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X52K進(jìn)給系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造設(shè)計(jì)
目錄
1.概述 1
1.1技術(shù)要求 1
1.2總體設(shè)計(jì)方案 2
2.滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算 2
2.1主切削力及其切削分力計(jì)算 2
2.2導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 3
2.3計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 3
2.4滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算 3
3.工作臺(tái)部件的裝配圖設(shè)計(jì) 7
4.滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn) 8
4.1滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn) 8
4.2滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗(yàn) 8
4.3滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗(yàn) 8
5.計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度 9
5.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算 9
5.2滾珠絲杠螺母副扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算 10
6.驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算 10
6.1計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量。 10
6.2計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩 11
6.3 計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需力矩 12
6.4選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 13
7.確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)和規(guī)格型號(hào) 13
7.1確定滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí) 13
7.2滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號(hào) 14
8. 設(shè)計(jì)總結(jié) 14
9.參考文獻(xiàn) 14
1. 概述
由上面的介紹可以看出，如今對(duì)現(xiàn)有普通機(jī)床的數(shù)控化改造具有十分重要的意義。本課題設(shè)計(jì)重點(diǎn)則是對(duì)X52K銑床縱向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)控化改造，該X52K型普通銑床主要用于加工中小型零件的平面、成型表面及具有一定斜度的平面。經(jīng)改造后與原來機(jī)床加工相比可實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化銑削，且具有高精、高效及加工產(chǎn)品范圍廣等特點(diǎn)。具體研究?jī)?nèi)容如下：
（1）對(duì)普通銑床X52K的基本機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解分析；
（2）對(duì)數(shù)控機(jī)床的基本機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析；
（3）系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，研究其各個(gè)部分的設(shè)計(jì)原理，擬定設(shè)計(jì)方案；
（4）系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等；
（5）總結(jié)自己的設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)思路，得出本課題的設(shè)計(jì)流程。
1.1技術(shù)要求
數(shù)控銑床的切削狀況
切削方式
進(jìn)給速度
時(shí)間比例（%）
備注
強(qiáng)力切削
0.6
10
主電動(dòng)機(jī)滿功率條件下切削
一般切削
0.8
30
粗加工
精加工切削
1
50
精加工
快速進(jìn)給
20
10
空載條件下工作臺(tái)快速進(jìn)給
1.2總體設(shè)計(jì)方案
為了滿足以上技術(shù)要求，采取以下技術(shù)方案：
（1） 工作臺(tái)工作面尺寸（寬度×長(zhǎng)度）確定為400mm×1200mm。
（2） 工作臺(tái)導(dǎo)軌采用矩形導(dǎo)軌，在與之相配的動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)畫面上貼聚四氟乙烯導(dǎo)軌板。同時(shí)采用斜鑲條消除導(dǎo)軌導(dǎo)向面的間隙，在背板上通過設(shè)計(jì)偏心輪結(jié)構(gòu)來消除導(dǎo)軌背面與背板的間隙，并在與工作臺(tái)導(dǎo)軌相接觸的斜鑲條接觸面上和背板接觸面上貼膜。
（3） 對(duì)滾珠絲杠螺母副采用預(yù)緊，并對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行拉伸預(yù)。
（4） 采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
（5） 采用膜片彈性聯(lián)軸器將伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠連接。
2.滾珠絲杠螺母副的選型和計(jì)算
2.1主切削力及其切削分力計(jì)算
（1）計(jì)算主切削力Fz。
根據(jù)已知條件，采用端面銑刀在主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速下進(jìn)行強(qiáng)力切削（銑刀直徑D=125mm），主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動(dòng)機(jī)的全部功率，此時(shí)銑刀的切削速度為：（已知機(jī)床主電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5kw，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n=310r/min。）
根據(jù)公式得刀具的切削速度為：
取機(jī)床的機(jī)械效率為：，則由式得主切削力：
（2）計(jì)算各切削分力
工作臺(tái)的縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為
2.2導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算
在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算可以查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書：
（1）根據(jù)式（2-8a）計(jì)算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力。此時(shí)導(dǎo)軌動(dòng)摩擦系數(shù)，查表2-3得鑲條緊固力,則
（2）按式（2-9a）計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力和
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