贵州大学机电一体化课程设计说明书
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
课程设计
设计题目:ZK5125C型立式数控钻床工作台设计
课程名称:机电一体化系统设计课程设计
学院:机械工程专业:机械设计制造及其自动化姓名:学号:
年级:2013 任课教师:
2016年12月10日
大学本科课程设计
诚信责任书
本人重声明:本人所呈交的课程论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所完成。课程论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
特此声明。
论文(设计)作者签名:
日期:
???型立式数控钻床工作台设计
数据说明
第一章总体方案的确定
1.1机械传动部件的选择
1.1.1导轨副的选用:
要设计的X-Y工作台是用来配套立式数控钻床使用,需要承重的载荷不大,无切削力(工作台移动中不作切削),设计数据所要求的脉冲当量较小、定位精度一般。因此,决定选用直线滚动导轨副,它具有摩擦系数小,不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
1.1.2丝杠螺母副的选用:
伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动,选择滚珠丝杠螺母副,滚珠丝杠螺母副的传动精度高、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。
第二章机械传动部件的计算与选型
2.1导轨上移动部件的重量估算
2.1.1 Y方向导轨上移动部件的重量估算
按照导轨上面的移动部件的重量进行估算。包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、滚珠丝杠副、直线滚动导轨副、导轨座等,工件的最大质量为800kg,重量为7840N,根据参考资料上的实例可以看出,工作台尺寸为230mm×230mm的除去工件重量的总重量大约为500N,ZK5125C型立式数控钻床工作台的尺寸为650mm×300mm,大约为实例的2倍,也就是除去工件重量的总重量大约为500N×2=1000N,所以总的重量为7840N+1000N≈9000N,估计重量为9000N。
2.1.2 钻削力的计算
设零件的加工方式为立式钻削,采用硬质合金立钻刀。工件的材料为碳钢。立钻时的钻削力计算公式为:
F F f K f d C F yF zF =(2-1)
式中:f F 为轴向力,单位为N ;F C 为轴向力系数;d 为钻头直径,单位为mm ;F z 为轴向力指数;f 为每钻进给量,单位为mm/r ;F y 为轴向力指数;F k 为修正系数。
600=F C ,mm d 50=,0.1=F Z ,r mm f /4.0=,7.0=F Y ,1=F K
从而求得:N
F f 5684125
.0256007
.01
≈⨯⨯⨯=
2.1.3直线滚动导轨副的计算与选型
①滑块承受工作载荷m ax F 的计算及导轨型号的选取
工作载荷是影响直线导轨副使用寿命的重要因素。本例中的X-Y 工作台为水平布置,采用双导轨、四滑块的支撑形式。考虑最不利的情况,即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担,则单滑块所受的最大垂直载荷为:
F G
F +=
4
max (2-2) 式中:m ax F 为最大工作载荷;G 为移动部件的重量;F 为外加载荷。
N G 9000=,N F F f 5684== 从而求得:kN N F 934.7793456844
9000
max ≈=+=
根据工作载荷kN F 5.18max =,初选直线滚动导轨副的型号为KL 系列的JSA-LG35型,其额定动载荷kN C a 5.32=,额定静载荷kN C a 2.470=。
任务书上规定工作台面的尺寸为650mm ×300mm ,X-Y 方向的加工围为700mm ×350mm ,考虑工作行程留有一定的余量,选取导轨的长度为:Y 方向为1080mm 。
②距离额定寿命L 的计算
上述选取的KL 系列的JSA-LG35型导轨的滚到硬度为60HRC ,工作温度不超过100℃,每根导轨上配有两只滑块,精度等级为4级,工作温度较低,载荷不大。
50)(
3
max
⨯⨯=F C f f f f f L a W R C T H (2-3) 式中:L 为距离额定寿命,单位为km ;a C 为额定动载荷,单位为kN ;H f 为硬度系数;
F 为滑块上的工作载荷,单位为kN ;T f 为温度系数;C f 为接触系数;R f 为精度系数;
W f 为载荷系数。
0.1=H f ,0.1=T f ,81.0=C f ,5.1=W f ,9.0=R f ,5.32=a C ,934.7max =F 。
从而求得:km
L 40050)934.75.325.19.081.00.10.1(3
=⨯⨯⨯⨯⨯=
大于期望值50km ,故距离额定寿命满足要求。 2.1.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 ①最大工作载荷m F 的计算
根据任务书所说工作台移动中不作切削,所以滚动丝杠在运动中只需要克服滚动导轨的摩擦力。
G F m μ=(2-4)
式中:m F 为最大工作载荷;μ为滚动导轨的摩擦因数;G 为移动部件的总重量。
005.0=μ,N G 9000=
从而求得:N F m 459000005.0=⨯= ②最大动载荷Q F 的计算
设工作台的最快进给速度min /2000mm ,初选丝杠导程mm P h 5=,则此时丝杠转速
h
P v
n =
(2-5) 式中:n 为丝杠转速;v 为最快进给速度;h P 为丝杠导程。