鋼管雙頭打孔機(jī)及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

PAGEI要現(xiàn)代企業(yè)，攻絲設(shè)備已經(jīng)成為企業(yè)生產(chǎn)的重要的一道工序，而企業(yè)生產(chǎn)，又離不開(kāi)設(shè)備的使用，在設(shè)備的發(fā)展中，經(jīng)歷了，單機(jī)模式，人員操作設(shè)備，后來(lái)演變成智能模式，不需要人工參與，智能制造也成為推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。當(dāng)前，隨著制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)代設(shè)備的使用與應(yīng)用，越來(lái)越開(kāi)始實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方向發(fā)展，這其中代表公司有西門子，三菱為代表的電氣自動(dòng)化公司。專注于解決工廠智能制造問(wèn)題，攻絲機(jī)只是很小的一部分國(guó)產(chǎn)有臺(tái)達(dá)，西門子，上銀等自動(dòng)化公司，人機(jī)合作設(shè)計(jì)和人機(jī)協(xié)作裝備的推出，使人從許多機(jī)械化生產(chǎn)中解脫出來(lái)，人與機(jī)器可以發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，協(xié)作完成各項(xiàng)工作，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)模式的發(fā)展。目前我國(guó)很多企業(yè)還是采用單一的攻絲設(shè)備，人工攻絲，效率低，成本高，越來(lái)越開(kāi)始被先進(jìn)的設(shè)備淘汰。研究自動(dòng)攻絲機(jī)有非常重要的意義，智能制造通過(guò)不斷融入更多的制造資源、信息資源和社會(huì)資源，催生出高新技術(shù)變革。隨著智能制造技術(shù)的日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的模式正在被打破，對(duì)于本次的設(shè)計(jì)，采用自動(dòng)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)小孔攻絲，充分利用電氣自動(dòng)化資源，解決方案有著重要的意義。也是以后發(fā)展自動(dòng)化的趨勢(shì)，從本次設(shè)計(jì)中，可以折射后續(xù)自動(dòng)化發(fā)展方向和前景。關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；攻絲機(jī)；智能制造；工廠設(shè)備

AbstractInmodernenterprises,tappingequipmenthasbecomeanimportantprocessinenterpriseproduction,andenterpriseproductioncannotbeseparatedfromtheuseofequipment.Inthedevelopmentofequipment,ithasexperiencedasinglemachinemode,personneloperatingequipment,andlaterevolvedintoanintelligentmode,withouthumaninvolvement.Intelligentmanufacturinghasalsobecomeastrongdrivingforceforpromotingthehigh-qualitydevelopmentofChina'smanufacturingindustry.Currently,withthefurtherdevelopmentofthemanufacturingindustry,theuseandapplicationofmodernequipmentareincreasinglybeginningtoachieveautomationdevelopment,amongwhichtherepresentativecompaniesareSiemensandMitsubishiElectricAutomationCompany.Focusingonsolvingintelligentmanufacturingproblemsinfactories,tappingmachinesareonlyasmallpartofdomesticautomationcompaniessuchasDelta,Siemens,andShangyin.Theintroductionofhuman-machinecollaborativedesignandhuman-machinecollaborativeequipmenthasfreedpeoplefrommanymechanizedproduction,allowingpeopleandmachinestoexerttheirrespectiveadvantages,collaboratetocompletevarioustasks,andpromotethedevelopmentofindustrialmodels.Atpresent,manyenterprisesinChinastilluseasingletappingequipment,manualtapping,lowefficiency,highcost,andincreasinglystartingtobeeliminatedbyadvancedequipment.Researchonautomatictappingmachinesisofgreatsignificance.Intelligentmanufacturingpromoteshigh-techinnovationbycontinuouslyintegratingmoremanufacturingresources,informationresources,andsocialresources.Withtheincreasingcomplexityofintelligentmanufacturingtechnology,thetraditionalindustrialchainmodelisbeingbroken,Forthisdesign,adoptingautomaticdesigntoachieveautomaticsmallholetappingandmakingfulluseofelectricalautomationresourcesisofgreatsignificance.Itisalsothetrendofdevelopingautomationinthefuture.Fromthisdesign,itcanreflectthefuturedirectionandprospectsofautomationdevelopment.Keywords：Automation;Tappingmachine;Intelligentmanufacturing;Plantequipment

目錄TOC\o"1-3"\f\h\zHYPERLINK第1章緒論 1HYPERLINK1.1外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的背景與動(dòng)機(jī) 1HYPERLINK1.1.1外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的背景 1HYPERLINK1.1.2外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的動(dòng)機(jī) 1HYPERLINK1.2研究外資并購(gòu)的意義 1HYPERLINK第2章外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的基本模式 2HYPERLINK2.1外資并購(gòu)的具體含義 2HYPERLINK2.2外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)資產(chǎn)模式 2HYPERLINK2.3外資收購(gòu)國(guó)有企業(yè)股權(quán)模式 2HYPERLINK第3章外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 3HYPERLINK3.1外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的現(xiàn)狀與特點(diǎn) 3HYPERLINK3.1.1外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的現(xiàn)狀 3HYPERLINK3.1.2外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的特點(diǎn) 3HYPERLINK3.2外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 3HYPERLINK第4章外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的積極影響及對(duì)策 4HYPERLINK4.1外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)的積極影響 4HYPERLINK4.2利用外資并購(gòu)積極影響的對(duì)策 4HYPERLINK第5章外資并購(gòu)國(guó)有企業(yè)存在的問(wèn)題及對(duì)策 5HYPERLINK5.1外資并購(gòu)產(chǎn)生的壟斷問(wèn)題及對(duì)策 5HYPERLINK5.2外資并購(gòu)產(chǎn)生的財(cái)務(wù)陷阱問(wèn)題及對(duì)策 5HYPERLINK5.3外資并購(gòu)產(chǎn)生的國(guó)有資產(chǎn)流失問(wèn)題及對(duì)策 5HYPERLINK第6章結(jié)論 6HYPERLINK參考文獻(xiàn) 7HYPERLINK致謝 8HYPERLINK附錄 9PAGE12緒論自動(dòng)攻絲機(jī)研究的意義設(shè)計(jì)題目來(lái)源于我國(guó)的連接套雙頭自動(dòng)攻絲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐。目的在于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)LJ02連接套進(jìn)行自動(dòng)攻絲的雙頭自動(dòng)攻絲機(jī)。2、理論或?qū)嶋H應(yīng)用的意義

螺紋加工在機(jī)器制造中占有重要地位，而對(duì)于小尺寸的內(nèi)螺紋，攻絲幾乎是唯一有效的加工方法。攻絲是機(jī)械零部件制造、安裝及整機(jī)裝配過(guò)程中必不可少的一個(gè)步驟。雖然在不少工作現(xiàn)場(chǎng)人們也能用鉆床來(lái)達(dá)到攻絲的目的，但無(wú)不存在過(guò)程繁瑣、質(zhì)量不高、易出事故等弊端。隨著加工中心的出現(xiàn)，數(shù)字化的高速車、銑、鉆孔等的加工效率大幅度的提高，而攻絲加工的方式和技術(shù)沒(méi)有突破，攻絲加工更加成為機(jī)械加工中的瓶頸。一些先進(jìn)的設(shè)備被歐美等國(guó)家壟斷，而我們現(xiàn)在需要的是解決問(wèn)題，向著高端制造業(yè)發(fā)展，這才是我們以后的未來(lái)。2010年，中國(guó)在制造業(yè)排名世界第一，但我們現(xiàn)在最大的問(wèn)題是，中國(guó)規(guī)模大，實(shí)力弱。只有不斷推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)和核心技術(shù)突破，才能實(shí)現(xiàn)我們的完整內(nèi)部周期。在目前的情況下，我們可能需要30多年才能發(fā)展我們的高端產(chǎn)業(yè)。制造業(yè)最大的特點(diǎn)之一是，與金融業(yè)不同，它不會(huì)很快賺錢。這可能需要大量投資，結(jié)果非常緩慢。但我們?nèi)匀恍枰度氪罅烤Πl(fā)展制造業(yè)，因?yàn)檫@關(guān)系到長(zhǎng)期計(jì)劃和中華民族的未來(lái)。盡管近幾十年來(lái)，歐洲和美國(guó)將大部分制造業(yè)轉(zhuǎn)移到了亞洲等其他國(guó)家，但它們并沒(méi)有放棄制造業(yè)。例如，在德國(guó)，美國(guó)仍然是世界上最大的制造業(yè)國(guó)家之一，擁有世界第二大制造業(yè)產(chǎn)出和世界第三大德國(guó)制造業(yè)產(chǎn)出。目前，中國(guó)制造業(yè)規(guī)模大但不強(qiáng)，一體化但不最優(yōu)，大多數(shù)行業(yè)處于國(guó)際生產(chǎn)鏈的中低端。因此，創(chuàng)新是中國(guó)制造業(yè)必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。要保持創(chuàng)新動(dòng)力，就要把創(chuàng)新放在制造業(yè)整體發(fā)展的關(guān)鍵位置，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。這條路很艱難，但我的心是永恒的。中國(guó)人民將以智慧和勤奮書寫人類工業(yè)文明的傳奇史詩(shī)。

1.2自動(dòng)攻絲機(jī)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

從目前的攻絲機(jī)種類和加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)看，未來(lái)的攻絲機(jī)應(yīng)該在提高絲錐強(qiáng)度，加工精度,降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率方面有所改善和提高。攻絲是加工過(guò)程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，孔的精度高低直接決定零件的質(zhì)量，同時(shí)也對(duì)零件的使用壽命有一定的影響。目前我國(guó)的攻絲機(jī)整體功能還未完善，工作壽命低，經(jīng)過(guò)一年的時(shí)間又要重新更換，且加工精度不高，大多數(shù)只能加一些加工精度要求不高的孔類零件，設(shè)計(jì)上有一定的缺陷。而且攻絲是屬于比較困難的加工工序，因?yàn)榻z錐幾乎是被埋在工件中進(jìn)行切削的，其每個(gè)齒的加工負(fù)荷比其他刀都要大的多，它的絲錐沿著螺紋與工件接觸面非常大，切削螺紋時(shí)它必須容納并排除切屑，因此，可以說(shuō)絲錐是在惡劣的條件下工作的。

目前為了使攻絲機(jī)的作用得到最大的發(fā)揮，應(yīng)該先考慮可能出現(xiàn)的問(wèn)題。如工件材料的性能、選擇的機(jī)床、選用多高的切削速度、進(jìn)給量等等。因此，研制自動(dòng)攻絲機(jī)，提高攻絲加工的效率和精度具有比較重要的意義。本課題的設(shè)計(jì)目的是完成一臺(tái)自動(dòng)攻絲機(jī)的整體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)LJ02連接套雙頭內(nèi)螺紋攻絲自動(dòng)加工。設(shè)備是確保產(chǎn)品性能和質(zhì)量的工具。應(yīng)采取一系列措施保持設(shè)備的使用并提高其效率。設(shè)備管理是公司生產(chǎn)的保證?；谙冗M(jìn)的設(shè)備和良好的使用水平，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)先進(jìn)的產(chǎn)品非常重要。設(shè)備是公司生產(chǎn)、質(zhì)量、效率和周轉(zhuǎn)時(shí)間的保證。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，公司傾向于通過(guò)攻絲機(jī)設(shè)備組織生產(chǎn)。攻絲機(jī)是企業(yè)生產(chǎn)的保證。企業(yè)良好生產(chǎn)的先決條件就是使用攻絲機(jī)快速攻絲打孔，設(shè)備是提高公司效率的基礎(chǔ)。公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的目的是獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。公司的所有活動(dòng)也密切關(guān)注提高經(jīng)濟(jì)效率。設(shè)備是提高經(jīng)濟(jì)效率的基礎(chǔ)。在攻絲機(jī)先進(jìn)性這一塊，做的比較好的是德國(guó)。德國(guó)啟動(dòng)了工業(yè)4.0，接著是美國(guó)，美國(guó)制定了各種政策，鼓勵(lì)制造業(yè)，特別是高端制造業(yè)回歸美國(guó)。各國(guó)高度重視制造業(yè)發(fā)展的原因在于其不可替代的作用，德國(guó)有著先進(jìn)的條件和優(yōu)勢(shì)對(duì)于開(kāi)發(fā)多軸設(shè)備，電氣控制這塊起步早。基本上，先進(jìn)的攻絲機(jī)可以解決企業(yè)困難，提高國(guó)內(nèi)機(jī)械制造技術(shù)水平。國(guó)家將變得富裕和強(qiáng)大，國(guó)家的工業(yè)化以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科技的現(xiàn)代化是世界各國(guó)發(fā)展自身經(jīng)濟(jì)和改變落后狀況的共同途徑。提供高用途、高質(zhì)量、低成本的消費(fèi)品，以滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。這關(guān)系到長(zhǎng)期計(jì)劃和中華民族的未來(lái)。中國(guó)人民將以智慧和勤奮書寫人類工業(yè)文明的傳奇史詩(shī)。所處的行業(yè)作為工業(yè)自動(dòng)化中的重要環(huán)節(jié)以及現(xiàn)代生產(chǎn)服務(wù)業(yè)的代表，在推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化快速發(fā)展方面具有不可替代的作用，其行業(yè)規(guī)模將隨工業(yè)自動(dòng)化規(guī)模的增加而增加，因此，自動(dòng)化是以后的發(fā)展趨勢(shì)。自第一次工業(yè)革命以來(lái)，正是制造業(yè)推動(dòng)了人類的可持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展。強(qiáng)大的制造業(yè)將推動(dòng)全國(guó)的全面進(jìn)步和發(fā)展。如果一個(gè)國(guó)家逐漸失去制造業(yè)，它可能會(huì)受到虛擬經(jīng)濟(jì)過(guò)度代表的不利影響。一旦發(fā)生經(jīng)濟(jì)危機(jī)，許多人將失去工作，經(jīng)濟(jì)將倒退?？梢哉f(shuō)，如果一個(gè)國(guó)家只有一個(gè)虛擬經(jīng)濟(jì)，它的繁榮將建立在沙子上，隨著增長(zhǎng)而下降，甚至這個(gè)國(guó)家的財(cái)富也可能在解放前一夜之間回歸。近年來(lái)，隨著虛擬經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，一些人開(kāi)始提議降低制造業(yè)在國(guó)家發(fā)展中的比重。這是極其危險(xiǎn)的。如果沒(méi)有強(qiáng)大的制造業(yè)，高科技在哪里？大國(guó)在哪里？哪里有強(qiáng)大的國(guó)防軍？沒(méi)有這一點(diǎn)，該國(guó)將不會(huì)成為一個(gè)強(qiáng)大的國(guó)家，也無(wú)法躋身世界強(qiáng)國(guó)之列。第一制造業(yè)的發(fā)展可以創(chuàng)造巨大的就業(yè)需求，提供大量就業(yè)機(jī)會(huì)，對(duì)國(guó)家和社會(huì)的穩(wěn)定具有極其重要的作用和影響。制造業(yè)的發(fā)展也將為國(guó)家培養(yǎng)大量人才。第二，制造業(yè)可以刺激社會(huì)創(chuàng)新和科學(xué)進(jìn)步，制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)可以有效促進(jìn)科技發(fā)展。當(dāng)基礎(chǔ)科學(xué)的成果進(jìn)入工業(yè)化國(guó)家時(shí)，它們真的可以轉(zhuǎn)化為巨大的財(cái)富，而這種巨大的財(cái)富將被送回基礎(chǔ)科學(xué)，推動(dòng)其不斷進(jìn)步。第三，通過(guò)持續(xù)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，也可以形成技術(shù)壁壘，使國(guó)家具有高度競(jìng)爭(zhēng)力，即使面對(duì)勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)等低端產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，也將繼續(xù)確保國(guó)家發(fā)展不受損害。第四個(gè)制造業(yè)部門將為該國(guó)的出口提供強(qiáng)有力的支持。我們優(yōu)秀的產(chǎn)品將被銷售，品牌將建立，競(jìng)爭(zhēng)力將提高，這將為我們創(chuàng)造大量貨幣。這為中國(guó)的外國(guó)投資和不斷發(fā)展其在全球貿(mào)易格局中的強(qiáng)勢(shì)地位提供了有效的支持。因此，制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展必須始終置于極其重要的問(wèn)題之上。在任何時(shí)候，強(qiáng)大的工業(yè)能力都是中國(guó)民族復(fù)興的有力保障，也是我們面臨的任何挑戰(zhàn)的最大潛在因素。2.初步方案的擬定1、機(jī)械部分(1)上下料部分：

圖1上下料結(jié)構(gòu)示意圖1.伺服電機(jī)2.聯(lián)軸器3.左右限位滑塊4.滾珠絲杠5.上下氣缸6.夾爪氣缸7.夾爪8.夾緊氣缸9.夾緊導(dǎo)軌10.夾緊滑塊11.固定座移栽機(jī)構(gòu)：8夾緊氣缸通過(guò)9加緊導(dǎo)軌將產(chǎn)品固定住，11固定座配合進(jìn)行固定，打孔完畢后，5上下氣缸下降，帶動(dòng)7夾爪運(yùn)動(dòng)，通過(guò)6夾爪氣缸夾爪產(chǎn)品，上下氣缸升起來(lái)，在1伺服電機(jī)的帶動(dòng)下，通過(guò)2聯(lián)軸器連接4滾珠絲杠，移動(dòng)到右邊上料2)攻絲機(jī)部分：圖2攻絲機(jī)示意圖攻絲機(jī)的工作原理為：步進(jìn)電機(jī)推動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器與滾珠絲桿連接，帶動(dòng)整個(gè)電機(jī)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，滑塊起到支撐作用，滑塊在導(dǎo)軌的作用下左右移動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)絲錐攻絲。攻絲機(jī)一般由主傳動(dòng)系統(tǒng)，絲錐驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)架和工作臺(tái)等部分組成。攻絲機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)攻牙器旋轉(zhuǎn)，再將攻牙器上所夾持的絲錐對(duì)準(zhǔn)并頂入預(yù)先制好的孔中，攻絲機(jī)正轉(zhuǎn)對(duì)孔進(jìn)行攻絲，孔的孔壁上就被攻出螺紋而成為螺孔，攻絲結(jié)束之后攻絲機(jī)反轉(zhuǎn)退出。2、控制部分單片機(jī)單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。PLC：綜上所述，PLC相較于單片機(jī)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，低故障率，易于拓展與開(kāi)發(fā)以及維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。就廣泛的應(yīng)用在現(xiàn)代工程企業(yè)中，比較有名氣的廠家有西門子，三菱，國(guó)產(chǎn)PLC也有很好的廠家，例如臺(tái)灣的臺(tái)達(dá)，深圳的匯川等，國(guó)產(chǎn)PLC也開(kāi)始崛起的路程。工作過(guò)程：按下開(kāi)始按鈕后，步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)到加工件處，攻絲機(jī)正轉(zhuǎn)對(duì)加工件進(jìn)行攻絲，攻絲完成后，攻絲機(jī)反轉(zhuǎn)退回到原來(lái)的位置，之后夾爪部分的上下氣缸移動(dòng)，待夾爪加緊加工件后返回，夾緊氣缸放松，將加工好的工件落下，然后上下氣缸進(jìn)行移動(dòng)，將新的加工件放到加工位置。待上下氣缸返回后，夾緊氣缸將新的加工件夾緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工件的更換。待全部流程結(jié)束之后重復(fù)步驟，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。第三章方案的設(shè)計(jì)3.1夾取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾取機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，我們采用氣缸的夾取方式，氣缸可以對(duì)物料進(jìn)行夾取，氣缸的開(kāi)合是夾取物料的關(guān)鍵，我們的夾頭部分就采用氣缸進(jìn)行設(shè)計(jì)，取放物料裝置采用，導(dǎo)桿氣缸進(jìn)行動(dòng)作，導(dǎo)桿氣缸可以控制夾取氣缸的上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了上下動(dòng)作，導(dǎo)桿氣缸固定在導(dǎo)軌絲桿上，導(dǎo)軌絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行連接，步進(jìn)電機(jī)，也可以選擇伺服電機(jī)控制精度，滾珠絲桿是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)的一種物料，廣泛的使用在設(shè)備中。滾珠絲桿下端安裝導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的作用就是限制自由度，避免滾珠絲桿帶動(dòng)的氣缸出現(xiàn)偏移，提高導(dǎo)向精度問(wèn)題。導(dǎo)軌固定在鋁合金型材上，鋁合金型材上安裝固定支架板，主要是用來(lái)固定導(dǎo)軌絲桿的，材料選擇Q235鋼或者45號(hào)鋼聯(lián)軸器：聯(lián)軸器起到同心和傳遞扭矩作用，將電機(jī)軸與滾珠絲桿軸連接，傳遞扭矩，同時(shí)校正旋轉(zhuǎn)過(guò)程，偏心問(wèn)題，用的梅花聯(lián)軸器1、梅花式聯(lián)軸器梅花聯(lián)軸器是由兩個(gè)剛性體，中間加一彈性的物體，組裝成十字梅花造型進(jìn)行連接的聯(lián)軸器，中間的彈性體選擇工程塑料等，耐久，強(qiáng)度高，使用壽命一般會(huì)有十年左右，梅花聯(lián)軸器彈性體也能有自動(dòng)調(diào)心的作用，經(jīng)久耐用2、彈性柱聯(lián)軸器彈性柱聯(lián)軸器類似梅花聯(lián)軸器，它是將彈性的柱子，或者塑料柱子塞到兩個(gè)剛性聯(lián)軸器的安裝孔內(nèi)，外部在用金屬片加以固定，可以起到調(diào)心作用，它的安裝較為簡(jiǎn)單，拆卸方便，但是不可以承受大的扭矩3、彈簧式聯(lián)軸器彈簧聯(lián)軸器就是在兩個(gè)剛性體之間安裝模具彈簧，通過(guò)彈簧進(jìn)行連接與固定，彈簧收到扭矩的作用，會(huì)帶動(dòng)剛性體旋轉(zhuǎn)，它的結(jié)果簡(jiǎn)單，適合小型精密設(shè)備的運(yùn)用45號(hào)鋼：45號(hào)鋼的材質(zhì)是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬于優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。3.2攻絲機(jī)構(gòu)的介紹攻絲機(jī)構(gòu)是本次課程的重要因素，攻絲機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件，我們?cè)僭O(shè)計(jì)中要知道如何選型，攻絲機(jī)的兩個(gè)主要的參數(shù)為推力，就是打孔攻絲需要的推動(dòng)力，如果選擇的攻絲機(jī)的力不夠，則不能推動(dòng)進(jìn)行攻絲，另一個(gè)就是功率，攻絲機(jī)的功率是決定攻絲過(guò)程的重要因素，功率不夠，則不能就行攻絲，電機(jī)轉(zhuǎn)不動(dòng)，功率太大，又造成浪費(fèi)，所以我們選擇合適的攻絲頭是非常重要的。攻絲頭的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，大大提高了我們的設(shè)計(jì)效率，攻絲頭包過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)，電機(jī)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，這個(gè)內(nèi)容比較多，有的攻絲頭是氣缸帶動(dòng)，滾珠花鍵進(jìn)行移動(dòng)，有的是絲桿帶動(dòng)絲桿螺母進(jìn)行移動(dòng)，鉆頭，三抓卡盤或者單卡盤，主軸，用于動(dòng)力傳輸，部分也有用齒輪進(jìn)行傳遞各有優(yōu)缺點(diǎn)，皮帶輪等傳動(dòng)裝置。皮帶傳動(dòng)：皮帶傳動(dòng)的有點(diǎn)很多，比如兩個(gè)輪子之間的距離很遠(yuǎn)，皮帶做長(zhǎng)一點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)輪子之間的遠(yuǎn)距離的傳輸，皮帶也也可在張緊輪的作用下進(jìn)行張緊，但是皮帶有一個(gè)缺點(diǎn)，容易打滑，皮帶也容易磨損與斷裂，它的使用壽命不是很好，后來(lái)有取代皮帶的鋼帶，效果好，但缺很貴，皮帶容易老化，開(kāi)邊，耐久效果不是很好，但售價(jià)便宜，在多數(shù)情況下，是比其他的傳動(dòng)較為便宜，皮帶傳動(dòng)是很好的選擇，但是皮帶不適合高速運(yùn)動(dòng)，高速的運(yùn)動(dòng)，皮帶打滑現(xiàn)象會(huì)增加，低速運(yùn)送適合皮帶傳送。齒輪傳動(dòng)：是兩個(gè)齒輪進(jìn)行嚙合的傳動(dòng)方式，齒輪一般是根據(jù)阿基米德的公式進(jìn)行計(jì)算齒輪的齒面，齒輪嚙合后，配合緊密，不會(huì)出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，齒輪的強(qiáng)度經(jīng)過(guò)計(jì)算也能得到很好的可靠性的保證，齒輪的加工工藝也已經(jīng)成熟，但齒輪售價(jià)昂貴，一般用在精密的設(shè)備中，比如高精度傳動(dòng)比的設(shè)備，減速機(jī)等設(shè)備中，齒輪是非常好的傳動(dòng)工具，但齒輪售價(jià)昂貴，不適合遠(yuǎn)距離的輸送，遠(yuǎn)距離輸送增加了成本，大的齒輪加工困難，不適合批量大生產(chǎn)，只能用作定制制作，加工齒輪也容易出現(xiàn)齒輪齒加工出現(xiàn)問(wèn)題的現(xiàn)象，這樣就容易出現(xiàn)跳齒，斷裂，造成失效3.3夾緊機(jī)構(gòu)的介紹夾緊機(jī)構(gòu)是主要用來(lái)夾緊產(chǎn)品，進(jìn)行打孔動(dòng)作，夾緊機(jī)構(gòu)主要設(shè)計(jì)應(yīng)該注意，夾緊過(guò)程不能出現(xiàn)松動(dòng)，夾頭的設(shè)計(jì)必須是仿形，就是必須和產(chǎn)品的外形輪廓一樣，這樣能夠充分保證摩擦力，夾緊裝置要有兩種方式，就是開(kāi)和關(guān)，夾緊和松開(kāi)，這兩種方式的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，通過(guò)氣缸進(jìn)行推動(dòng)夾頭進(jìn)行移動(dòng)氣缸前部設(shè)計(jì)連接頭與夾爪進(jìn)行連接，這樣就可以通過(guò)氣缸帶動(dòng)夾爪頭進(jìn)行移動(dòng)了，另外一個(gè)很重要的地方，夾頭要能夠來(lái)回移動(dòng)，夾頭底部需要安裝導(dǎo)軌進(jìn)行來(lái)回移動(dòng)。這樣就可以將滑動(dòng)摩擦改變成滾動(dòng)摩擦，減少阻力，氣缸安裝在氣缸板上，氣缸板采用45號(hào)鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)，物料的下方開(kāi)孔，產(chǎn)品放下去就可以通過(guò)孔離開(kāi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流水化的作業(yè)第四章設(shè)計(jì)方案的選型與計(jì)算4.1.氣動(dòng)夾爪的選擇氣缸的選擇是我們本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，氣壓范圍為0.4~0.6Mpa，對(duì)于氣缸缸徑選擇，應(yīng)當(dāng)保證氣缸出力大于40N均為滿足缸徑計(jì)算，計(jì)算缸徑需要用到質(zhì)量，我們計(jì)算小型裝配桿的質(zhì)量需要密度乘以體積，這里為了方便計(jì)算，我們姑且設(shè)定質(zhì)量為1kg的小型件工作壓力p=0.4Mpa進(jìn)行計(jì)算，氣缸效率為β=65%（漏氣等問(wèn)題，暫定選擇氣缸的效率為β=65%）那么氣缸的穩(wěn)定出力為P=F/β

P=10/0.65N=15.3N根據(jù)氣缸的計(jì)算公式計(jì)算得出P=π/4×D2×pD=7mm，則選擇氣缸在7mm以上的可以滿足實(shí)際負(fù)載需求，可以選擇大于7mm氣缸選擇型號(hào)為smc的氣缸，HFKL25_CL缸徑25mm可以滿足夾爪氣缸耗氣量的計(jì)算4.2上下移栽導(dǎo)桿氣缸的選擇上下氣缸的選擇，上下導(dǎo)桿氣缸是用來(lái)帶動(dòng)物件產(chǎn)品和夾爪一起運(yùn)動(dòng)的氣缸，上下氣缸的選擇需要滿足帶動(dòng)物件，帶動(dòng)夾爪一起。夾爪的質(zhì)量與物件的質(zhì)量，我們?yōu)榱朔奖阌?jì)算，估計(jì)質(zhì)量為3Kg氣壓范圍為0.4~0.6Mpa，對(duì)于氣缸缸徑選擇，應(yīng)當(dāng)保證氣缸出力大于30N均為滿足缸徑計(jì)算，缸徑的計(jì)算工作壓力p=0.4Mpa進(jìn)行計(jì)算，氣缸效率為β=65%（漏氣等問(wèn)題，暫定選擇氣缸的效率為β=65%）那么氣缸的穩(wěn)定出力為P=F/β

P=30/0.65N=46N根據(jù)氣缸的計(jì)算公式計(jì)算得出P=π/4×D2×pD=7mm，則選擇氣缸在7mm以上的可以滿足實(shí)際負(fù)載需求，可以選擇大于7mm氣缸夾爪氣缸耗氣量的計(jì)算根據(jù)計(jì)算公式：Qca=0.0157*（D2*L+d2*Ld）*N*（P+0.102）方程中Qca代表平均耗氣量D氣缸的直徑單位mmN氣缸的工作頻度，單位周/min（一個(gè)往復(fù)為一周）L氣缸的形成，單位mmd配管的內(nèi)徑，單位mmLd配管的長(zhǎng)度，單位mmP使用壓力，0.4Mpa我們選擇的氣缸，缸徑D=25mm形成L=80mm工作頻度N=60周/min（自己定義）d配管的內(nèi)徑，單位d=10mm（自己配管）Ld配管的長(zhǎng)度，Ld=100mm帶入上述公式，計(jì)算的出（按照cm單位計(jì)算）Qca=0.0157*（2.5^2*8+1*10）*60*（0.4+0.102）=28.036L/min選擇型號(hào)為smc的氣缸，TCL32x200S缸徑32mm可以滿足上下導(dǎo)軸氣缸耗氣量的計(jì)算根據(jù)計(jì)算公式：Qca=0.0157*（D2*L+d2*Ld）*N*（P+0.102）方程中Qca代表平均耗氣量D氣缸的直徑單位mmN氣缸的工作頻度，單位周/min（一個(gè)往復(fù)為一周）L氣缸的形成，單位mmd配管的內(nèi)徑，單位mmLd配管的長(zhǎng)度，單位mmP使用壓力，0.4Mpa我們選擇的氣缸，缸徑D=32mm形程L=200mm工作頻度N=60周/min（自己定義）d配管的內(nèi)徑，單位d=10mm（自己配管）Ld配管的長(zhǎng)度，Ld=100mm帶入上述公式，計(jì)算的出（按照cm單位計(jì)算）Qca=0.0157*（3.5^2*20+1*10）*60*（0.4+0.102）=63.839L/min4.3左右推動(dòng)導(dǎo)桿氣缸的選擇左右氣缸的選擇，左右導(dǎo)桿氣缸是用來(lái)將產(chǎn)品進(jìn)行夾緊，保證攻絲的時(shí)候的穩(wěn)定性，此時(shí)考慮的是氣缸的正壓力轉(zhuǎn)換成左右摩擦力，鐵的摩擦系數(shù)為0.5左右氣缸的選擇需要滿足壓緊物件，在摩擦力的作用下保證產(chǎn)品不會(huì)移動(dòng)，帶動(dòng)夾爪一起。絲錐產(chǎn)生的力矩,9N*m根據(jù)力矩公式M=F*D，求得F=M/DD為小桶直徑為50mm=0.05m帶入計(jì)算得，F(xiàn)=9/0.05=180N所需推力為：F/0.5=180/0.5=360N缸徑計(jì)算，缸徑的計(jì)算工作壓力p=0.4Mpa進(jìn)行計(jì)算，氣缸效率為β=65%（漏氣等問(wèn)題，暫定選擇氣缸的效率為β=65%）那么氣缸的穩(wěn)定出力為P=F/β

P=360/0.65N=554N根據(jù)氣缸的計(jì)算公式計(jì)算得出P=π/4×D2×pD=42mm，則選擇氣缸在42mm以上的可以滿足實(shí)際負(fù)載需求，可以選擇大于42mm氣缸78序號(hào)12345678910規(guī)格M1M2M3M4M5M6M8M812M14M16底孔mm0.74.256.88.610.212所需扭矩\.m0.040.220.58序號(hào)11121314151617181920規(guī)格M18M20M22M24M27M30M33M136M39M42底孔mm15.517.519.5212426.529.5323540所需扭矩\.m8.5912.513.314.21516.818.620.222選擇氣缸型號(hào)TN45X125S缸徑45mm可以滿足條件夾爪氣缸耗氣量的計(jì)算根據(jù)計(jì)算公式：Qca=0.0157*（D2*L+d2*Ld）*N*（P+0.102）方程中Qca代表平均耗氣量D氣缸的直徑單位mmN氣缸的工作頻度，單位周/min（一個(gè)往復(fù)為一周）L氣缸的形成，單位mmd配管的內(nèi)徑，單位mmLd配管的長(zhǎng)度，單位mmP使用壓力，0.4Mpa我們選擇的氣缸，缸徑D=45mm形成L=125mm工作頻度N=60周/min（自己定義）d配管的內(nèi)徑，單位d=10mm（自己配管）Ld配管的長(zhǎng)度，Ld=100mm帶入上述公式，計(jì)算的出（按照cm單位計(jì)算）Qca=0.0157*（4.5^2*12.5+1*10）*60*（0.4+0.102）=124.427L/min4.2滾珠絲桿的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1已知條件：滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。材料為45鋼，毛坯為圓管，外徑φ50，內(nèi)徑φ17，長(zhǎng)度100；2.雙頭螺紋尺寸為M20×30；3.生產(chǎn)節(jié)拍：加工完1件不超過(guò)10秒；

選擇絲桿步驟：1.求出計(jì)算載荷FcFc=KFKHKAFm2.根據(jù)壽命計(jì)算出額定動(dòng)載荷Ca3.查滾珠絲杠副系列中的額定動(dòng)載荷，使，初選幾個(gè)規(guī)格（或型號(hào)），列出其主要參數(shù)4.驗(yàn)算傳動(dòng)效率、剛度、穩(wěn)定性等KF—載荷系數(shù)，按表1選取載荷性質(zhì)無(wú)沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)一般運(yùn)轉(zhuǎn)有沖擊和振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)KF1~1.21.2~1.51.5~2.5KH—硬度系數(shù)，按表2選?。簼L道實(shí)際硬度HRC≥5855504540KH1.01.111.562.43.85KA—精度系數(shù)，按表3選?。壕认禂?shù)1、23、4510KA1.01.11.251.434.2.2計(jì)算選型1.計(jì)算載荷FcFc=KFKHKAFm選擇KF=1.1平穩(wěn)運(yùn)行KH=1.0，滾道硬度大于58KA=1.25精度等級(jí)5級(jí)別，級(jí)別高精度因?yàn)楣ぷ鞯臐L珠絲桿需要負(fù)載上下氣缸的重量，夾爪氣缸的重量，還有氣缸的連接板的重量，毛坯圓管的重量，這些重量我們不能準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)，需要進(jìn)行估計(jì)計(jì)算，我們將這個(gè)數(shù)值設(shè)計(jì)為8KG的重量來(lái)作為經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。帶入后續(xù)的計(jì)算總體受力為：Fm=mgFm=8*10N=80N將公式帶入Fc=KFKHKAFm=1.1*1.0*1.25*80N=110N滾珠絲桿的最大受力為110N2.根據(jù)壽命條件計(jì)算額定動(dòng)載荷Ca根據(jù)公式：Fc=110Nnm當(dāng)量轉(zhuǎn)速，是滾珠絲桿的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速的快慢取決于我們的使用條件，我們希望的轉(zhuǎn)速在1500rpm就行，不希望轉(zhuǎn)速太快，也不希望太慢。Lh使用壽命，一般根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇，我們假定可以使用16000H將上述帶入公式：Ca=110*（1500*16000/1.67/10^4）^0.333N=1238N按照選型必須滿足Ca大于計(jì)算值查詢滾珠絲桿的手冊(cè)，滾珠絲桿直徑20mm，導(dǎo)成1mm，其動(dòng)載荷基本大于1580KN，大于計(jì)算Ca的值1238，那么，圖中絲桿的計(jì)算是符合標(biāo)準(zhǔn)的暫定選擇型號(hào)SFWE02010-3.969，軸徑20mm，導(dǎo)成10mm4.2.3強(qiáng)度校核：1.穩(wěn)定性驗(yàn)算：滾珠絲桿必須進(jìn)行穩(wěn)定性的驗(yàn)證，需要滿足穩(wěn)定性由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲杠在工作時(shí)可能發(fā)生失穩(wěn),所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S,其值應(yīng)大于[S]，絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷FcrE—絲杠的彈性模量一般地講，對(duì)彈性體施加一個(gè)外界作用力，彈性體會(huì)發(fā)生形狀的改變（稱為“形變”），“彈性模量”的一般定義是：?jiǎn)蜗驊?yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力除以該方向的應(yīng)變。對(duì)鋼E=206GpaIa—絲杠危險(xiǎn)截面的軸慣性矩慣性矩(momentofinertiaofanarea)是一個(gè)幾何量，通常被用作描述截面抵抗彎曲的性質(zhì)。對(duì)于圓柱，公式為始終d1=20mm，將公示帶入：計(jì)算得出：Ia=3.14*（20）^4/64=7850mm4=7850*10-12m4u長(zhǎng)度系數(shù)，查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，雙推-簡(jiǎn)支時(shí)，u=2/3我們已經(jīng)知道的并且采用一邊固定，一邊支撐l滾珠絲桿的長(zhǎng)度，這個(gè)根據(jù)設(shè)計(jì)決定，我們計(jì)劃，長(zhǎng)度為l=650mm=0.65m這樣的長(zhǎng)度可以滿足進(jìn)給量和移動(dòng)距離，我們就設(shè)計(jì)為650mm支承方式有關(guān)系數(shù)雙推—自由F—O雙推—簡(jiǎn)支F—S雙推—雙推F—F[S]3~42.5~3.3—u22/3—fc1.8753.9274.730計(jì)算的結(jié)果要滿足安全系數(shù)在范圍內(nèi)Fcr=3.14^2*206*10^9*7850*10^-12/(2/3*0.65)^2=84908.66N=8.5*104N安全系數(shù)：我們上邊已經(jīng)計(jì)算最大負(fù)載為110NFm=110N將公式帶入：S=8.5*104/110N=8>[S]=2.5~3.3絲杠是安全的，不會(huì)失穩(wěn)2.臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)證ncr高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需驗(yàn)算其是否會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速，要求絲杠最高轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速可按公式計(jì)算：fc=3.972（由上述表格查詢得知）d1=20mm=0.02mu=2/3l=650mm=0.65m帶入公式：Ncr=9910*（3.9727）^2*0.02/(2/3*0.65)^2=16658rpm>絲桿最大轉(zhuǎn)速1500rpm3.剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠在工作負(fù)載F（N）和轉(zhuǎn)矩T（N.m）共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量△L0（m）為式中：A—絲杠的截面積A=3.14/4*(0.02)^2=3.14*10^-4Jc-絲杠的極慣性矩：Jc=3.14/32*0.02^4=1.57*10^-8G—絲杠切變模量，對(duì)于鋼，G=83.3GPa=83.3*10^9pa剪切模量（modulusofrigidity），材料常數(shù)，是剪切應(yīng)力與應(yīng)變的比值。又稱切變模量或剛性模量。材料的力學(xué)性能指標(biāo)之一E=206Gpa=206*10^9paP絲桿導(dǎo)程10mm=0.1mT—轉(zhuǎn)矩（N.m）(1-11)Fm=110ND0公稱直徑，D0=20mm=0.02mλ為螺旋角，根據(jù)絲桿手冊(cè)查詢，λ=2°09，ρ一般為摩擦角，一般選擇摩擦角為p=12’帶入計(jì)算公式T=110*0.02*tan（2°09，+12’）=0.07N.M將上述數(shù)值帶入公式：L0=0.06*110/3.14/10^-4/206/10^9+0.1^2*0.07/2/3.14/83.3/10^9/1.57/10^-8=1.87*10^-7m=1.87*10^-1um=0.187um絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為L(zhǎng)=650mmP=10mm帶入公式△L=650/10*0.187um=12.15um通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差應(yīng)小于其傳動(dòng)精度的1/2，我們本次如果精度為0.05mm△L<0.5*0.05mm=0.025mm=25um那么是滿足要求，當(dāng)然我們計(jì)算的結(jié)果，與廠家推薦的剛度屬性45um基本差異不大。8.效率驗(yàn)算：滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率為螺旋角：λ=2°09′摩擦角，一般取12’(1-14)帶入公式，計(jì)算得出η=0.913要求在90%~95%之間，所以該絲杠副能滿足使用要求。上述計(jì)算驗(yàn)證，絲桿各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合題目要求，可選用4.3步進(jìn)電機(jī)的選擇：我們知道本次設(shè)計(jì)采用了步進(jìn)電機(jī)，需要根據(jù)實(shí)際的大小，重量，等因素來(lái)影響我們對(duì)于步進(jìn)電機(jī)的選型。我們由一些公式來(lái)檢驗(yàn)我們所需的步進(jìn)電機(jī)，我們既不要盲目選擇價(jià)格便宜身材小巧的，也不要選擇，扭矩過(guò)大，功率過(guò)大或過(guò)小的步進(jìn)電機(jī)，我們要選擇合適的最優(yōu)的電機(jī)。4.3.1步進(jìn)電機(jī)步距角計(jì)算我們所選擇的電機(jī)，需要根據(jù)負(fù)載的大小，以及與絲桿的配合、功率的要求等因素相結(jié)合。步進(jìn)電機(jī)步距角θb計(jì)算：我們接觸到的步進(jìn)電機(jī)有兩相、三相、五相電機(jī)，相數(shù)指的是定子相數(shù)。他們的區(qū)別在于步距角的不同θb;通過(guò)相關(guān)公式我們可以求的步距角θb;通過(guò)查閱資料我們知道兩相、三相、五相步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子齒數(shù)分別為50、40、48。步距角其中m代表定子相數(shù)z代表轉(zhuǎn)子齒數(shù)c代表通電方式(C1=1表達(dá)單相輪流通電、兩相輪流通電方式,C2=2則表示單、雙相的輪流的通電流方式)通過(guò)公式我們可求得兩相、三相、五相由公式我們也可以看出，轉(zhuǎn)子內(nèi)部齒數(shù)越多，步距角度就會(huì)越小，定子數(shù)如果越多，步距角度越小，通電方式的節(jié)拍越多，步距角度的越??；步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算：通過(guò)公式我們求得步距角θb則我們?cè)O(shè)通電得頻率為1000Hz則兩相、三相、五相步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由公式分別為（其中f代表通電頻率）我們可以通過(guò)滾珠絲桿得轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及轉(zhuǎn)矩來(lái)確定步進(jìn)電機(jī)型號(hào)。是滾珠絲桿的鐵的密度滾珠絲桿的慣性慣量Jx通過(guò)相關(guān)書籍的查找我們知道力矩得公式為（這里的F代表力大小，L代表力臂的長(zhǎng)度）(這里的J代表轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、β代表角加速度)查閱手冊(cè)知道不同的物體，它的慣性的慣量計(jì)算鞏式是有不同的，在這里的查到的公式中我們選擇的的是圓柱體的慣性的慣量計(jì)算公式來(lái)計(jì)算由公式我們可分別算出、、滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量20直徑滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Jx=3.14/32*7.9*10^3*(20*10^-3)^4=1.98*10^-11=1.24*10^-4kg*m2工作臺(tái)與工作臺(tái)負(fù)載慣性量、平動(dòng)慣性慣量J（3-6）(其中P為導(dǎo)程,m為工作臺(tái)的總重量)滾珠絲桿的導(dǎo)程分別為10mm；m=80N=8kg由公式工作臺(tái)與工作臺(tái)負(fù)載慣性量、平動(dòng)慣性慣量J：J=8*(10*10^-3/2/3.14)^2=2.02*10^-5kg*m2有以上公式計(jì)算后可得到總滾動(dòng)絲桿慣量（3-7）則滾珠絲桿的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J總=2.02*10^-5+1.24*10^-4kg*m2=1.4*10^-4kg*m2由上邊的計(jì)算結(jié)構(gòu)的出，我們的滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量還有工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，需要與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量匹配，一般選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的3~5倍，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.4*10^4kg*m2*3=4.2kg*cm2步進(jìn)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLF負(fù)載力，已經(jīng)計(jì)算知道負(fù)載力F=110NPb，絲桿導(dǎo)成，已經(jīng)知道Pb=6mm=0.1mη效率，一般效率為0.85帶入計(jì)算：TL=110*0.1/2/3.14/0.84=2.08N*m加速轉(zhuǎn)矩TsTs=N轉(zhuǎn)速，絲桿轉(zhuǎn)速最大我們已經(jīng)知道是1500rpmm質(zhì)量工作臺(tái)質(zhì)量m1=8kg絲桿質(zhì)量m2=p*l*1/4*πD2*l=1/4*7.9*10^3*3.14*(0.02)^2*0.4=2.48kg總質(zhì)量m=8+2.48=10.48kg聯(lián)軸器的質(zhì)量m=0.1kg總質(zhì)量m=8+2.48+0.1=12.68kgT1加速時(shí)間，一般是電機(jī)的固有特點(diǎn)，一般為0.25s帶入計(jì)算得出Ts=2*3.14*1500*12.68*1.4*10^-4/60/0.25=1.11N*M總的扭矩為：T=Tl+Ts=2.08+1.11=3.19N*m步進(jìn)電機(jī)固有頻率估算值根據(jù)上述內(nèi)容與計(jì)算，我們得到步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù)為T=3.19N*m轉(zhuǎn)速1500rpm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量4.2kg*cm2選則寧波納川自動(dòng)化科技有限公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)863s40滿足條件4.4其他強(qiáng)度校核與選型：強(qiáng)度校核：本系統(tǒng)主要采用氣缸進(jìn)行動(dòng)作，氣缸推力已經(jīng)計(jì)算穩(wěn)定出力40N，30N，180N氣缸采用螺絲進(jìn)行固定，本處校核螺絲安裝強(qiáng)度與氣缸施加的力對(duì)于40N，本處采用4個(gè)M4螺絲安裝氣缸，查詢螺絲的擰緊力矩為T=3NM對(duì)于30N，本處采用4個(gè)M4螺絲安裝氣缸，查詢螺絲的擰緊力矩為T=3NM對(duì)于180N，本處采用4個(gè)M6螺絲安裝氣缸，查詢螺絲的擰緊力矩為T=6NMd1=4mm=0.004m，d2=6mm=0.006m螺絲預(yù)緊力F根據(jù)公式：T=KFd,計(jì)算得出（此處安全系數(shù)K=0.2）F=T/K/dF1=3/0.2/0.004=3750NF2=6/0.2/0.006=5000N計(jì)算F1=3750N，一個(gè)氣缸四個(gè)螺絲，則F=3750/4=937N計(jì)算F1=5000N，一個(gè)氣缸四個(gè)螺絲，則F=5000/4=1250NK值摩擦表面狀況有潤(rùn)滑無(wú)潤(rùn)滑精加工表面0.100.12一般加工表面0.13~0.150.18~0.21表面氧化0.200.24鍍鋅0.180.22F=σ0×AsAs也可由下面表查出為8.78mm2螺紋公稱直徑d/mm33.545678101214161820222427303336公稱應(yīng)力截面積As/mm25.036.788.7836.65884.3115157192245303353459561694817σ0=（0.5～0.7）σsσs――螺栓材料的屈服極限N/mm2（與強(qiáng)度等級(jí)相關(guān)，材質(zhì)決定）σs查表選擇5.8級(jí)別400N/mm2螺栓強(qiáng)度等級(jí)8.89.810.912.9σs或σ0.2N/mm21802403203004004806407209001080帶入公式得出F=σ0×Asσ0=937/8.78=106N/mm2σ0=1250/8.78=142.3N/mm2σ0=（0.5～0.7）σs<0.5*400N/mm2=200N/mm2滿足要求4.5攻絲動(dòng)力頭的選擇：通過(guò)上述計(jì)算，我們已經(jīng)知道攻絲機(jī)的扭矩9N*m推力F=110N，選擇臺(tái)州市九創(chuàng)精密機(jī)械有限公司參數(shù)

型號(hào)轉(zhuǎn)速攻絲能力(取決于同步攻絲機(jī)輸數(shù))行程調(diào)節(jié)范圖(mm)伺服電機(jī)規(guī)格功率快進(jìn)切削1軸2軸全行程螺廈(mm)(min')帽鋼鋁鋼STV3-H108MAX

3,370調(diào)速范圍

0-1999M20M16M14M12MAX2001.8KW220V三相/單相復(fù)定電流值B.0A0.3

0.5

0.7

0.8

1

1.251.5

1.75M20M16M14M12STV3-L108MAX

1600調(diào)速范圍

0-960M14M12M10M8M14M12M8M6根據(jù)功率，選擇STV3-H108最大轉(zhuǎn)速2000rpm，最大出力3370N、最大孔徑M20第五章：電氣控制部分4.1程序的設(shè)計(jì)：4.2程序說(shuō)明工作過(guò)程：按下開(kāi)始按鈕后，步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行移動(dòng)，移動(dòng)到加工件處，攻絲機(jī)正轉(zhuǎn)對(duì)加工件進(jìn)行攻絲，攻絲完成后，攻絲機(jī)反轉(zhuǎn)退回到原來(lái)的位置，之后夾爪部分的上下氣缸移動(dòng)，待夾爪加緊加工件后返回，夾緊氣缸放松，將加工好的工件落下，然后上下氣缸進(jìn)行移動(dòng)，將新的加工件放到加工位置。待上下氣缸返回后，夾緊氣缸將新的加工件夾緊，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工件的更換。待全部流程結(jié)束之后重復(fù)步驟，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。程序段1：系統(tǒng)復(fù)位初始化，當(dāng)設(shè)備剛上電的時(shí)候SM0.1初始化脈沖會(huì)接通，按下急停按鈕的時(shí)候I0.2會(huì)接通，就會(huì)把自動(dòng)步序VB0寄存器給清零從頭開(kāi)始，達(dá)到初始化的目的。程序段2：設(shè)備啟動(dòng)，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕I0.0，就會(huì)把10傳送到自動(dòng)步序VB0寄存器里。程序段3：等待有料信號(hào)，當(dāng)感應(yīng)器信號(hào)I0.3接近開(kāi)關(guān)有信號(hào)的時(shí)候，傳送20到自動(dòng)步序VB0寄存器里。程序段4：移栽伺服上料處移動(dòng)，VD100是上料位的設(shè)定參數(shù)，VD102是上料位的移動(dòng)速度VD200是伺服的當(dāng)前位置，VD202是伺服的當(dāng)前移動(dòng)速度，M1.0是伺服定位完成，當(dāng)伺服的當(dāng)前位置VD200和伺服的上料位設(shè)定位置VD100相等的時(shí)候，就會(huì)把30傳送到自動(dòng)步序VB0寄存器里。程序段5：上氣缸下降，當(dāng)自動(dòng)步序等于30的時(shí)候，Q1.3線圈輸出，上下氣缸下降，當(dāng)I0.5下降到位信號(hào)接通的時(shí)候，傳送40到自動(dòng)步序里。程序段6：夾爪氣缸夾緊，當(dāng)自動(dòng)步序等于40的時(shí)候，線圈Q1.4輸出夾爪夾緊，當(dāng)I0.6夾緊信號(hào)接通的時(shí)候，傳送50到自動(dòng)步序里。程序段7：上氣缸上升，當(dāng)自動(dòng)步序等于50的時(shí)候，Q1.2線圈輸出，上下氣缸上升，當(dāng)I0.4上升信號(hào)接通到位的時(shí)候，傳送60到自動(dòng)步序里。程序段8：移栽伺服下料位移動(dòng)，VD104是下料位設(shè)定的參數(shù)，VD106是下料位設(shè)定的移動(dòng)速度，VD200是伺服的當(dāng)前位置，VD202是伺服的當(dāng)前移動(dòng)速度，M1.0是伺服定位完成，當(dāng)伺服當(dāng)前位置VD200和伺服的下料位置VD104相等的時(shí)候，就會(huì)把70傳送到自動(dòng)步序VB0寄存器里。程序段9：上氣缸下降，當(dāng)自動(dòng)步序等于70的時(shí)候，Q1.3線圈輸出，上氣缸下降，當(dāng)I0.5下降信號(hào)接通的時(shí)候，傳送80到自動(dòng)步序里。程序段10：夾爪氣缸松開(kāi)，當(dāng)自動(dòng)步序等于80的時(shí)候，Q1.5線圈輸出，夾爪氣缸松開(kāi)，當(dāng)I0.7夾爪氣缸松開(kāi)信號(hào)接通，傳送90到自動(dòng)步序里。程序段11：上下氣缸上升，當(dāng)自動(dòng)步序等于90的時(shí)候，Q1.2線圈輸出，上氣缸上升，當(dāng)I0.4上升信號(hào)接通的時(shí)候，傳送100到自動(dòng)步序里。程序段12：頂緊氣缸頂緊，當(dāng)自動(dòng)步序等于100的時(shí)候，Q1.7線圈輸出，頂緊氣缸伸出，當(dāng)I1.1頂緊信號(hào)接通的時(shí)候，傳送110到自動(dòng)步序里。程序段13：前后旋轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，前后步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)，Q0.2和Q0.4線圈輸出，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，隨后Q0.4和Q0.6步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)線圈輸出，步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)。程序段14：等待鉆孔完成時(shí)間，當(dāng)自動(dòng)步序等于120的時(shí)候，T40時(shí)間繼電器開(kāi)始記時(shí)，當(dāng)記時(shí)等于10S的時(shí)候，傳送130到自動(dòng)步序里。程序段15：前后旋轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，前后步進(jìn)電機(jī)后退，Q0.3和Q0.7線圈輸出，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，隨后Q0.5和Q1.1不進(jìn)電機(jī)后退線圈輸出，步進(jìn)電機(jī)后退。程序段16：加工完成，頂緊氣缸松開(kāi)，回到初始步序，當(dāng)自動(dòng)步序等于140的時(shí)候，頂緊氣缸Q1.6輸出，頂緊氣缸松開(kāi)，當(dāng)I1.1信號(hào)接通的時(shí)候，傳送0到自動(dòng)步序里，從而回到初始步序。4.3PLC介紹總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)快接近尾聲了。我覺(jué)得時(shí)間過(guò)得很快。禁食的原因不是因?yàn)闀r(shí)間的流逝，而是因?yàn)槊刻於己艹鋵?shí)。對(duì)于即將畢業(yè)的大學(xué)生而言，畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束，代表了新的挑戰(zhàn)的開(kāi)啟。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我體會(huì)到了設(shè)計(jì)任務(wù)的艱巨，材料力學(xué)，理論力學(xué)，計(jì)算與選型等。每天都要查閱資料，翻看設(shè)計(jì)任務(wù)書，當(dāng)然雖然累一點(diǎn)，但是看到我自己設(shè)計(jì)出來(lái)的作品，心里的喜悅超過(guò)了苦和累。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的練習(xí)，體會(huì)到畢業(yè)以后應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的機(jī)械工程師的基本能力要求，畢業(yè)后，我們可以更好地滿足社會(huì)的要求。同時(shí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是為了磨練學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間對(duì)知識(shí)的掌握，填補(bǔ)課堂學(xué)習(xí)的不足，提高綜合設(shè)計(jì)能力，實(shí)現(xiàn)專業(yè)方向。閱讀學(xué)習(xí)大量前人寫的參考文獻(xiàn)，結(jié)合已經(jīng)學(xué)到的知識(shí)，經(jīng)過(guò)老師和同學(xué)們的多次耐心指導(dǎo)和交流溝通，我加深了專業(yè)技能的學(xué)習(xí)。我的導(dǎo)師勤勤肯肯，兢兢業(yè)業(yè)的態(tài)度，讓我備受感動(dòng)。同學(xué)之間的溝通與學(xué)習(xí)，使我快速的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，同學(xué)間的溝通與借鑒，也能更好的開(kāi)展畢業(yè)設(shè)計(jì)，從而使事半功倍。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)最后一次自由空間來(lái)發(fā)揮和展示自己個(gè)人能力的事情，經(jīng)過(guò)自己的努力去完成它。鞏固知識(shí)，加深印象。這樣的滿足感和成就感是我設(shè)計(jì)過(guò)程中最大的快樂(lè)。作為即將畢業(yè)的機(jī)械系學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)生活的重要組成部分。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收獲頗豐。我們?cè)诶蠋煹膸ьI(lǐng)下進(jìn)行研究與學(xué)習(xí)，成長(zhǎng)迅速。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期的一段時(shí)間里,我初步了解設(shè)計(jì)的一些運(yùn)作,熟悉原理和設(shè)計(jì)和圖紙繪制，查閱了相關(guān)文獻(xiàn)。指導(dǎo)我們的老師，在他的細(xì)心和耐心教導(dǎo)下，我很快就熟悉了相關(guān)的原理與知識(shí)，使自己的基礎(chǔ)更牢固，技術(shù)更全面,總體能力有所提高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，最基本的技能就是使用畫圖軟件了，我復(fù)習(xí)書本知識(shí)，看視頻看網(wǎng)上教程學(xué)習(xí)，更熟悉了一遍知識(shí)點(diǎn)，能夠按照老師的要求完成制圖工作，技術(shù)的使用也大大提高。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)所學(xué)的理論常識(shí)進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我向更深層次邁進(jìn)，對(duì)我在未來(lái)社會(huì)立足有一定的推動(dòng)作用。然而，我也意識(shí)到，如果我想獨(dú)自在這個(gè)領(lǐng)域做好工作，就不可能依靠這個(gè)畢業(yè)項(xiàng)目。這也要求我在今后的學(xué)習(xí)和工作中一點(diǎn)點(diǎn)積累總體來(lái)說(shuō)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的接近尾聲，使我初步了解到畢業(yè)設(shè)計(jì)的架構(gòu)設(shè)置和工作流程、以及認(rèn)識(shí)到從事設(shè)計(jì)工作的復(fù)雜與仔細(xì)，加深對(duì)設(shè)計(jì)的理解。我相信我能充分吸取這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，在未來(lái)的工作中提升自己，盡我所能成為一個(gè)能夠?yàn)樯鐣?huì)做出貢獻(xiàn)的年輕人。

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\o"伺服控制數(shù)控攻絲機(jī)的設(shè)計(jì)"\t"/kcms2/article/_blank"伺服控制數(shù)控攻絲機(jī)的設(shè)計(jì)[J].張偉;楊朝全;李慧;劉栗.\o"現(xiàn)代制造工程"\t"/kcms2/article/_blank"現(xiàn)代制造工程,\o"2015(04)"\t"/kcms2/article/_blank"2015(04)[17]

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