滚动支承回转进给系统设计规范

1、滚动支承回转进给系统设计规范滚动支承回转进给系统设计规范西安理工大学西安理工大学2013年年2月月24日日研究计划研究计划高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及典型产品应用典型产品应用软件设计软件设计基本结构基本结构目标与内容目标与内容计划进度计划进度一、研究目标和总体研究内容一、研究目标和总体研究内容u开发滚动支承回转进给系统设计规范；开发滚动支承回转进给系统设计规范；u开发设计规范软件；开发设计规范软件；u基于规范的设计软件；基于规范的设计软件；u设计规范在企业应用。设计规范在企业应用。 1 1、研究目标、研究目标 2 2、总体研究内容、总

2、体研究内容通过分析滚动支承回转进给系统中的支承模块、导向模块、通过分析滚动支承回转进给系统中的支承模块、导向模块、传动模块、驱动模块及闭环检测模块等，研究其载荷分布条件、传动模块、驱动模块及闭环检测模块等，研究其载荷分布条件、内部刚度约束条件、驱动、传动、静动热态特性等计算方法，内部刚度约束条件、驱动、传动、静动热态特性等计算方法，寻找滚动支承回转进给系统设计规律，建立滚动支承回转进给寻找滚动支承回转进给系统设计规律，建立滚动支承回转进给系统设计规范，突破传统经验设计数控转台的约束系统设计规范，突破传统经验设计数控转台的约束，为机床企，为机床企业年轻设计人员快速、合理设计数控转台提供支持。业年

3、轻设计人员快速、合理设计数控转台提供支持。二、数控转台基本结构二、数控转台二、数控转台基本结构1、力矩电机驱动数控转台零传动转台刹车机构回转导轨力矩电机圆光栅回转台壳体件二、数控转台2、蜗轮蜗杆驱动数控转台三、设计流程规范三、设计流程规范滚动支承回转进给系统滚动支承回转进给系统方案设计方案设计l工况条件确定工况条件确定l外载荷及等效载荷条件外载荷及等效载荷条件l工作台转速及精度工作台转速及精度l回转导轨选型计算回转导轨选型计算l力矩力矩/伺服电机选型计算伺服电机选型计算l圆光栅选型圆光栅选型l联轴器选型联轴器选型l刹车及锁紧机构设计刹车及锁紧机构设计l蜗轮蜗杆传动系统设计蜗轮蜗杆传动系统设计数

4、控转台结构数控转台结构特性分析特性分析l静态特性分析计算静态特性分析计算l动态特性分析计算动态特性分析计算l热态特性分析计算热态特性分析计算l工作台结构工作台结构设计设计l滑台结构设滑台结构设计计滚动支承回转进给系统滚动支承回转进给系统结构设计结构设计数控转台总体数控转台总体方案设计方案设计国内外的国内外的数控转台数控转台案例库案例库l机床类型机床类型l转台承载力转台承载力l台面尺寸台面尺寸l转台速度转台速度l回转精度回转精度l转台承载力转台承载力l台面尺寸台面尺寸l转台速度转台速度l转台精度转台精度l作业空间大小作业空间大小l转台结构及传动形式转台结构及传动形式l回转精度回转精度l作业空间大

5、小作业空间大小l转台结构及传动形式转台结构及传动形式l回转导轨类型回转导轨类型l图样图样企业的数企业的数控转台设控转台设计案例计案例浏览：技术参浏览：技术参数、结构形式数、结构形式三、设计流程规范三、设计流程规范结构设计规范结构设计规范内容内容驱动电机样本库回转导轨样本库蜗轮蜗杆案例库圆光栅样本库锁紧机构案例库联轴器样本库l力矩电机选型计算力矩电机选型计算零传动转台零传动转台蜗轮蜗杆转台蜗轮蜗杆转台l导轨选型计算导轨选型计算l圆光栅选型圆光栅选型l锁紧机构选型锁紧机构选型l工作台结构设计工作台结构设计l滑座结构设计滑座结构设计l蜗轮蜗杆传动计算蜗轮蜗杆传动计算l服电机选型计算服电机选型计算l联

6、轴器选型联轴器选型l消隙机构设计消隙机构设计消隙机构案例库通用件标准件选型设计通用件标准件选型设计专用结构选型设计专用结构选型设计三、设计流程规范三、设计流程规范转台结构特性转台结构特性分析规范内容分析规范内容l有限元网格划分有限元网格划分l外载荷加载方法外载荷加载方法l约束及边界条件约束及边界条件静态特性分析静态特性分析动态特性分析动态特性分析热态特性分析热态特性分析ANSYS软件系统软件系统结合面数据结合面数据资源库资源库l有限元网格划分有限元网格划分l约束及边界条件约束及边界条件l有限元网格划分有限元网格划分l热载荷条件热载荷条件l边界条件边界条件l变形分布变形分布l应力分布应力分布l固

7、有频率固有频率l振型计算振型计算l热变形分布热变形分布l温度分布温度分布三、设计流程规范三、设计流程规范l力矩电机力矩电机样本资料（样本资料（FANUC，SIEMENS，KOLLMORGEN ）通用件及标准件选通用件及标准件选型计算及选型设计型计算及选型设计l滚动滚动回转导轨回转导轨样本资料（样本资料（TIMKEN，THK）l圆光栅圆光栅样本资料（样本资料（handham）l伺服电机伺服电机样本资料（样本资料（FANUC，SIEMENS）l联轴器联轴器样本资料（样本资料（KTR、德国、德国R+W）l蜗轮蜗杆传动系统设计计算（双导程）蜗轮蜗杆传动系统设计计算（双导程）l锁紧机构（钳夹式、液压内胀

8、式）锁紧机构（钳夹式、液压内胀式）l切削力计算模型（卧切削力计算模型（卧镗、卧加）镗、卧加）l外载荷等效计算模型外载荷等效计算模型滚动支承回转进给系统通用件设计资料收集与整理滚动支承回转进给系统通用件设计资料收集与整理三、设计流程规范三、设计流程规范四、任务分配四、任务分配数控转台设计规范看板软件数控转台设计规范看板软件浏览浏览典型典型案例案例方案方案设计设计选型选型设计设计及结及结构设构设计计五、规范使用软件五、规范使用软件六、设计软件基本框架六、设计软件基本框架软件登陆界面软件登陆界面方案设计阶段方案设计阶段设计案例浏览设计案例浏览用户需求信息用户需求信息概念设计概念设计设计参数确定设计参

9、数确定台面尺寸台面尺寸承载大小承载大小转台精度转台精度转速大小转速大小工作台结构设计工作台结构设计构型构型设计设计六、设计软件基本框架六、设计软件基本框架工作台结构设计工作台结构设计台面尺寸推荐筋板构型六、设计软件基本框架六、设计软件基本框架中间设计过程参数输入参数输出参数回转导轨选型计算回转导轨选型计算载荷载荷计算计算导轨导轨选型选型导轨选型校核导轨选型校核接口接口尺寸尺寸六、设计软件基本框架六、设计软件基本框架力矩电机选型计算力矩电机选型计算电机选型电机选型参数计算参数计算电机选型电机选型l惯量匹配计算惯量匹配计算l时间常数校核时间常数校核电机选型校核电机选型校核力矩电机型力矩电机型号尺寸

10、号尺寸六、设计软件基本框架六、设计软件基本框架圆光栅选型圆光栅选型锁紧机构锁紧机构设计计算设计计算机构选型机构选型夹紧力计算夹紧力计算分布数量分布数量六、设计软件基本框架六、设计软件基本框架三、研究进展三、研究进展伺服电机选型伺服电机选型联轴器选型联轴器选型结构选型结构选型转矩计算转矩计算尺寸匹配尺寸匹配载荷计算载荷计算电机选型电机选型校核计算校核计算l电机型号电机型号l电机尺寸电机尺寸蜗轮蜗杆传动设计蜗轮蜗杆传动设计按齿面接触疲劳强度进行设计按齿面接触疲劳强度进行设计 蜗轮蜗杆六、设计软件基本框架六、设计软件基本框架三、研究进展三、研究进展结构静态分析结构静态分析结构动态分析结构动态分析结构热态分析结构热态分析3、初步建立