數(shù)控工作平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書.doc

目錄一、總體設(shè)計方案的確定.21、工作臺總體結(jié)構(gòu)的確定.22、傳動方案的確定.2二、機(jī)械部分設(shè)計計算.31、縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計計算.3(1)、切削力計算.3(2)、滾珠絲桿設(shè)計計算.4（3）、齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計算.52、橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計計算.8（1）、切削力計算.8(2)、滾珠絲桿設(shè)計計算：.8(3)、齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計算.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、滾動導(dǎo)軌的選擇.13(1)、摩擦力計算：.13(2)、壽命計算：.13三、數(shù)控部分設(shè)計及編程.14四、參考文獻(xiàn)：.23一、總體設(shè)計方案的確定本次數(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,對機(jī)床的改動要盡量的少.故確定總體設(shè)計方案如下:采用MSC-51單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)一級齒輪減速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)數(shù)控平臺的縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動。方案如下：1、工作臺總體結(jié)構(gòu)的確定初步采用（1）、步進(jìn)電機(jī)2個（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短不一樣，所以要分別選擇計算（3）、滾動導(dǎo)軌：雙導(dǎo)軌、四滑塊（分別為X、Y向，長短選擇不同）（4）、帶有三條“”槽的工作臺面2、傳動方案的確定步進(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X、Y方向滿足：stepmYX/2二、機(jī)械部分設(shè)計計算1、縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計計算已知條件：工作臺重量：W=800N時間常數(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)、切削力計算由機(jī)床設(shè)計手冊可知，切削功率KNNc查機(jī)床說明書，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，切削力深度1pamm，走刀量mmf2.0從機(jī)械設(shè)計手冊中可知，在一般外團(tuán)圓車削時；zxFF1.1,zyFF7.0即：NFFzx11.63083.5721.11.1NFFzy98.40083.5727.07.0(2)、滾珠絲桿設(shè)計計算：對于矩形槽：)(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：CMD25042.5E其額定動載荷Q=14462N，所以強(qiáng)度足夠用。d1=22.5mm。螺母長度L=71mm,余程le