立式数控铣床工作台设计说明书.doc -- 5 元

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因此953.010253253tgtgtgtg3）、刚度验算受工作负载P引起导程变化量EFPLL01L06mm0.6cm,E20.6106N/cm2220225.22dF60126944.30.66.91102.2520.6103.142PLLcmEF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601001006.911011.52/0.6LmmL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25.6002.0360675.03600pLi,20传动比取第一级为Z12.5取Z118,Z245,m2,b20mm,20mmmZd3618211mmmZd9045222