【精品】CA6140車床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造

1、CA6140車床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造序言數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作 用，很好地解決了現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工 問(wèn)題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度地提高生產(chǎn)效率。但從目前企業(yè)面臨 的情況看，因數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，一次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。我 國(guó)作為機(jī)床大國(guó)，對(duì)普通機(jī)床數(shù)控化改造不失為一種較好的良策。中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對(duì)原有舊機(jī)床進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、 自動(dòng)化。目前機(jī)床數(shù)控化改造就是結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和我國(guó)國(guó)情，在滿足實(shí)際加工 需求的前提下，盡可能降低成本。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明普通機(jī)床數(shù)控化改造具有 定經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和穩(wěn)定

2、性。因此特別適合在生產(chǎn)設(shè)備中普通機(jī)床占有較大 比重的企業(yè)，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除2數(shù)控機(jī)床由機(jī)床主體、主軸傳動(dòng)、伺服進(jìn)給、數(shù)控裝置、輔助裝置等組成。所以機(jī)床數(shù)控化改造的主要內(nèi)容有主軸傳動(dòng)改造、進(jìn)給系統(tǒng)改造、加裝數(shù)資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除3控裝置等。其中進(jìn)給系統(tǒng)改造對(duì)機(jī)床的改動(dòng)最多，是機(jī)床數(shù)控化改造中最重要 的環(huán)節(jié)，它直接影響到改造后的機(jī)床的加工精度。可見進(jìn)給系統(tǒng)改造是機(jī)床數(shù) 控化改造成功的關(guān)鍵所在。

3、本設(shè)計(jì)題目主要圍繞機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造而展開，其改造的機(jī)床是 針對(duì)普通車床。CA6140型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會(huì)擁有量大 的普通車床。實(shí)踐證明，把此類車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)得到了良好的經(jīng)濟(jì) 效果。C6140 車床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造主要內(nèi)容如下：普通車床的 X軸和 Z 軸均由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，走刀運(yùn)動(dòng)是經(jīng)進(jìn)給箱傳動(dòng)絲杠 到溜板箱，獲得不同的工件螺距即 Z軸運(yùn)動(dòng)；走刀運(yùn)動(dòng)是經(jīng)進(jìn)給箱傳動(dòng)光桿到 溜板箱，獲得不同的進(jìn)刀量即 Z 軸運(yùn)動(dòng)和 X軸運(yùn)動(dòng)。車床進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控化改造 要拆除進(jìn)給箱總成、溜板箱總成，改用進(jìn)給伺服（或步進(jìn)）傳動(dòng)鏈分別代替。具體體現(xiàn)為：Z軸：縱向電機(jī)-減速箱（或聯(lián)軸器

4、）-縱向滾珠絲杠-溜板箱，縱向按 數(shù)控指令獲得不同的走刀量和螺距。X軸：橫向電機(jī)-減速箱（或聯(lián)軸器）-橫向滾珠絲杠-橫滑板，橫向按 數(shù)控指令獲得不同的走刀量。改造后整個(gè)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度在保證機(jī)床剛性的前提下，與滾珠絲杠副的 選擇和布置結(jié)構(gòu)形式、機(jī)床導(dǎo)軌的精度情況等有很大的關(guān)系。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除4一、設(shè)計(jì)方案的確定(-)設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)任務(wù)是 CA6140型普通車床進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)控化改造。利用微機(jī)對(duì)縱橫 進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開環(huán)控制，縱向脈沖當(dāng)量為 0.01mm/脈沖，橫向脈沖當(dāng)量為 0.005mm/脈沖，驅(qū)動(dòng)元件采用

5、步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械改造設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度，改動(dòng)盡量少，且保證加 工精度的要求，運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)。(-)總體設(shè)計(jì)方案的確定資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除5考慮到該數(shù)控系統(tǒng)是開環(huán)控制，沒(méi)有位置反饋，故進(jìn)給系統(tǒng)盡可能的要減 少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)。本車床的縱向、橫向兩軸進(jìn)給系統(tǒng)去掉了原來(lái)的進(jìn)給系統(tǒng)的 中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，直接采用了步進(jìn)電機(jī)+減速箱（或聯(lián)軸器）+滾珠絲桿的傳動(dòng) 方案。拆除原來(lái)的進(jìn)給箱、絲桿等，増加少量的機(jī)械附件，就可安裝步進(jìn)電機(jī) 及滾珠絲桿螺母副。二、機(jī)械部分改造與設(shè)計(jì)

6、（-）縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)車床的縱向進(jìn)給改造設(shè)計(jì)一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，螺母固 定在溜板箱上，溜板箱縱向進(jìn)給刀架橫侖進(jìn)給資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除6帶動(dòng)刀架臺(tái)左右移動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的布置，可放在絲杠的任意一 端。對(duì)車床改造來(lái)說(shuō)，外觀不必象產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求那么高，而從改造方便、實(shí)用 方面來(lái)考慮，現(xiàn)把步進(jìn)電機(jī)放在縱向絲杠的左端，即進(jìn)給箱部位。2、 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知條件：工作臺(tái)重量：W=90kgf=900N （根據(jù)圖紙粗略計(jì)算）時(shí)間常數(shù)： T=25ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程：L（）=

7、6inin行程：S=1130mm脈沖當(dāng)量：dp=0.01mm/step步距角： a=0.75o/step資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除7快速進(jìn)給速度：Vma 訐 2m/min(1)切削力計(jì)算由實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)可知：切削功率： Nc=Nr)K式中 N電機(jī)功率，查機(jī)床說(shuō)明書，N=7.5KWr|主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，一般為 0.75 0.85取卩 0.8K進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取 K=0.96o貝 IJ :Nc=7.5xO.8xO.96=5.76KW則：V式中 V切削線速度，取 v=100m/min所以：Fz =352.512(k

8、gf)=3525.12(N)由金屬切削原理可知：主切削力FZ=CFZapxFzfYFzKFZ查表得：CFz=188kgf/mnr XFz=l YFz=0.75 KFz=l則可計(jì)算 Fz如表(1)所示：表(1)Fz計(jì)算結(jié)果ap(mm)222888f(mm)0.20.30.40.20.30.4Fz(N)112515241891168722872837當(dāng) Fz=1520N時(shí)切削深度 ap=2mm,走刀量 f=0.3mm,以此參數(shù)做為下面計(jì)算的依據(jù)。又因?yàn)椋篘c=o資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除8從實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)中可知，在

9、一般外圓車削時(shí):Fx =(0.1 -0.6) FzFz=(0.150.7)Fz取：Fx=0.5 Fz=0.5x3525=1762.5NFY=0.6Fz=0.6x 3525=2115N(2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算滾珠絲杠副已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)歸結(jié)為滾珠絲杠副型號(hào)的 選擇。綜合車床導(dǎo)軌絲杠的軸向力：P 二 KFx+f(Fz+W)式中由于使用的是矩形導(dǎo)軌，根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)查岀K=1.15, f =0.15 - 0& 取為 0.16o貝 IJ : P=1.15x 1762.5+0.16x(3525.12+900)=2734.9N1強(qiáng)度計(jì)算壽命值：L 廠1106所以：主 / 1000 V/

10、-n 1 =- =-Lu加兒)取工件直徑：D=80 mm,查表得：Ti=15000h (自動(dòng)控制機(jī)床及機(jī)床通常的取值)所以：1000 x100 x0.3.ni=-=20r/min3.14x80 x6T60 x20 x15000Lj=- - = 1 o106最大動(dòng)負(fù)載：資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)值表運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)迄轉(zhuǎn)系數(shù)fw無(wú)沖擊的風(fēng)滑運(yùn)轉(zhuǎn)1.0-1.2一般運(yùn)轉(zhuǎn)L2-L5有沖擊的運(yùn)轉(zhuǎn)1.5-25查表?。哼\(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.2硬度系數(shù) fH=l貝 IJ :Q=V18 x2734.9x 1,2x 1=8598.5N根據(jù)最大動(dòng)負(fù)載 Q的值和原機(jī)床參數(shù)，可選擇滾珠絲杠的型號(hào)

11、。例如，滾 珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取 FGB系列， 選擇型號(hào)為 FGB32X65 B的滾珠絲杠， 公稱直徑為 （p32m導(dǎo)程為 6 mm?滾珠列數(shù)為 5 列，額定動(dòng)載荷是 10689N,所以強(qiáng)度夠用。2效率計(jì)算則：n=爐 25，=0%/g(325 + 10)3剛度驗(yàn)算滾珠絲杠受到工作負(fù)載 P引起的導(dǎo)程的變化量式中：Lo=6mm=0 6cm E=20.6x 166N/ cm2o資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處.請(qǐng)聯(lián)系改正根據(jù)機(jī)械原理的公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率 rj為：式中：摩擦角螺旋升角尸 3。25Li二士資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除EF資料內(nèi)容僅供您學(xué)

12、習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除11滾珠絲杠截面積：）卄（警）2則：A T2734.9x0.6氣 Li 二土- - -= 1.3xiocm20.6X106X()2X3.I42滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量 AL?很小,可忽略，即：AL 二L】。所以：導(dǎo)程變形總誤差為 = AL = x 1.3 x 1 O5cm=21.67|jni/mS 0.6查表知 B級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差（lm長(zhǎng)）為 25口 m/m,故剛度足夠。4穩(wěn)定性驗(yàn)算由于機(jī)床原絲杠直徑為（p32mm,現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為（p32 mm?支承 方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問(wèn)題

13、。（3）齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計(jì)算1有關(guān)齒輪計(jì)算故取齒輪齒數(shù)：Zi=32 Z2=40模數(shù):m=2mm b=20mm a=20分度圓直徑：di=m Zi=2x32=64mmd2= m Z2=2 x40=80mm齒頂圓直徑:doi =di +2ha*=68mmdtt2=d2+2ha*=84mm中心距：同步帶輪 XL型，設(shè)計(jì)中心距 a= 112mm2轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算傳動(dòng)比:i=3600.75x6360 x0.01= 1.25資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除12工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:Jl=(180外7Kp*曲3.14x0.

14、75)2x90=0.526 kg cm2=5.26N.cm2資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除13絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:JS=7.8X10XD4LI式中：D絲杠的名義直徑，D=3.2cmLi 一絲杠兩固定端的間距，Li=150cm則：Js=7.8x150=12.268 kgcm2=122.68N-cm2齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Js=7.8xl0-4x(mz)4x2貝 IJ : Jzi=7.8x10-4X6.44X2=2.617kgcm2=267N cm2JZ2=7.8X104X84X2=6.39kg cm2=63.9 N cm2電機(jī)轉(zhuǎn)

15、動(dòng)慣量很小可以忽略，因此總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=7T (Js+Jz2)+ Jzi+ Jl=-(12.268+6.39)+2.617+0.5261.252=15.084 kg cm2=150.84N cm23所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩：M=Mamax + M,-+Mo最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩：M=Mal+ Mf+ Mo + Mt快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：M= Mr + Mo式中：Mamax空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩;折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩;資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除14Imp 2m i當(dāng) no=0.8 f

16、=0.16 時(shí)0.16x90 x0.62x3.14x0.8x1.25Mo=（i-no2）27nji當(dāng) r|o=0.9 時(shí)，預(yù)加載荷PO=FXJa Fo（l o）176.25 x0.6（l-0.92） 丨r“Mo= - - =-= 1.066 kg f cm= 10.66N-cm6 加”6x3.14x0.8x1.25階鈴二缶船苛*93陽(yáng) 9N5所以快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩:Mo由于絲杠預(yù)緊所引起.折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；Matt/J削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩；Mi折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。Ma=-xlO-4Nm9.6T式中:T為時(shí)間常數(shù),T=25xlO3S當(dāng) n二 Ilmax 時(shí),M

17、amax=Ma呪 X-=2000 xl.25=4167r/n.n615.084x416.79.6x0.02510=：2 61921：=26 191 fem當(dāng) n=n（時(shí) Ma=MatlOOOv7rD1000 x100 x0.3x1.253.14x80 x6=24.88r/minMal=15.084x24.889.6x0.025x 1 OO. 1563N- m= 1.563 kg f cm=1.376 kg f cmMamax=資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除15M=Mamax + Mf + M()=26.19+1.37

18、6 + 1.066=28.632 kg f-cm=286.32N-cm切削時(shí)所需力矩：M=Mat + Mf + Mo + Mt=1.563+ 1.376+ 1.066+ 16.839=20.844 kgfcm=20&44N cm快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：M= Mr + Mo=1.376 + 1.066=2.442 kg f cm=24.42N5由以上分析計(jì)算可知，所需最大力矩 Mn 和發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)：Mmax=28.632 kg fcm=286.32 N-cm(-)橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算1、 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)車床的橫向進(jìn)給改造設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)滾珠 絲杠，使刀架

19、橫向運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床 大拖板連接起來(lái)，以保證其同軸度，提高傳動(dòng)精度。2、 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除16由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算與縱向類似，所用到的公式不再詳細(xì)說(shuō) 明，只計(jì)算結(jié)果。已知條件:資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除=27106資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除17工作臺(tái)重(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)W=40 kg f=400N時(shí)間常數(shù)T=25ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程Lo=4mm 左旋行程S=330mm脈沖當(dāng)量6

20、p=0.005m m/step步距角a=0.757 step快速進(jìn)給速度Vmax=lm/min(1) 切削力計(jì)算橫向進(jìn)給量為縱向的 1/2 1/3,取 1/2,則切削力約為縱向的 1/2 :Fz=0.5x352.5=176.25 kg f=1762.5N在切斷工件時(shí)：Fy=0.5 Fz=0.5x 176.25=88.125 kg f=881.25N(2) 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算1強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌：P=KFy+ f(Fz+ W)取：K=1.4 f=0.2貝 IJ ： P= 1.4x 88.125 + 0.2( 176.25 + 40)=166.625 kgf=1666.25N取工件直徑：D=80

21、 mm 走刀量：f=0.3mm1000 x100 x0.3 “ -=30r/nnn3.14x80 x460 x30 x15000最大動(dòng)負(fù)載：Q=譏 7九齊 P= V27 x 1.2x1x166.625 =599.85 kg f=5998.5N根據(jù)最大動(dòng)負(fù)載 Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號(hào)。例如，滾珠絲杠參照漢牡/ 1000m=- =- 厶o加)厶資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除18江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取 FciB系列，滾珠絲杠公稱直徑為 0)2011711,型號(hào)為FCIB20X45E2左，其額定動(dòng)負(fù)載為 8393N,所以

22、強(qiáng)度足夠用。2效率計(jì)算螺旋升角：尸 3。3&摩擦角：哄 I(y則傳動(dòng)效率“厲3剛度驗(yàn)算滾珠絲杠截面積：F=(-)2TT=(黑巴)2x3.14=2.O17cm22 2滾珠絲杠受工作負(fù)載 P引起的導(dǎo)程的變化量：ATP 厶166.625x0.4 一in6ALi=- =- -=1.604xl06cmEF20.6X106X2.017滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量 AL2 很小，可忽略，即：AL 二 ALi,所 以導(dǎo)程變形總誤差為：A = -AL = -x 1.604 xlO6=4.01/27/? 厶) 0.4H查表知 E級(jí)精度絲杠允許的螺旋誤差(lm長(zhǎng))為 15um/m,故剛度足夠。4穩(wěn)定性驗(yàn)算

23、由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同，而支承方式由原來(lái)的一端固 定、一端懸空，一端固定，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性増強(qiáng)，故不再驗(yàn)算。(3) 轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算傳動(dòng)慣量計(jì)算由于聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略，此不進(jìn)行計(jì)算。工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：Ji=(竺些)2 w = (18x 0,005)2x 40 = 0.058 kgcm27ap3.14x0.75資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除19絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：JS=7.8X10-4XD4LI=7.8X104X24X50=0.624 kgcm2由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略

24、，此不進(jìn)行計(jì)算。 因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=Js+ 人=0.624+0.058=0.682 kgcm24所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算n一maJ -max=4 “曲Mamax= xl0_4=xlQ-4= Q Q?jN.m=0.71 kg f-CTTl9.6T9.6x0.025nJ1000 叨 1000 xl00 x0.3xl.nt=，、=- =- =29r/min厶兀DLQ3.14X80X4xl0-0.0076N.m=0.076kgf.on當(dāng) r)o=0.8 f=0.2 Bj-:2力”2m i=O-2X4OX-4=0.637kg fan=6.37N. 2x3.14x0.8x1當(dāng) ro=0.9 時(shí)：Mo=(1

25、一A( 一0 92)= 0.44 kg f cm=4 4 N-m67；/6x3.14x0.8x1呻鈴=2兀：爲(wèi):戶.(Wf吩 70.2Nn所以，快速空載啟動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩：M=Mamax + Mf + M()=0.71 + 0.637 + 0.44=1.787 kg f-cm=17.87N-cm切削時(shí)所需力矩：Mat=資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除20M=Mat + Mf + Mo + Mt=0.076 + 0.637 + 0.44 + 7.02=8.173 kg f-cm=81.73N.cm快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：M= M

26、r + Mo=0.637 + 0.44=1.077 kg fcm= 10.77 N cm從以上計(jì)算可知，最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生切削時(shí)：Mmax=8.173 kg fcm=81 73N cm三、步進(jìn)電機(jī)的選擇(-)步進(jìn)電機(jī)的選擇的基本原則合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問(wèn)題，需要根據(jù)電機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際 工作情況，經(jīng)過(guò)分析后才能正確選擇?，F(xiàn)僅就選用步進(jìn)電機(jī)最基本的原則介紹 如下：1、步距角 C(步距角應(yīng)滿足：(XW 弘I式中 i-傳動(dòng)比Wmin系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件的最小轉(zhuǎn)角。2、精度步進(jìn)電機(jī)的精度可用步矩誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意 位置開始，經(jīng)過(guò)任意步后，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最

27、大值。用積累 誤差衡量精度比較實(shí)用。所以選用步進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足AQiA0s式中步進(jìn)電機(jī)的積累誤差； 0s系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件允許的角度誤差。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除213、轉(zhuǎn)矩為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行(不失步、不越步)，正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的 要求，必須考慮：(1)啟動(dòng)力矩一般啟動(dòng)力矩選取為：0.3 0.5式中 M電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩；Mui電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩。根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)，啟動(dòng)力矩選取如表(2)所示。Mjm為步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的。表(2)步進(jìn)電機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、啟動(dòng)力矩表運(yùn)行方式相數(shù)3

28、3445566拍數(shù)3648510612Mg /Mjm0.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866(2)在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的靜載力力矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)引起的慣性矩之和。啟動(dòng)頻率由于步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的増大而降低，因此相 應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的極限啟動(dòng)頻率應(yīng)滿足:f& fcpjm式中 ft極限啟動(dòng)頻率；fcp m- 要求步進(jìn)電機(jī)最咼啟動(dòng)頻率。(-)步進(jìn)電機(jī)的選擇1、縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定7=286,32- 715.8N.cm0.4為滿足最小步矩要求，電動(dòng)機(jī)選用三相六拍工作方式，查

29、表知:資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除22Mq/Mjm=0.866所以步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 Mjm為：Mim=i = = 826.56N.cm0.866 0.866步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率Vr max _Amax -60巧=2000-3333.3 Hz60 x0.01綜合考慮，查表選用 110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。2、橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定Mq二些竺蟲= 204.325 N cm0.40.4電動(dòng)機(jī)仍選用三相六拍工作方式，查表知：Mq/Mim=0.866所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩“何為:Mjm-:_2O4

30、.325 Rs 舛曲0.866步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率V1000CmaxImax60耳=3333.3 Hz60 x 0.005為了便于設(shè)計(jì)和采購(gòu)，仍選用 110BF003 型直流步進(jìn)電機(jī) 能滿足使用要 求。四、機(jī)床導(dǎo)軌改造臥式車床上的運(yùn)動(dòng)部件，如刀架、工作臺(tái)都是沿著機(jī)床導(dǎo)軌面運(yùn)動(dòng)的。導(dǎo) 軌就是支承和導(dǎo)向，即支承運(yùn)動(dòng)部件并保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下，能準(zhǔn)確的 沿著一定的方向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，直接 影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。數(shù)控機(jī)床上，常使用滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，動(dòng)靜摩 擦系數(shù)接近，因而運(yùn)動(dòng)靈活輕便，低速運(yùn)行時(shí)不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。精度高，但

31、價(jià)格貴。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控一般不使用滾動(dòng)導(dǎo)軌，尤其是數(shù)控改造，若使用滾動(dòng)導(dǎo) 軌，將太大增加機(jī)床床身的改造工作量和改造成本。因此，數(shù)控改造一般仍使 用滑動(dòng)導(dǎo)軌。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處詰聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考.如有不當(dāng)之處話聯(lián)系改正或者刪除23滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性好，抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。普通機(jī)床的導(dǎo)軌一般 是鑄鐵或鑄鐵一淬火鋼導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大，且動(dòng)摩擦系數(shù) 隨速度的變化而變化，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，影響行動(dòng)平穩(wěn)性和定位精度， 為克服滑動(dòng)導(dǎo)軌的上述缺點(diǎn)，數(shù)控改造一般是將原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行修整后貼塑， 使其成為貼塑導(dǎo)軌。貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，且動(dòng)靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐 磨性、抗咬傷能力強(qiáng)、加工性和化學(xué)性能穩(wěn)定，且有良好的自潤(rùn)滑性和抗振 性，加工簡(jiǎn)單，成本低。目前應(yīng)用較多的聚四氟乙稀 （PTEE） 貼塑軟帶， 如美國(guó)生產(chǎn)的 TwrciteB和我國(guó)生產(chǎn)的 TSF軟帶材料，次、此種軟帶厚度為 0.8mm、1.6mm、3.2irm等幾 種規(guī)格。考慮承載變形，宜厚度小的規(guī)格，如果考慮到加工余量，選用厚度為 1.6 mm為宜。貼塑軟帶粘貼工藝非常簡(jiǎn)單，可直接粘結(jié)在原有的滑動(dòng)導(dǎo)軌面上，不受導(dǎo) 軌形式的限制，各種組合形式的滑動(dòng)導(dǎo)軌均可粘結(jié)。粘結(jié)前按導(dǎo)軌精度要求對(duì) 金屬導(dǎo)軌面進(jìn)行加工修理。根據(jù)導(dǎo)軌尺寸長(zhǎng)度放大 34価，切下