精密磨床—工作臺縱向進給系統(tǒng)設計（含全套CAD圖紙）【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 緒論 3 題研究背景及目的 3 內(nèi)外發(fā)展狀況 4 業(yè)設計任務與論文組成 5 2 精密 平面磨床總體設計 9 床簡介 9 床技術規(guī)格 9 要結構及說明 11 床總體傳動設計 12 床總體布局設計 12 3 理論計算 14 率計算 14 動機選用 16 珠絲桿副選用與校核 16 齒輪尺寸計算 20 4 機構設計 22 動部件設計 22 軌設計 25 構設計 26 5 機床設計方案的 改進 28 結論 29 致謝 30 參考文獻 31 附錄 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 精密磨床 工作臺縱向進給系統(tǒng)設計 摘要 本文對所設計的磨床作了詳盡的論述，分別從精密數(shù)控平面磨床的總體布局、橫向進給、縱向進給和硬件電 路設計等幾個方面進行了闡述。 緒論：介紹該課題研究背景和國內(nèi)外發(fā)展狀況，以及此次畢業(yè)設計的任務。 數(shù)控平面磨床總體設計：簡單介紹了此次設計的數(shù)控平面磨床，給出該數(shù)控平面磨床的技術規(guī)格和主要結構及說明，并說明了磨床的總體傳動設計和總體布局設計。 理論計算：包括機床功率的計算，電動機選用，滾珠絲桿副選用與校核以及錐齒輪尺寸計算。 方案設計：詳細說明了精密數(shù)控平面磨床的傳動部件設計和導軌設計的要點和要求，并提出縱向進給機構和橫向進給機構的設計方案。 硬件電路設計：詳細說明了硬件的選用和電路的連接。 最后，針對本設 計中不夠完美的地方的改進想法，以及對本次畢業(yè)設計的總結和對我國超精密發(fā)展方向進行了展望。 關鍵詞 ：平面磨床，數(shù)控，縱向進給，橫向進給 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 a of of is a of of It of in of F It a to of of of of of It of of of of of of It of of of F of of at In of of it to a of of in 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 1 章 緒論 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 題研究背景及目的 題研究背景 隨著科學技術的迅速發(fā)展，國民經(jīng)濟各部門所需求的多品種、多功能、高精度、高品質(zhì)、高度自動化的技術裝備的開發(fā)和制造，促進了先進制造技術的發(fā)展。同時，隨著社會進步，人們對加工精度的要求越來越高，對精密和超精密加工的需求也日益增多，精密加工廣泛的應用于制造生產(chǎn)中，對機床精度的要求也進一步提高。磨削是一種重要的精密和超精密加工方法，因此磨削的應用也愈加廣泛。磨削加工技術是先 進制造技術中的重要領域，是現(xiàn)代機械制造業(yè)中實現(xiàn)精密加工、超精密加工最有效、應用最廣的基本工藝技術。 精密、超精密加工技術市場是國家尖端技術集中的市場，它既是高代價、高投入的工藝技術，又是高增值、高回報的工藝技術，世界工業(yè)先進國家都把它放在國家技術和經(jīng)濟振興的重要位置 1。 當今，在光學和電子零件加工中，都力圖提高精度和集成度，不僅是零件加工，而且對作為精密模具、機械零件、測試儀器零件最終加工工序的磨削加工也提出了超精密化的要求。此外，隨著新材料的開發(fā)，陶瓷等作為結構零件材料在某些特殊場合已經(jīng)得到了應用，這 些新材料均屬于難切削材料，其結果不僅提高了磨削的比重，而且還促進了磨床、磨削加工方式和工藝以及其它相關技術的 發(fā)展 。 隨著以工程陶瓷為主體的非金屬材料逐漸成為工程技術重要材料，各國還開發(fā)了適應加工這類工程陶瓷的超精密平面磨床。陶瓷材料的特點是硬而脆，其硬度是碳鋼的 10 倍，而斷裂韌性僅為碳鋼的幾十分之一。陶瓷材科的性能對粗糙度、破損度、平面度等平面參數(shù)十分敏感。陶瓷材料的磨削機理與金屬材料不同，主要有三個特點：砂輪損耗大，磨削比低 3 磨削力大，磨削效率低 3 由于磨削條件不同，會使加工零件的強度發(fā)生變化。 根據(jù)以上這些特點，各國都致力開發(fā)了適合進行納米磨削的超精密平面磨床，并且進行了脆性材料的可延性磨削技術的研究。 隨著社會的不斷發(fā)展，高效是各個生產(chǎn)商不斷追求的目標，數(shù)控技術得到推崇。 當今，磨削加工技術的發(fā)展趨勢是向著采用超硬磨料磨具，發(fā)展高速、高效、高精買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 度磨削新工藝，裝備 控磨床的方向發(fā)展。 題研究目的 本次設計目的是設計一臺精密數(shù)控平面磨床，精度等級為 1 m ，用砂輪周邊磨削平面，也可以磨削臺階平面。能用于機械制造業(yè)及工具模具制造業(yè)，能加工 各種難加工材料 (如陶瓷材料 )。 內(nèi)外發(fā)展狀況 超精密加工技術是以高精度為目標的技術，它具有單項技術的極限、常規(guī)技術的突破、新技術綜合三個方面永無止境的追求的特點。 實現(xiàn)超精密加工的主要條件應包括以下諸方面的高新技術：超精密加工機床與裝、夾具；超精密刀具和磨料，刀具刃磨技術；超精密加工工藝；超精密加工環(huán)境控制（包括恒溫、隔振、潔凈控制等）；超精密加工的測控技術等。毫無疑問，超精密加工機床技術是最關鍵的技術，它直接代表了國家制造業(yè)的水平 1。 大學和研究所保持著對超精密機床研究的持續(xù)熱情，對高技術 進行超前研究，并使得研究型超精密試驗機床盡可能采用高技術作產(chǎn)業(yè)的先導，對超精密機床產(chǎn)業(yè)化和商品化起著推動作用。 美國 驗室開發(fā)了一系列超精密試驗研究型機床， 1984 年研制成功的大型光學金剛石車床 至今為止精度最高的大型超精密機床 2。該機床可加工直徑為 量 工件。采用高壓液體靜壓導軌在 圍內(nèi)直線度誤差小于 m （在每個溜板上裝有標準平尺，通過測量和修正來達到）。m （用氦屏蔽光路的激光干涉儀來測量和反饋控制達到）。主軸溜板運動偏擺小于 (通過兩路激光干涉儀測量 ,壓電陶瓷修正來實現(xiàn) )不與機床聯(lián)結 ,油噴淋冷卻系統(tǒng)可將油溫控制在 20 C 推力可達 1360N，運動分辨率達 m 。 在商 品化實用超精密機床方面，世界上最負盛名的是英國的 公司生產(chǎn) 個系列的超精密機床。典型產(chǎn)品床采用空氣靜壓主軸，其徑向、軸向剛度分別為 88MN/m 和 62MN/m，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 徑向和軸向精度 m ，采用液體靜壓搗鬼，水平和垂直線度分別為 250250位精度為 250數(shù)控系統(tǒng)采用 辨率為 m 。測量系統(tǒng)采用光柵遲或激光干涉儀，分辨率分別為 工型面精度達0.2 m ，表面粗糙度m 。 美國洛切斯特大學光學中心（ 3開發(fā)了 列的超精密光學加工機床； 精機床系列設備包括： M 平面拋光機床， M 棱鏡加工機床。 2000 年開始進行“保形光學制造技術”的研究，開發(fā)了 50球加工機床； 流變加工機床等。 英國的 學的精密工程研究所研究的 軸 精密磨床 4、 600 非球面光學零件車窗和大型超精密金剛石鏡面磨床，是超精密機床研究的先鋒。 1超精密磨削及磨粒加工工藝技術 當前精密磨削是指被加工零件的加工精度達 10.1 m ，m 的加工技術。超精密磨削的加工精度小于 0.1 m ，表面粗糙度 磨床定位精度的分辨率和重復精度小于 m ?，F(xiàn)在超精密磨削正從微米、亞微米（ 10.1 m ）的加工向納米級 m32 1010 加工發(fā)展。用磨具進行磨削和用磨粒進行研磨和拋光是實現(xiàn)精密及超精密加工的主要途徑。用于超精密鏡面磨削的樹脂結合劑金剛石砂輪的磨料平均粒徑可小至 4 m ，使用 20超微細磨粒的磨片，所磨削加工的集成電路板的溝槽邊沿沒有崩角現(xiàn)象；用鑄鐵結合劑粒度為 #8000 的、金剛石砂輪精磨面，表面粗糙度可達本還用激光在研磨過的人造金剛石上切割出大量等高性一致的微小切削刃，對硬 脆材料進行精密加工，效果很好。對極細粒度的模具而言，砂輪鋒銳性的保持是一個大問題。金屬基微細超硬磨料砂輪在線電解修整（ 術，很好地解決了這一問題。用 60008000 目粒度的鋼結合劑金剛石砂輪和 術精磨 )4(100 硅片，去除率為 3 m ，平面度為 6/ 5。 2超精密機床軸系的研究與發(fā)展 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 氣浮主軸的最大優(yōu)點是回轉(zhuǎn)精度高。由于氣浮誤差均化效應，通常主軸回轉(zhuǎn)運動精度比主軸加工的圓 度精度要高出 35 倍。主軸和電機采用一體化結構直接驅(qū)動。電動機與株洲的動平衡問題，電動機電磁振動消除、電動機熱消除、主軸熱伸長補償以及新型氣浮結構設計與制造等都是一直在研究改善的問題。為了提高主軸的徑向和軸向剛度，采用半球型氣浮主軸如德國 司 列氣浮軸承。為了進一步提高回轉(zhuǎn)精度和剛度，近年來很多人研究控制節(jié)流量反饋方法來實現(xiàn)運動的主動控制。 最近，用電磁技術和氣浮結合的控制方法也在研究之中。但電磁技術的缺點很多，如熱效應嚴重等，還不能達到很高精度。日本學者 6研究了一種用永磁體加壓電陶瓷微位移驅(qū)動和電容傳感器位置測量的方法來改善氣浮主軸的精度。主動控制增加了系統(tǒng)的復雜程度和降低了可靠性，目前尚不到使用的程度。但使用永磁體增加止推氣墊的剛度的成功實例并不少見，這種氣磁軸承和加開真空負壓槽的真空吸附加強型氣浮軸承相似。這種綜合軸承在一定程度上可改善氣浮軸承的動態(tài)特性，如增大阻尼。 3超精密驅(qū)動技術的新進展 為了獲得高的運動精度和運動分辨率，超精密導軌直線運動的驅(qū)動對伺服電動機的要求很高，既要求有平穩(wěn)的超低速運動特性，又要又大的調(diào)速范圍，好的電磁兼容性。美國 司的 列直接驅(qū)動伺服執(zhí)行器，輸出力矩大，位置控制分辨率高達 1/640 000。主軸驅(qū)動電動機可以采用印刷板電動機，它的慣性小，發(fā)熱量小。 精密滾珠絲桿式超精機床目前采用的驅(qū)動方法，但絲桿的安裝誤差、伺桿本身的彎曲、滾珠的跳動及制造上的誤差，螺母的預緊程度等都會給導軌運動精度帶來影響。通常超精密傳動機構應有特殊設計，例如絲桿螺母與氣浮平臺的聯(lián)結器應保證軸向和滾轉(zhuǎn)剛度高，而水平、垂直、俯仰和偏轉(zhuǎn)四自由度為無約束的機構，電動機預絲桿的聯(lián)結器也應采用純扭矩無反轉(zhuǎn)間隙的聯(lián)軸器。 氣浮絲桿和磁浮絲桿可進一步減小滾珠 絲桿的跳動誤差和因摩擦和反向間隙引入控制系統(tǒng)的非線性環(huán)節(jié)。俄羅斯研制的氣浮 /磁浮絲桿 78其電磁絲桿的傳動主要指標如下：絲桿直徑 62距和螺紋齒高 4扣寬度 1隙 =載能力和靜剛度分別為 700N 和 75MN/m m 。 司的超精密車、銑床 i 就采用了面節(jié)流式空氣靜壓絲桿螺母副。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 超精密加工的意義重大，我國超精密加工技 術的發(fā)展要趕超世界先進水平，就應優(yōu)先考慮適度、穩(wěn)定高精度的戰(zhàn)略。最求高精度從理論上是無窮盡的，但根據(jù)我國國情，選擇適當?shù)耐度?/精度比，追求適度、穩(wěn)定高精度，依靠自己的力量開發(fā)廉價化的超精加工技術。 業(yè)設計任務與論文組成 業(yè)設計任務 1設計一臺精密數(shù)控平面磨床，用砂輪周邊磨削平面，也可以磨削臺階平面。能用于機械制造業(yè)及工具模具制造行業(yè)，能加工各種難加工材料； 2確定磨床的總體方案 3工作臺縱向進給機構的設計，伺服電機和滾珠絲桿副設計計算，繪制縱向進給機構的機械結構裝配圖；繪制相關 零件圖； 4工作臺橫向進給機構設計，繪制橫向進給機構機械結構裝配圖； 5翻譯指定的英文專業(yè)文獻； 6撰寫畢業(yè)設計論文（說明書）。 文組成 論文由以下幾章組成 1緒論：介紹課題研究背景和國內(nèi)外發(fā)展狀況，以及此次畢業(yè)設計的任務。 2 精密平面磨床 總體設計：簡單介紹此次設計的 精密平面磨床 ，給出所要設計的 精密平面磨床 的技術規(guī)格和主要結構及說明，并說明了磨床的總體傳動設計和總體布局設計。 3理論計算：包括機床功率的計算，電動機選用，滾珠絲桿副選用與校核以及錐齒輪尺寸計算。 4方案設計：詳細說 明了精密數(shù)控平面磨床的傳動部件設計和導軌設計的要點及要求，并提出縱向進給機構和橫向進給機構的設計方案。 5機床改進：針對本設計中不夠完美的地方的改進想法。 6結論：包括這次畢業(yè)設計的總結，和對精密數(shù)控平面磨床的發(fā)展方向進行了展望。 7致謝 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 8參考文獻 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第 2 章 精密 平面磨床總體設計 床簡介 本次設計是一臺精密數(shù)控平面磨床，它除了可以磨削平面外，還可以磨削臺階平面，不僅適用于機械加工行業(yè)亦適用于模具行業(yè)。它采用機電一體化設計原理，通過采用 滾珠絲桿副，數(shù)控系統(tǒng)等措施保證加工精度。 該精密數(shù)控平面磨床主要包括磨頭及垂直進給系統(tǒng)、工作臺縱向及橫向驅(qū)動系統(tǒng)、床身及防護罩裝置、冷卻及潤滑系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)五大部分。該機床的磨頭為普通平面磨床磨頭，垂直進給的高精度由絲桿副和數(shù)控系統(tǒng)來保證。該機床的橫向驅(qū)動系統(tǒng)及縱向進給機構采用滾珠絲桿加交流伺服電機驅(qū)動，提高加工精度?？v向進給導軌鑲裝塑料，以降低摩擦系數(shù)，提高耐磨性和抗撕傷能力，并防止低速時出現(xiàn)爬行。該機床的冷卻系統(tǒng)包括磨削液冷卻、強制過濾等裝置。為減少磨削液對砂輪制功功率的損耗，冷卻壓力為 2 機床 的總體布局分為十字拖板型，拖板上下縱橫導軌均為雙 V 型滑動導軌，工件摩削平面的形成由工作臺的縱向運動和拖板的橫向運動而成，磨頭僅做垂直上下運動。 工作臺縱向運動由伺服電機帶動，拖板橫向運動也有伺服電機驅(qū)動。通過一對減速齒輪傳動，滾珠絲桿轉(zhuǎn)動而使拖板橫向往復運動，磨頭垂直導軌為立柱前后導軌形式的貼型滑動導軌，磨頭主軸系統(tǒng)為前后各為雙聯(lián)成堆高精度滾動軸承結構。主軸的旋轉(zhuǎn)運動由伺服電機驅(qū)動，通過柔性連軸器使主軸運轉(zhuǎn)，磨頭的垂直運動是由伺服電機驅(qū)動蝸桿、渦輪傳動與其向嚙合的螺旋齒輪，轉(zhuǎn)動與螺旋齒輪剛性連接的絲 桿副的螺母而使與絲桿固定聯(lián)結的磨頭做垂直運動。 本級床為高精密數(shù)控機床，幾何精度、工作精度很高，性能可靠性穩(wěn)定，垂直進給、橫向進給、縱向進給具有數(shù)控系統(tǒng)，進給靈敏度、準確度高，磨削自動化程度高，當每次自動磨削循環(huán)結束，工作臺始終停止在縱向運動的右端 床技術規(guī)格 1工作臺面尺寸 200 630加工范圍： 最大磨削尺寸（寬長高） 200 630 380文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 最大工件載重量（包括電磁吸盤） 130工作臺： 最大縱向行程 750大橫向行程 220 型槽數(shù)和槽寬 4 14工作臺縱向運動： 進給速度 5m/手動進給手輪每轉(zhuǎn) 180拖板橫向運動： 連續(xù)進給 m/動機給手輪每轉(zhuǎn) 5輪每格 進給手輪每大格 磨頭垂直運動： 砂輪主軸中心線至工作臺面之距 160480 輪轉(zhuǎn)速 3000r/磨頭垂直快速升降速度 400mm/ 磨頭垂直自動進給量 小進給量 動進給旋鈕每轉(zhuǎn)（ 1/ 10/ 100） 鈕刻度（ 1/ 10/ 100） 速進給 400mm/砂輪尺寸： 外徑 200度 25 32 8占地空間： 長 2405 1593文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 高 1786床重量 2000要結構及說明 頭 磨頭主軸的轉(zhuǎn)動，由主軸電機通過柔性聯(lián)軸器驅(qū)動具有前后支承均為成對高精密滾動向心推力球軸承而使砂輪轉(zhuǎn)動。 直進給機構 由伺服電機驅(qū)動蝸桿，傳動與其相嚙合的螺旋齒輪，轉(zhuǎn)動與螺旋齒輪剛性聯(lián)結的絲桿副的螺母，移動絲桿使與其固定聯(lián)結的磨頭體垂直運動。 垂直運動具有數(shù)控系統(tǒng)基礎，進給有自動與手動。 1自動 快速運動 按住點動式快速上升鍵，磨頭上升，當釋放時磨頭停止上升，按住點動式快速下降鍵，磨頭下降，當釋放時，磨頭停止下降，其運動速度為 400mm/ 點發(fā)進給運動 點按點發(fā)進給鍵，每次進給量為 自動進給運動 在自動磨削時，分粗磨、精磨和無進給磨削，量分級任意選擇，且具有預置和粗磨、精磨和無進給磨削次數(shù)的自動轉(zhuǎn)換，當無進給磨削次數(shù)結束，工作臺固定的在右端停止，在磨削過程中有數(shù)字顯示。 2手動 手動進給由手動脈沖發(fā)生器控制器進給量，根據(jù)需要任意選擇既定的定量分級的進給，其進給量為 。根據(jù)預先選擇的進給量和轉(zhuǎn)動、手動脈沖發(fā)生器就 可獲得所選擇的進給量。 調(diào)整用手動機構，在床身后面，在與伺服電機相聯(lián)接得蝸桿軸上裝有一直齒齒輪，轉(zhuǎn)動相嚙合的另一錐齒輪軸，通過蝸桿螺旋齒輪副和垂直絲桿副可獲得磨頭上下調(diào)整已動，在平時，錐齒輪對始終處于非嚙合狀態(tài)的拓開位置。 向進給機構 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 拖板（或工作臺）橫向進給運動可分為手搖進給、手動微動進給和自動進給。 1手搖進給時應將捏手松開，使斜齒輪與手輪空轉(zhuǎn)，然后將手輪向前推，使齒型離合器相接合（此時拉桿以將齒輪副脫開）搖動手柄，經(jīng)手輪、軸、聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)動滾珠絲桿，使?jié)L 珠螺母移動，帶動拖板做橫向進給運動。 2手動微動進給 基本上與手搖進給相同，此時應將捏手擰緊，使斜齒輪與手輪結合在一起，然后使齒型離合器接合，轉(zhuǎn)動蝸桿上的捏手，經(jīng)蝸桿、斜齒輪嚙合傳動軸，其余傳動與上面相同，微動把手上的最小刻度值為 米。 3自動進給 自動機給的動力為伺服電機，在它的輸出軸上裝有齒輪，經(jīng)與它嚙合的齒輪而傳動軸（此時應將齒型離合器分開）經(jīng)聯(lián)軸器使?jié)L珠絲桿轉(zhuǎn)動，滾珠絲母是緊固在拖板上的，因此式拖板做橫向自動進給，橫向進給量：斷續(xù)為 2 毫米 /次，連續(xù)為 米 /分。 向進給機構 拖板（或工作臺）縱向進給運動可分為手搖進給和自動進給。 1手搖進給時應將捏手松開，使斜齒輪與手輪空轉(zhuǎn)，然后將手輪向前推，使圓柱齒輪和托板上的齒條相捏合（此時拉桿以將齒輪副脫開）搖動手柄，經(jīng)手輪帶動圓柱齒輪轉(zhuǎn)動，圓柱齒輪和尺條捏合帶動拖板做縱向進給運動。 2自動進給 自動機給的動力為伺服電機，在它的輸出軸上裝有齒輪，經(jīng)與它嚙合的齒輪而使?jié)L珠絲桿轉(zhuǎn)動，滾珠絲母是緊固在拖板上的，因此式拖板做縱向自動進給，縱向進給量 5m/ 床總體傳動設計 磨床總體傳動圖，見圖 詳見 號圖） 床總體布局設計 磨床的總體布局圖，見圖 (詳見 號圖 ) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 圖 密數(shù)控平面磨床傳動系統(tǒng)圖 圖 密數(shù)控平面磨床總體布 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 第 3 章 理論計算 率計算 如下圖 示： 圖 削力示意圖 切向磨削力 (N)； m/s）； m/ 由于本機床既要求能加工普通鋼材，又要能加工硬脆陶瓷材料；所以計算切削功率時分為兩種情況。 （ 1）當磨削普通鋼材時，平面磨削力的公式為： 28282 w sa v v9 （ 由公式（ ： 28282 w sa v v 0 . 8 6 0 . 4 4 1 . 0 62 8 2 8 2 0 . 0 2 2 5 3 1 . 4 105N 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 其中 磨床加工的最大磨削量； 25 為磨床工作臺最大進給速度； 由經(jīng)驗公式 9可知：徑向力000N 砂輪所受的的軸向力很小，在這里忽略不計。 縱向進給機構所受的垂直力 1F 等于砂輪所受的徑向力，由于實際中 角很小，所以縱向機構所受的軸向力 2F 約等于砂輪的切向力。 縱向進給機構軸向所受的合力為： 21 )( 9 (由公式（ ： 21 )( )(1 0 5)5 0 0101 0 0 0( =向進給機構的切削功率為： 當磨削硬脆材料時，在同樣的工作條件下，根據(jù)以往的經(jīng)驗，1000N，nF/0, 0N, 縱向進給機構軸向所受的合力為： 21 )( 9 （ 由公式 (得 00101000()( 21買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 縱向進給機構的切削功率為： 0 動機選用 綜合以上兩種磨 削方式，選取磨削功率于機床設計選擇的數(shù)控系統(tǒng)是西門子 ，所以選擇與選擇與西門子數(shù)控系統(tǒng)相匹配的 服電機。 珠絲桿副選用與校核 1工作壽命選擇 查表取 5000h9 2等效負荷和等效轉(zhuǎn)速 等效負荷計算 導軌摩擦力： W9 （ 由公式（ 得 W =5000 =500N 軸向力： 1000N 切向力： 105N 00+1000+100=1605N 等效轉(zhuǎn)速計算 伺服電機最高轉(zhuǎn)速 000r/桿轉(zhuǎn)速 0005230=2143r/桿導程 ，取 2買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 絲桿轉(zhuǎn)速 快速移動 2143r/般加工 800r/密加工 400r/整 50r/效轉(zhuǎn)速 m i n/52010025501004040010030800100 52143 rn m 3絲桿選擇 等效軸向動負荷 查表得 8.0 （ 由公式（ 3161060 0 16 查表選擇插管埋入式雙螺母墊片預緊滾珠絲桿副，型號為 ，5837N， 6808， 51，螺母長度 L=151程為 45 螺紋長度 90991452151750 支承跨踞 1001 絲桿全長 200 采用 支承，絲桿一般不會受壓縮力作用，可不校核壓桿穩(wěn)定性。 絲桿彎曲振動臨界轉(zhuǎn)速： 22229910 9 （ 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 查表得 f 901200452151750 由公式（ m i n/2143m i n/24 3 2 預拉伸量：取溫升為 C 螺紋伸長量： 1 9 （ 由公式（ 1 m 絲桿全長伸長量： 19 （ 由公式（ 1m 取預拉伸量 預拉伸力： 9 （ 由公式（ 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 0 04 4 1 4 3 126 4軸承選擇 采用成對 60 接觸角推力球軸承為固定端，軸承型號 7304C。其尺寸參數(shù)為： d=20=52Z=13，術參數(shù)為： C=29200N 0C=28000N 計算軸承動負荷 C： （ 式中 壽命系數(shù) 轉(zhuǎn)速系數(shù) 3 10500f 9 （ 由公式（ 3 10500f 3 3133mn 9 （ 由公式（ 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 3 3133mn 把hf、公式（ =24947N 28000N 滿足強度要求 9 齒輪尺寸計算 10 分錐角 r c ta r c ta 大端分度圓直徑 ee 1=30 3=90mm ee 2=52 3=156錐距 11 ee =90/寬系數(shù) R =1/3 齒寬 b= R1/3) 0 大端齒頂高 ea 1( 11 =1 3=32 大端齒根高 ef 1( 1*1 =（ 1+ 3= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 ef 1( 2*2 =（ 1+ 3= 全齒高 2 =（ 2+ 3= 齒根角 r c t a na r c t a n 11 h r c t a na r c t a n 22 h 齒頂角 2 9 2 7 1111 c o 3 2222 c o 56+2 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 第 4 章 縱向進給機構設計 動部件設計 給傳動系設計應滿足的基本要求 進給運動的傳動質(zhì)量直接關系到機床的加工性能，故對進給運動有如下 要求： 1具有足夠的靜剛度和動剛度； 2具有良好的快速響應性，做低速進給運動或微量進給時不爬行，運動平穩(wěn)，靈敏度高； 3抗震性好，不會因摩擦自振而引起傳動件的抖動或齒輪傳動的沖擊噪音； 4具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍，保證實現(xiàn)所要求的進給量（進給范圍、數(shù)列），以適應不同的加工材料，使用不同刀具，滿足不同的零件加工要求，能傳動較大的扭矩； 5進給系統(tǒng)的傳動精度和定位精度要高； 6結構簡單，加工和裝配工藝性好。調(diào)整維修方便，操縱輕便靈活。 11 7消除傳動間隙，進給系統(tǒng)的傳動間隙（多指反向間隙）存在于各 傳動副和各聯(lián)結結構中，直接影響機床的加工精度。為盡量消除其影響，應采用消隙傳動件和消隙聯(lián)系結構； 8速度穩(wěn)定性要好，進給部件在低速運動時，不產(chǎn)生“爬行”，高速運動或負載變化時不發(fā)生振動。 12 動部件設計 1齒傳動間隙的消除 傳動副為齒輪傳動時，要消除其傳動間隙。齒輪傳動間隙的消除有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩類方法。 剛性調(diào)整法時調(diào)整后的齒側(cè)間隙不能自動補償，如偏心軸套調(diào)整法、變齒厚調(diào)整法、斜齒輪軸向墊片調(diào)整法等。特點是結構簡單，傳動剛度較高。但要求嚴格控制 齒輪的齒厚及齒距公差，否則將影響運動的靈活性。 柔性調(diào)整法是指調(diào)整后的齒側(cè)間隙可以自動進行補償，結構比較復雜，傳動剛度低些，會影響傳動的平穩(wěn)性。主要有雙片直齒輪錯齒調(diào)整法，薄片斜齒輪軸向壓簧調(diào)整法，雙齒輪彈簧調(diào)整法等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 23 縱向進給機構中采用的是錐齒輪對降速傳動，由于縱向運動精度要求不高，并且受到的軸向力較大，為了使得運動穩(wěn)定、結構簡單，所以采用傳動剛度高的剛性調(diào)整法 輪軸箱墊片調(diào)整法 消除錐齒輪間隙。 由于橫向進給運動精度直接影響加工精度，故精度要求較高，必須消除傳動間隙。橫向進給機構采用的是一對直齒輪降速，所以才用柔性調(diào)整法（ 雙片直齒輪錯齒調(diào)整法）消除齒側(cè)間隙。 2滾珠絲桿螺母副及其支承 滾珠絲桿螺母副是直線運動與回轉(zhuǎn)運動能相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置。其具有螺旋槽的絲桿與螺母之間裝有中間傳動元件 滾珠。滾珠絲桿螺母機構由絲桿、螺母、滾珠和反向器等四部分組成。當絲桿轉(zhuǎn)動時，帶動滾珠沿螺紋滾道滾動，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設有滾珠回程引導裝置構成滾珠的循環(huán)反向通道，從而形成滾珠流動的閉合通路。 滾珠絲桿副與滑動絲桿副或其他直線 運動相比，有下列特點： 摩擦損失小，傳動效率高。一般滾珠絲桿副的傳動效率達 92% 96%，滑動絲桿副的傳動效率僅為 20% 40%。 絲桿螺母之間預緊后，可以完全消除間隙，提高傳動剛度。 摩擦阻力小，幾乎與運動速度無關，動靜摩擦力之差極小，能保證運動平穩(wěn)。磨損小，壽命長，精度保持性好。 工作壽命長。滾珠絲桿螺母副摩擦表面為高硬度（ 62）、高精度，具有較長的工作壽命和精度保 持性。壽命約為滑動絲桿副的 4 10 倍以上。 定位精度和重復定位精度高。由于滾珠絲桿副摩擦小、溫升少、無爬行、無間隙，通過預緊進行預拉伸的補償熱膨脹。因此可達到較高的定位精度和重復定位精度。 同步性好。用幾套相同的滾珠絲桿副同時傳動幾個相同的運動部件，可得到較好的同步運動。 可靠性高。潤滑密封裝置機構簡單，維修方便。 不能自鎖，有可逆性，即能將螺旋運動轉(zhuǎn)換為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)換 為螺旋運動。因此絲桿立式使用時，應增加制動裝置。 經(jīng)濟性差成本高。由于結構工藝復雜，故制造成本較高。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 24 滾珠絲桿副軸承選用及定位方式 縱向進給機構中的滾珠絲桿承受的軸向載荷和徑向載荷均較大，因此對絲桿軸承的軸向和徑向的精度和剛度要求都較高。由于該磨床為小型數(shù)控機床，故采用角接觸推力球軸承。 橫向進給機構中的滾珠絲桿主要承受徑向力，因此采用推力軸承和滾子軸承的配合。 縱向進給機構和橫向進給機構中的滾珠絲桿長度均較長，同時轉(zhuǎn)速也較高，因此滾珠絲桿的支 承方式采用兩端固定法。 滾珠絲桿螺母副間隙消除和預緊 滾珠絲桿在軸向載荷作用下，滾珠和螺紋滾道接觸區(qū)會產(chǎn)生接觸變形，接觸剛度與接觸表面預緊力成正比。如果滾珠絲桿螺母副間存在間隙，接觸剛度較小；當滾珠絲桿反向旋轉(zhuǎn)時，螺母不會立即反向，存在死區(qū)，影響絲桿的傳動精度。因此，同齒輪的傳動副一樣，滾珠絲桿螺母副必須消除間隙，并施加預緊力，以保證絲桿、滾珠和螺母之間沒有間隙，提高螺母絲桿副的接觸剛度 10。 本設計中采用齒差式雙螺母結構，可通過調(diào)整兩個螺母之間的軸向位置，使兩螺母的滾珠 在承受工作載荷前，分別與絲桿的兩個不同的側(cè)面接觸，產(chǎn)生一定的預緊力，以達到提高軸向剛度的目的。 齒差式調(diào)整法：作用螺母法蘭外圓上制有外齒輪，齒數(shù)常相差 1。這兩個外齒輪又與固定在螺母體兩側(cè)的兩個齒數(shù)相同的內(nèi)齒圈相嚙合，調(diào)整方法是兩個螺母相對其嚙合的內(nèi)齒圈同向都轉(zhuǎn)一個齒。 軌設計 軌應滿足的要求 機床導軌是用來引導機床上運動不見的運動方向，使刀架、溜板和工作臺等沿一定的軌跡準確的相對運動，并使機床部件得到準確定位。故導軌是機床的關鍵部件之一，其性能好壞，將直接影響機床的加工精度、承載能 力和使用壽命。 導軌應滿足精度高、承載能力大、剛度好、摩擦阻力小、運動平穩(wěn)、精度保持性好、壽命長、結構簡單、工藝性好，便于加工、裝配、調(diào)整和維修、成本低等要求。其中下面為幾個基本方面的要求： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 25 1. 導向精度 導向精度是指導軌運動軌跡的準確性，足夠高的導向精度是保證機床加工精度的前提，因此它是對導軌的最基本要求。影響導向精度的因素很多，如導軌幾何精度和接觸精度，導軌的結構型式，導軌和支承件的剛度，導軌的油膜厚度和油膜剛度，導軌和支承件的熱變形等等。 直線運動導軌的幾何精度一般包括導軌在豎直平面內(nèi)的直線度、導 軌在水平面內(nèi)的直線度和導軌面之間的平行度。 接