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1、數(shù)控機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院數(shù)控專業(yè)方向1課程設(shè)計(jì)題目:鉆床數(shù)控改裝用數(shù)控X、Y工作臺(tái)設(shè)計(jì) 內(nèi)容:設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)易數(shù)控XY工作臺(tái),固定在某一鉆床的工作臺(tái)上;XY工作臺(tái)的位置控制采用步進(jìn)電機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。通過上述方案將該普通鉆床改裝成簡(jiǎn)易的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆床。課程設(shè)計(jì)的目的: 通過本次設(shè)計(jì),能夠全面地、系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)控機(jī)床的基本內(nèi)容和基本知識(shí),初步掌握數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,并能學(xué)會(huì)運(yùn)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料。同時(shí),培養(yǎng)相應(yīng)的創(chuàng)新意識(shí)、工程意識(shí)和動(dòng)手能力。 2例:鉆床實(shí)物圖片、型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)3數(shù)控X、Y工作臺(tái)實(shí)物圖:4設(shè)計(jì)要求:1、改造后的鉆床能夠加工最大面積為AmmxBmm的工 件,最大工
2、件重量200kg;2、數(shù)控XY工作臺(tái)要求孔的定位精度在0.02mm內(nèi), 快進(jìn)速度為3.6m/min,加減速時(shí)間為0.1秒。 注:A和B的推薦取值范圍為180-300mm。 5設(shè)計(jì)主要步驟-一、確定設(shè)計(jì)總體方案;二、機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)(XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算); 1)初步確定工作臺(tái)尺寸及其重量; 2)計(jì)算切削力; 3)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算,各傳動(dòng)軸及各部件轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量計(jì)算); 4)滾珠絲杠傳動(dòng)的計(jì)算與選型; 設(shè)計(jì)步驟: a.求出螺旋傳動(dòng)的計(jì)算載荷Fc 其中,KF為載荷系數(shù),無沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn):1.0-1.2 一般沖擊:1.2-1.5;有沖擊和振動(dòng):1.5-2.57設(shè)計(jì)主要步驟-KH為硬度系數(shù), 滾道
3、硬度HRC58:1.0;滾道硬度HRC55:1.11 滾道硬度HRC50:1.56;滾道硬度HRC45:2.4;滾道硬度HRC40:3.85KL為精度系數(shù),精度等級(jí)C、D: 1.0; 精度等級(jí)E、F: 1.1 精度等級(jí)G: 1.25; 精度等級(jí)H:1.43Fm為絲杠工作時(shí)的軸向壓力, 為導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)。 為最下面的絲杠以上的所有質(zhì)量。b.額定動(dòng)載荷及壽命計(jì)算 初步確定滾珠絲杠的規(guī)格型號(hào)。選擇的滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca,必需大于等于其計(jì)算值:Ca額定動(dòng)載荷(N);nm螺桿的平均轉(zhuǎn)速,取90-110r/minLh運(yùn)轉(zhuǎn)壽命(h); Fc螺旋傳動(dòng)的計(jì)算載荷(N)8設(shè)計(jì)主要步驟-5)滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)計(jì)算與
4、選型 .計(jì)算導(dǎo)軌的工作壽命Th(小時(shí)),要求壽命不低于5年; .計(jì)算導(dǎo)軌行程長(zhǎng)度壽命Ts(Km),Ts=2ThLsn/1000, 其中:Ls為單向行程(m),n為每分鐘往復(fù)次數(shù); (可取4 - 6次/分鐘) .計(jì)算導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷Ca(N),可由下式求得: 其中F為每個(gè)滑座承受的工作載荷(N); .根據(jù)額定動(dòng)載荷Ca確定滾動(dòng)導(dǎo)軌的型號(hào)及結(jié)構(gòu)尺寸。10直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副:11設(shè)計(jì)主要步驟-6)步進(jìn)電機(jī)的選型及計(jì)算: 由機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量及步距角: 計(jì)算電機(jī)軸上的總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: 其中,為絲杠密度取7.8 kg/ ,d為絲杠的等效直徑(m), l為絲杠長(zhǎng)度(m)。 工作臺(tái)、工
5、件、夾具、支承座等等折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: 其中, 為總的質(zhì)量,kg; P為絲杠導(dǎo)程,mm。 *電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的場(chǎng)合,可忽略不計(jì)。 (Kg* )(Kg* )126)步進(jìn)電機(jī)的選型及計(jì)算 注意: 步進(jìn)電機(jī)選型的時(shí)候,必需同時(shí)滿足轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及靜轉(zhuǎn)矩的要求。 即應(yīng)進(jìn)行慣量匹配驗(yàn)算: Jm為所選電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 由步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性曲線確定電機(jī)的最大運(yùn)行頻率f,并應(yīng)滿 足:f 為實(shí)際連續(xù)運(yùn)行頻率的最大值7)聯(lián)軸器的選擇三、編寫設(shè)計(jì)說明書(不少于20頁(yè))。要求: 設(shè)計(jì)說明書中的有關(guān)計(jì)算公式應(yīng)標(biāo)明出處; 所引用的附圖及表格應(yīng)附在說明書中相應(yīng)位置, 并有相應(yīng)的說明; 設(shè)計(jì)說明書格式參考教務(wù)處畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式的要求;14參考格式: 目錄一、設(shè)計(jì)目的二、設(shè)計(jì)要求三、設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟 (一)總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的性能要求 待改裝鉆床型號(hào)的確定 控制方式的確定 伺服系統(tǒng)的確定 工作臺(tái)參數(shù)的初步選定 導(dǎo)軌的選型思路 滾珠絲杠選型思路 絲杠和電機(jī)連接零件的選取思路 支承座材料的選取 軸承類型的選取思路 (二)機(jī)械部分改裝設(shè)計(jì)與計(jì)算 確定工作臺(tái)的尺寸及其重量 支承座參數(shù)設(shè)計(jì) 滾珠絲杠參數(shù)計(jì)算與選型 滾動(dòng)導(dǎo)軌參數(shù)計(jì)算與選型 步進(jìn)電機(jī)參數(shù)計(jì)算與選型 聯(lián)軸器的選擇四、設(shè)計(jì)總結(jié)五、參考文獻(xiàn)15 課程設(shè)計(jì)成績(jī)考核: 設(shè)計(jì)者本人應(yīng)首先對(duì)自己的設(shè)計(jì)思路及過程進(jìn)行簡(jiǎn)單講解(做成ppt格式,3-4分鐘/每人)
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