機(jī)自專業(yè)課程綜合實(shí)踐指導(dǎo)

機(jī)自專業(yè)課程綜合實(shí)踐指導(dǎo)1課程設(shè)計(jì)題目：機(jī)床數(shù)控改裝用數(shù)控X、Y工作臺(tái)設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一套簡易數(shù)控XY工作臺(tái)，固定在某一機(jī)床的工作臺(tái)上；XY工作臺(tái)的位置控制采用步進(jìn)電機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。通過上述方案將該普通機(jī)床改裝成簡易的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。課程設(shè)計(jì)的目的：通過本次設(shè)計(jì)，能夠全面地、系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)控機(jī)床的基本內(nèi)容和基本知識，初步掌握數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，并能學(xué)會(huì)運(yùn)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料。同時(shí)，培養(yǎng)相應(yīng)的創(chuàng)新意識、工程意識和動(dòng)手能力。2數(shù)控X、Y工作臺(tái)實(shí)物圖：3設(shè)計(jì)主要步驟--一、確定設(shè)計(jì)總體方案；二、機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)（XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算）；

1）初步確定工作臺(tái)尺寸及其重量；

2）計(jì)算切削力；

3）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算，各傳動(dòng)軸及各部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算）；

4）滾珠絲杠傳動(dòng)的計(jì)算與選型；設(shè)計(jì)步驟：

a.求出螺旋傳動(dòng)的計(jì)算載荷Fc

其中，KF—為載荷系數(shù)，無沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)：1.0-1.2

一般沖擊：1.2-1.5；有沖擊和振動(dòng)：1.5-2.54設(shè)計(jì)主要步驟--KH—為硬度系數(shù),滾道硬度HRC≥58：1.0；滾道硬度HRC≥55：1.11

滾道硬度HRC≥50：1.56；滾道硬度HRC≥45：2.4；滾道硬度HRC≥40：3.85KL—為精度系數(shù)，精度等級C、D：1.0；精度等級E、F：1.1

精度等級G：1.25；精度等級H：1.43Fm—為絲杠工作時(shí)的軸向壓力，

μ為導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)。為最下面的絲杠以上的所有質(zhì)量。b.額定動(dòng)載荷及壽命計(jì)算初步確定滾珠絲杠的規(guī)格型號。選擇的滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca，必需大于等于其計(jì)算值：Ca—額定動(dòng)載荷（N）；nm—螺桿的平均轉(zhuǎn)速，取90-110r/minLh—運(yùn)轉(zhuǎn)壽命（h）；

Fc—螺旋傳動(dòng)的計(jì)算載荷（N）5滾珠絲杠螺母副的標(biāo)注：此標(biāo)注表示：外循環(huán)墊片調(diào)隙式的雙螺母滾珠絲杠副，名義直徑為30㎜，螺距為5㎜，一個(gè)螺母工作滾珠3.5圈，單列，D級精度，左旋，絲杠的螺紋部分長度為800㎜，絲杠的總長度為1000㎜。滾珠絲杠螺母副精度等級的選擇：普通精度的數(shù)控機(jī)床可選用D級精度，精密型數(shù)控機(jī)床選用C級。DL6設(shè)計(jì)主要步驟--5）滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)計(jì)算與選型

①.計(jì)算導(dǎo)軌的工作壽命Th（小時(shí)），要求壽命不低于5年；

②.計(jì)算導(dǎo)軌行程長度壽命Ts（Km），Ts=2ThLsn/1000,

其中：Ls為單向行程（m），n為每分鐘往復(fù)次數(shù)；（可取4--6次/分鐘）

③.計(jì)算導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷Ca（N），可由下式求得：

其中F為每個(gè)滑座承受的工作載荷（N）;

④.根據(jù)額定動(dòng)載荷Ca確定滾動(dòng)導(dǎo)軌的型號及結(jié)構(gòu)尺寸。7直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副：8設(shè)計(jì)主要步驟--6）步進(jìn)電機(jī)的選型及計(jì)算：由機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量δ及步距角α：

計(jì)算電機(jī)軸上的總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量—

①絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：

其中，ρ為絲杠密度取7.8×kg/,d為絲杠的等效直徑(m),l為絲杠長度(m)。

②工作臺(tái)、工件、夾具、支承座等等折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：

其中，為總的質(zhì)量，kg；

P為絲杠導(dǎo)程，mm。*電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的場合，可忽略不計(jì)。(Kg*)(Kg*)96）步進(jìn)電機(jī)的選型及計(jì)算：電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算①空載啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸上的慣性轉(zhuǎn)矩：

其中，Δt為電機(jī)加減速時(shí)間（=0.1s）；P-絲杠導(dǎo)程(m)

Vmax為工作臺(tái)快進(jìn)速度（=3.6m/min，換算為m/s）；λ為傳動(dòng)比.

②電機(jī)軸上的當(dāng)量摩擦轉(zhuǎn)矩（工作臺(tái)及工件重量引起）：

?為伺服傳動(dòng)鏈的總效率，可取0.8。③因絲杠副預(yù)緊力引起的電機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩：（設(shè)預(yù)緊力為最大軸向載荷的1/3)

其中，

?0為滾珠絲杠螺母副未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率（=0.9）?？蛰d啟動(dòng)時(shí)電機(jī)軸上的最大靜轉(zhuǎn)矩：

所選取的步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩Ts需滿足：(Nm)(Nm)(Nm)106）步進(jìn)電機(jī)的選型及計(jì)算

注意：步進(jìn)電機(jī)選型的時(shí)候，必需同時(shí)滿足轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及靜轉(zhuǎn)矩的要求。

即應(yīng)進(jìn)行慣量匹配驗(yàn)算：由步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性曲線確定電機(jī)的最大運(yùn)行頻率f。7）聯(lián)軸器的選擇三、編寫設(shè)計(jì)說明書。要求：設(shè)計(jì)說明書中的有關(guān)計(jì)算公式應(yīng)標(biāo)明出處；所引用的附圖及表格應(yīng)附在說明書中相應(yīng)位置，并有相應(yīng)的說明；設(shè)計(jì)說明書格式參考教務(wù)處課程設(shè)計(jì)論文格式的要求；11課程設(shè)計(jì)總體要求：(1)完成進(jìn)給伺服系統(tǒng)縱﹑橫向的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖(A0/A1)一張(2)完成數(shù)控系統(tǒng)原理圖(A2)一張(3)完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份時(shí)間要求3周內(nèi)完成。參考進(jìn)度：數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)—2天；進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—3