在根本額定動載荷作用下，軸承可以工作10r而不發(fā)生點蝕失效，其可靠度為90%。根本額定動載荷大，軸承抗疲勞的承載能力相應(yīng)較強(qiáng)。徑向根本額定動載荷Cr對向心軸承角接觸軸承除外是指徑向載荷，對角接觸軸承那么是指引起軸承套圈間產(chǎn)生相

39、對徑向位移時的載荷徑向分量。對推力軸承，軸向根本額定動載荷Ca是指中心軸向載荷。(1) 當(dāng)量(dngling)載荷滾動軸承(gndngzhuchng)假設(shè)(jish)同時承受徑向和軸向聯(lián)合載荷，為了計算軸承壽命(shumng)時在相同條件下比擬(bn)，需將實際工作載荷轉(zhuǎn)化為當(dāng)量動載荷。在當(dāng)量動載荷作用下，軸承壽命與實際聯(lián)合載荷下軸承的壽命相同。當(dāng)量動載荷P的計算公式是：P= 3-14表3.2 軸承滾動當(dāng)量動載荷計算的X,Y值軸承類型 Fa/Cor e 單向軸承雙列軸承Fa/FreFa/FreFa/FreFa/FreX Y XY XYXY 角接觸球軸承=150.0150.381 00.441.

40、4711.65 0.722.390.0290.41.401.572.280.0580.431.301.462.110.0870.461.231.3820.120.471.191.341.930.170.501.121.261.820.290.551.021.141.660.440.561.001.121.630.580.561.001.121.63當(dāng)量(dngling)動載荷式中Fr為徑向(jn xin)載荷，N；Fa為軸向載荷(zi h)，N；X，Y分別(fnbi)為徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)，可由上表查出。 上表(shn bio)中，e是一個判斷系數(shù)，它是適用于各種X,Y系數(shù)值的Fa/

41、Fr極限值。試驗證明，軸承Fa/Fre或 Fa/Fre時其X,Y值是不同的。單列向心軸承或角接觸軸承擔(dān)Fa/Fre時，Y=0,P=Fr,即軸向載荷對當(dāng)量動載荷的影響可以不計。深溝球軸承和角接觸球軸承的e值隨Fa/Cor的增大而增大。Fa/Cor反映軸向載荷的相對大小，它通過接觸角的變化而影響e值。=0的圓柱滾子軸承與滾針軸承只能承受徑向力，當(dāng)量動載荷Pr=Fr;而=90的推力軸承只能承受軸向力，其當(dāng)量動載荷Pa=Fa。 由于機(jī)械工作時常具有振動和沖擊，為此，軸承的當(dāng)量動載荷應(yīng)按下式計算： P=fd(XFr+Yfa)沖擊載荷系數(shù)fd由表3.3選取表3.3：載荷性質(zhì) 機(jī)器舉例fd平穩(wěn)運轉(zhuǎn)或輕微沖擊

42、電機(jī)，水泵，通風(fēng)機(jī)，汽輪機(jī)1.01.2中等沖擊車輛，機(jī)床，起重機(jī)，冶金設(shè)備，內(nèi)燃機(jī)1.21.8強(qiáng)大沖擊破碎機(jī)，軋鋼機(jī)，振動篩，工程機(jī)械，石油鉆機(jī)1.83.0由于軸承載荷與縱向載荷之比：=0.25C 此軸承符合要求另外由于橫向絲杠與縱向絲杠采用同一軸承，且載荷小于縱向，因此同理可驗證其是合理的。4 步進(jìn)電機(jī)的選擇4.1 縱向步進(jìn)電機(jī)的選擇4.1.1 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量是指一個進(jìn)給脈沖使機(jī)床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量，它是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個根本技術(shù)參數(shù)。因此，脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī)床精度的要求來確定，CA6140的定位精度為0.015mm，因此選用的脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖 0.005mm

43、/脈沖。4.1.2步距角的選擇根據(jù)步距角初步(chb)選步進(jìn)電機(jī)型號，并從步進(jìn)電機(jī)技術(shù)參數(shù)表中查到步距角b ，三種不同(b tn)脈沖分配方式對應(yīng)有兩種步距角。步距角b 及減速比 i與脈沖(michng)當(dāng)量p 和絲杠導(dǎo)程 L0 有關(guān)。初選電機(jī)(dinj)型號時應(yīng)合理選擇b及i, 并滿足(mnz)： b (pi360)/L0 4-1由上式可知：b pi360/L0=3600.011/10=0.36初選電機(jī)型號為:90BYG5502具體參數(shù)如表4.1所示 表4.1： 縱向電機(jī)步距角相數(shù)驅(qū)動電壓電流90BYG55020.36 550V3A靜轉(zhuǎn)矩空載起動頻率空載運行頻率轉(zhuǎn)動慣量重量 5N.m 220

44、0 3000040 kg 4.5kg圖4-1 電機(jī)簡圖4.1.3矩頻特性： =J=J10(N ) 由于：nmax=(r/min)那么： Mka=J(N )式中：J為傳動系統(tǒng)各部件慣量折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量kg ;為電機(jī)最大角加速度rad/s;nmax為與運動部件最大快進(jìn)速度對應(yīng)的電機(jī)最大轉(zhuǎn)速r/min;t為運動部件從靜止啟動加速到最大快進(jìn)速度所需的時間s;vmax為運動部件最大快進(jìn)速度mm/min; p為脈沖當(dāng)量mm/脈沖；b為初選步進(jìn)電機(jī)的步距角步，對于軸、軸承、齒輪、聯(lián)軸器，絲杠等圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量計算公式為J=(kg ),對于鋼材，材料密度為7.810(kg ),那么上式轉(zhuǎn)化為J=

45、0.78DL10(kg ),式中：Mc為圓柱體質(zhì)量kg;D為圓柱體直徑cm，JD為電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，可由資料查出。(1)絲杠的轉(zhuǎn)動慣量Js Js=Js/i，i為絲杠與電機(jī)(dinj)軸之間的總傳動比由于(yuy)i=1那么(n me): Js=0.78DL10=0.78(6.3)17010=208.9( kg )(2)工作臺質(zhì)量(zhling)折算工作臺是移動部件，其移動質(zhì)量慣量(gunling)折算到滾珠絲杠軸上的轉(zhuǎn)動量JG:JG=M( kg ),式中：L。為絲杠導(dǎo)程cm;M為工作臺質(zhì)量kg.由于L。=1cm,M=90kg那么 ： JG=M=90=2.28( kg )1一對齒輪傳動小齒輪裝

46、置在電機(jī)軸上轉(zhuǎn)動慣量不用折算，為J1.大齒輪轉(zhuǎn)動慣量J2折算到電機(jī)軸上為=J2()2兩對齒輪傳動傳動(chundng)總速比i=i1i2,二級分速比(s b)為i1=z2/z1和i2=z4/z3.于是(ysh)，齒輪1的轉(zhuǎn)動慣量為J1,齒輪(chln)2和3裝在中間軸上，其轉(zhuǎn)動慣量要分別(fnbi)折算到電機(jī)軸上，分別為J2()和J3().齒輪4的轉(zhuǎn)動慣量要進(jìn)行二次折算或以總速比折算為：=J4()() 4-2因此，可以得到這樣的結(jié)論：在電機(jī)軸上的傳動部件轉(zhuǎn)動慣量不必折算，在其他軸上的傳動部件轉(zhuǎn)動慣量折算時除以該軸與電機(jī)軸之間的總傳動比平方。由于減速機(jī)構(gòu)為一對齒輪傳動，且第一級i=1,那么可分別

47、求出各齒輪與軸的轉(zhuǎn)動慣量如下：n=45,m=1.5的轉(zhuǎn)動慣量J45,其分度圓直徑d=451.5=67.5mmS=27mm 那么:J45=0.786.7510=4.371 kg n=40,m=1.5的轉(zhuǎn)動慣量J40,其分度圓直徑d=401.5=60mmS=27mm 那么:J40=0.78610=2.73kg n=30,m=1.5的轉(zhuǎn)動慣量J30,其分度圓直徑d=301.5=45mmS=27mm 那么:J30=0.784.510=0.964 kg n=45,m=1.5的轉(zhuǎn)動慣量J45,其分度圓直徑d=451.5=67.5mmS=30mm 那么:J45=0.786.7510=4.9538 kg n=

48、50,m=1.5的轉(zhuǎn)動慣量J50,其分度圓直徑d=501.5=75mmS=30mm 那么:J50=0.787.510=7.548 kg n=60,m=1.5的轉(zhuǎn)動慣量J60,其分度圓直徑d=601.5=90mmS=30mm 那么:J60=0.78910=15.66 kg 兩輸入輸出軸的轉(zhuǎn)動慣量為:J輸入=0.781.81310=0.106 kg ; L=130mmJ輸出=0.782.51310=0.396 kg ; L=130mm查表得：JD=4 kg 綜上可知：J=JD+Js+JG+J30+J40+J60+J50+2J45 4-3 =252.302 kg 又由于(yuy) V =1.4616

49、00=2236mm/min那么(n me)：Mka=252.30210=41.1N (3)力矩(l j)的折算：1Mkf空載(kn zi)摩擦力矩Mkf= 4-4式中：G為運動部件(bjin)的總重力N； f為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；i為齒輪傳動降速比；為傳動系統(tǒng)總效率，一般取=0.70.85；L。為滾珠絲杠的根本導(dǎo)程cm。由于G=9010=900N, f=0.05, i=1, =0.85那么Mkf =8.4N 2M。附加摩擦力矩 M。=(1-。) 4-5式中：Fyj為滾珠絲杠預(yù)加負(fù)載，即預(yù)緊力，一般取1/3Fm;Fm為進(jìn)給牽引力N, 。為滾珠絲杠未預(yù)緊時的傳動效率，一般取。0.9得 Fyj=1/3Fm

50、=1/31728.8=576.3N又 L。=10mm ， =0.95那么 M。=96.6 N 那么 =+M。=41.1+8.4+96.6=140 N 由于=那么所選步進(jìn)電機(jī)為五相十拍的經(jīng)表查得 ：=0.951那么 =1.67N.m=0.955=4.75N.m所以(suy)所選步進(jìn)電機(jī)符合(fh)要求(yoqi)4.1.4據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性計算(j sun)加減速時間校核的快速性T=(fn-f0) 4-6式中：T為加減速時間，Jr和Jl分別(fnbi)為轉(zhuǎn)子，負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量kg.m為電機(jī)得步距角，Tcp,Tl為電機(jī)最大平均轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩N.mf。,fn為起始加速時，加速終了時的頻率Hz由于 J

51、r=0.410 kg.m Jl=0.0252 kg.m =0.36Tcp=5 N.m Tl=1.67 N.m f0=2200Hz fn=30000Hz 那么 T=(30000-2200) =1.2s1.5s所以選此步進(jìn)電機(jī)能滿足要求。矩頻特性曲線4.2 橫向步進(jìn)電機(jī)的選擇4.2.1步距角確實定b pi360/L。 (4-7 L。=6mm , i=1 , p=0.005 b 0.3 初選電機(jī)(dinj)型號為:110BYG5602橫向電機(jī)步距角相數(shù)驅(qū)動電壓電流110BYG56020.3 580V3A靜轉(zhuǎn)矩空載起動頻率空載運行頻率轉(zhuǎn)動慣量重量 16 N.m 2500 3500015kg 16kg圖

52、4-2 電機(jī)(dinj)簡圖4.2.2距頻特性(txng)(1)力矩(l j)的折算1)空載摩擦(mc)力矩Mkf =GfL。/2i G=6010=600N f=0.05 L。=6mm =0.8 =3.5(N )2)附加摩擦力矩 M。=(1-。)(N ) Fyj=1/3Fm=1/33433.6=1144.5N L。=6 M。=115 N (2)轉(zhuǎn)動慣量的折算(sh sun)1)滾珠(gnzh)絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 Js=0.78DL10 D=4cm L=26cm Js=0.78DL10=0.78(4)2610 =5.19 N 2)工作臺轉(zhuǎn)動慣量 JG=M 4-8 L。=0.6cm M=60kg JG

53、=M =60=0.54( kg )(3)多脈沖(michng)減速裝置的轉(zhuǎn)動慣量折算Z=30 d=mz=1.530=45mm J=0.78D L10 =0.784.51.810 =0.58kg Z=40 d=mz=1.540=60mm J=0.78D L10 =0.7861.810 =1.82kg Z=45 d=mz=1.545=67.5mm J=0.78DL10 =0.786.751.810 =2.92kg Z=50 d=mz=1.550=75mm J=0.78DL10 =0.787.51.810 =4.44kg Z=60 d=mz=1.560=90mm J=0.78D L10 =0.789

54、1.810 =9.2kg 又由于(yuy) J輸入(shr)=0.106 kg J輸出=0.396 kg JD=15.8 kg 那么(n me) J=Js+JG+JJ=58 kg Mka= J10vmax=0.781600=1248mm/mint=1.5sp=0.005b=0.3 Mka=50 =7.257N Mkq=Mka+Mkf+M0=7.527+3.5+115=125.7N 又 MkqMjmax步進(jìn)電機(jī)(dinj)為五相十拍=0.95 Mjmax=16N.mMkq=1.257N.m0.9516=15.2N.m所以(suy)此步進(jìn)電機(jī)符合條件(4)上升時間校核(xio h) t=(fn-f

55、0)Jr=1.5810 kg.mJl=5.810 kg.m=0.3 Tcp=16N.m Tl=1.257N.m f0=2500Hz fn=35000Hz t= (35000-2500) =0.086s1.5s符合(fh)要求(yoqi)5 主軸(zhzhu)交流伺服電機(jī)5.1主軸(zhzhu)的變速范圍 主軸能實現(xiàn)的最高轉(zhuǎn)速(zhun s)與最低轉(zhuǎn)速之比稱為變速范圍Rn, 即Rn=nmax/nmin,數(shù)控機(jī)床(sh kn j chun)的工藝范圍寬，切削速度與刀具，工件直徑變化很大，所以主軸變速范圍很寬。 由于(yuy) Nmax=1800 nmin=14Nmax/nj=2nj/nmin 5-

56、1 那么(n me) nj=113r/min這里(zhl)nj為電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速該機(jī)床主軸要求的恒功率調(diào)速范圍Rn為：Rn=nmax/nj 5-2 =1800/113=15.9主軸電機(jī)的功率是：7.5kw5.2初選主軸電機(jī)的型號選主軸電機(jī)的型號為：SIMODRIVE系列交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)型號為1HP6167-4CB4，連續(xù)負(fù)載PH/KW=14.5，間歇負(fù)載60%/kw=17.5kw,短時負(fù)載20min/kw=19.25kw,額定負(fù)載n/r.min=5000，最大轉(zhuǎn)速nmax/r/min=8000,額定轉(zhuǎn)矩277N.m,慣性矩0.206/kg.m晶體管PWM變頻器型號為6SC6058-4AA025

57、.3主軸電機(jī)的校核電動機(jī)恒功率調(diào)速范圍：Rn=nmax/nmin=8000/500=16所以所選電動機(jī)型號的調(diào)速范圍滿足主軸所要求的調(diào)速范圍。6元件的選擇6.1 SZGDBM01光電編碼器6.1.1 概述(i sh) SZGDBM01光電編碼器，是常用的位移、角位移、長度、深度等機(jī)械量的檢測器件，廣泛用于化工、冶金、能源、輕工、紡織、電子、機(jī)械、汽車(qch)等行業(yè)。6.1.2：主要技術(shù)(jsh)性能SZGDBM01的分類方法6.2數(shù)控刀架/AK21系列(xli)刀架：AK21160*4*4C安裝圖及尺寸： 型 號ABCL1L2H1HXX1yh12MH3H4NAK211604126126146

58、4412252197016017011230.5132082/44AK211604C1171261463882732177016017011432132060/32主要參數(shù)：序號項 目AK2116044C 1刀臺方(mm)1602工位數(shù)(個)43裝刀基面高(mm)704裝刀基準(zhǔn)孔高(mm)/5單工位轉(zhuǎn)位時間(s)3.246刀架轉(zhuǎn)速(r/min)177最大切向力矩(N .m)5008最大顛覆力矩(N .m)12509重復(fù)定位精度(mm)0.00510毛重(Kg)3811凈重(Kg)3012箱體尺寸(mm)560400353結(jié)論(jiln) 這次畢業(yè)設(shè)計持續(xù)(chx)的時間為16周，時間相對于我們

59、以前搞設(shè)計來說是非常非長的。這次我畢業(yè)設(shè)計的題目是：把普通車床設(shè)計成為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。剛剛接受到這個題目的時候，感覺很難，因為以前從來(cngli)沒有接觸過這方面的設(shè)計，頭腦里一個最根本(gnbn)的概念都沒有，后來(huli)老師給我們大體上講了一下根本(gnbn)過程，再經(jīng)過我們兩個星期的研究，終于有一點眉目，搞清楚了什么是脈沖當(dāng)量，什么是滾珠絲杠等等，還有我們?yōu)槭裁匆脑炷切┻@些機(jī)構(gòu)。經(jīng)過幾個星期資料搜集，包括車床的說明書等等，設(shè)計并進(jìn)入了正式的軌道。 在生活逐漸自動化的今天，對加工制造的精度和加工效益都提出了很高的要求，因此對機(jī)床等加工設(shè)備提出了很高的要求。以前單一的靠手工操作的機(jī)床

60、，在很大程度上已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的要求，數(shù)控機(jī)床的改造已經(jīng)成為一種必要。但這次機(jī)床的改造是在原有的機(jī)床上換掉局部零部件，使它具有數(shù)控機(jī)床的根本功能，如不用手工操作能自動控制進(jìn)給量等。但又考慮到改造成的是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，所以在選材等方面，必須考慮到經(jīng)濟(jì)這一重要問題。因此在這次設(shè)計中有些選型可能精度不是很高，但是考慮到經(jīng)濟(jì)這一個重要的前提，就選擇了相比照擬實惠的型號。 因為我們以前的根底知識掌握得不牢固，在這次設(shè)計中確實是遇到了很多的問題，但在這過程中，我們又學(xué)會了很多東西，在以前的小設(shè)計中，有些能馬馬虎虎過去的問題，就糊里糊涂過去了，可這次是一切正規(guī)化，不能有半點模糊，因此壓力又大了很多，但是只