工作台设计说明书
X-Y数控工作台设计说明书(最终版)

高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高,预紧后可消除反向间隙。
(3)减速装置的选用
选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后,为了圆整脉冲当量,放大电动机的输出转矩,降低运动部件
折算到电动机转轴上的转动惯量,可能需要减速装置,且应有消间隙机构。为此,本设计决定采用无间
2.2控制系统的设计.................................................................3
2.3绘制系统组成框图...............................................................3
2.4绘制机械传动系统简图...........................................................3
3、机械传动部件的计算与选型...........................................................4
3.1脉冲当量的确定.................................................................4
伺服系统实现位置伺服控制有开环、闭环、半闭环3种控制方式。开环控制的伺服系统存在着控制
精度不能达到较高水平的基本问题,但是步进电机具有角位移与输入脉冲的严格对应关系,使步距误差
不会积累;转速和输入脉冲频率严格的对应关系,而且在负载能力范围内不受电流、电压、负载大小、
环境条件的波动而变化的特点。并且步进电机控制的开环系统由于不存在位置检测与反馈控制的问题,
机械机床毕业设计212组合机床回转工作台夹具设计说明书

摘要二十一世纪的制造业面临着顾客需求驱动、不可预测、快速多变和来自全球不断增加的市场竞争,而且竞争不断加剧。
市场的不断变化要求制造系统加工的产品品种能够快速变换以满足市场需求。
组合机床代表了目前我国组合机床装备较高的技术水平,但随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高,高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床行业企业,因此组合机床装备的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。
一方面,加强数控技术的应用,提高组合机床产品数控化率;另一方面,进一步发展新型部件,尤其是多坐标部件,使其模块化、柔性化,适应可调可变、多品种加工的市场需求。
组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。
它的特征是高效、高质、经济实用,因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。
我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件,完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等;随着技术的不断进步,一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐,它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换,配以可编程序控制器(PLC)、数字控制(NC)等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。
另外,近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线)等在组合机床行业中所占份额也越大。
AbstractThat the manufacturing,industry of in century on two national day is faced with the visitor’s requirement drive regarded with tenderness and cannot calculate and quickly is changeable and comes from the market competition that the whole world constantly increases,and compete constantly to aggravate.The constantly change of market asks the product breed of manufacturing system process can vary quickly with the satisfied market requirement.The building-block machine has represented at present the higher technology standard of our country building-block machine equipment , but what it is along with the competition in market aggravates and to raising of product requirement , high precision , high productivity , flexibleization , many breeies and the short cycle and the digital control building-block machine his transfer machine is lashing tradition the building-block machine trade enterprise , therefore the development train of thought of building-block machine equipment must be in order to raise building-block machine process precision , building-block machine flexible , building-block machine work reliability and complete set of nature of building-block machine technology gives first place to attacks the direction .On the one hand , strengthening the application of digital control technology , and raise the building-block machine product digital control rate.On the other hand , develop new parts , particularly many coordinates parts further , and makes his modularization and the flexibleization , and suits to transfer the market requirement variable and many breeies process .Building-block machine and his transfer machine are collecting mechanical and electrical equipping in the manufacture technique and complete set of technology that the synthetical automation level of organic whole is higher .It is practical that its characteristic is high efficiency and Gao Zhi's economy , thus by the extensive use in the engineeringmachinery , traffic , sources of energy , war industry , light industry and family electricity etc trades .Traditional building-block machine and building-block machine transfer machine of our country chiefly uses the machine , electricity , gas and hydraulic pressure control , and its process object chiefly is the fairly bigger big-and-middle-sized chest aspect of production lot and spool resembles the part , accomplishing the perforate and reaming and ream hole , process various whorls , bore hole and car end face and protruding , the various shape form slots of Tang inside the hole , as well as mill plane and takes shape face etc.Constantly progressive along with the technology , building-block machine - flexible building-block machine of one kind of new type more and more suffers favouing of people , and its application multidigit principal axis chest and can exchange principal axis chest and code are accompanyed the automatic change of clamping apparatus and tool , and are joined in marriage with programmable order controller ( PLC ) and digital control ( NC ) etc , ability wanton change work cycle control and the drive system , and the ability is nimble suits many breeies processs transfers the variable building-block machine . Moreover the recent years building-block machine process centers and share occupying in the building-block machine trade such as digital control building-block machine and machine tool assistance machine ( rinseing machine , assembly machine , synthetical measurement machine , testing machine and transport thread ) etc are also bigger .目录●摘要 (1)●Abstract (2)●前言 (5)●第一章设计任务书及求 (7)●第二章夹具设计 (9)2.1 组合机床夹具概述 (9)2.2 加工工件简图及工艺分析 (11)2.3 定位方案设计 (12)2.4 加紧方案设计 (13)2.5 夹具体方案设计 (14)2.6 夹具的具体设计 (16)2.7 定位误差分析 (18)●第三章回转工作台设计 (20)3.1 回转工作台概述 (20)3.2 回转工作台方案设计 (21)3.2.1 齿轮传动设计 (22)3.2.2 轴的设计 (37)3.3 液压系统的设计 (45)●参考文献 (51)●致谢 (52)前言毕业设计是对大学期间所学知识的一次总的检验和巩固,是一次很好的理论联系实际的锻炼,相比以前的几次课程设计,毕业设计对所学基础知识和专业知识的涉及面更加广泛,是知识与实践的有机结合。
X、Y工作台设计说明书解读

目录一、课程设计目的 (2)二、课程设计任务及内容 (2)三、总体方案的确定 (3)1、机械传动部件的选择 (3)2、控制系统设计 (4)四、机械传动部件的计算与选型 (4)1、导轨上移动部件的重量估算 (4)2、铣削力的计算 (4)3、直线滚动导轨副的计算与选型 (6)4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (8)5、步进电机减速箱的选用 (11)6、步进电动机的计算与选型 (12)7、增量式旋转编码器的选用 (16)五、工作台机械装配图的绘制 (16)六、工作台控制系统电路图绘制 (16)七、步进电动机驱动电源的选择 (16)总结 (17)参考文献 (18)附录: (19)1、操作控制面板 (19)2、控制程序 (19)X-Y数控工作台机电系统设计X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件,如数控车床的纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。
因此,选择X-Y数控工作台作为机电综合课程设计的内容,对于机电一体化专业的教学具有普遍的意义。
模块化的X-Y数控工作台,通常有导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副,以及伺服电动机等部件构成。
其外观形式如图1所示。
其中,伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠,滚珠丝杆的螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动,完成工作台在X、Y方向的直线移动。
导轨副、滚珠丝杆的螺母副和伺服电动机等均已标准化,由专门厂家生产,设计时只需根据工作载荷选取即可。
控制系统根据需要,可以选用标准的工业控制计算机,也可以设计专用的微机控制系统。
图1 X-Y数控工作台外形一、课程设计目的机电一体化技术又称为机械电子技术,它不是一门独立的工程学科,是机械技术、电子技术、信息技术、自动控制技术等相关技术综合。
机电一体化课程设计是针对机电一体化系列课程的要求,继机电一体化课程后的一门设计实践性课程。
它是理论与实践的结合,是培养学生机电一体化产品综合设计能力必不可少的教学环节。
X-Y双坐标联动数控工作台课程设计说明书

目录1。
课程设计目的 (1)2。
课程设计任务 (1)2.1设计题目: (1)2。
2技术数据 (1)2。
3技术要求 (1)3。
总体结构设计 (1)3.1滚珠丝杠设计 (2)3.2滚珠丝杠副的选取 (3)3。
3稳定性运算 (4)3。
4压杆稳定性计算 (5)4.滚动导轨 (6)4。
1计算行程长度寿命 Ts (6)4。
2计算动载荷 (6)5。
步进电机的选择 (8)5.1步距角的确定 (9)5.2步进电机转矩校核 (10)5.3频率校核 (12)6.总结 (12)7。
参考文献 (13)1。
课程设计目的本课程设计的目的在于培养学生对典型机电一体化产品机械结构的设计能力和对机电伺服系统的设计能力,在学习有关专业课程设计的基础上,进行机电系统设计的初等训练,掌握手册、标准、规范等资料的使用方法,培养分析问题和解决问题的能力,为以后的毕业设计打下良好的基础.2.课程设计任务2。
1设计题目:X—Y双坐标联动数控工作台设计2。
2技术数据工作台长×宽(mm):450×310工作台重量(N):3300行程(mm):ΔX=60-100;ΔY=50-100脉冲当量:0。
05-0。
08mm/p2。
3技术要求(1)工作台进给运动采用滚珠丝杠螺旋结构(2)滚珠丝杠支撑方式:双锥-简支型(3)驱动电机为反应式步进电机(4)步进电机与滚珠丝杠间采用齿轮降速要求消除齿轮间隙3.总体结构设计数控工作台采用由步进电机驱动的开环控制结构,其单向驱动系统结构简图如图所示:实际设计的工作台为X、Y双坐标联动工作台,工作台是由上拖板、中拖板、下拖板及导轨、滚珠丝杠等组成.其中下拖板与床身固联,它上面固定X向导轨,中拖板在下拖板的导轨上横向运动,其上固定Y向导轨,上拖板与工作台固联,在Y向导轨上移动。
X、Y导轨方向互相垂直。
3。
1滚珠丝杠设计滚珠螺旋传动按滚动体循环方式分为外循环和内循环两类,其中应用较广的是插管式和螺旋槽式,它们各有特点,其轴向间隙的调整方法主要有垫片调隙式和螺纹调隙式。
一维工作台设计说明书

电子精密机械设计课程设计一维伺服移动工作台设计说明书(仅供参考)目录课程设计任务2设计任务介绍2设计内容2 一、分析工作条件和设计要求 3 二、电机选型3三、滚珠丝杠的选型4四、联轴器的选型9五、转矩讨论10六、电机的校核12七、联轴器校核13八、导轨选型13九、轴承的校核14十、轴承的校核18十一、系统谐振频率计算18十二、光栅的选型19附录20课程设计任务一、设计任务介绍:一维伺服移动工作台整体结构为完成一维伺服移动工作台的设计,需设计的机械系统包括:伺服电机、减速器、联轴器、滚珠丝杠、直线导轨、光栅传感器等。
设计内容一维工作台整体结构:一维工作台整体结构由于工件重量(100N),工作台轴向载荷(300N)均很小,初选不考虑减速器。
一、分析工作条件和设计要求给定参数:工作台承重载荷:=100N,工作台轴向载荷:=300N,工作台最大移动速度:=0。
5m/s,有效行程:S=900 mm,加速时间常数:t=0.1s,加速度:a===5m/,重力加速度g=9。
8N/kg.1.工作台设计尺寸为:400×200×20mm,选用2A11,根据结构设计,工作台质量:=kg,∴载荷=+g=100+56.99=156.99N,∴根据经验,暂定采用双导轨4滑块,滑块质量为0.4kg。
二、电机选型整体质量M=++=100÷9。
8++1。
113=17.13kg,a.摩擦力,滚动导轨摩擦系数μ∈[0。
003,0。
005],取μ=0.005;=Mgμ=17。
13×9。
8×0。
005=0。
84N,b.惯性力=M=17.13×=85.665N,最大轴向力=++=0。
84+85.665+300=386。
505N,最大功率==386。
505N×0.5=193。
25W,查机械设计手册P579:取,,,取安全系数为2电机所需功率,选择电机,见松下电机手册P57:AC200 V用,额定转速3000r/4500额定转矩为2。
数控X-Y工作台设计精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版机电一体化课程设计说明书题目:X-Y数控工作台机电系统设计班级:11级机械2班姓名:xxq学号指导老师:日期:2014年6月30日X-Y 数控工作台机电系统设计任务书题目:X-Y 数控工作台机电系统设计设计任务:设计一种供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台 设计要求:1、每6人一组数据,要求独立完成。
2、图纸要求:机械系统设计图纸2张(A 2),控制原理图一张(A 1)3、设计计算说明书1份(手写或电子版) 第八组主要参数:1. 立铣刀最大直径的d=12mm ;2. 立铣刀齿数Z=2;3. 最大铣削宽度e a =10mm;4. 最大背吃刀量p a =8mm;5. 加工材料为碳钢。
6. X 、Y 方向的脉冲当量x σ=0.01 mm/脉冲,y σ=0.005mm/脉冲;7. X 、Z 方向的定位精度均为01.0±mm;8. 工作台导轨长度为900mm ;9.工作台空载进给最快移动速度:v x =3000 mm/min ,v y =6000mm/min ; 10.工作台进给最快移动速度: min /800min,/400max max mm v mm v fy fx ==; 11.移动部件总重量为960N ; 12.丝杠有效行程为950mm ;目录1.引言: (5)2.设计任务 (5)3.总体方案的确定 (4)3.1 机械传动部件的选择 (4)3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.1.4伺服电动机的选用3.1.5检测装置的选用3.2 控制系统的设计 (4)3.3 绘制总体方案图 (7)4.机械传动部件的计算与选型 (7)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (7)4.2 铣削力的计算 (7)4.3 直线滚动导轨副的计算与选型(纵向) (8)F的计算及导轨型号的选取4.3.1 块承受工作载荷m ax4.3.2 距离额定寿命L的计算4.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)4.4.1 最大工作载荷Fm的计算4.4.2 最大动工作载荷FQ的计算4.4.3 初选型号4.4.4 传动效率η的计算4.4.5 刚度的验算4.4.6 压杆稳定性校核4.5 步进电动机减速箱的选用 (10)4.6 步进电动机的计算与选型 (8)4.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq4.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq4.6.3 步进电动机最大静转矩的选定4.6.4 步进电动机的性能校核5.增量式旋转编码器的选用 (12)6. 绘制进给传动系统示意图 (12)7.工作台控制系统的设计 (12)8.步进电动机的驱动电源选用 (14)9.致谢 (15)参考文献 (15)1.引言:现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。
XY数控工作台设计说明书范文[1]
![XY数控工作台设计说明书范文[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/9f11978a31b765ce050814f6.png)
适用标准文案1、整体方案设计设计任务课程设计任务:设计两轴联动的数控 X-Y 运动平台,达成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程,依据实验条件进行调试,达成整个开发系统。
主要参数见下表:系列型号行程台面尺寸底座外形尺寸最大负载XY最大重复定定位X Y C B H C1B1H1长度重量挪动速位精度L N度HXY-4025400250240254156505001847785001M/分±整体方案确立方案确立思想方案一:机械部分传动:滚珠丝杠螺母副支撑:双推 - 双推式滑动导轨控制部分控制器件:单片机控制方式:开环控制伺服电机:步进电动机长处:采纳滚珠丝杠螺母副,可实现旋转运动与直线运动互相变换,在拥有螺旋槽的丝杠螺母中装有滚珠作为中间传动元件,以减少摩擦。
长处是摩擦系数小,传动效率高,敏捷度高,传动安稳,不易产生滑行,传动精度和定位精度高;磨损小,使用寿命长,精度保持性好。
双推式支撑实现高精度传动,采纳单片机控制步进电动机,响应迅速而正确。
弊端:滚珠丝杠螺母副的不足在于制造工艺复杂,成本高,不可以自锁,故需附带制动装置。
开环控制精度比较低。
方案二:机械部分传动:同步带传动支撑:滑动导轨控制部分控制器件:单片机控制方式:开环控制伺服电机:直流无刷电机长处:适用标准文案同步带传动无相对滑动,传动比正确,传动精度高,齿形带的强度高,厚度小、重量轻,故可用于高速传动;传动比恒定,同步带无需特别涨紧,因此作用于轴和轴承等上的载荷小,传动效率高。
单片机控制直流无刷电机,空载电流小,效率高。
弊端:同步带工作时候有温度要求,安装精度要求较高,中心间距要求较高,有时需要张紧,安装麻烦。
无刷直流电机启动时有震动,控制器要求高,价钱高。
采纳开环精度较低。
方案三:机械部分传动:齿轮齿条支撑:直线导轨控制部分控制器件:单片机控制方式:闭环控制伺服电机:直流无刷电机长处:齿轮齿条传动功率大,精度高,稳固性好,响应速度快。
数控车床XY轴工作台和控制系统设计说明书 毕业设计

数控车床XY轴工作台和控制系统设计说明书毕业设计数控车床XY轴工作台和控制系统设计摘要我设计的是车床XY轴工作台和控制系统,采用单片机控制步进电动机驱动工作台。
首先确定设计的总体方案,然后对车床的机械部分进行设计,其中包括工作台、滚动导轨、滚珠丝杠、步进电动机的设计和选用,最后对数控系统硬件和软件设计。
新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。
关键词:数控车床 XY工作台控制系统前言一、当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下 ,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性 ,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度 ,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备 ,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术 ,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品 ,其技术范围覆盖很多领域。
(一)、数控技术的发展趋势。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 ,使制造业成为工业化的象征 ,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 ,他对国计民生的一些重要行业 IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看 ,其主要研究热点有以下几个方面:(1) 高速、高精加工技术及装备的新趋势(2) 5 轴联动加工和复合加工机床快速发展(3) 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势(二)、对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于 1958 年 ,近 50 年的发展历程大致可分为三个阶段:第一阶段从 1958 年到 1979 年 ,即封闭式发展阶段。
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目录一、总体 (2)二、机械结构设计 (3)1、脉冲当量和传动比的确定 (3)2、机械部件(工作台)总体尺寸 (3)3、工作载荷分析及计算 (4)4、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (5)5、导轨的选型和计算 (10)6、联轴器的选择及计算 (11)7、传动系统等效转动惯量计算 (12)8、步进电机的选用 (13)三、控制系统设计 (18)1、控制系统硬件的基本组成 (18)2、接口程序初始化及步进电机控制程序 (19)3、直线圆弧插补程序设计 (22)参考文献 (30)一、总体1、总体参数设计一个数控XY工作台及其控制系统。
该工作台可安装在铣床上,用于铣削加工。
已知的设计参数如下:2、开、半闭、闭环选择开环伺服系统——步进电机驱动——没有检测装置半闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——脉冲编码器——速度反馈 闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——位置检测装置——位置反馈 本设计采用开环步进电机驱动。
3、传动初步设计电动机——联轴器——滚珠丝杠——工作台4、系统组成框图大致确定为:控制、接口、驱动、传动再到执行。
即为XY →→→→控制器接口电路驱动装置传动机构工作台5、机械传动系统简图X 轴与Y 轴的传动系统简图都如图所示二、机械结构设计1、脉冲当量和传动比的确定1.1、脉冲当量的确定根据机床或工作台进给系统所需要的定位精度来选定脉冲当量。
考虑到机械传动系统的误差存在,脉冲当量值必须小于定位精度值。
本次设计给定脉冲当量 为0.01mm 。
1.2、传动比的确定传动比计算公式:Pb L i δθ3600=专业课课程设计指导书(2-1) 其中:为步进电机的步距角,为滚珠丝杠导程,为系统脉冲当量。
根据传动设计,采用联轴器,初选电机步距角︒=9.0b θ,丝杠导程mm L 40=,mm P 01.0=δ。
则其传动比101.036049.03600=⨯⨯==P b L i δθ 2、机械部件(工作台)总体尺寸由于工作台的加工范围为X =200mm ,Y =150mm 。
工作台尺寸一般为工作台加工范围的1.1倍。
所以:X =200×1.1=220mm, Y =150×1.1=165mm ,其厚度初定为30mm 。
选择工作台的型槽为T 型槽,查电子版《袖珍机械设计师手册》中的T 型槽和相应螺栓(摘自GB/T158-1996) 表3-25T 型槽和相应螺栓尺寸,可得所选T 型槽的参数:A =10mmB =18mmC =8mmH =21mm 间距取50mm一取工作台厚度为T 型槽厚度的2倍,即2×21=42mm 。
工作台质量:333307.8102751022010421019.82M kg ρν---==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=,即纵向丝杠所承受的质量。
在工作台上的工件和夹具的质量估计为160M kg =所以总的移动部件的重量为0119.826079.8280M M M kg kg kg =+=+=≈3、工作载荷分析及计算3.1销削力的分析与计算铣削运动的主运动为铣刀绕自身轴线高速回转,进给运动为工作台带动工件在垂直于铣刀轴线方向缓慢进给(键槽铣刀可沿轴线进给)。
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》选铣刀。
由表3-16,根据最大铣刀直径d =20mm ,最大铣削宽度10e a mm =,最大铣削深度5p a mm =选择莫氏锥柄立铣刀,立铣刀各参数如下:由表5-11 高速钢立铣刀铣平面的铣削进给量中选取 ,由专业课课程设计指导书表2-2查得高速钢铣刀铣削力公式,选定铣刀转速min /600r n =,由专业课课程设计指导书表2-3查得切削力公式中铣削力系数2.68=Fz C ,因此铣削力为:由表2-1和表2-2中表示每齿进给量)/(齿mm ,即铣刀每转一个齿间角时,工件与铣刀的相对移动量,每齿进给量、每转进给量)/(r mm f 和工作台进给速度三者之间的关系为min)/(mm zn a v f = 式中z 为铣刀齿数,n 为铣刀转速min)/(r可得工作台进给速度min)/(126min)/(600307.0mm mm zn a v f =⨯⨯==3.2进给工作台工作载荷计算作用在工作台上的合力与铣刀刀齿上受到的铣削力的合力F 大小相同,方向相反,合力就是设计和校核工作台进给系统时要考虑的工作载荷,它可以沿着铣床工作台运动方向分解为三个力:工作台纵向进给力方向载荷,工作台横向进给方向载荷和工作台垂直进给方向载荷。
工作台工作载荷、和与铣刀的切向铣削力之间有一定的经验比值。
因此,根据专业课课程设计指导书表2-4,查工作台载荷与切向铣削力的经验比值: 求出后,根据最大的经验比算,即可计算出工作台的计算载荷、和。
11538.12977.21L z F F N =⨯=⨯=)/(07.0z mm a f =Za d a a C F p f e Fz z ⋅⋅⋅⋅⋅=-86.0072.086.081.90.860.720.869.8168.2100.072043-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯814.32N=0.20.2814.34325.74C z F F N ==⨯= 0.40.4813.34651.47V z F F N ==⨯=4、滚珠丝杠螺母副的选型和校核4.1滚珠丝杠螺母副类型选择4.1.1主要类型采用回珠器处在螺母之内的钢珠内循环方式,另外,为了消除间隙和提高滚珠丝杠副的钢度,可以预加载荷,使它在过盈的条件下工作,初步选用垫片预紧式。
4.1.2主要参数及代号 4.1.2.1滚珠丝杠副的主要参数①公称直径,数控机床常用的进给丝杠的公称直径为mm 30φ至mm 80φ,但这是X-Y 工作台,不用太大,初选020d mm =。
②基本导程(螺距),由步距角︒=9.0b θ、脉冲当量脉冲/01.0mm P =δ和传动比1=i 确定mm i L b p 4/3600==θδ。
③精度等级,一般选用4级~7级,数控机床及精密机械可选用2级~3级。
它是滚珠丝杠副的重要指标,直接影响定位精度、承载能力和接触刚度。
4.1.2.2滚珠丝杠副的标注查专业课课程设计指导书丝杠的特征代号见表2-6,初步选择滚珠丝杠副为FDM1604-3,导轨面的硬度为58~64HRC 。
查《机械设计手册》第三版第3卷成大先主编 表12-1-17其具体参数如下:4.2滚珠丝杠螺母副的型号选择及校核步骤4.2.1最大工作载荷滚珠丝杠上的工作载荷)(N F m 是指滚珠丝杠副在驱动工作台时滚珠丝杠所承受的轴向力,也叫进给牵引力。
采用实验公式计算,对于三角形或综合导轨)('G F f KF F V L m ++=专业课课程设计指导书(2-12)式中:为工作台纵向进给力方向载荷,为工作台垂直进给方向载荷,G 为移动部件的重力(N ),K 和分别为考虑颠覆力距影响的实验系数和导轨上的摩擦系数,对于三角形或综合导轨K =1.15,滚动导轨005.0~0025.0'=f ,取004.0'=f 。
所以:'() 1.15814.340.004(651.478010)1356.02m L V F KF f F G N =++=⨯+⨯+⨯=4.2.2最大动负载C 的计算及主要尺寸初选 滚动丝杠最大动载荷C 可用下式计算:m m F f L C 3= 专业课课程设计指导书(2-14)式中:L 为工作寿命,单位为r 610,610/60nt L =;n 为丝杠转速min)/(r ,0/1000L v n =;v 为最大切削力条件下的进给速度min)/(m ,为所预选的滚珠丝杠的导程,待刚度验算后再确定;t 为额定使用寿命(h ),可取t=15000h ;为运转状态系数,无冲击取1~1.2,一般情况取1.2~1.5,有冲击振动取1.5~2.5;为滚珠丝杠工作载荷(N )。
初选滚珠丝杠副的尺寸规格,相应的额定动载荷不得小于最大动载荷C ;C C a >。
取1.1=m f ,而工作台进给速度min)/(126mm v =,则工作寿命:)10(35.28410/150001266010/10006010/6066066r L vt nt L =⨯⨯⨯=⨯==则 1.11356.024710.8m m C F N N ⨯=因为8.2a C kN C =>,所以所选滚珠丝杠螺母副符合最大动载荷要求。
4.2.3传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率为:)tan(tan ϕλλη+=专业课课程设计指导书(2-15)其中,为丝杠螺旋升角,可由00arctan arctan 41.21016L d λππ===︒⨯⨯,为摩擦角,滚珠丝杠副的滚动摩擦系数004.0~003.0=f ,其摩擦角约等于。
tan tan1.201100%100%87.87%tan()tan(1.21010)ληλφ︒=⨯=⨯='+︒+滚珠丝杠副的传动效率较高,一般取0.8~0.9之间,可知,上式传动效率计算有效。
4.2.4刚度验算4.2.4.1丝杠的拉压变形量滚珠丝杠计算满载时拉压变形量:EALF m ±=1δ专业课课程设计指导书(2-15) 其中:为在工作载荷作用下丝杠总长度上拉伸或压缩变形量)(mm ,为丝杠的工作载荷)(N ,L 为滚珠丝杠在支承件的受力长度)(mm ,取mm L 400=,E 为材料弹性模量,对钢Mpa E 4106.20⨯=,A 为滚珠丝杠按内径确定的截面积)(2mm ,22217.5()()376.6822d A mm ππ==⨯=,“+”号用于拉伸,“-”号用于压缩。
则 141356.024000.0066920.610376.68m F L mm EA δ⨯=±=±=⨯⨯ 4.2.4.2滚珠与螺纹滚道间的接触变形量该变形量与滚珠列、圈数有关,即与滚珠总数量有关,与滚珠丝杠长度无关。
有预紧时,可以使用下式计算:)(0013.0322mm ZF D F YJ w m∑=δ专业课课程设计指导书(2-17)其中:为滚珠直径)(mm ,为滚珠总数量列数圈数⨯⨯=∑Z Z ,Z 为一圈的滚珠数,,)(3)/(0内循环=-w D d Z π,为滚珠丝杠的公称直径)(mm ,为预紧力)8.91(N kgf kgf =,,为滚珠丝杠的工作载荷)8.91(N kgf kgf =,查表可得381.2=w D0(/)3()20/3317.934w Z d D ππ-=⨯-==内循环17.64332107Z Z ∑=⨯⨯=⨯⨯≈圈数列数1356.02/10135.602m F kgf kgf ==,11135.602/1046.12333YJ m F F kgf kgf ==⨯=20.00130.00154mm δ===由于当滚珠丝杠有预紧力,且预紧力为轴向工作载荷的1/3时,值可减少一半左右。