數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)

1、1數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院數(shù)控專業(yè)方向職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院數(shù)控專業(yè)方向2課程設(shè)計(jì)題目：鉆床數(shù)控改裝用數(shù)控鉆床數(shù)控改裝用數(shù)控X X、Y Y工作臺(tái)設(shè)計(jì)工作臺(tái)設(shè)計(jì) 內(nèi)容：設(shè)計(jì)一套簡易數(shù)控內(nèi)容：設(shè)計(jì)一套簡易數(shù)控XYXY工作臺(tái)，固定工作臺(tái)，固定在某一鉆床的工作臺(tái)上；在某一鉆床的工作臺(tái)上；XYXY工作臺(tái)的位置控制工作臺(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采用步進(jìn)電機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。通過上述方案將該普通鉆床改裝成簡易的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床。通鉆床改裝成簡易的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床。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

2、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。 3例：鉆床實(shí)物圖片、例：鉆床實(shí)物圖片、型號及主要技術(shù)參數(shù)型號及主要技術(shù)參數(shù)4數(shù)控?cái)?shù)控X X、Y Y工作臺(tái)實(shí)物圖：工作臺(tái)實(shí)物圖：5設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：1 1、改造后的鉆床能夠加工最大面積為、改造后的鉆床能夠加工最大面積為A AmmxBmmxBmm的工的工 件，最大工件重量件，最大工件重量200kg200kg；2 2、數(shù)控、數(shù)控XYXY工作臺(tái)要求孔的定位精度在工作臺(tái)要求孔的定位精度在0.02mm0.02mm內(nèi)，內(nèi)， 快進(jìn)速度為快進(jìn)速度為3.6m/min3.6m/min，加減速時(shí)間為，加減速時(shí)間為

3、0.10.1秒。秒。 注：注：A A和和B B的推薦取值范圍為的推薦取值范圍為180-300mm180-300mm。 6注：注：A A和和B B的推薦取值范圍為的推薦取值范圍為180-300mm180-300mm。 分組分組- -（按照學(xué)號先后順序，每人取一組參數(shù)，（按照學(xué)號先后順序，每人取一組參數(shù)，每個(gè)人獨(dú)立完成）每個(gè)人獨(dú)立完成） 220 x290,220 x300,230 x180,230 x190,230 x200,230 x210,220 x300,230 x180,230 x190,230 x200,230 x210,230 x220,230 x230,230 x240,230 x2

4、50,230 x260,230 x270230 x220,230 x230,230 x240,230 x250,230 x260,230 x270,230 x280,230 x290,230 x300,240 x180,240 x190,240 x200230 x280,230 x290,230 x300,240 x180,240 x190,240 x200,240 x210,240 x220,240 x230,240 x240,240 x250,240 x260,240 x270,240 x280,240 x290,240 x300,250 x180,250 x190,250 x200, 2

5、50 x210,250 x220,250 x230, 7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)：1.5-2.5CFHLmFK K K F8設(shè)計(jì)主要步驟-KH為硬度系數(shù), 滾道硬度HRC58：1.0；滾道硬度HRC55：1.11 滾道硬度HRC50：1.56；滾道硬度

6、HRC45：2.4；滾道硬度HRC40：3.85KL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， 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）mFm g總34601.67 10mhaaCn LCCFm總9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

7、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。左-結(jié)構(gòu)類型代號公稱直徑（名義直徑）螺距滾珠的工作圈數(shù)一個(gè)螺母的滾珠列數(shù)精度等級螺紋旋向絲杠螺紋長度絲杠總長度D L10設(shè)計(jì)主要步驟-5）滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)計(jì)算與選型 .計(jì)算導(dǎo)軌的工作壽命Th（小時(shí)），要求壽命不低于5年； .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） .計(jì)算導(dǎo)軌的

8、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）; .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。36.25()asCTF1/3()6.25saTCF11直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副：直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副：12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)量及步距角： 計(jì)算電機(jī)軸上的總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 其中，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)。 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)。 4132d

9、 lJ3103m262102PJ 總12JJJJ總轉(zhuǎn)子(Kg* )2m(Kg* )2m360Pm總136）步進(jìn)電機(jī)的選型及計(jì)算： 電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 空載啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸上的慣性轉(zhuǎn)矩： 其中，t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）；為傳動(dòng)比. 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。 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）。 空載啟動(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

10、大靜轉(zhuǎn)矩Ts需滿足：max2jVTJPt總22mPPTFm g總20(1)23mFPT 0jTTTTqu0.866sTTq(Nm)(Nm)(Nm)146）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： Jm為所選電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 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，并應(yīng)滿 足：f 為實(shí)際連續(xù)運(yùn)行頻率的最大值7）聯(lián)軸器的選擇三、編寫設(shè)計(jì)說明書（不少于20頁）。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)處畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式的要求；114

11、mJJ總m ax6 0Vff15參考格式：參考格式： 目錄一、設(shè)計(jì)目的二、設(shè)計(jì)要求三、設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟 （一）總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的性能要求 待改裝鉆床型號的確定 控制方式的確定 伺服系統(tǒng)的確定 工作臺(tái)參數(shù)的初步選定 導(dǎo)軌的選型思路 滾珠絲杠選型思路 絲杠和電機(jī)連接零件的選取思路 支承座材料的選取 軸承類型的選取思路 （二）機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)與計(jì)算 確定工作臺(tái)的尺寸及其重量 支承座參數(shù)設(shè)計(jì) 滾珠絲杠參數(shù)計(jì)算與選型 滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)計(jì)算與選型 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)計(jì)算與選型 聯(lián)軸器的選擇四、設(shè)計(jì)總結(jié)五、參考文獻(xiàn)16課程設(shè)計(jì)總體要求：1、數(shù)控XY工作臺(tái)機(jī)械部分裝配圖設(shè)計(jì)（A0）；2、總裝聯(lián)系圖（A4）；3、工作臺(tái)、螺母座、支承座零件圖（選做）；4、按照論文格式要求的設(shè)計(jì)說明書1份（不少于20頁）；5、CNC系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖A4x1張（選做）； 時(shí)間要求2周內(nèi)完成。參考進(jìn)度：總體方案設(shè)計(jì)及系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖1天；總裝聯(lián)系圖繪制1天； 機(jī)械部分計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2天；裝配圖繪制3.5天； 編寫設(shè)計(jì)說明書1.5天；答辯1天17