實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 目 錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 1份 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 1份 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)程記錄 1份 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 1份 畢業(yè)設(shè)計(jì)評審表（指導(dǎo)教師） 1 份畢業(yè)設(shè)計(jì)評審表（評閱人） 1 份畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評審表 1份畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄1 份 摘 要 論文詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)過程， 此設(shè)計(jì)過程大致可分為以下兩部分： 論文第一部分 主要 進(jìn)行了 數(shù)控銑床的機(jī)械部分 設(shè)計(jì) 。首先， 論證了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，從而在 總體布局上有所 把握 。其次 ，我們通過分析比較各種設(shè)計(jì)方案， 根據(jù) 合理性 和 經(jīng)濟(jì)性的指導(dǎo)思想， 決定采用立式結(jié)構(gòu)，十字工作臺(tái)式，床身導(dǎo)軌水平放置。最后，通過 對各零部件進(jìn)行選擇和校核， 最終 采用了在生產(chǎn)中已經(jīng)非常專業(yè)化的 角接觸球 軸承、 圓柱形滑動(dòng) 導(dǎo)軌、 混合式 步進(jìn)電 動(dòng) 機(jī) 和滾珠絲杠 等 。在機(jī)械部分設(shè)計(jì)過程中，盡量考慮節(jié)約成本和互換性，保證 X、 Y 進(jìn)給選用相同的步進(jìn)電機(jī)、 滾珠絲杠等零部件。 論文第二部分主要進(jìn)行了數(shù)控銑床的控制部分設(shè)計(jì)。其主要成果是：對電氣控制系統(tǒng)的組成作簡單闡述，通過比較多種控制系統(tǒng)，選擇采用買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 行控制。了解數(shù)控銑床的全部工作要求，確定采用三菱公司的列可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的啟停、正反轉(zhuǎn)、兩軸聯(lián)動(dòng)和變頻調(diào)速的控制，從而實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)控制。 通過弱電控制強(qiáng)電，計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制電路，成功地實(shí)現(xiàn)了工作要求，使其具有能控制電動(dòng)機(jī)啟停、正反轉(zhuǎn)、變頻調(diào)速和兩軸聯(lián)動(dòng)等功能。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控銑床，兩坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)型， 可編程控制器 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 第二章 實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床的總體設(shè)計(jì) 體設(shè)計(jì) 的 基本要求 (1)滿足各種加工要求，如加工范圍、加工精度等。 (2) 確保實(shí)現(xiàn)既定工藝方法所要求的工件和刀具的相對位置與相對運(yùn)動(dòng)。在既經(jīng)濟(jì)又合理的條件下，盡量采用較短的傳動(dòng)鏈，以簡化機(jī)構(gòu)，提高傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率。 (3) 確保銑床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度、抗振性、熱變形及噪聲水平。 (4) 應(yīng)便于觀察加工過程，便于操作、調(diào)整和維修。 (5) 結(jié)構(gòu)簡單，合理可靠。 (6) 體積小，重量輕。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 (1) 運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì) 。包括確定機(jī)床所需運(yùn)動(dòng)的個(gè)數(shù)、形式（直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）、功能（主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、其他運(yùn)動(dòng)）及排列順序，最后畫出機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能圖。 (2) 基本參數(shù)設(shè)計(jì)。包括整體尺寸參數(shù)、零件尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)。 (3) 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括傳動(dòng)方式、傳動(dòng)原理圖及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 (4) 總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)。包括運(yùn)動(dòng)功能分配、總體布局結(jié)構(gòu)形式及總體結(jié)構(gòu)布局方案圖設(shè)計(jì)。 (5) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括控制方式及控制原理、控制流程圖設(shè)計(jì)、控制電路圖設(shè)計(jì)以及 用和控制程序編寫。 根據(jù)前面所提到的數(shù)控銑床應(yīng)滿足的基本要求 就可以進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。在各項(xiàng)基本要求中以加工工藝要求最為重要。由加工工藝要求決定銑床所需要的運(yùn)動(dòng)。完成每個(gè)運(yùn)動(dòng)又有相應(yīng)的功能部件，這就可以確定各部件的相對運(yùn)動(dòng)和相對位置關(guān)系。銑床的總體布局也就可以大體確定下來。 案的比較與選擇 數(shù)控銑床與一般的數(shù)控機(jī)床一樣，是由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體組成。對實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)，一方面，要求其功能完善、結(jié)構(gòu)開放，具有與一般生產(chǎn)實(shí)用型數(shù)控銑床一樣的工作原理和工作性能；另一方面，要求其體積小、價(jià)格低，以利于此類實(shí)驗(yàn)型銑床的普及推廣。本課題的設(shè)計(jì)主要是兩個(gè)方面：其一：機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；其二：控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這里有兩個(gè)方案： 方案一、采用減速箱，并對滾珠絲杠進(jìn)行兩端支撐；減速箱采用圓柱齒輪變速，這種方案可以通過增加減速箱，達(dá)到： 滾珠絲杠進(jìn)行兩端支撐，可以盡量減少由于一端支撐，可能產(chǎn)生的彎曲，減少誤差，提高精度。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 方案二、直接采用套筒式聯(lián)軸器連接步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠，對滾珠絲杠進(jìn)行一端支撐或兩端支撐。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，加工安裝方便。 綜合考慮，由于切削石蠟、塑料等材料，根據(jù)計(jì)算切削力較小，最終選用步進(jìn)電機(jī)，脈沖當(dāng) 量為 減速裝置，直接采用套同式聯(lián)軸器聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸和滾珠絲杠。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床主要目的是用于演示實(shí)驗(yàn)，行程較短，對加工精度要求不高，傳遞的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩也不是很高，而一端固定一自由的支承形式結(jié)構(gòu)簡單，剛度、臨界轉(zhuǎn)速、壓桿穩(wěn)定性比較低，適用于較短和豎直的絲杠。 驗(yàn)型數(shù)控銑床的方案擬定 機(jī)械系統(tǒng)部分：實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床采用立式結(jié)構(gòu)，十字工作臺(tái)式，床身導(dǎo)軌水平放置，這樣布局不僅有利于減少占地面積?？傮w機(jī)床長為 560為 420為 700作臺(tái)寬 160 160以 實(shí)現(xiàn) X 軸、 Y 軸兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)與絲杠的連接可以通過套筒式連軸器來實(shí)現(xiàn)。在工作過程中， X 軸和 珠螺母沿絲杠做水平移動(dòng)，從而帶動(dòng)工作臺(tái)沿導(dǎo)軌在水平面前后左右移動(dòng)。 Z 軸的進(jìn)給則是手動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，從而完成銑削過程。 控制系統(tǒng)部分：通過采用三菱公司的 列可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的啟停、正反轉(zhuǎn)、兩軸聯(lián)動(dòng)和變頻調(diào)速的控制，從而實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)控制。其中重點(diǎn)是確定硬件電路的總體方案和軟件設(shè)計(jì)，主要有：輸入輸出接口選用及電路設(shè)計(jì)，步進(jìn)電機(jī)接口和驅(qū)動(dòng) 電路。 由此，可以大體畫出整體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)框圖，如下圖 2示。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 圖 2體的系統(tǒng)框圖 數(shù)控銑床機(jī)械部分設(shè)計(jì)的一般過程 削力的計(jì)算 現(xiàn)假設(shè)刀具材料為高速鋼，工作材料為碳鋼 ( )。 Z 軸 銑削工作時(shí)銑削力的計(jì)算： 最大銑削直徑 0 ，最小直徑 。 由實(shí)用機(jī)床手冊得： 銑削功率4106銑削力 銑削力修正系數(shù) 其中工件材料系數(shù) 0 高速鋼銑刀 15前角系數(shù) 主偏角 k = 75 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 因此 b 工件材料的抗拉強(qiáng)度； 銑削深度； 毎齒進(jìn)給量； 銑削寬度； 銑削直徑； Z 銑刀齒數(shù)， 現(xiàn) 取 4 Z=4 108n=400r/ 642 4 10 4 000/o =10 400/1000=s 41060000=軸電機(jī)的選擇 選主軸電機(jī)時(shí)按銑削計(jì)算， 因?yàn)殂娤鲿r(shí)最大的銑削力為： 642 4 4 4 000/o =4 1600/1000=s 41060000=主軸功率 P= 88.0/=所以選電動(dòng)機(jī)為 型號： 4 型 、 主轉(zhuǎn)動(dòng)中主軸功率 P= =動(dòng)機(jī)的額定功率 削力同樣遇刀具材料、被銑削工件的材料、切削量等因素有關(guān)，現(xiàn)以刀具材料為高速鋼，共建材料為碳鋼進(jìn)行計(jì)算。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 主傳動(dòng)功率 P 包括銑削功率 空載功率 附加功率 部分，即：P = 對于一般輕載高速的中、小型機(jī)床，取 總功率為： P= +（ 1 ） 2 )， 在進(jìn)給傳動(dòng)中銑削功率 )2/( 查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊得 k=么 2 切削時(shí)主軸上的扭矩為：7400則主軸上最大扭矩為 ： 97400 00=） 銑 刀的最大直徑為： 10切削力 =削加工時(shí)主切削力銑削進(jìn)給抗力 間的值由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊查得 直分力 比值為 進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。其輸入一個(gè)電脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，即每當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組接受一個(gè)電脈沖 ，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及頻率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序，電動(dòng)機(jī)即可獲得所需的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。 （ 1） 應(yīng)用中需要注意的幾點(diǎn) ： 步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場合 每分鐘轉(zhuǎn)速不超過 1000 轉(zhuǎn)，（ 時(shí)6666最好在 1000）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機(jī)工作效率高，噪音低。 步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。 由于 歷史原因，只有標(biāo)稱為 12V 電壓的電機(jī)使用 12V 外，其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動(dòng)電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)電壓（建議： 57用直流買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2486用直流 50V,110用高于直流 80V），當(dāng)然 12 伏的電壓除 12V 恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以采用其他驅(qū)動(dòng)電源， 不過要考慮溫升。 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號電機(jī)。 電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用 逐漸升頻提速，一電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。 高精度時(shí)，應(yīng)通過機(jī)械減速、提高電機(jī)速度 ,或采用高細(xì) 分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來解決，也可以采用 5 相電機(jī)，不過其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少 。 電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。 電機(jī)在 600）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動(dòng)。 應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則。 （ 2） 步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及到相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩、及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號便確定下來了。 步距角的選擇 電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少 角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市場上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有 /（五相電機(jī)）、 /（二、四相電機(jī)）、 /3 度 （三相電機(jī)）等。選用 。 靜力矩的選擇 步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動(dòng)時(shí)（一般由低速）時(shí)二種負(fù)載均要考慮，加速起動(dòng)時(shí)主要考慮慣性負(fù)載，恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng) 為摩擦負(fù)載的 2內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)座及長度便能確定下來。 電流的選擇 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 靜力矩一樣的電機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)電壓） 綜上所述選擇電機(jī)一般應(yīng)遵循步驟如圖 3示： 圖 3擇電機(jī)的步驟 力矩與功率換算 步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算如下： P= M =2 n/60 P=2 0 其 中 P 為功率 ， 單位為 瓦； 為每秒角速度，單位為弧度； n 為每分鐘轉(zhuǎn)速 ； M 為力矩 ， 單位為牛頓 米。 P=2 00(半步工作 ) 其中 f 為每秒脈沖數(shù) （簡稱 。 （ 3） 混合式 步進(jìn)電機(jī) 控制系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn) 混合式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)正是由混合式步進(jìn)電機(jī)特殊的結(jié)構(gòu)所帶來的，簡而言之它具有穩(wěn)定可靠、性能好、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，以和最具有可比性的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)系 統(tǒng)相比為例。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 首先，混合式步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性較高，由于驅(qū)動(dòng)器是系統(tǒng)中可靠性最薄弱的一個(gè)部分，所以系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性主要是由驅(qū)動(dòng)器的可靠性來決定的?；旌鲜诫姍C(jī)轉(zhuǎn)子上有永磁體，部分磁場已由轉(zhuǎn)子上的磁鋼產(chǎn)生，所以混合式電機(jī)繞組電流可以設(shè)計(jì)得比較小，而反應(yīng)式電機(jī)磁場完全由繞組電流產(chǎn)生，故欲和混合式電機(jī)產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)矩，在電機(jī)體積相差不太大的情況下，反應(yīng)式電機(jī)所需電流就要大得多。在當(dāng)前電力電子器件水平限制下，混合式電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器就比反應(yīng)式電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器要可靠得多，同時(shí)由于大的繞組電流，反應(yīng)式電機(jī)本體的發(fā)熱情況也要嚴(yán) 重的多。 實(shí)際上，為產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)矩，反應(yīng)式電機(jī)不僅線圈電流大，而且定子線圈匝數(shù)多，電機(jī)體積大，繞組電感也大。由于繞組電感大，反應(yīng)式驅(qū)動(dòng)器必須要以高壓驅(qū)動(dòng)才會(huì)有比較好的高頻性能，但這樣驅(qū)動(dòng)器的可靠性會(huì)明顯變差；如果反應(yīng)式驅(qū)動(dòng)器取和混合式驅(qū)動(dòng)器一樣的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，電機(jī)的高頻轉(zhuǎn)矩明顯要小，這也是反應(yīng)式電機(jī)系統(tǒng)性能比混合式電機(jī)系統(tǒng)差的一個(gè)重要原因。 混合式步進(jìn)電機(jī)一般步距角 較小，再加上混合式步進(jìn)電機(jī)共振區(qū)不明顯，振蕩較小，在控制步進(jìn)電機(jī)升降頻規(guī)律一致的情況下，運(yùn)行要比反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)穩(wěn)定。 混合式步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的缺點(diǎn)在 于混合式步進(jìn)電機(jī)的制造比較復(fù)雜，電機(jī)的成本相對較高；其次是雖然混合式步進(jìn)電機(jī)共振區(qū)不明顯，振蕩較小，但依然影響性能。 脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)精度要求來確定，一般取為 取得太大，無法滿足系統(tǒng)精度要求，如取得太小，或者機(jī)械系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)，或者對其精度和動(dòng)態(tài)性能提出過高要求，使經(jīng)濟(jì)性降低。所以根據(jù)數(shù)控鉆銑床的精度要求，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脈沖當(dāng)量： ，步角距 。由于無減速裝置，所以由 p = b /3600 知，滾珠絲杠螺距，即基本導(dǎo)程 4般來講，反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)步距角較小，運(yùn)行頻率高，價(jià)格較低，但功耗較大，永磁式步進(jìn)電機(jī)功耗較小，斷電后仍有制動(dòng)力矩，但步距角較大，啟動(dòng)和運(yùn)行頻率較低，混合式步進(jìn)電機(jī)由上述兩種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較高。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 考慮到該機(jī)床垂直進(jìn)給方向需用自鎖機(jī)構(gòu)，所以選用具有自鎖功能的 混合式步進(jìn)電機(jī)。 （ 4）計(jì)算選擇 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上啟動(dòng)力矩的計(jì)算 )2/()(36 銑削時(shí)： 分別取 =G=300N, b =36 300+/(2 =49.4 由手冊可知： 步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 7 確定步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 ，假定 s 1000 250 根據(jù)以上參數(shù)，初選混合式步進(jìn)電機(jī)。 57用兩相四拍的通電方式。相數(shù)， 3；步距角， 電流， 力矩 ,110 ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 280 2引線數(shù)， 4。 珠絲杠的選擇 （一） 滾珠絲杠的特點(diǎn) 滾珠絲杠螺母副（以下簡稱滾珠絲杠副）是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)話的一種新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在數(shù)控銑床中得到了廣泛的應(yīng)用。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠，使絲杠和螺母之間的運(yùn)動(dòng)成為滾動(dòng)，以減少摩擦。在數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)中，經(jīng)常用于代替滑動(dòng)絲杠，以提高傳動(dòng)精度。 絲杠螺母副的特點(diǎn)： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 （ 1）用較小的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠（或螺母），可使螺母（或絲杠）獲得較大的軸向牽引力。 （ 2）可達(dá)到很大的降速比，使降速機(jī)構(gòu)大為簡化，傳動(dòng)鏈的以縮短。 （ 3）能達(dá)到較高的傳動(dòng) 精。用于進(jìn)給機(jī)構(gòu)時(shí) ,還可兼作測量元件，通過刻度盤讀出直線位移的尺寸，最小數(shù)值可達(dá) （ 4）傳動(dòng)效率高，摩擦損失小。滾珠絲杠的傳動(dòng)效率 =一般的常規(guī)（滑動(dòng)）絲杠螺母副的 =以滾珠絲杠的傳動(dòng)效率比常規(guī)絲杠的傳動(dòng)效率提高了 34 倍。因此功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠螺母副的 1/31/4。 （ 5）給予適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，可消除絲杠和螺母螺紋間隙，這樣反向時(shí)就可以沒有空程死區(qū)，反向定 位精度高。與常規(guī)絲杠螺母副比較有較高的軸向精度。 （ 6）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高。滾珠絲杠基本上是滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力小，摩擦阻力的大小幾乎和運(yùn)動(dòng)速度完全無關(guān)，這樣就可以保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。由于滾珠絲杠基本上是滾動(dòng)摩擦，與常規(guī)絲杠螺母副比較不宜出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，故傳動(dòng)精度高。 （ 7）有可逆性，由于滾珠絲杠副摩擦系數(shù)小，可以從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，也可以由直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。絲杠和螺母都可以作為主動(dòng)件，也可以作為從動(dòng)件。 （ 8）制造工藝復(fù)雜，滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求較高，光潔度要求也高，故制造 成本高。例如絲杠和螺母上的螺旋槽滾道，一般都要求磨削成型表面的。 （ 9）不能自鎖，特別是垂直絲杠，由于自重慣性力的關(guān)系，下降時(shí)當(dāng)傳動(dòng)切斷后，不能立刻停止運(yùn)動(dòng)，故常需要添加制動(dòng)裝置。 在設(shè)計(jì)滾珠絲杠時(shí)，首先要確定其名義直徑、螺距及滾珠直徑等。確定滾珠絲杠的上述參數(shù)時(shí)，目前采用的方法是，在防止疲勞點(diǎn)蝕的基礎(chǔ)上，即滾性絲杠在工作過程中受軸向負(fù)載時(shí)，在滾珠和滾道型面間使產(chǎn)生接觸應(yīng)力。在這種交變接觸應(yīng)力的作用下，經(jīng)過一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后，就要使?jié)L珠或滾道型面產(chǎn)生疲勞剝傷，而使?jié)L珠副喪失其工作性能，這是滾球絲杠副的主要 破壞形式。在設(shè)計(jì)滾珠絲杠副時(shí)，必須保證在一定的軸向負(fù)載作用下，這種名義直徑 D 和螺距 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 的滾珠絲杠在回轉(zhuǎn)一百萬轉(zhuǎn)后，在他的滾道上由于受滾珠的壓力而不致有點(diǎn)蝕現(xiàn)象，這個(gè)負(fù)載的最大值稱為這種滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載。 （二） 滾珠絲杠的選擇計(jì)算 （ 1）動(dòng)載荷 C 的計(jì)算 其中 載荷系數(shù)取為 硬度系數(shù)取為 最大的工作 負(fù)載 L 使用壽命 工作負(fù)載 F 是指數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向壓力，他的數(shù)據(jù)可用進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算： 對于類似燕尾型尋軌的機(jī)床 )2( X 方向的切削力 Y 方向的切削力 Z 方向的切削力 G 移動(dòng)部件的重量 f 導(dǎo)軌上的 摩擦系數(shù) k 考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù) 選用滾動(dòng)導(dǎo)軌，在正常潤滑情況下，對于類似燕尾型尋軌 k= f =銑削過程中， 0， G=300N 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 0+( 00)= L=6006 式中 n 滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速（ r/ T 使用壽命（小時(shí)） 對于數(shù)控機(jī)床， n 一般取 1250 r/T 一般取 15000h， 因?yàn)?L=60 1250 15000/106 =1125 C=3 1125 表初步選用的型號為 N 系列 16043 列 Q=4612N 較為合適，這是一種內(nèi)循環(huán)墊片調(diào)隙單螺母的滾珠絲杠副，其主 要參數(shù)如下： 名義直徑： 20本導(dǎo)程 t=5球直徑： 絲杠內(nèi)徑 2d =杠外徑 1d =循環(huán)列數(shù) 3，額定動(dòng)負(fù)載 6367 N ，螺母外徑 D=72 母內(nèi)徑 1D =32 母長度 L=40 （ 2）校核 效率計(jì)算： 從機(jī)械原理中得知，滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率 )(/ 式中： 螺紋的螺旋升角； 16 4a r c t r c t g o = 摩擦角； 滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù) f = 其摩擦角 約等于 01 ( = )剛度的驗(yàn)算 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 數(shù)控機(jī)床的滾珠絲杠是一種精密的傳動(dòng)元件，它在工作負(fù)載 P 的作用下，將伸長或縮短，在扭矩 M 的作用下，將向一方或另一方扭轉(zhuǎn)，這樣，滾珠絲杠的螺距就要產(chǎn)生變化，從而影響其傳動(dòng)精度和定位精度，因此，滾珠絲杠應(yīng)驗(yàn)算其滿載時(shí)的變形量。 從材料力學(xué)中得知，滾珠絲杠受工作負(fù)載（軸向力） P 的作用而引起一個(gè)螺距 t 的變化量 1t ,可按下式計(jì)算： 1(其中： P 工作負(fù)載； t 滾珠絲杠螺距； E 彈性模數(shù)，對鋼而言（ E=610 ） ； F 滾珠絲杠的橫截面積（按內(nèi)徑而定）； 261 t =810 珠絲杠受扭矩 M 作用而引起一個(gè)螺距 t 的變化量 2t ，可以按下式計(jì)算： 22 ( 其中 在扭矩 M 的作用下，滾珠絲杠每一螺距長度兩截面上的相對扭轉(zhuǎn)角； 其中， M 扭矩（ ） , 72 G 扭轉(zhuǎn)彈性；對鋼而言， G= 25 /10841 滾珠絲杠載面積的極慣性矩 )(32/ 44 c （其中 d 滾珠絲杠的內(nèi)徑， 32/= 5 =1110 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 22 = 1310 忽略不計(jì) ) 如果 Y 方向的滾珠絲杠的長度為 100整個(gè)工作長度上的螺距變形總誤差： =100/t =610 cm/m 查表得對 E 級絲杠，允許誤差 =15 ，故該滾珠絲杠滿足要求。 穩(wěn)定性驗(yàn)算 機(jī)床的進(jìn)給絲杠通常是一種受軸向力的壓 桿，如果軸向力過大，可使絲杠失去穩(wěn)定性而產(chǎn)生翹曲。機(jī)床上的進(jìn)給絲杠一般均為長柱。長柱壓桿失穩(wěn)時(shí)的臨界負(fù)載 可用材料力學(xué)中的歐拉公式計(jì)算 22)( （ N） E 絲杠材料的彈性模數(shù)，對鋼而言 E=710 2/ J 截面慣性矩，對實(shí)心圓桿而言，6442 =1445 4 l 絲杠的工作長度， l=20 u 絲杠的軸端系數(shù)，由支撐條件決定，本設(shè)計(jì)是兩端向心軸承， u=1 272)201(14 4 810 N 臨界負(fù)載 工作負(fù)載 P 之比成為穩(wěn)定性安全系數(shù) 如果穩(wěn)定性安全系數(shù) 于許用穩(wěn)定性安全系數(shù) ，則該壓桿安全不致失穩(wěn)。 610 =4 故此滾珠絲杠不致失穩(wěn)。 由于鉆、銑工作時(shí)，滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速比較低，滾珠絲杠傳動(dòng)時(shí)的振動(dòng)就會(huì)非常小，所以臨界轉(zhuǎn)速就不用校核了。 承的選擇 機(jī)床傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承的失效形式，主要是在循環(huán)接觸應(yīng)力下的作用，滾動(dòng)體和滾道表面上出現(xiàn)疲勞破環(huán)。即通常所說的疲勞剝落。而絲杠軸承的載荷主要買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 是軸向載荷，徑向除絲杠 和工作臺(tái)的重量外，一般無外載荷，對絲杠軸承的要求主要是軸向精度和剛度較高，摩擦力矩要小。所以選用 60 角接觸球軸承，該軸承是與滾珠絲杠配合的專用軸承，其主要特點(diǎn)如下： （ 1）接觸角大，鋼球數(shù)多，承載能力高，剛度高。 （ 2）既能承受軸向載荷，也能承受徑向載荷，支撐結(jié)構(gòu)可以簡化。 （ 3）軸承啟動(dòng)摩擦力矩小，降低絲杠副的驅(qū)動(dòng)功率，提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度。 現(xiàn)選用 7000C 型號，基本尺寸為 :d=10徑 D=26度 B=8本額定動(dòng)負(fù)荷 本額定靜載荷 限轉(zhuǎn)速（油潤滑）為 28000 r 。 對軸承的疲勞壽命進(jìn)行校核：由機(jī)械設(shè)計(jì)可知， 軸承的基本額定壽命為： )(6010 610h 式中： P 當(dāng)量動(dòng)載荷； 基本額定壽命； 壽命指數(shù)，一般球軸承 =3； n 軸承工作轉(zhuǎn)速， n=1250 r ； C 基本額定動(dòng)載荷， C=2250N； 其中： )( 沖擊載荷系數(shù)，取 徑向載荷； X、 Y 徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)。 X=1； P=(0+ 3610 501 2 5060 105000h 所以該軸承的選用也是合格的。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 軌的選擇 銑床上的直線運(yùn)動(dòng)部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等支承件上的導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的，導(dǎo)軌的作用概括地說是對運(yùn)動(dòng)部件起導(dǎo)向和支承作用。在導(dǎo)軌副（如工作臺(tái)和床身導(dǎo)軌）中，運(yùn)動(dòng)的另一方（如工作臺(tái)導(dǎo)軌）叫作動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的另一方（如床身導(dǎo)軌）叫做支承導(dǎo)軌。 按摩擦性質(zhì)分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。在滑動(dòng)導(dǎo)軌中有靜壓導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和普通滑動(dòng)導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的原理和靜壓滑動(dòng)軸承相同，該導(dǎo)軌多用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。動(dòng)壓倒軌，當(dāng)導(dǎo)軌面間的相對滑動(dòng)速度達(dá)到一定值后， 液體的動(dòng)壓效應(yīng)是導(dǎo)軌的油腔處出現(xiàn)壓力油楔，把兩導(dǎo)軌面分開，從而形成以液體摩擦，這種導(dǎo)軌只能用于高速的場合，故僅用作主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，例如立式銑床導(dǎo)軌。普通滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦狀態(tài)有的為混合摩擦。 按受力狀態(tài)可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。在部件自重和外載作用下，導(dǎo)軌面在導(dǎo)軌全長上可以始終貼合的稱為開式導(dǎo)軌，如龍門銑床的工作臺(tái)和床身導(dǎo)軌。部件的自重不能使主導(dǎo)軌面始終貼合，就必須增加壓板，形成輔助導(dǎo)軌面，稱為閉式導(dǎo)軌。 （一）導(dǎo)軌選擇考慮的因素： （ 1） 導(dǎo)向精度 導(dǎo)軌在空載下運(yùn)動(dòng)和在切削條件下運(yùn)動(dòng)時(shí)，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度。保證軸承運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，是保證導(dǎo)軌工作質(zhì)量的前提。 （ 2） 幾何精度 直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的幾何精度一般包括：導(dǎo)軌在豎直平面內(nèi)的直線度（簡稱 導(dǎo)軌在水平平面內(nèi)的直線度（簡稱 B 項(xiàng)精度）；兩導(dǎo)軌面間的平行度，也叫作扭曲（簡稱 C 項(xiàng)精度）。在 A、 B 兩項(xiàng)精度中，都規(guī)定了導(dǎo)軌在每米長度上和導(dǎo)軌全長上，兩導(dǎo)軌面間在橫向每米長度上的扭曲值 。 （ 3） 接觸精度 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 磨削和刮研的導(dǎo)軌表面，接觸精度按 2278規(guī)定，采用著色法進(jìn)行檢查。用接觸面所占的百分比或 22525 面積內(nèi)接觸點(diǎn)數(shù)衡量。 （ 4）精度保持性 影響精度保持性的主要因素是磨損。提高耐磨性以保持精度，是提高機(jī)床質(zhì)量的主要內(nèi)容之一，也是科學(xué)研究的一大課題。常見的磨損形式有磨料（硬粒）磨損、粘著磨損（或咬焊）和接觸疲勞。磨料磨損經(jīng)常發(fā)生在邊界摩擦和混合摩擦狀態(tài)。磨粒夾在導(dǎo)軌面間隨之相對運(yùn)動(dòng)，形成對導(dǎo)軌面的切削，使導(dǎo)軌面產(chǎn)生劃傷。磨料的硬度越高，相對滑動(dòng)速度越大，壓強(qiáng)越大，對摩擦副的危害也越大。磨料磨損很難避免，是導(dǎo)軌防護(hù)的重點(diǎn)。粘著磨損也稱為分子 機(jī)械磨損。當(dāng)兩個(gè)摩擦 表面相互接觸時(shí)，在高壓強(qiáng)下材料產(chǎn)生塑性變形，相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦，又使表面層的氧化膜破壞，在新暴露出來的金屬表面之間，就會(huì)產(chǎn)生分子間的相互吸引和滲透，使接觸點(diǎn)粘結(jié)而發(fā)生咬焊。接觸面的相對運(yùn)動(dòng)又要將咬焊點(diǎn)拉開，就造成撕裂性破壞。咬焊是不允許發(fā)生的。接觸疲勞發(fā)生在滾動(dòng)摩擦副中，也是無法避免的。 （ 5）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 當(dāng)導(dǎo)軌作低速運(yùn)動(dòng)或微量位移時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，即不出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料和潤滑，與動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，與傳動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈的剛度有關(guān)。 （ 6）結(jié)構(gòu)簡單平穩(wěn)性好 大多數(shù) 機(jī)床的導(dǎo)軌都要淬硬，因此導(dǎo)軌的精加工，不能淬硬。設(shè)計(jì)時(shí)要注意使導(dǎo)軌的制造和維修方便，刮研量少。如果采用鑲裝導(dǎo)軌，則應(yīng)盡量做到更換容易。 （二）導(dǎo)軌的潤滑 （ 1）潤滑的目的、要求及方法 潤滑的目的是為了降低摩擦力、減少磨損、降低溫度和防止生銹。潤滑要求供給導(dǎo)軌清潔的潤滑油。油量可以調(diào)節(jié)。盡量采取自動(dòng)和強(qiáng)制潤滑。潤滑元件要可靠。要有安全裝。例如靜壓導(dǎo)軌在未形成油膜之前不能開車和潤滑不正常有報(bào)警信號等。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 導(dǎo)軌的潤滑方式有很多?？梢匀斯ざㄆ谙?qū)к壝鏉灿汀４朔ê唵我仔?，但不能?jīng)常保證足夠的潤滑。也可在運(yùn)動(dòng)部件上裝油杯 ，使油沿油孔流或滴向?qū)к壝妫部稍谶\(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌面上裝潤滑電磁泵?；蚴謩?dòng)潤滑油泵，定時(shí)拉動(dòng)幾下供油。 為使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌面上較均勻的分布，保證潤滑效果，需在導(dǎo)軌面上開出油溝。 （ 2）潤滑油的選擇 導(dǎo)軌常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂，滑動(dòng)導(dǎo)軌用潤滑油，滾動(dòng)導(dǎo)軌兩者都可用。 導(dǎo)軌潤滑油的粘度可根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件和潤滑方式選擇。高速低載荷可用粘度較低的潤滑油，反之，則用粘度較高的潤滑油。低載荷，高、中速的中、小型機(jī)床進(jìn)給導(dǎo)軌，可用 32N 導(dǎo)軌油；中載荷的中低速導(dǎo)軌，可采用 46N 導(dǎo)軌油；重型機(jī)床的低速導(dǎo)軌，可用 46N 或 100N 導(dǎo)軌油。 軸器的選擇 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接兩進(jìn)給機(jī)構(gòu)的兩根軸使之一起回轉(zhuǎn)傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)的一種裝置。目前聯(lián)軸器的類型繁多，有液力式、電磁式和機(jī)械式。機(jī)械式聯(lián)軸器的應(yīng)用最為廣泛。 套筒聯(lián)軸器構(gòu)造簡單，徑向尺寸小，但裝卸困難（軸需作軸向移動(dòng)）。且要求兩軸嚴(yán)格對中，不允許有徑向或角度偏差，因此使用時(shí)受到一定限制。 繞行聯(lián)軸器采用錐形夾緊環(huán)傳遞載荷，可使 動(dòng)力傳遞沒有方向間隙。 凸緣式聯(lián)軸器構(gòu)造簡單、成本的、可傳遞較大扭矩，常用于轉(zhuǎn)速低、五種及、軸的剛性大及對中性好的場合。他的主要缺點(diǎn)是對兩軸的對中性要求很高。若兩軸間存在位移與傾斜，救在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作狀況惡化。 由此，在進(jìn)行數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)時(shí)，具體選用何種聯(lián)軸器應(yīng)根據(jù)上述幾種類型各自的優(yōu)缺點(diǎn)予以全面考慮。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 動(dòng)裝置的選擇 傳動(dòng)裝置種類繁多，一般選用閉式標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的適用范圍很廣，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬千瓦，圓周速度可達(dá) 150m/s(最高可達(dá) 300m/s)。和其他機(jī)械傳動(dòng)比 較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，使用壽命長；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。 第四章 實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床機(jī)械部分設(shè)計(jì) 由于所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床不同于一般實(shí)用加工型數(shù)控銑床，它主要用來教學(xué)實(shí)驗(yàn)，加工材料主要是石蠟或塑料，機(jī)床設(shè)計(jì)手冊中沒有針對此種材料列出銑削力的計(jì)算公式，即使套用軟的材料來估算銑削力，也難免引起大的誤差，因此，不能完全按照前一章的設(shè)計(jì)計(jì)算方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須綜合考慮，下面就來介紹實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床的主要設(shè)計(jì)過程。 進(jìn)電機(jī)的選擇 銑削力由刀具的材料、銑削 工件的材料、切削用量等很多因素決定。對于本次銑床的設(shè)計(jì)，有特殊性，可采用三相異步電動(dòng)機(jī)的電機(jī)功率和主軸上傳動(dòng)的功率反估算出工作臺(tái)進(jìn)給時(shí)的銑削力。這里可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用型號為 56242 相異步電動(dòng)機(jī)即可滿足實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床主軸驅(qū)動(dòng)的要求，其功率為 90W，400 ， %58 。 該銑床的主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)均用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)給傳動(dòng)的功率較小，可在主傳動(dòng)功率上乘以一個(gè)系數(shù) k ，有機(jī)床設(shè)計(jì)手冊查的銑床 k = 主傳動(dòng)功率 P 包括銑削功率 空載功率 附加功率 部分，即：P = 空載功率 當(dāng)機(jī)床無切削負(fù)載時(shí)主傳動(dòng)系 統(tǒng)所消耗的功率，對于一般輕載高速的中、小型機(jī)床，可達(dá)總功率的 %50 ，現(xiàn)取 加功率 指有了切削載荷后所增加的傳動(dòng)件的摩擦功率，它直接與載荷大小有關(guān)，可以用下面的式子計(jì)算： ( ， 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 故總功率為： P= + ( ， 2 )， 在進(jìn)給傳動(dòng)中銑削功率 )2/( ) 切削時(shí)主軸上的扭矩為：74000現(xiàn)用 00 代入得200 131.0 設(shè)銑刀的最大直徑為 8削力 銑削加工時(shí)銑削進(jìn)給抗力 銑削力 間的比值由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊查得 垂直分力 比值為 （ 1） 脈沖當(dāng)量、步距角和絲杠導(dǎo)程的選擇 脈沖當(dāng)量 p 、步距角 b 、絲杠導(dǎo)程 降速比 i 之間的關(guān)系為： 60 其中 ， ； 又由于無減速裝置，所以 i 取 1，可得 4 （ 2） 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上啟動(dòng)力矩的計(jì)算 )2/()(36 式中： p 脈沖當(dāng)量； 銑削進(jìn)給 抗力 （ N）； 垂直 分 力 （ N） ； G 移動(dòng)部件的總重量 G=250N； 摩擦系數(shù) 設(shè) = 則 36 250+/(2 =26.2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 由手冊可知： 步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 （ 3） 確定步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 ，假定 s 1000 000 （ 4）選擇步進(jìn)電機(jī) 根據(jù)以上參數(shù)，初選混合式步進(jìn)電機(jī)。 57用兩相四拍的通電方式。相數(shù) :2；步距角 電流 3A；靜力矩 110 ；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 : 330 2 滾珠絲杠的選擇 （ 1）進(jìn)給率引力 估算 作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給率引力主要包括切削時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力。因而其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的型式有關(guān)。 本次實(shí)驗(yàn)型數(shù)控銑床采用圓柱形導(dǎo)軌，其相應(yīng)的 算公式為： )式中 切削分力； M 主軸上的扭矩； 主軸直徑； f 軸套和軸架以及主軸的鍵上摩擦系數(shù)； 由經(jīng)驗(yàn)取 10 15.0f ， 已知 則 （ 2）最大動(dòng)負(fù)載 C 的計(jì)算 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 選用滾珠絲杠副的直徑時(shí)，必須保證在一定的軸向負(fù)載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn) 100 萬轉(zhuǎn)后，在一定的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象，這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載 C ，可用下式計(jì)算： 式中 L 使用壽 命 以 610 轉(zhuǎn)為一單位，61060； n 絲杠轉(zhuǎn)速（ r ），用下式計(jì)算n 1000 ； 最大銑削力條件下的進(jìn)給速度（ m ），可取最高進(jìn)給速度的1/21/3； 絲杠導(dǎo)程，（ ； 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，見表 4 表 4轉(zhuǎn)系數(shù) 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 無沖擊運(yùn)轉(zhuǎn) 般運(yùn)轉(zhuǎn) 沖擊運(yùn)轉(zhuǎn) 此 6101 5 0 0 0140060L 1260h ； m i n/ 0 041 4 0 01 0 0 0 ； C N （ 3）滾珠絲杠的選擇 查表初步選用的型號為 2004這是一種內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)反向器單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊滾珠絲杠副，其主要參數(shù)如下： 名義直徑： 20本導(dǎo)程 4球直徑： 3絲杠內(nèi)徑 2d 16 ，此處取 16絲杠外 徑 1d =循環(huán)列數(shù) 2 ；額定動(dòng)負(fù)載 =4螺母外徑 D =60母長度 L=48 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 （ 4）傳動(dòng)效率計(jì)算 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率 )(/ 式