CW6163普通車床數(shù)控化改造第四章

1、LX型彈性柱銷聯(lián)軸器GB5014-2OT3代.GB5014木聯(lián)軸聲適用于備神耐軸線的傳動乘燎*利用尼龍棒構(gòu)斷曲前切程度傳遂轉(zhuǎn)隼，州邈轉(zhuǎn)庫為丁朋斶應(yīng)二07加匸，訖榔荷鎮(zhèn)卜線樓右快，昇衍繪沖球求性齟和尢的魅側(cè)樓補農(nóng)能力.輛詞士0-53tilm怪向0.150.25mm劃闊0”貲"丄：丨3LX型彈性柱銷聯(lián)軸器主要參數(shù)和尺寸(mm)尸號TnN.mHMH4bl1JIL11J鈾禮d,dx技也L1A4£tt0Dslr(LXJ25AASfKi13-5437-55w162.SJLX3頂6XMM*J5M貯una2$3UJ12J(i41>D舛一呻IMIn2.S1LX42SO)1HIM321I

2、.XJilia5e-r75S<-|42220丨站3如LXAAiJAOi"20fr*一站l«fLT114CIJ3LX7IIJJ頂70-4列I.XHLfiOftft13206-115132-2J2J60Itn5119LVi1JDQ*|49witt4A欣|Utia沾晰two110>-180IftT-iCl4843in6?22LAll5OO0Vmwno-2io101-WiMlAlitLxiwirinn112-1QMj-w】e7HLxnI1M»WHOj*0-3002H1*470710105?L41MWKJ曲240'J4QjjyM

3、X)3«L95«LXI2,LX13,LKMft用M翌fl時要核對沉孔堆否允評.根據(jù)電機(jī)和絲杠的參數(shù)，選擇LX1型彈性柱銷聯(lián)軸器3.9電機(jī)的選擇和計算等效轉(zhuǎn)動慣量的計算Ji(JiJs)晉2式中：JM步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量；Ji聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量；JS滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量；G工件及工作臺重量；Lo絲杠導(dǎo)程。工作臺質(zhì)量折算到步進(jìn)電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量Jm:n:-代入數(shù)據(jù)，jM=丨18°x0.001i":<302213.1499丿(2) 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量Js：查數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)改造可知，對于材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量可用以下公式：Js=7.810-4D4L式中：D圓柱

4、形零件的直徑，即絲杠直徑(cm);L圓柱形零件的長度，即絲杠長度。代入數(shù)據(jù)，JS=7.810-4(2.5)4582聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量Ji：聯(lián)軸器同樣屬于圓柱形零件，所以可以運用上面的公式計算其轉(zhuǎn)動慣量，其中D=15mm，L=60mm。Ji=7.810(1.5)4622綜上所得，總的轉(zhuǎn)動慣量：J廠Jm(JiJs)G(¥)2-g2u300/0.4、2=0.12+(1.83+0.024)+()9.82匯3.142驗算慣量匹配，電動機(jī)軸向慣量比值應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，既不應(yīng)太大也不應(yīng)太小，即伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性取決于負(fù)載特性。為使該系統(tǒng)慣量達(dá)到較合理的配合，一般比值控制在1/161之間，Jm/J

5、z=0.12/2.1"006。滿足匹配要求。電機(jī)所需的轉(zhuǎn)動力矩計算快速空載啟動時所需力矩M=MmaxMfM0最大切削負(fù)載時所需力矩M二MatMfM0Mt快速進(jìn)給時所需力矩M二MfMo式中：Mama空載啟動時折算到電機(jī)軸上的加速力矩；Ma折算到電動機(jī)軸上的加速度力矩；Mf折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩；Mo由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；Mat切削時折算到電機(jī)軸上的加速度力矩；Mt折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。1）由數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計可知,Jn9.6TJn9.6T10*N.m式中：J折算到電機(jī)軸上的總慣量，kg.cm2；Man電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min，當(dāng)n=nmax時，計算Mam

6、ax，n=nt計算M或；T系統(tǒng)時間常數(shù)。當(dāng)n=nmax時,Mama=xManma=Vmaxi（Vmax為空載最快移動速度）Lo代入數(shù)據(jù)nmax60001=1500r/min4則：Mamax2.1150010當(dāng)n=m（nt為切削時電動機(jī)轉(zhuǎn)速）時,Mat=Mant“主fi1000VLo機(jī)床實驗工件的直徑。取D=70mm;切削線速度m/min。代入數(shù)據(jù)得，二1000100O'51=56.87r/min3.14704則：Mat2）折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩Mf:F0L0Mf一2冗i式中:導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，滑動導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)0.40.2,動摩擦因素為0.20.1,取0.2;移動導(dǎo)軌的重量，取300

7、N=30kg.f;Fz垂直方向的切削力;傳動效率，一般=0.70.85，取0.8。0.2300.41代入數(shù)據(jù)得：Mf2江3.14匯0.80.48N.cm=0.00483）絲杠折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩M°:3）絲杠折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩M°:式中:P。1為滾珠絲杠預(yù)加載荷1;3滾珠絲杠未預(yù)加載荷時的效率一般取00.9。代入數(shù)據(jù)得：M。=61(1-0.920=04）折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩Mt:MtFtL。2冗i式中：Ft進(jìn)給方向的最大切削力代入數(shù)據(jù)得：Mt23.14匯0.8漢1綜上所述，快速空載啟動所需力矩：M-MmaxMfMo切削時所需的力矩：M二MatMfM

8、oMt快速進(jìn)給時所需的力矩：M二MfMo對數(shù)控機(jī)床而言，因為動態(tài)性能要求較高，所以電動機(jī)例句主要是用來產(chǎn)生加速度的，而負(fù)載荷力矩占得比例很小。一般都是小于電動機(jī)的力矩的10%-30%,所以通過M=MamaxMfM0選擇點機(jī)，要使快速空載啟動力矩小于電動機(jī)的最大力矩，M<Mmax,Mmax為電機(jī)電動機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩，Mmax=M，大慣性伺服電機(jī)丿=10。.由以上分析計算可知，所需最大力矩Mmax發(fā)生在快速啟動的時候:Mma步進(jìn)電動機(jī)的選擇技術(shù)參數(shù)型爭歩距角(-)柑數(shù)(V)電淹3)保持艇(Mm)憤量網(wǎng)/cm專起動蝕舉(HZ運行頻覃(吃)90DYG45010.9/L.62/43030043,53

9、2.313002000C9OBYG45020.9/LB2/43O-30q45M5.&YG45030.9/1.e2/430300434.1431300200001103YG4501.9/L62230300412&11.2120020000110eYG45020.9/1.B2/430-3004_6715.812002OQO01309YG45010.9/L.S2/430-300&276.331.812001800013O3Y34-502Q.9/L.6打430-300&283.3451200180001503Y345D10.9/1.62/4303

10、00336643120015COO15CBYG45020S/L.62/430-300B50a05120015000外龍及坯尺寸尺寸DB-BdLIbDIhLD2dl型號e0BYG4501919214334703.512S107790BYG4502919214324703,5154107790BYG4503919214324703.517B1077L10BYG4501111112IS364653.51821S29L10BYG450211111215364853,522fi1260130BYG4501131132154551004.521015511L30BYG4602131132134551004

11、.526215511L50BrG4501151155134551004.521017011150BYG4502151155194551004.526217011換算成功率:P2Mmax'nmax9550由上式得:P2=13.215勿Okw9550P=2nnM/60其P為功率單位為瓦，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓米I215003.14J94lcP3045=8kW060根據(jù)以上力矩及功率計算結(jié)果，可知所選電機(jī)滿足要3.10橫向滾動直線導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌的特點滑動導(dǎo)軌的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和抗振性良好；缺點是磨損快。為了提高耐磨性，國內(nèi)外主要采用鑲鋼滑動導(dǎo)軌和塑料滑動導(dǎo)軌。滑動導(dǎo)軌常用材

12、料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料等。1. 鑄鐵鑄鐵有良好的耐磨性、抗振性和工藝性。常用鑄鐵的種類有：(1) 灰鑄鐵一般選擇HT200，用于手工刮研、中等精度和運動速度較低的導(dǎo)軌，硬度在HB180以上；(2) 孕育鑄鐵把硅鋁孕育劑加入鐵水而得，耐磨性高于灰鑄鐵；(3) 合金鑄鐵包括：含磷量高于0.3%的高磷鑄鐵，耐磨性高于孕育鑄鐵一倍以上；磷銅鈦鑄鐵和釩鈦鑄鐵，耐磨性高于孕育鑄鐵二倍以上；各種稀土合金鑄鐵，有很高的耐磨性和機(jī)械性能；鑄鐵導(dǎo)軌的熱處理方法，通常有接觸電阻淬火和中高頻感應(yīng)淬火。接觸電阻淬火，淬硬層為0.150.2mm。硬度可達(dá)HRC55。中高頻感應(yīng)淬火，淬硬層為23mm,硬度可達(dá)HRC4

13、855,耐磨性可提高二倍，但在導(dǎo)軌全長上依次淬火易產(chǎn)生變形，全長上同時淬火需要相應(yīng)的設(shè)備。2. 鋼鑲鋼導(dǎo)軌的耐磨性較鑄鐵可提高五倍以上。常用的鋼有：9Mn2V、CrWMn、GCr15、T8A、45、40Cr等采用表面淬火或整體淬硬處理，硬度為5258HRC;20Cr、20CrMnTi、15等滲碳淬火，滲碳淬硬至5662HRC;38CrMoAIA等采用氮化處理。3. 有色金屬常用的有色金屬有黃銅HPb59-l，錫青銅ZCuSn6Pb3Zn6,鋁青銅ZQAI9-2和鋅合金ZZn-Al10-5，超硬鋁LC4、鑄鋁ZL106等，其中以鋁青銅較好。4.塑料鑲裝塑料導(dǎo)軌具有耐磨性好(但略低于鋁青銅)，抗振

14、性能好，工作溫度適應(yīng)范圍廣(-200+260C)，抗撕傷能力強，動、靜摩擦系數(shù)低、差別小，可降低低速運動的臨界速度，加工性和化學(xué)穩(wěn)定件好，工藝簡單，成本低等優(yōu)點目前在各類機(jī)床的動導(dǎo)軌及圖形發(fā)生器工作臺的導(dǎo)軌上都有使用。塑料導(dǎo)軌多和不淬火的鑄鐵導(dǎo)軌搭配。導(dǎo)軌的使用壽命取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、制造質(zhì)量、熱處理方法、以及使用和維護(hù)。提高導(dǎo)軌的耐磨性，使其在較長時期內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，就能延長設(shè)備的使用壽命。常用的提高導(dǎo)軌耐磨性的方法有：采用鑲裝導(dǎo)軌、提高導(dǎo)軌的精度和改善表面粗糙度、采用卸荷裝置減小導(dǎo)軌單位面積上的壓力（即比壓）等fl06-20閉豹野軌琵頁芳彊叮迪舉與V姣町因柱陽平血環(huán)孫滑動導(dǎo)軌的設(shè)

15、計:一作用力合作用點位置，作用力方向和作用點的位置唏噓合理安置。一邊導(dǎo)軌傾斜的力矩盡量小。否則會使導(dǎo)軌中的摩擦力增大，磨加劇，從而降低導(dǎo)軌的靈活性和導(dǎo)向精度。嚴(yán)重時甚至還可能卡死，不能正常工作。1作用在運動件上的推力有三種情況：1. 推力通過運動件在軸線2. 推力作用點在運動件的軸線上。但推力的方向和軸線成一夾角3. 推力平行于運動件的軸線上對于第一種情況，導(dǎo)軌鎮(zhèn)南關(guān)的摩擦力只受到載荷及運動件本身重量的影響，推力不會產(chǎn)生附加摩擦力。猶豫結(jié)構(gòu)上的限制，實際的結(jié)構(gòu)中往往出項第二第三中情況。為了保證導(dǎo)軌的靈活性，要對導(dǎo)軌進(jìn)行驗算，在已知的條件先，確定各部分的集合尺寸。推力F和運動件軸線組成夾角a,如

16、圖所示b)IS8-21辱就計算圖町推力與運勒件雜浚壺一夾有打b撿力平行于運動釉栽且與緬貌相慶心推力F的作用將使運動件產(chǎn)生傾斜，從而使運動件和承導(dǎo)體的倆點處壓緊，設(shè)正壓力分別為Ni.N2，相應(yīng)摩擦力Nif,，N2f，作用間的距離為L,軸向阻力為FoxX=0N1N2f,FFcos：-0、Y=0N2fsin=0'Ma=0LhFsin:-LN1N2f,-N1f,-022根據(jù)靜力平衡條件，運動件的直徑較小時，上式中含有d的各項可以略去?？山獾茫篎ocos：-f,sin：門12h/L欲推動運動件，則必須使Focos-：if，sinJ12h/L若要保證不卡死的條件是:cos-fsin1h2L/0由此

17、，可得到當(dāng)推力F和運動件有一夾角a時，運動件正常工作的條件是L2f,tan：-h1-f,tan二f,為當(dāng)量摩擦系數(shù)在燕尾形和三角形導(dǎo)軌中：f'=f/cos:f-滑動摩擦系數(shù)-燕尾輪廓角和三角底角二選和運動件軸線和軸線相距h,圖中Fo為軸向阻力N1和N2為反作用力，為當(dāng)量摩擦系數(shù)，根據(jù)靜力平衡條件、X=0、Y=0F_F-。N1N2f=0解得:Fh_LNr_N2LN1f2d_N2f,*0F12f'h/L推動運動件則必須:FoF12f'h/L保證運動件不卡死條件1-2fh/L0即:2fh/L：1為了保證運動靈活，可取值h2f,0.5LN2-叫=0當(dāng)取f=0.25時，則有:對圓

18、柱形導(dǎo)軌：:1.5L對矩形導(dǎo)軌：-<2L對燕尾形或三角形導(dǎo)軌:h-<L在本設(shè)計的導(dǎo)軌中：h=200mmL=360因此：-空756叮L360符合相關(guān)要求.結(jié)論本次設(shè)計的是橫向進(jìn)給機(jī)械部分改造，完成了尺寸計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其進(jìn)行一系列的校核，各項性能指標(biāo)完全滿足要求，說明設(shè)計的結(jié)構(gòu)是合理的。然后選擇軸承和電機(jī)。由于專業(yè)知識的限制，無法對復(fù)雜的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，但是，通過選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)行選購即可。數(shù)控機(jī)床是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大源動力，它給機(jī)械制造業(yè)帶來了高倍率的效益增長和現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，高品質(zhì)，高可靠性，高性價比的CNC系統(tǒng)具有豐富的功能，為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了充足的物質(zhì)技術(shù)條件。同時，也給數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。因此，研究一臺數(shù)控車床對現(xiàn)代加工具有重要的意義。數(shù)控車床具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、故障率低、維修簡單方便、效率高、操作編程簡單等諸多優(yōu)點，所以數(shù)控車床在很多加工行業(yè)都會成為使用的主體，隨著數(shù)控技術(shù)和機(jī)床行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控車床將有著廣闊的發(fā)展前景。致謝眨眼間，大學(xué)生活就在本論文的完成之際即將宣告結(jié)束。四年的不斷學(xué)習(xí)，不