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数控工作平台结构设计说明书.doc

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数控工作平台结构设计说明书.doc

目录一、总体设计方案的确定.................................................................................................21、工作台总体结构的确定........................................................................................22、传动方案的确定...................................................................................................2二、机械部分设计计算.....................................................................................................31、纵向进给系统设计计算........................................................................................31、切削力计算.................................................................................................32、滚珠丝杆设计计算......................................................................................4(3)、齿轮及转矩的有关计算............................................................................52、横向进给系统设计计算........................................................................................8(1)、切削力计算..............................................................................................82、滚珠丝杆设计计算...................................................................................83、齿轮及转矩的有关计算.............................................................................103、步进电机的选择.................................................................................................121、纵向进给系统的电机的确定...................................................................122、横向进给系统步进电机的确定...............................................................124、滚动导轨的选择.................................................................................................131、摩擦力计算...........................................................................................132、寿命计算...............................................................................................13三、数控部分设计及编程...............................................................................................14四、参考文献.............................................................................................................23一、总体设计方案的确定本次数控改造属于经济型的改造,为降低生产成本,在满足使用要求的前提下,对机床的改动要尽量的少.故确定总体设计方案如下采用MSC51单片机对数据进行计算处理,由I/O接口输出步进脉冲驱动步进电机,经一级齿轮减速后,带动滚珠丝杠转动,从而实现数控平台的纵向、横向进给运动。方案如下1、工作台总体结构的确定初步采用(1)、步进电机2个(X、Y向分别控制)(2)、滚珠丝杆2套,由于所受的力以及行程长短不一样,所以要分别选择计算(3)、滚动导轨双导轨、四滑块(分别为X、Y向,长短选择不同)(4)、带有三条槽的工作台面2、传动方案的确定步进电机→(是否需要齿轮减速装置减速比取多少)→滚珠丝杆→工作台X、Y方向满足stepmYX/2二、机械部分设计计算1、纵向进给系统设计计算已知条件工作台重量W800N时间常数T25ms滚珠丝杆基本导程L06mm行程S320mm脉冲当量stepm/2步进角step/75.0快速进给速度min/1maxm电机功率N1.5kw1、切削力计算由机床设计手册可知,切削功率KNNc查机床说明书,得电机功率N1.5kw系统总效率6.05系统功率系数K0.96。则WNc936.096.065.05.16120zFNcNcFz6120式中--切削线速度V100m/min主切削NkgfFz83.527283.57100936.06120由金属切削原理可知,主切削力FzYXPFzzKfaCFFzFz,1ZFX75.0ZFY,1ZFK则可计算出FZ如下所示pamm111222fmm0.10.20.30.10.20.3ZFN33456276266811241524查表,可知当FZ562.3N时,切削力深度1pamm,走刀量mmf2.0从机械设计手册中可知,在一般外团圆车削时zxFF1.1,zyFF7.0即NFFzx11.63083.5721.11.1NFFzy98.40083.5727.07.02、滚珠丝杆设计计算对于矩形槽WFfKFPzxK1.15,摩擦系数f0.16NP3.94480083.57216.011.63015.11)、强度计算寿命值61060iiiTnL001000DLvfLnfni取工件直径D80mm查表T115000h110001000.213.3/min3.14806nr166013.31500011.9710L最大动负载HwfPfLQ31查表2.1wf1Hf33111.97944.31.212549.6wHQLPffN根据Q选择滚珠丝杆型号CMD2504-2.5-E其额定动载荷Q14462N,所以强度足够用。d122.5mm。螺母长度L71mm,余程le16mm,螺纹长度l32071216423mm.2、效率计算根据机械原理,丝杆螺母副的传动效率tgtg其中摩擦角10,螺旋升角253

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