立式数控铣床工作台设计说明书.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/750快速进给速度MIN/1MAXM电机功率N15KW1、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N15KW；系统总效率605；系统功率系数K096。则WNC9360960650516120ZFNC；NCFZ6120式中－－切削线速度V100M/MIN主切削NKGFFZ835272835710093606120由金属切削原理可知，主切削力FZYXPFZZKFACFFZFZ,1ZFX750ZFY,1ZFK则可计算出FZ如下所示PAMM111222FMM010203010203ZFN33456276266811241524查表，可知当FZ5623N时，切削力深度1PAMM，走刀量MMF20从机械设计手册中可知，在一般外团圆车削时；ZXFF11,ZYFF70即NFFZX11630835721111NFFZY984008357270702、滚珠丝杆设计计算对于矩形槽WFFKFPZXK115,摩擦系数F’016NP394480083572160116301511）、强度计算寿命值61060IIITNL；001000DLVFLNFNI取工件直径D80MM；查表T115000H1100010002133/MIN314806NR166013315000119710L最大动负载HWFPFLQ31查表21WF；1HF3311197944312125496WHQLPFFN根据Q选择滚珠丝杆型号CMD2504－25－E其额定动载荷Q14462N，所以强度足够用。D1225MM。螺母长度L71MM,余程LE16MM,螺纹长度L32071216423MM2、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因此953010253253TGTGTGTG3）、刚度验算受工作负载P引起导程变化量EFPLL01L06MM06CM,E206106N/CM222022522DF6012694430669110225206103142PLLCMEF滚珠丝杆受扭矩引起的导程变化2L很小，可忽略。即1LL寻程变形总误差为60100100691101152/06LMML查表知E级精度丝杆允许的螺距误差（1M长）为MM/15故刚度足够。4）、稳定性验算由于选用滚珠丝杆的直径与原丝杆直径相同，而支承方式不存在问题，故不验算。4）、稳定性验算由于选用滚珠丝杆的直径与原丝杆直径相同，而支承方式不存在问题，故不用验算。（3）、齿轮及转矩的有关计算1）、有关齿轮计算256002036067503600PLI,20传动比取第一级为Z125取Z118,Z245,M2,B20MM,20MMMZD3618211MMMZD9045222