專業(yè)課程設(shè)計(jì)--2012(吳老師).ppt

1、數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì) 王大承 Tel: 6417,專業(yè)課程設(shè)計(jì),數(shù)控機(jī)床之 數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì) （機(jī)械系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)）,數(shù)控機(jī)床之 數(shù)控工作臺(tái)設(shè)計(jì) （包含機(jī)械系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)）,設(shè)計(jì)內(nèi)容：數(shù)控工作臺(tái) 主要用于：銑削、鉆床、線切割等，也可用于車削，計(jì)算可以按車削進(jìn)行。 一、根據(jù)有關(guān)條件及要求，給出的已知條件為： 1、工作臺(tái)重量：相對于X向和Y有所不同，可根據(jù)設(shè)計(jì)情況簡單粗略地計(jì)算。 2、時(shí)間常數(shù)：T=25ms（計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)力矩時(shí)所需要） 即為：由V=0達(dá)到VMAX工作 所需時(shí)間。 3、滾珠絲桿的基本導(dǎo)程 自己選擇，X、Y向可相同。,4、脈沖當(dāng)量：（X、Y向相同）。即，供選擇的脈沖當(dāng)量有： 10、8、6、4、

2、2、1（單位：m ） 5、工作行程（建議初步選定）：X=320mm，Y=200mm。 6、步距角：選擇步進(jìn)電機(jī)的確定，保證脈沖當(dāng)量為: 10 7、通電方式（ 步進(jìn)電機(jī)）：三相六拍（反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)）。 8、快速進(jìn)給： 9、主電機(jī)功率：N=1.5kw （用于切削力計(jì)算）。 10、工作臺(tái)快速移動(dòng)速度：5m/min。,二、設(shè)計(jì)過程（工作步驟） 1、工作臺(tái) 總體結(jié)構(gòu)的確定 初步采用: （1）步進(jìn)電機(jī)2個(gè)（X、Y向分別控制） （2）滾珠絲桿2套，由于所受的力以及行程長短不一樣，所以要分別選擇計(jì)算 （3）滾動(dòng)導(dǎo)軌：雙導(dǎo)軌、四滑塊（分別為X、Y向，長短選擇不同） （4）帶有三條“ ”槽的工作臺(tái)面,2、傳動(dòng)方案

3、的確定 步進(jìn)電機(jī)（根據(jù)脈沖當(dāng)量確定是否需要齒輪減速裝置。如需要，計(jì)算減速比應(yīng)取多少） 滾珠絲桿 工作臺(tái)X、Y脈沖當(dāng)量分別滿足（6個(gè)小組分別不同）： 3、切削力計(jì)算 根據(jù)手冊上的公式: 可求出: 考慮到工作臺(tái)的多種用途，尤其是銑削時(shí)X方向力較大選?。?4、滾珠絲桿的選擇、設(shè)計(jì)和計(jì)算。 1）初步確定絲桿的導(dǎo)程、直徑、長度（X、Y方向） 滾珠絲桿導(dǎo)程：滿足傳動(dòng)系統(tǒng)最終要求: 10（8、6、4、2、1） ，可在4 6mm選擇 長度：滿足X、Y向工作行程（如X=320mm, Y= 200mm） 直徑：滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度 2）強(qiáng)度計(jì)算 3）效率計(jì)算 4）剛度計(jì)算 5）絲桿的支承方式的確定,5、導(dǎo)軌的選

4、擇 建議初選變幅矩形滑塊：HTSD-WAA； 1）安裝基本形式選擇：X、Y向均為雙導(dǎo)軌、四滑塊，雙根正裝或反裝均可； 2）導(dǎo)軌長度選擇：由于工作行程幾工作臺(tái)面尺寸初選畫出草圖后才能最終確定； 3）導(dǎo)軌負(fù)載的計(jì)算：參考四滑塊工作臺(tái)，參考工作臺(tái)自重、負(fù)載等因素，為壽命計(jì)算等作準(zhǔn)備； 4）摩擦力計(jì)算：為滾珠絲桿設(shè)計(jì)選擇做準(zhǔn)備； 5）壽命計(jì)算（5年后更換）； 6）安裝位置的考慮。,（a),步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路,指令脈沖,步進(jìn)電機(jī),液壓扭矩放大器,電液脈沖馬達(dá),(b),開環(huán)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng),(a),(b),6、齒輪及軸矩的有關(guān)計(jì)算 1）如需另設(shè)齒輪減速則要進(jìn)行： a、傳動(dòng)比計(jì)算 b、

5、模數(shù)、齒數(shù)、中心距等的計(jì)算 2）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算（為選取步進(jìn)電機(jī)作準(zhǔn)備） a、工作臺(tái)質(zhì)量折算出電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 b、絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 c、齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 d、電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（可以省略不計(jì)） e、總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,3）所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的計(jì)算 a、快速空載啟動(dòng)所需力矩 M= b、最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M= c、快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 M= 式中： -折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 -空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 -由于絲桿預(yù)警引起的折算到電機(jī)軸上的附加力矩 -切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 -折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩,7、步進(jìn)電機(jī)的選擇 根據(jù)X、Y向不同情況選取 （1）選用的基本系列 基本通電方式：三

6、相六拍 與絲桿的連接方法： a) 用聯(lián)軸節(jié)連接； b) 通過齒輪減速后連接。 1）步距角： ； 一般取： 1.50/0.750 系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件最小轉(zhuǎn)角要求 i 傳動(dòng)比,三、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與繪制 要求總裝圖（A0）和工作臺(tái)零件圖（A2）各一張（打印時(shí)可按比例縮小） 1、總裝圖（應(yīng)考慮以下細(xì)節(jié)） （1）底座、工作臺(tái)：X向拖板 320mm行程；Y向拖板 200mm行程。 （2）滾珠絲桿、螺母的固定方式以及連接方法，雙精簡支支承組合、CBD系列埋入式雙螺母墊片預(yù)緊、滾珠絲桿副 （3）滾動(dòng)導(dǎo)軌的支裝、固定（雙根正裝、反裝、倒裝、混合安裝），防護(hù)罩的選擇、確定及安裝 （4）步進(jìn)電機(jī)的安裝與固定： a)

7、 與滾珠絲桿直接聯(lián)接； b) 通過齒輪變速與絲桿連接。,（5）標(biāo)記欄、明細(xì)表、技術(shù)要求齊全 1）零件的標(biāo)注與排序要求： a) 關(guān)鍵零件或部件要標(biāo)注； b) 部件與部件之間的連接件要標(biāo)注； c) 零、部件要按一定的方向進(jìn)行標(biāo)注。 2）明細(xì)表、技術(shù)要求齊全。 （6）尺寸要求：關(guān)鍵工作參數(shù)尺寸； 總體安裝尺寸； 外形尺寸； 配合件的公差與配合。,2、零件圖設(shè)計(jì)：工作臺(tái)面、鑄件（建議用Pro/E, UG繪制，可以用Autocad繪制） 設(shè)計(jì)臺(tái)面尺寸：XY=400300 mm 1）臺(tái)面三條“ ” 形槽，用于緊固被加工的零件或夾具等 2）周圍有冷卻液排出槽、并有冷卻液排出管道接口 3）反面（底面）有加強(qiáng)筋

8、 4）底面留有安裝螺母的平臺(tái) 5）底面留有安裝滾動(dòng)滑道、滑塊的位置 6）兩側(cè)有防護(hù)罩緊固螺釘,設(shè)計(jì)說明書編寫要求 目錄 任務(wù)書 一、機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算 1、縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 2、橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3、滾動(dòng)導(dǎo)軌的選擇 4、步進(jìn)電機(jī)的選擇 二、數(shù)控部分設(shè)計(jì)及編程主程序框圖 1、子程序（根據(jù)要求任務(wù)）程序框圖 2、數(shù)控編程：程序設(shè)計(jì)框圖和全部源程序,三、參考文獻(xiàn) 1、張國新主編經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2、張新明等編機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京理工大學(xué)出版社 3、陳松年等編機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 4、廖效果、朱啟逑編數(shù)字控制機(jī)床 機(jī)械工業(yè)出版社 并找有關(guān)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊,課程設(shè)計(jì)成績評定