數(shù)控電火花線切割機的設(shè)計【全套CAD圖紙+畢業(yè)論文答辯資料】

江蘇科技大學(xué)  畢業(yè)（設(shè)計）論文  數(shù)控電火花線切割機的設(shè)計  需要購買對應(yīng) 紙  咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  摘    要  數(shù)控電火花線切割機主要用于對各類模具、電極、精密零部件制造，硬質(zhì)合金、淬火鋼、石墨、鋁合金、結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、鈦合金、金剛石等各種導(dǎo)電體的復(fù)雜型腔和曲面形體加工。  本文講述了 數(shù)控電火花線切割機 的設(shè)計。首先，通過對 數(shù)控電火花線切割機 原理及 現(xiàn)狀進行 了分析 ，在此基礎(chǔ)上提出了本 數(shù)控電火花線切割機 方案；接著，設(shè)計計算了各主要構(gòu)成件的結(jié)構(gòu)尺寸；然后，對電氣控制系統(tǒng)進行了設(shè)計；最后，通過 件繪制了本 數(shù)控電火花線切割機 裝配圖、主要零件圖及電氣原理圖。  通過本次設(shè)計，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機械原理、機械設(shè)計、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了起重機械產(chǎn)品的設(shè)計方法并能夠熟練使用圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。  關(guān)鍵詞： 數(shù)控 ， 電火花線切割 ，滾珠絲杠 ；步進電機  要購買對應(yīng) 紙  咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  DM is of of  DM C on DM of of of DM  of of of of be to in is of     錄  需要購買對應(yīng) 紙  咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  摘    要  . . 一章  緒論  . 1 究背景及意義  . 1 火花線切割加工的特點及適用范圍  . 1 究現(xiàn)狀  . 2 第二章  總體方案設(shè)計  . 3 計要求  . 3 構(gòu)及原理分析  . 3 案設(shè)計  . 4 能設(shè)計  . 4 構(gòu)設(shè)計  . 5 能設(shè)計  . 5 第三章  機械系統(tǒng)設(shè)計  . 7 作平臺設(shè)計  . 7 軌的選用  . 8 進電機的選用  . 9 選電機型號  . 9 距角  . 10 頻特性  . 10 珠絲桿螺母副的選擇與校核  . 11 型選擇  . 12 擇與校核計算  . 13 動效率的計算  . 15 桿穩(wěn)定性驗算  . 15 承裝置設(shè)計  . 16 桿的支承形式  . 17 桿的支承方式  . 17 第四章  電氣控制系統(tǒng)設(shè)計  . 18 需要購買對應(yīng) 紙  咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  切割機床脈沖電源原理  . 18 體方按的擬定  . 18 件的電路設(shè)計  . 19 片機設(shè)計  . 19 統(tǒng)擴展  . 20 進電機控制電路設(shè)計  . 25 電隔離電路設(shè)計  . 28 分程序設(shè)計  . 29 結(jié)  論  . 34 致  謝  . 35 參考文獻  . 36 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  第一章  緒論  究背景及意義  數(shù)控電火花線切割機主要用于對 各類模具、電極、精密零部件制造，硬質(zhì)合金、淬火鋼、石墨、鋁合金、結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、鈦合金、金剛石等各種導(dǎo)電體的復(fù)雜型腔和曲面形體加工。  隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟競爭的日趨激烈，產(chǎn)品的更新速度越來越快，復(fù)雜形狀的零件越來越多，精度要求越來越高，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加。激烈的市場競爭使產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短。傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已經(jīng)難于適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高效高質(zhì)量加工要求。  電火花 線切割機是我國獨創(chuàng)的電加工設(shè)備，它結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，使用成本低，是我國產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛 的機床種類之一。 具有以下 優(yōu)點 ：  （ 1）可以加工難以用金屬切削方法加工的零件 ,不受材料硬度影響。  （ 2）由于工具電極與工件電極不直接接觸 ,沒有機械切削力。所以在制作工具電極時不必考慮其受力特性 ,工具電極可以做的十分微細 ,能進行微細加工和復(fù)雜型面加工。  （ 3）電火花加工是通過脈沖放電來蝕除金屬材料的 ,而脈沖電源的參數(shù)隨時可調(diào) ,因此在同一情況下 ,只需調(diào)整電參數(shù)即可切換粗、半精、精、超精加工。  火花線切割加工的特點及適用范圍  （ 1） 適合與于難切削材料的加工。由于加工中材料的去除是靠放電時的電熱作用實現(xiàn)的， 材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電性及其熱學(xué)特性，如熔點、沸點（氣化點）、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、電阻率等，而幾乎與其力學(xué)性能（硬度、強度等）無關(guān)。這樣可以突破傳統(tǒng)切削加工對刀具的限制，可以實現(xiàn)用軟的工具加工硬韌的工件，甚至可以加工像聚晶金剛石、立方氮化硼一類的超硬材料。  目前電極材料多采用紫銅或石墨，因此工具電極較容易加工。  （ 2） 可以加工特殊及復(fù)雜形狀的零件。由于加工中工具電極和工件不直接接觸，江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  沒有機械加工的切削力，因此適宜加工低剛度工件及微細加工。由于可以簡單地將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，因此特別適用于復(fù) 雜表面形狀工件的加工，如復(fù)雜型腔模具加工等。數(shù)控技術(shù)的采用使得用簡單的電極加工復(fù)雜形狀零件也成為可能。  （ 3） 易于實現(xiàn)加工過程自動化。由于是直接利用電能加工，而電能、電參數(shù)較機械量易于數(shù)字控制、適應(yīng)控制、智能化控制和無人化操作等。  （ 4） 可以改進結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善結(jié)構(gòu)的工藝性。例如可以將拼鑲結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)合金沖模，改為用電火花加工的整體結(jié)構(gòu)，減少了加工工時和裝配工時，延長了使用壽命。又如噴氣發(fā)動機中的葉輪，采用電火花加工后可以拼鑲、焊接結(jié)構(gòu)改為整體葉輪，既大大提高了工作可靠度，又大大減少了體積和質(zhì)量。  究 現(xiàn)狀  具有我國特色的數(shù)控 電火花線切割 加工技術(shù)自 60年代末研制成功以來，經(jīng)過 30年的不斷完善和發(fā)展，現(xiàn)已成為制造業(yè)中不可缺少的加工手段。目前， 電火花 線切割機的切割速度已由過去的 20 40遍提高到 100上，有的可達到260床的加工精度為 件的表面粗糙度為 m,因而可滿足一般模具加工和其他復(fù)雜零件制造的要求。  隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對各類產(chǎn)品的制造要求越來越高，對線切割加工技術(shù)也提出了更高的要求。國外 (歐美、日本等 )研究發(fā)展的數(shù)控 低速走絲電火花線切割機為適應(yīng)對制造加工技術(shù)的要求，采用閉環(huán)數(shù)字交 (直 )流伺服控制系統(tǒng)，確保優(yōu)良的動態(tài)性能和高定位精度，加工精度可控制在若干微米以內(nèi)。同時機床具有數(shù)字自適應(yīng)控制電源、自動穿絲、自動卸除廢料、短路自動回退等自動化技術(shù)，此外對電極絲張力和工作液壓力也可進行控制。由于使用了新技術(shù)并注重計算機軟件技術(shù)的更新和發(fā)展，低速走絲線切割機的工藝指標已達到了相當(dāng)高的水平。即使對形狀復(fù)雜零件的加工，最高切割速度也可超過 300寸精度可達到 2 5 m；m(多次切 割 )。機床的自動化程度高，加工穩(wěn)定性好，已向無人化加工發(fā)展。  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  第二章  總體方案設(shè)計  計要求  原始數(shù)據(jù)：  （ 1） 工作臺行程：橫向 ,250向 200 （ 2） 工作臺最大尺寸（寬度長度）： 320 500 （ 3） 最大切削錐度： 9；  （ 4） 工件最大重量： 80 （ 5） 加工精度：快走絲 走絲  （ 6） 加工的表面粗糙度：  （ 7） 切割速度： 40 （ 8） 放電間隔：  構(gòu)及 原理 分析  線切割機床主要由機械系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和微機控制系統(tǒng)組成。其主體結(jié)構(gòu)由床身、坐標工作臺、線架、運絲裝置、工作液箱、機床電器、夾具、保護罩及機床附件等部分組成。  下圖是電火花線切割機床結(jié)構(gòu)圖：  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  1   2   3   4作臺     56   7   8   9標軸     1011   12   13圖 2火花線切割機床結(jié) 構(gòu)圖  電火花加工的原理是基于工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。  下圖是電火花線切割機床加工的工作原理示意圖：  圖 2火花 線切割機工作原理示意圖  線切割機床采用鉬絲作為電極，被切割的工件為一電極，電極絲為工具電極。脈沖電源發(fā)出連續(xù)的高頻脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上。在電極絲與工件之間加有具有一定絕緣性能足夠多的工作液。當(dāng)鉬絲與工件間距離小到一定的程度，工作液介質(zhì)被擊穿，鉬絲與工件之間形成瞬時火花放電，瞬時 間產(chǎn)生高溫，生成大量的熱，使工件金屬局部熔化，甚至汽化；加上工作液體的沖洗，使金屬被蝕除下來。這就是線切割機床的加工原理。  案設(shè)計  總體方案設(shè)計包含功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能設(shè)計三部分。  能設(shè)計  此次設(shè)計我采用了類比設(shè)計，在外觀設(shè)計上我參考了我們機械樓里的 其大體有個了解：電火花加工機床加工時工件固定在工作臺上，由滾珠絲桿帶動的電極頭緩慢的向下移動，且移動精度要求較高。其主軸動力系統(tǒng)為交流江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  伺服電機，通過齒輪變速后連接滾珠絲桿帶動主軸頭移動，且有光柵尺檢測其位 置；縱向、橫向進給系統(tǒng)也采用滾珠絲桿傳動，直接用手柄驅(qū)動，而沒有采用電機驅(qū)動，導(dǎo)軌則采用了滑動導(dǎo)軌。  加工特點有： 適合與于難切削材料的加工 ； 可以加工特殊及復(fù)雜形狀的零件；易于實現(xiàn)加工過程自動化；可以改進結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善結(jié)構(gòu)的工藝性。只能用于加工金屬等導(dǎo)體材料；加工速度一般較慢；存在電極損耗；最小角部半徑有限制。  構(gòu)設(shè)計  主機主要包括床身、滑座、工作臺、主軸箱、底座等部分組成。  （ 1）床身結(jié)構(gòu)   機床采用立柱式結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)具有較好的剛性和較大的承載能力，并且加工精度高，穩(wěn)定性能好，工作液箱大，加工 效率高。機床的 X、 Y、 個坐標導(dǎo)軌采用滑動導(dǎo)軌。  （ 2）主軸箱結(jié)構(gòu)  主軸箱包括主軸伺服系統(tǒng)和主軸平衡結(jié)構(gòu)。步進電動機通過同步帶與滾珠絲桿連接?；逡苿硬捎镁苤本€導(dǎo)軌副。主軸箱還裝有剎車裝置，防止主軸頭自動滑下。當(dāng)強電接通時，剎車器放松，電機可帶滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，使滑板帶動主軸箱上下移動。當(dāng)強電關(guān)閉時，剎車器鎖住絲桿，防止主軸箱因自重掉下來。  （ 3）工作臺   工作臺采用電動機直接與滾珠絲桿副相連，移動采用精密直線滑動導(dǎo)軌副。  （ 4）工作液槽結(jié)構(gòu)   工作液槽安裝在工作臺 上，工作液槽采用單開門的結(jié)構(gòu)形式，門外密封采用 過調(diào)節(jié)進油開關(guān)及沖吸油壓力調(diào)節(jié)閥來改變油壓壓力。  能設(shè)計  由于 伺服驅(qū)動部件是數(shù)控系統(tǒng)中與機械直接有關(guān)的部分，它們的性能決定了機床各進給軸、主軸和其他伺服軸的基本控制特性，它們的價格也占整個數(shù)控系統(tǒng)的大部分，所以正確、合理地選擇可靠 (因為從目前情況來看，伺服故障占電氣故障的比例較大 )的伺服驅(qū)動部件對提高產(chǎn)品的功能 /價格比起著決定性的作用。  (1)進給伺服電機的選擇  輸出轉(zhuǎn)矩是進給電機負載能力的指標。在連續(xù)操作狀態(tài)下，輸出轉(zhuǎn)矩是隨轉(zhuǎn)速的 升高而減小的，電機的性能越好，這種減小值就越小。為進給軸配置電機時應(yīng)滿足最高切削速度時的輸出轉(zhuǎn)矩。雖然在快速進給時不作切削，負載較小，但也應(yīng)考慮最高快速進給速度下的起動轉(zhuǎn)矩。高速時的輸出轉(zhuǎn)矩下降過多江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  也會影響進給軸的控制特性。  (2)主軸伺服電機的選擇  輸出功率是主軸電機負載能力的指標。主軸電機的額定功率是指在恒功率區(qū) (速率  運行時的輸出功率，低于基本速度 是達不到額定功率的，速度越低，輸出功率就越小。主軸電機的功率特性為了滿足主軸低速時的功率要求，一般采用齒輪箱變速，使主軸低速時的電機速度也 在基本速度時機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本也相應(yīng)增加。  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  第三章  機械 系統(tǒng) 設(shè)計  作 平 臺 設(shè)計  根據(jù)查閱相關(guān)資料參數(shù)：  工作臺行程為 250200作臺工作面尺寸為： 320500 取 150 00設(shè)計工作臺簡圖見下圖：  圖 3床工作臺簡圖  拖板尺寸）：  長寬高    320 500 55 重量： 320 500 55 310 210 686 N 拖板尺寸）：  長寬高    320 500 65 重量： 320 500 65 310 210 811 N 上導(dǎo)軌座（連電機）重量：  （ 811 320 10 2 560 50 55） 310 210 443 N 夾具及工件重量：約 1000N 江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  X  2500N。  軌的 選用  導(dǎo)軌是用來導(dǎo)向和承載的，選用滾動導(dǎo)軌，其最大優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，動、摩擦發(fā)熱少，磨損小，精度保持性高，低速運動平穩(wěn)性好，移動精度和定位精度都教高。滾動導(dǎo)軌還具有潤滑簡單，高速運動時不會象滑動導(dǎo)軌那樣因動壓效應(yīng)而使動導(dǎo)軌浮起等優(yōu)點。  導(dǎo)軌的材料：  滾動導(dǎo)軌最常用的材料是硬 度為 淬硬鋼，以及硬度為 鑄鐵，如 鐵導(dǎo)軌適用于中、小載荷又無動栽，不需預(yù)緊，等情況。  導(dǎo)軌的預(yù)緊：  導(dǎo)軌的技術(shù)要求：  導(dǎo)軌面和滾動體的制造誤差，直接影響機床的加工今年剛度和各滾動體上載荷的分布。有預(yù)緊的滾動導(dǎo)軌，制造無擦?xí)趯?dǎo)軌移動時使預(yù)緊力發(fā)生變化，影響導(dǎo)軌移動的均勻性。因此，滾動導(dǎo)軌的制造精度是很高的。滾動導(dǎo)軌的精度根據(jù)機床的精度等級而定。除導(dǎo)軌的不直度和不平行度要求與滑動導(dǎo)軌相同外，還有對滾動體的精度要求，如下表  表 同導(dǎo)軌的精度的不同誤差  導(dǎo)軌的不直度  導(dǎo)軌不平行度   滾動體直徑   滾柱的錐度  普通精度    10m     3 m    1m   <m 精密  <3 m     3 m    <1 m   <m 滾動體的尺寸與數(shù)目：  通常，每個導(dǎo)軌上每排滾子數(shù)最少為 12驗指出，對于滾柱導(dǎo)軌一個滾柱擔(dān)負的重量為 N 時，載荷的分布是比較均勻的。因此可用下式確定每一導(dǎo)軌上滾動體數(shù)目的最大值。  d珠式中   滾柱和滾珠的數(shù)目；  G 每一導(dǎo)軌上所分擔(dān)的運動部 件的重量（ N）；  d 滾珠直徑。  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  滾珠導(dǎo)軌預(yù)緊力的計算：  m a x 0 . 7 0 7 0 . 5 l（ ）式中          Z  一個導(dǎo)軌面上滾動體數(shù)目；    動導(dǎo)軌重心的坐標；  l  導(dǎo)軌的中心距。  而一個滾柱導(dǎo)軌的許用載荷  2P  式中          d  滾珠直徑（    導(dǎo) 軌材料的硬度系數(shù)，按下表選??；  K 滾動體截面上的當(dāng)量許用應(yīng)力， 高精度機床去 通級機床取  表 種導(dǎo)軌的數(shù)據(jù)圖  鑄鐵導(dǎo)軌    硬度  170 200     230          1       火鋼導(dǎo)軌  硬度    50     55      57     60             里取鑄鐵導(dǎo)軌   為 得 ，即導(dǎo)軌符合要求。  滾動導(dǎo)軌采用潤滑脂潤滑。它的優(yōu)點是不會泄露，不需經(jīng)常加油；缺點是進塵屑后易磨損導(dǎo)軌。  進電機的選用  步進電動機又稱為脈沖電動機，是一種把電脈沖信號轉(zhuǎn)換成與脈沖數(shù)成正比的角位移或直線位移的執(zhí)行元件。具有以下四個特點：轉(zhuǎn)速（或線速度）與脈沖頻率成正比；在負載能力允許的范圍內(nèi)，不因電源電壓、負載、環(huán)境條件的波動而變化；速度可調(diào)，能夠快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)；定位精度高、同步運行特性好。  數(shù)控電火花成 型機的動力系統(tǒng)要求電動機定位精度高，速度調(diào)節(jié)方便快速，受環(huán)境影響小，且頜定功率小，并且可用于開環(huán)系統(tǒng)。而 列步進電動機為反應(yīng)式步江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  進電動機，具備以上的所有條件，我們選用的型號 90 距角  初選步進電機型號，并從手冊中查到步距角b，由于   3600綜合考慮，我初選了,1, 可滿足上式的要求。  頻特性  步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩進電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩 M 步進電機空載啟動是指電機在沒有外加工作負載下的啟動。步進電機所需空載啟動力矩按下式計算：  0式中：   空載啟動力矩；   空載啟動時運動部件由靜止升速到最大快進速度折算到電機軸上的加速力矩；   空載時折算到電機軸上的摩擦力矩；  0M 由于絲桿預(yù)緊折算到電機軸上的附加摩擦力矩；  而且初選電機型號時，應(yīng)滿足步進電動機所需空載啟動力矩小于步進電動機名義啟動轉(zhuǎn)矩，即：  m a 計算 加速力矩  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  J=22521 /108.1 =10 55 = p b a xm a x 2112m a x 101060 40002)0602 m 空載摩擦力矩  ' .6  附加摩擦力矩  )1(2 2000 J=)40 2 = 0= M =25= 啟動矩頻特性校核  步進電機有三種工況：啟動、快速進給運動、工進運行。  前面提出的m a ，僅僅是指初選電機后檢查電機最大靜轉(zhuǎn)矩是否滿足要求，但是不能保證電機啟動時不丟步。因此，還要對啟動矩頻特性進行校核。  突跳啟動時加速力矩很大，啟動時丟步是不可避免的。因此很少見。而升速啟動過程中只要升速時間足夠長，啟動過程緩慢，空載力矩般不會發(fā)生丟步現(xiàn)象。  珠絲桿螺母副的 選擇與 校核  滾珠絲杠螺母副是直線運動與回轉(zhuǎn)運動相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置，在絲杠和螺母上有半圓弧形螺旋槽，當(dāng)套裝在一起便形成了滾珠的螺旋滾道。螺母上有滾珠的回路滾道，將幾圈螺旋滾道的兩端連接起來構(gòu)成封閉的螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾珠在滾道內(nèi)既自傳又沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動，因而迫使螺母軸向移動。  滾珠絲杠螺母副具有以下特點：  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  （ 1） 傳動的效率高，摩擦損失小。滾珠絲杠螺母副的傳動效率為  比普通的絲杠高 3此，功 率消耗只相當(dāng)于普通絲杠的41 （ 2） 若給于適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，可以消除絲杠和螺母之間的螺紋間隙，反向時還可以消除空載死區(qū)，從而使絲杠的定位精度高，剛度好。  （ 3） 運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，而且傳動精度高。  （ 4） 具有可逆性，既可以從螺旋運動轉(zhuǎn)換成直線運動，還可以從直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動。也就是說，絲杠和螺母可以作為主運動。  （ 5） 磨損小，壽命長。  （ 6） 但是制造工藝復(fù)雜，滾珠絲杠、螺 母等元件加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，所以制造成本高。  （ 7） 不能自鎖，由于其自重的慣性力的不同，下降時傳動切斷，不能馬上停止運動，所以還需要增加制動裝置。  最大工作載荷計算：  滾珠絲桿上的工作載荷)(包括滾珠絲桿的走刀反作用力及與移動體中立在道軌上的其它切削分力相關(guān)的摩擦力，用下列公式計算。  對于道軌         )( 式中：                工作臺進給方向的載荷   工作臺垂直的載荷   工作臺橫向的載荷  G 移動部件的重力  K 考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)  F 考慮顛覆力矩影響的摩擦系數(shù)  對于滾動導(dǎo) 軌； f=于電火花線切割是電極絲放電進行加工，可以認為,近似為零  所以；江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  取     1000, g（估算）  mF=f G=1000  最大動載荷 C 的計算及主要尺寸初選：  滾珠絲桿應(yīng)根據(jù)斷定動載荷大動載荷計算原理與滾動軸承相同。  滾珠絲桿的最大動載荷應(yīng)用下式計算：  063 /1000,10/60, 式中： L 工作壽命，單位 10n 絲桿轉(zhuǎn)速，單位 r/v 最大切削力條件下進給速度，單位 m/L 絲桿基本導(dǎo)程，單位 mm t 頜定使用壽命，單位 h，可取 t=15000h  運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，無沖擊取 1 般情況 以  = =n=1000v/0L=1000 100 =20r/=60610 =610243 6 5102060 =r）  C= =33 根據(jù)以上計算選取 5（機械設(shè)計師手冊上）  核 計算  滾珠絲桿已由專門工廠制造，因此，不用我們自己設(shè)計制造，只要根據(jù)使用工況選擇某種類型的結(jié)構(gòu)，在根據(jù)載荷、轉(zhuǎn)速等條件選定合適的尺寸型號并向有關(guān)廠家訂購。此次設(shè)計中，滾珠絲桿被三次選用，故在這 里只選取其中最重要的主軸傳動中德望滾珠絲桿加以設(shè)計和校核。其步驟如下：  首先對于一些參數(shù)說明如下：  軸向變載荷N），其中 i 表示第 i 個工作載荷， i =1、 2、 3、 4 n；  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  第 i 個載荷對應(yīng)的轉(zhuǎn)速r/ 第 i 個載荷對應(yīng)的工作時間h）；  絲桿副最大移動速度(m ax  絲桿預(yù)期壽命)( 型號選擇：  1）根據(jù)使用和結(jié)構(gòu)要求  選擇滾道截面形狀，查得螺母的循環(huán)方式和預(yù)緊方式；  2）計算滾珠絲桿副的主要參數(shù)  根據(jù)使用工作條件，查得載荷系數(shù)數(shù) 計算當(dāng)量轉(zhuǎn)速)( =2000算當(dāng)量載荷( m a x d =2333N 初步確定導(dǎo)程=400010000=計算絲桿預(yù)期工作轉(zhuǎn)速0=120000 計算絲桿所需的頜定載荷12' 10 =1 2333 10312 120000=1151N 3）選擇絲桿型號  根據(jù)初選的選取導(dǎo)程為 5定載荷大于絲桿。所選絲桿型號為 為外循環(huán)雙管式、雙螺母墊片預(yù)緊、導(dǎo)珠管埋入式系列江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  滾珠絲桿。  臨界轉(zhuǎn)速校核  2232161012226630 =5970r/最大工作轉(zhuǎn)速    000<776 校核合格。  滾珠絲桿的預(yù)緊  預(yù)緊力（般取當(dāng)量載荷的三分之一或頜定動載荷的十分之一。即：  F 31=778N 其相應(yīng)的預(yù)緊轉(zhuǎn)矩  32 10)1(2 2 10)77 8 = 動效率的計算  滾珠絲杠螺母副的傳動效率   = + ) 式中：為絲杠的螺旋生角，可根據(jù)初選型號查出為以上值；  為摩擦角，滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù) f=其摩擦角傳動效率較高約等于 10。  滾珠絲杠副的傳動效率較高一般為 間。  由給定值   = + ) =51 / 。 51 、 +10、 ) =以其傳動效率符合給定的標準值。  桿穩(wěn)定性驗算  滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時的臨界載荷 Fk=2(N) 式中 鋼 E=104為截面慣性矩，對絲杠圓截面 I= 4(；  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  系 數(shù)，參考下圖與下表  圖 3珠絲杠常用的支撐方式  表 珠絲杠的支撐方式系數(shù)表  圖中第一個為一端軸向固定一端自由，常用于短絲杠和樹直安裝的絲杠。圖中第二個為一端固定一端簡支，常常用于較長的臥式絲杠。圖中第三個為兩端固定常用于長絲杠或高轉(zhuǎn)速、高精度、高強度的地方。  臨界載荷 果 則該滾珠絲杠不會失穩(wěn)。因此，滾珠的絲 杠的壓竿穩(wěn)定條件為  n k=m 一般取 ,考慮到絲杠自重對水平滾珠絲杠的影響可取   4  由 Fk=2(N) 其中   = 4=304/60=42390 L=490 104 42390/240100=以  m=00 所以滾珠絲杠副的壓桿穩(wěn) 定性符合要求。  承 裝置 設(shè)計  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  桿的支承形式  滾珠絲桿的支承和支承方式將影響絲桿副的剛度，因此，對運動精度要求高時應(yīng)審慎的加以選擇。常見的支承形式有以下幾種：  （ 1） 絲桿一端安裝兩個深溝球軸承或者角接觸軸承或者圓錐滾子軸承的稱為固定支承；螺母相當(dāng)于固定支承。  （ 2） 安裝一個深溝球軸承或者角接觸球軸承或者圓錐滾子軸承的鉸支承；因此絲桿支承方式有兩端固定；一端固定，一端鉸支；一端固定，一端自由等幾種；  本設(shè)計采用的是兩端固定的支承。  桿的支承方式  螺桿的支承方式有以下四 種：  （ 1） 雙推自由支承：  將兩個方向相反的推力球軸承和兩個深溝球軸承裝在一端，另一端自由。  特點：適用于短螺桿。  （ 2） 雙推支承  將兩個方向相反的推力球軸承和兩個深溝球軸承裝在一端，另一端裝一個或兩個深溝球軸承。  特點：螺桿水平安裝時，可減少或避免因自重產(chǎn)生的彎曲或高速運轉(zhuǎn)時，自由端的晃動。適用于長螺桿。  （ 3） 單推單推或雙推單推  兩端各安裝一個方向相反的推力球軸承和一個深溝球軸承或一端裝兩個方向相反的推力球軸承和兩個深溝球軸承，另一端裝一個推力球軸承。  特點：可預(yù)拉伸螺桿，以減少或消除螺桿水平安裝時，因 自重產(chǎn)生的彎曲，當(dāng)軸承預(yù)緊力大于螺桿載荷的 1/3時，螺桿拉壓剛度可提高四倍，且不會承受壓力，無失穩(wěn)現(xiàn)象。  （ 4） 雙推雙推  兩端各安裝兩個方向相反的推力球軸承和兩個深溝球軸承。  特點：優(yōu)點與單推式相同，當(dāng)超過預(yù)計溫度，不會因螺桿伸長使軸承產(chǎn)生間隙。  缺點：調(diào)整較復(fù)雜。  江蘇科技大學(xué)畢業(yè)論文  買對應(yīng)的 紙  14951605 或 1304139763  第 四 章  電氣控制 系統(tǒng)設(shè)