數(shù)控雕銑機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)

1、 / 23 文檔可自由編輯打印 學(xué)院學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題題目：目： 數(shù)控雕銑機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)控雕銑機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì) 作作者：者： 系系 （部）：（部）： 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造級(jí)（機(jī)械設(shè)計(jì)與制造級(jí)（1）班）班 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職職稱：稱： / 23 文檔可自由編輯打印畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱數(shù)控雕銑機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)系 別機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)/班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造級(jí)（1）班學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 單位/職稱機(jī)械工程學(xué)院/講師課題來(lái)源科研課題成果形式論文所屬崗位機(jī)械加工與設(shè)計(jì)一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題的

2、主要內(nèi)容、任務(wù)和目標(biāo)、基本要求等：根據(jù)已知條件確定極限轉(zhuǎn)速、公比、結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式、繪制轉(zhuǎn)速圖，得到主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)圖；設(shè)計(jì)雕銑機(jī)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)圖，得到各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速；設(shè)計(jì)三個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速和功率扭矩特性；三個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是如何實(shí)現(xiàn)的；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件和零件如何選擇；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)零件的計(jì)算校核。齒輪間隙的消除和絲杠螺母機(jī)構(gòu)的預(yù)緊等。完成一張進(jìn)給運(yùn)動(dòng)裝配圖和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)零件圖。二、實(shí)踐要求：頂崗實(shí)習(xí)單位要與機(jī)械加工崗位相關(guān)，時(shí)間 12周，要求熟悉所使用的機(jī)械加工工具的工作原理，并能熟練操作加工出合理的零件，對(duì)零件的加工工藝和工序及整件的裝配有所了解。加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。 加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)和

3、操作，能獨(dú)立解決機(jī)床方面簡(jiǎn)單的問(wèn)題，并對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)做修改和完善。三、進(jìn)度安排1.校內(nèi)查閱文獻(xiàn)資料，完成開題報(bào)告；（1 周）2.根據(jù)數(shù)控雕銑機(jī)的具體參數(shù)，確定總體設(shè)計(jì)方案；合理選取電動(dòng)機(jī)；（1 周）3.根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與校核（1 周）4.完成裝配圖和零件圖的繪制，頂崗實(shí)習(xí)；（1 周）5.整理畢業(yè)設(shè)計(jì)論文資料，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯；（1周）6.畢業(yè)答辯；I / 23 文檔可自由編輯打印四、推薦的主要參考資料1范云漲,陳兆年.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,1994.7 2翁世修,王良申.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo).交通大學(xué)出版社, 1988.2 3毛謙德,李振清.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)第

4、二版.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.1 4黃鶴汀.金屬切削機(jī)床上、下冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社,2005.7 5李澄,吳天生,聞百橋.工程制圖第二版.高等教育出版社,2004.2 6郁漢琪.機(jī)床電氣控制技術(shù).高等教育出版社,2006.1 7郁漢琪.機(jī)床電氣實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：高等教育出版社， 2001.78中國(guó)紡織大學(xué)，天津大學(xué)機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè).科技技術(shù)出版社, 1979.6 9陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出本社，2004.4 指導(dǎo)教師簽名 田 敬 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名 徐惠敏 年 月 日 / 23 文檔可自由編輯打印數(shù)控雕銑機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)摘 要此次的設(shè)計(jì)任務(wù)為 CGM4300 小型數(shù)控雕

5、銑機(jī)的設(shè)計(jì)，根據(jù)已知條件確定設(shè)計(jì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中各個(gè)零部件及分析其工作特點(diǎn)；選擇合理的步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速和功率扭矩特性；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件和零件的如何選擇；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)零件的計(jì)算校核；滾珠絲杠軸承的選擇及定位軸向力如何傳遞；再利用 CAD 完成雕銑機(jī)裝配圖。通過(guò)小組一起查閱資料，網(wǎng)上了解數(shù)控雕銑機(jī)的特點(diǎn)和研究方法，到學(xué)校數(shù)控基地增強(qiáng)對(duì)數(shù)控雕銑機(jī)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，拆裝并測(cè)繪數(shù)控雕銑機(jī)。隨后去學(xué)校圖書館翻閱一些有關(guān)數(shù)控雕銑機(jī)的改造的書籍再對(duì)其系統(tǒng)內(nèi)部零件、機(jī)床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，了解了各個(gè)主運(yùn)動(dòng)零件工作優(yōu)點(diǎn)，機(jī)床主要零件部件設(shè)計(jì)計(jì)算。翻閱一些有關(guān)數(shù)控雕銑機(jī)的改造的書籍，采用小組討

6、論的方法共同確定數(shù)控雕銑機(jī)的結(jié)構(gòu)；并在指導(dǎo)老師的熱心幫助完成了圖紙的繪制和說(shuō)明書的撰寫。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們回顧了一下以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)并深化，使自己的專業(yè)知識(shí)有了很大提高。在本文中詳細(xì)描述了數(shù)控雕銑機(jī)伺服進(jìn)給傳統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,包括傳動(dòng)系統(tǒng)擬定 ,滾珠絲杠及其支承組合方式 ,伺服電動(dòng)機(jī)及其反饋裝置選擇,精度驗(yàn)算等。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控雕銑機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，滾珠絲杠，伺服傳動(dòng)系統(tǒng) / 23 文檔可自由編輯打印目目 錄錄第一章第一章 前前 言言 .11.1 數(shù)控雕銑機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀綜述 .11.2 設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題和擬采用的研究方法 .11.3 解決思路及步驟.21.4 機(jī)床參數(shù) .3第二章第二章 X X 軸

7、系統(tǒng)零部件的計(jì)算與校核軸系統(tǒng)零部件的計(jì)算與校核.42.1 X 軸系統(tǒng)的重力計(jì)算 .42.2 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì).52.2.1 切削力計(jì)算 .52.2.2 滾珠絲杠的設(shè)計(jì) .52.2.3 橫向步進(jìn)電機(jī)的選用 .72.3 滾珠絲杠的傳動(dòng)設(shè)計(jì) .82.3.1 選取滾珠絲杠的型號(hào) .82.3.2 絲杠傳動(dòng)扭矩校核 .82.3.3 校核絲杠的當(dāng)量動(dòng)載 .92.3.4 滾珠絲杠的校核 .102.4 垂向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì).122.4.1 滾珠絲杠設(shè)計(jì).122.4.2 垂向步進(jìn)電機(jī)的選用.13第三章第三章 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ) .15參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .15謝謝 辭辭 .160 / 23 文檔可自由編輯打印第一章第一章

8、 前前 言言1.1 數(shù)控雕銑機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀綜述我國(guó)的數(shù)控機(jī)床無(wú)論從產(chǎn)品種類、技術(shù)水平、質(zhì)量和產(chǎn)量上取得了很大的發(fā)展，在一些關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了重大突破。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)可供市場(chǎng)的數(shù)控機(jī)床有 1500 種，幾乎覆蓋了整個(gè)金屬切削機(jī)床的品種類別和主要的鍛壓機(jī)械。領(lǐng)域之廣，可與日本、德國(guó)、美國(guó)并駕齊驅(qū)。這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床已進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期。目前我國(guó)已經(jīng)可以供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、集成化、柔性化的數(shù)控機(jī)床。同時(shí)，我國(guó)也已進(jìn)入世界高速數(shù)控機(jī)床和高精度精密數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國(guó)的行列。目前我國(guó)已經(jīng)研制成功一批主軸轉(zhuǎn)速在 800010000rmin 以上的數(shù)控機(jī)床。我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)近年來(lái)大力推廣應(yīng)用 CAD 等技術(shù)，很多企業(yè)已

9、開始和計(jì)劃實(shí)施應(yīng)用 ERP、MRP和電子商務(wù)。但從國(guó)情來(lái)看，我國(guó)正處于工業(yè)化中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，從脫貧向致富轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長(zhǎng)行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，構(gòu)成了對(duì)機(jī)床市場(chǎng)尤其是數(shù)控機(jī)床的巨大需要。據(jù)畢馬威會(huì)計(jì)事務(wù)所分析，中國(guó)已經(jīng)超過(guò)德國(guó)，成為世界第一大機(jī)床市場(chǎng)，數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床消費(fèi)的主流。我國(guó)未來(lái)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)巨大，預(yù)計(jì) 2010 年數(shù)控機(jī)床消費(fèi)仍將超過(guò) 60 億美元，臺(tái)數(shù)將超過(guò) 10 萬(wàn)臺(tái)。專家指出，中高檔數(shù)控機(jī)床的比例會(huì)大幅增加，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的比例不會(huì)有太大變化，而非數(shù)控的普通機(jī)床的需求將會(huì)大幅度減少。

10、近年，全國(guó)模具產(chǎn)值也有大幅增長(zhǎng)。我國(guó)目前大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具依然大量進(jìn)口，模具市場(chǎng)主要集中在華東，大約占全國(guó)銷售額的 75%。最近，江蘇蘇州地區(qū)已在規(guī)劃籌建亞洲最大的模具制造基地。模具制造業(yè)需要高速數(shù)控1 / 23 文檔可自由編輯打印銑床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、精密電加工機(jī)床、高精度加工中心、精密磨床等。電子信息設(shè)備制造行業(yè)的裝備 99.5%依賴進(jìn)口。該行業(yè)需求大批小型精密數(shù)控機(jī)床：如高速銑削中心、高速加工中心、小型精密車床、小型精密沖床、精密和超精密加工專用數(shù)控機(jī)床及精密電加工機(jī)床等。近年黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視包括數(shù)控機(jī)床在內(nèi)的裝備制造業(yè)發(fā)展，相繼出臺(tái)的一系列政策措施，進(jìn)一步確立了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)

11、業(yè)的戰(zhàn)略地位，為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。我國(guó)機(jī)床行業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，形成了具有一定生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系，具備了快速提升的基礎(chǔ)，尤其是十五以來(lái)，面對(duì)持續(xù)高漲的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求和良好的政策環(huán)境，我國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅速，在質(zhì)和量上都取得了飛躍。1.2 設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題和擬采用的研究方法此次的設(shè)計(jì)任務(wù)為小型數(shù)控雕銑床的設(shè)計(jì)，撰寫一份詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書、繪制一張小型數(shù)控雕銑床的裝配圖、若干零件圖及 PLC 電氣控制原理圖。該設(shè)計(jì)主要解決如下問(wèn)題：1.設(shè)計(jì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中各個(gè)零部件及分析其工作特點(diǎn)； 2.選擇合理的步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 3.滾珠絲杠軸承的選擇及定位,軸向力如何傳遞，間隙如何調(diào)整；

12、4.撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書、繪制數(shù)控雕銑機(jī)的裝配圖、零件圖。擬采用的研究方法：1）到學(xué)校數(shù)控基地增強(qiáng)對(duì)數(shù)控雕銑機(jī)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)；拆裝并測(cè)繪數(shù)控雕銑機(jī)，使自己對(duì)數(shù)控機(jī)床有了感性的認(rèn)識(shí)；2）去學(xué)校圖書館翻閱一些有關(guān)數(shù)控雕銑機(jī)的改造的書籍再對(duì)其系統(tǒng)內(nèi)部零件進(jìn)行設(shè)計(jì)：機(jī)床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；各個(gè)主運(yùn)動(dòng)零件工作優(yōu)點(diǎn)；機(jī)床主要零件部件設(shè)計(jì)計(jì)算。3）翻閱一些有關(guān)數(shù)控雕銑機(jī)的改造的書籍，采用小組討論的方法共同確定數(shù)控雕銑機(jī)的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行相關(guān)工藝參數(shù)的校核。4）獨(dú)立完成工程圖的繪制。2 / 23 文檔可自由編輯打印1.3 解決思路及步驟 解決思路如圖 1-1 所示。1.機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)絲杠傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，滾珠絲杠

13、及軸承的選擇，定位；由三個(gè)不同的步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制三個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)過(guò)程。2.機(jī)床主要零部件的設(shè)計(jì)（1）步進(jìn)電機(jī)的選擇計(jì)算；（2）滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算；滾珠絲杠的軸承的選取與校核；圖 1-1 銑床設(shè)計(jì)框圖1.4 機(jī)床參數(shù)工作臺(tái)尺寸（ X/Y）500/480毫米最大行程（X/Y/Z）400/400/150毫米最大工件尺寸（X/Y/Z）400毫米最大刀具直徑（Er20）13毫米主軸電機(jī)功率3千瓦3 / 23 文檔可自由編輯打印最大進(jìn)給速度 5米/分鐘主軸轉(zhuǎn)速范圍 1500-24000轉(zhuǎn)/分鐘分辨率 士0.001毫米/脈沖定位精度 士0.01毫米重復(fù)定位精度 士0.005 毫米外型尺寸（長(zhǎng) /寬/高） 15

14、00/1500/1800毫米機(jī)器總功率5 千瓦機(jī)器軸聯(lián)動(dòng)數(shù) 34 / 23 文檔可自由編輯打印第二章第二章 X X 軸系統(tǒng)零部件的計(jì)算與校核軸系統(tǒng)零部件的計(jì)算與校核2.1 X 軸系統(tǒng)的重力計(jì)算主軸系統(tǒng)主要由三部分組成：3KW 主軸安裝座、滑塊及拖板。根據(jù)中的圖紙分別計(jì)算 3KW 主軸安裝座、滑塊的體積 V 及其重量 G。 工業(yè)用鋁合金的密度；灰鑄鐵的密度。33250/k100 . 7mgHT 主軸安裝座的體積 V1及重力 G1計(jì)算： 33921m1072. 310200404021220054125220050200155268VNVgm988 . 91072. 3107 . 2gG33111

15、鋁合金 滑塊體積 V2及重力 G2計(jì)算： 33921025. 710573197257081129570484022468116073096270VmNgVgmGHT75.4938 . 91025. 7100 . 733225022 拖板體積 V3及重力 G3計(jì)算 3393m1024. 310425570248612062001807290450527242VNVgmGHT26.2228 . 91024. 3100 . 733g3250335 / 23 文檔可自由編輯打印2.2 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)2.2.1 切削力計(jì)算 工作臺(tái)約重 30Kg 切削功率為： （2.1）NKNC式中：主電機(jī)功率，3

16、Kw N 主傳動(dòng)系統(tǒng)總功率系數(shù)，取 0.6 進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取 0.96K 根據(jù)公式(2-1)可得：1.728 KwCN又因?yàn)椋?6120cZNF V 則=1.058 KN 6120/ZCFNV 式中：切削線速度，取Vmin/100mm故主切削力：通常 KNFZ1.0580.60.9ZFF縱（）0.450.7ZFF垂（）0.50.55zFF橫（）?。篕NFFKNFFKNFFzzZ0.5295 . 00.47645. 00.6356 . 0垂橫縱 2.2.2 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)工作臺(tái)橫向進(jìn)給絲杠的軸向力： （2.2）/FKFfFw橫垂軸（） 式中：考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，K1 . 1K 工作臺(tái)

17、，w30300WkgN6 / 23 文檔可自由編輯打印導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，/f/0.15f 橫向切削力，F(xiàn)橫KNF0.476橫根據(jù)公式（2.2）得： 0.65KN軸F3 . 0529. 015. 0476. 01 . 1強(qiáng)度計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速： /fnVp 式中：取 60mm/minVf 滾珠絲杠螺距，6mmp則得： /10 /minfnVpr壽命值： =60nT/L6109 式中：T壽命時(shí)間，15000h最大負(fù)載： （2.3）13wHf f F1軸Q （L）式中：運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，取 1.2wf 硬度系數(shù)，取 1.1Hf 軸向切削力，0.65KNF軸 根據(jù)公式(2.3)可得： =1.7847KNQ65

18、. 01 . 12 . 1)9(31根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選取滾珠絲杠的型號(hào) FDM236LH1T7，即內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式，雙螺母墊片預(yù)緊，公稱直徑為 23，螺距為 6mm，左旋，一圈二列，T 型 7 級(jí)精度，滾珠直徑為 3.82（取 4）,其額定動(dòng)負(fù)荷為 12.8KN，其強(qiáng)度夠用。 （2.4）/10tsin2fgd摩擦角 根據(jù)滾珠絲杠的型號(hào)可查得其螺旋升角；/4 22 式中：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取 0.001/f 滾珠直徑,4mm0d7 / 23 文檔可自由編輯打印 滾珠與滾道的接觸角，取45 根據(jù)公式(2-4)可得：1/0.001t0.40524.30.4sin452g 則滾珠絲杠的傳動(dòng)效率： 0/0/4 22

19、/4 2224.30.915tgtgtgtg（）（）2.2.3 橫向步進(jìn)電機(jī)的選用 1.確定步距角：取系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量，選用步距角0.01/Pmm脈沖00.72b2.啟動(dòng)力矩的計(jì)算：絲杠牽引力：1.414sFFf W當(dāng)橫KN55. 0 式中：當(dāng)量摩擦系數(shù)，0.01f當(dāng) 設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等效負(fù)載力矩為，負(fù)載力為 ，根據(jù)能量守恒原理，F(xiàn)負(fù)電動(dòng)機(jī)所做的功與負(fù)載所做的功相等，即MF L負(fù)則： F LM負(fù) 又因，數(shù)控裝置發(fā)出一個(gè)脈沖后，工作臺(tái)的位移FFWFs1負(fù)（）量 L 為一個(gè)脈沖當(dāng)量 0.001cm，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的負(fù)載的角度2/360b故F LM負(fù)1360()2psbFWF cm/04.96N 式中：機(jī)

20、床導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取 0.18 與重力方向一致，作用在移部件上的負(fù)載力，1.165KN1F 如果不考慮啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，則啟動(dòng)力矩8 / 23 文檔可自由編輯打印取安全系數(shù)為 0.25，則 對(duì)于工作方式/(0.30.5)qMM503.44/qMN Cm為五相十拍的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：max/0.707712.08/qMMN Cm 3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高頻率： 取橫向進(jìn)給速度最大為，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高頻率為max1/minVm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)maxmax1000/(60)1667pfVHz第 5 卷表 35.2-10 選用 90BYG5502 型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)較合適，該電動(dòng)機(jī)步距角

21、為，最大靜轉(zhuǎn)距為 300，最高空載啟動(dòng)頻率為 2200Hz。 0.360.72/N Cm2.3 滾珠絲杠的傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.3.1 選取滾珠絲杠的型號(hào) 本機(jī)床主電機(jī)采用 90BYG5502 型混合式步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)的靜扭矩為 300，步距角為，根據(jù)類比法選用內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠：FDM236LH/N Cm0.360.721T7。2.3.2 絲杠傳動(dòng)扭矩校核1.絲杠傳動(dòng)效率： /tantanp（）式中：中徑處的螺紋升角12tanSd S螺紋導(dǎo)程， 6mm 絲杠中徑，21mm2d 有 16tan4.37219 / 23 文檔可自由編輯打印當(dāng)量摩擦角/p/10tansin2fpd 滾動(dòng)摩擦系數(shù)，0.001/f 滾

22、珠直徑，取 4mm0d 滾珠與滾道的接觸角，45 有 /10tansin2fpd10.001tan0.4sin4520.405所以 tan4.37100%91.5%tan 4.370.405（）2.絲杠驅(qū)動(dòng)扭距：根據(jù) （2.5）2PSM 式中：P所受軸向力，426N S螺紋導(dǎo)程，6mm 傳動(dòng)效率，91.5% 根據(jù)公式(2.5)可得：426 0.0060.44520.915MN m3.絲杠傳遞的扭矩/ /1.2 1012iN m/MM，故可以使用2.3.3 校核絲杠的當(dāng)量動(dòng)載型號(hào)為 FDM236LH1T7 絲杠的當(dāng)量動(dòng)載為 12.8KN10 / 23 文檔可自由編輯打印絲杠的壽命系數(shù)hf根據(jù)13

23、hhLf （）5000 式中：預(yù)期壽命，15000hhL故有 =hf315000150001.44224轉(zhuǎn)速系數(shù)nf根據(jù)1333.3nfn （） 式中：當(dāng)量轉(zhuǎn)速 nnmax115025 /min22nr故有1333.31.125nf （）當(dāng)量軸向載荷dPmax11757378.522dPPN絲杠當(dāng)量動(dòng)載 C1.1ndhdf f fCP3.11 1.6 1.0378.51.11712.212800NN安全2.3.4 滾珠絲杠的校核1.滾珠與螺紋滾道之間的接觸變形1根據(jù) 231010.0038aPdZ（）式中：軸向載荷，378.5Nap11 / 23 文檔可自由編輯打印 滾珠直徑，3.969mm0

24、d 滾珠數(shù)量Z ZZZ圈數(shù)列數(shù) 一圈的滾珠數(shù) 00253316.793.969DZd 有，取16.79 1 233.57Z 34Z所以 22311378.50.00381.2 103.96934mm（）由于滾珠絲杠已預(yù)緊， /2111.2 1062m故2.絲杠軸向拉伸壓縮變形2根據(jù) 523 10L 又因?yàn)閙m250L所以52250 3 107.5 m 3.支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形3根據(jù) 23320.0024aaPd Z式中：軸承的滾動(dòng)體直徑，3.6mmad 軸承的軸向載荷，378.5NaP 軸承的滾動(dòng)體數(shù)，18Z所以2332378.50.002411.93.6 18m（）4.滾珠絲杠副總

25、變形/12367.5 11.912 / 23 文檔可自由編輯打印32725.427.250.04 300mm符合要求2.42.4 垂向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)垂向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.4.1 滾珠絲杠設(shè)計(jì)根據(jù)：(FkFfF垂垂垂+W )式中：考慮顛覆力矩影響的實(shí)際系數(shù)，kk1.1 垂向切削分力F垂 導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)，ff0.15 刀頭重量WW0.210G 可得：F垂0.43KN 滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速 取 60/nVfpVf/minmm滾珠絲杠螺距=6mm故10/nVfp/minr取壽命時(shí)間，則壽命值則運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，15000T h1L660/109nT1.2wf 硬度系數(shù)則最大負(fù)載1.1hf 311.181whQL

26、f f FKN垂根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取滾珠絲杠的型號(hào)：即內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式，雙25617FDMLHT 螺母墊片預(yù)緊，公稱直徑為 25，螺距 6，采用左旋、一圈二列、T 型mmmm7 級(jí)精度，其額定動(dòng)負(fù)荷 12.8Q，其強(qiáng)度夠用。KN由于所選滾珠絲杠的螺旋升角，摩擦角04 2210sin2ftgd 式中：導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)，ff0.001 滾珠直徑 3.9690dmm 滾珠與滾道的接觸角04513 / 23 文檔可自由編輯打印 100.00124.30.4sin452tg則滾珠絲杠的傳動(dòng)效率：00/()4 22/(4 22 24.3)0.915tgtgtgtg91.5%2.4.2 垂向步進(jìn)電機(jī)的選用1.確定步距角取

27、系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量，選用步距角0.01/Pmm脈沖00.72b2.啟動(dòng)力矩絲杠牽引力SF1.414Ff W當(dāng)橫 式中：當(dāng)量摩擦系數(shù)，f當(dāng)f當(dāng)0.01因SF0.343=1.6 0.011.414+0.32=KN該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等效負(fù)載力矩為，負(fù)載力為，根據(jù)能量守恒原理，電動(dòng)MF負(fù)機(jī)所作的與負(fù)載所做的功相等 即 則 MF L負(fù)/MF L負(fù)因，數(shù)控裝置發(fā)出一個(gè)脈沖后，工作臺(tái)的位移量 L 為一1()SFFWF負(fù)個(gè)脈沖當(dāng)量，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，代入得0.001cm02/360b /MF L負(fù)01360() /2pSbFWF 003600.01 0.3430.18 0.20.32/20.720.6 cm7 .2

28、9N 式中：機(jī)床導(dǎo)軌摩擦系數(shù)取 0.8KNFF165. 11重 如果不考慮啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)部慣性的影響，則啟動(dòng)力矩，取安/0.3 0.5qM全系數(shù)為， ，對(duì)于工作方式為四相八拍的步進(jìn)電機(jī)0.3cm99qNM3.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高頻率取橫向進(jìn)給速度最大為，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高頻率為max1/minVm14 / 23 文檔可自由編輯打印，根據(jù)以上數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)范圍選用 90BYG5502 型步進(jìn)電max1000max/60pfV1667HZ動(dòng)機(jī)較合適，該電動(dòng)機(jī)步距角為，最大靜轉(zhuǎn)距為，最高空載啟動(dòng)0.360.72300/N Cm頻率為。2200Hz15 / 23 文檔可自由編輯打印第三章 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次對(duì)數(shù)控雕

29、銑機(jī)的設(shè)計(jì)，使我了解了很多關(guān)于這方面的知識(shí)，機(jī)床數(shù)控是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作，它的設(shè)計(jì)涉及機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)、伺服系統(tǒng)等諸多技術(shù)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有很多特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。在機(jī)械制造領(lǐng)域，機(jī)床的數(shù)控技術(shù)具有非常重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來(lái)越高的要求，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加快。因此，對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)也就顯得比較重要，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)與改造也成為工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方面。數(shù)控機(jī)床，由于可以較好的解決形狀復(fù)雜、精密小批量多變零件的加工問(wèn)

30、題，能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，因此，數(shù)控機(jī)床在世界各國(guó)得到了大力的發(fā)展，設(shè)計(jì)改造速度不斷加快。此次的設(shè)計(jì)任務(wù)為 CGM4300 小型數(shù)控雕銑床的設(shè)計(jì)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)，通過(guò)小組一起查閱資料，網(wǎng)上了解數(shù)控雕銑機(jī)的特點(diǎn)和研究方法，并在指導(dǎo)老師的熱心幫助完成了圖紙的繪制和說(shuō)明書的撰寫。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們回顧了一下以前學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)并深化，使自己在專業(yè)知識(shí)有了很大的提高。通過(guò)本次對(duì)數(shù)控雕銑機(jī)主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)，有機(jī)會(huì)使自己所學(xué)的知識(shí)和實(shí)踐相聯(lián)系，更加深刻體會(huì)了設(shè)計(jì)的快樂(lè)，也了解了自己諸多的不足，在老師的幫助以及在如今強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持下，一一解決了自己所遇到的所有問(wèn)題，很高興能有這樣的機(jī)會(huì)讓理論與實(shí)際得到了聯(lián)系，更好的