買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 臂鉆床的數(shù)控化改造 F 2015 年 2 月 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 臂鉆床的數(shù)控化改造 摘要 ： 針對(duì) 公司 車(chē)間的 結(jié)合 電氣系統(tǒng)的組建與調(diào)試對(duì) 確定了鉆床的數(shù)控化改造方案， 介紹了機(jī)械的改造設(shè)計(jì)、 改造鉆床是為了提高了加工效率和加工精度 ， 取得了較好的應(yīng)用效果 ， 而且也加深自 身對(duì)數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí) ， 并能夠初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)方 法 。 對(duì)于自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行可行性實(shí) 踐 ， 培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力及獨(dú)立思考的能力 ， 鞏固 并強(qiáng)化理論知識(shí) ， 為以后工作起到打基礎(chǔ)的作用 ， 培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能 力。 關(guān)鍵詞 ：數(shù)控化改造；點(diǎn)位控制； 流程設(shè)計(jì) in of 3063 of of of 3063 of of is to NC of of to of of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 目 錄 第一章 . 前言 4 第二章 . 數(shù)控改造的目的 6 第三章 . 改造方案的確定 7 械部分的改造 7 控控制部分的改造 7 電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 7 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 8 坐標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì) 8 工作臺(tái)設(shè)計(jì) 8 軌的設(shè)計(jì)選型 9 珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選型 14 軸器的選擇 16 杠軸承的 選擇 17 方向機(jī)械設(shè)計(jì) 20 方向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選型 20 軸器的選擇 21 方向機(jī)械設(shè)計(jì) 21 方向步進(jìn)電機(jī)計(jì)算選型 22 軸器的選擇 22 第 四 章 24 3063 搖臂鉆床分析控制對(duì)象、確定控制要求 24 電動(dòng)機(jī) 要求 24 電動(dòng)機(jī) 要求 24 電動(dòng)機(jī) 要求 24 動(dòng)機(jī) 24 定 I/O 點(diǎn)數(shù) 24 制 I/O 端子接線圖 24 形圖設(shè)計(jì) 25 25 26 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 機(jī)控制系統(tǒng)及接口電路 27 工程序編制及計(jì)算機(jī)輔助編程 27 工試驗(yàn)及結(jié)論 28 造后數(shù)控?fù)u臂鉆床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 28 第 五 章 . 總結(jié) 30 第六 章 . 致謝 31 第七 章 . 參考文獻(xiàn) 32 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 第一章 前言 據(jù)資料介紹，我國(guó) 擁有 400 多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床，絕大部分都是多年累積生產(chǎn)的普 通機(jī)床。這些機(jī)床自動(dòng)化程度不高，加工精度低，要想在短時(shí)期內(nèi)用自動(dòng)化程度高的設(shè)備大量更新，替代現(xiàn)有的機(jī)床，無(wú)論從資金還是從我國(guó)機(jī)床制造廠的生產(chǎn)能力都是不可行的。但盡快將我國(guó)現(xiàn)有的部分普通機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和精密化改造又勢(shì)在必行。為此，如何改造就成了我國(guó)現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)改造迫切要求解決的重要課題。在過(guò)去 的幾十年里，金屬切削機(jī)床的基本動(dòng)作原理變化不大，但社會(huì)生產(chǎn)力特別是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展很快。反映到機(jī)床控制系統(tǒng)上，它既能提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，又能提高加工的精度，現(xiàn)已有一些企業(yè)在這方 面做了有益的嘗試。實(shí)踐 證明，改造后的機(jī)床既滿足了技術(shù)進(jìn)步和較高生產(chǎn)率的要求，又由于產(chǎn)品精度提高，型面加工范圍增多也使 改造后的設(shè)備適應(yīng)能力加大了許多。這更加突出了在舊機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控技術(shù)改造的必要性和迫切性。 數(shù)控機(jī)床是綜合了微電子、計(jì)算機(jī) 、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)等先進(jìn)技術(shù)的新型機(jī)床 ，最適宜加工小批量、高精度、品種多、生產(chǎn)周期要求短的零件。當(dāng)變更 加工對(duì)象時(shí)只需要更換零件加工程序 ，無(wú)需對(duì)機(jī)床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足 產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。雖然數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)很大 ，但是對(duì)于制造企業(yè)，單純地 靠購(gòu)買(mǎi)數(shù)控機(jī)床來(lái)解決現(xiàn)狀 ，一方面需要大量的資金投 入；另一方面，將原有的普 通機(jī)床閑置 ，勢(shì)必造成一種浪費(fèi)。為了節(jié)約資金、降低成本，在原普通機(jī)床的基 礎(chǔ)上 ，進(jìn)行數(shù)控化改造，是一種一舉兩得的有效途徑，既經(jīng)濟(jì)又快捷。 在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家 ，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意 盎然 ，正處黃金時(shí)代。用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī) 床及和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新行業(yè)。數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī) ，是實(shí)現(xiàn)制造 技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石。國(guó)際上一些國(guó)家一直把高性能數(shù)控機(jī)床作為戰(zhàn)略物資而嚴(yán)格控制 ，限制我國(guó)進(jìn)口高性能數(shù)控機(jī)床。國(guó)外裝備制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，發(fā) 展 裝備制造業(yè) ，數(shù)控機(jī)床是基礎(chǔ)。 總體來(lái)看 ，我國(guó)數(shù)控工業(yè)與世界先 進(jìn)水平相比 ，差距十分明顯。一是國(guó)產(chǎn)高檔， 數(shù)控機(jī)床在品種水平和數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)發(fā)展需求 ，高檔數(shù)控機(jī)床目前仍 然要大量依賴進(jìn)口 。二是數(shù)控機(jī)床功能部件和數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展滯后，成為我國(guó)數(shù)控機(jī) 床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸 。三是機(jī)床制造企業(yè)技術(shù)水平不高，制造能力、綜合管理和服務(wù) 能力等方面不能滿足市場(chǎng)快節(jié)奏發(fā)展的要求 。四是大型國(guó)有企業(yè)的舊有設(shè)備比例 大 ，設(shè)備更新所需資金缺口大。 本文針對(duì)公司車(chē)間的 臂鉆床進(jìn)行數(shù)控化改造。 采用機(jī)械預(yù)選變速機(jī)構(gòu)，可節(jié)省輔助時(shí)間。 主 軸正反轉(zhuǎn)、停車(chē)、變速、空擋等動(dòng)作，用一個(gè)手柄控制，操縱輕便夾緊。 主軸箱、搖臂、內(nèi)外柱采用液壓驅(qū)動(dòng)的菱形塊夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊可靠。 搖臂上導(dǎo)軌、主軸套筒及內(nèi)外柱回轉(zhuǎn)滾道等處均進(jìn)行淬火處理，可延長(zhǎng)使用壽命。 主軸箱的移動(dòng)除手動(dòng)外，還能機(jī)動(dòng)。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 械型搖臂鉆床主要技術(shù)參數(shù)： 鉆孔最大直徑：鑄件 63 主軸中心線至立柱母線距離： 500軸箱水平移動(dòng)距離： 1500 主軸端面至底座工作面距離： 680軸行程： 350 立柱直徑： 330 主軸錐孔： 5 主軸轉(zhuǎn)速范圍： 34、 47、 66、 90、 130、 180、 240、 340、 470、 650、 930、 1280 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)： 12 主軸進(jìn)給量范圍： 軸進(jìn)給級(jí)數(shù)： 6 主軸允許最大進(jìn)給抗力： 17000N 搖臂升降速度： 臂順轉(zhuǎn)角度： 360 主電機(jī)功率： 降電機(jī)功率： 重： 3500 工作臺(tái)尺寸： 650*500*400（ 4 道 T 型槽） 外形尺寸： 26503063 搖臂鉆床是工廠中常用的金屬切削機(jī)床，它可以進(jìn)行多種形式的加工如：鉆孔、鏜孔、鉸孔及螺紋等。從控制上 講，它需要機(jī)、電、液壓等系統(tǒng)相互配合使用，而且要進(jìn)行時(shí)間控制。它的調(diào)速是通過(guò)三相交流異步電動(dòng)機(jī) 和變速箱來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 也有的是采用多速異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這樣可以簡(jiǎn)化變速機(jī)構(gòu)。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸的正反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。故主電動(dòng)機(jī)只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。此外，搖臂的上升、下降和立柱的夾緊、放松各由一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。 搖臂鉆床適合與在大、中型零件上進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)口、絞孔及攻螺紋等工作 ，在具有工藝裝備的 條件下還可以進(jìn)行鏜孔。 臂鉆床由底座、外立柱、內(nèi)立柱 ，搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。 內(nèi)立柱固定在底座的一端 ，外立柱套在內(nèi)立柱上，工作時(shí)用液壓夾緊機(jī)構(gòu)與內(nèi)立柱夾緊，松開(kāi)后 可繞立柱回轉(zhuǎn) 360 度。搖臂的一端為套筒 ，它套在外立柱上，經(jīng)液壓夾緊機(jī)構(gòu)可與外立柱夾緊。夾 緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)后 ，借助升降絲桿的正、反向旋轉(zhuǎn)可沿外立柱上、下移動(dòng)。由于升降絲桿與外立柱構(gòu)成 一體 ，而升降螺母則固定在搖臂上，所以搖臂只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 回轉(zhuǎn)。 主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件 ，它由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)。主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)以及機(jī)床 的操作機(jī)構(gòu)部分組成。主軸箱安裝與搖臂的水平導(dǎo)軌上 ，可以 通過(guò)手輪操作使主軸箱沿水平導(dǎo)軌移 動(dòng) ，通過(guò)液壓夾 緊機(jī)構(gòu)固在搖臂在。鉆削加工時(shí) ，主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，而主軸的直線移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)。即鉆孔使鉆頭一面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ，同時(shí)做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸變速和進(jìn)給變速的機(jī)構(gòu)在主 軸箱內(nèi)， 用變速機(jī)構(gòu)分別調(diào)節(jié)主軸轉(zhuǎn)速和上下進(jìn)給量。搖臂鉆床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)交流異步電動(dòng) 拖到。 搖臂鉆床的輔助運(yùn)動(dòng)有 ，搖臂沿外立柱的上升、下降、立柱的夾緊和松開(kāi)以及搖臂與外立柱一 起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。搖臂的上升、下降由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī) 動(dòng) ，立柱的夾緊和松開(kāi)、搖臂 的夾緊與松開(kāi)以及主軸箱的夾緊和松 開(kāi)是有另一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī) 動(dòng)一臺(tái)齒輪泵 ，供給夾緊裝置 所需的壓力油推動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。而搖臂的回轉(zhuǎn)和主軸箱沿?fù)u臂水平導(dǎo)軌方向的左右移動(dòng)。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第二章 數(shù)控改造的目的 隨著石油化工、熱能工程等行業(yè)的發(fā)展，管板類零件的加工需求越來(lái)越多，要求越來(lái)越高。如換熱器管板和折流板上鉆有大量的孔，以便穿過(guò)換熱管。為了使換熱管能順利地插入管板，不僅要求每個(gè)孔有一定的尺寸精度，更重要的是孔間的相互位置精度 (誤差一般要求為 右 )。以往加工管板、折流板的工藝流程為：劃線 打洋沖 打 中心孔 檢驗(yàn)鉆孔。這種方法不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、工序多、每件加工需要百余個(gè)工時(shí)，而且加工精度低，經(jīng)常出晚?yè)Q熱管插不進(jìn)管板、折流板，造成工件報(bào)廢和返工。因此使用高精度、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床加工已勢(shì)在必行。但是購(gòu)置專用大型數(shù)控機(jī)床或加工中心價(jià)洛昂貴，如將工廠現(xiàn)有的普通搖臂鉆床 (如 )進(jìn)行數(shù)控化改造，則是一項(xiàng)費(fèi)用低、收效快、切實(shí)可行的方案。 同時(shí)也可以 加深對(duì)數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí) ， 鞏固加深自己所學(xué)的知識(shí) ， 并能夠利用所學(xué)的專業(yè)理 論與實(shí)踐結(jié)合。同時(shí)進(jìn)一步了解機(jī)電一體化的一些基本知識(shí) ， 并能夠初步掌握機(jī)電 一體化系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)和自 動(dòng)化設(shè)計(jì)方法 ， 培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力及獨(dú)立思考的能力 ， 鞏固并強(qiáng)化理論知識(shí) ， 為以后工作起到打基礎(chǔ)的 作用 ， 培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 第三章 改造方案的確定 3. 1 機(jī)械部分的改造 根據(jù)搖臂鉆床布局 ，欲加工此類管板零件，只要控制鉆床主軸走出每個(gè)加工孔 的點(diǎn)位即可 ，為有直角坐標(biāo)控制方式和極坐標(biāo)控制方式兩種改造方案。后一種方 案結(jié)構(gòu)緊湊 ，加工范圍能充分利用 (由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn) ，其加工范圍擴(kuò)大為 Y 向行程的一倍 )。只要將圖紙中孔的尺寸標(biāo)注從直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為 極坐標(biāo)即可 ，這對(duì)現(xiàn)今使 用計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)是極其簡(jiǎn)單的事 ，因而被采用。 3. 2 數(shù)控 制系統(tǒng)部分的改造 根據(jù)校企合作開(kāi)發(fā)系列教材電氣系統(tǒng)的組建與調(diào)試對(duì) 臂鉆床工作原理的學(xué)習(xí)和對(duì)車(chē)間老師的請(qǐng)教以及在車(chē)間工作時(shí)對(duì) 臂鉆床的操作 ，仔細(xì)閱讀、分析臂鉆床的電氣原理圖 ，確定各部分的要求，進(jìn)行 臂鉆床的 制系統(tǒng)部分的改造 ，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，數(shù)控化的改造。 3. 2. 1 電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，中小批量零件的生產(chǎn)占產(chǎn)品數(shù)量的 比例越來(lái)越高，零件的復(fù)雜性和精度要求迅速提高，傳統(tǒng)的普通鉆床已經(jīng)越來(lái)越難以適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已從早期降低勞動(dòng)力成本、產(chǎn)品成本，提高企業(yè)整體效率和質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)，發(fā)展到全面滿足顧客要求、積極開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，將面臨知識(shí) 技術(shù) 產(chǎn)品的更新周期越來(lái)越短，產(chǎn)品批量越來(lái)越小，而對(duì)質(zhì)量、性能的要求更高，同時(shí)社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)、綠色制造的意識(shí)不斷加強(qiáng)，因此敏捷先進(jìn)的制造技術(shù)將成為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)和生存、發(fā)展的主要手段。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和制造自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合越來(lái)越緊密，作為自動(dòng)化柔性生產(chǎn)重要基礎(chǔ)的“軟”控制系統(tǒng)機(jī)床，在生 產(chǎn)中所占比例將越來(lái)越高。 20世紀(jì) 70 年代以前，電氣自動(dòng)控制的任務(wù)基本上是由繼電器控制系統(tǒng)來(lái)完成。繼電器控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)， 所以當(dāng)時(shí)應(yīng)用的十分廣泛，至今仍在許多簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用。 但是，該類控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)也十分明顯，它采用固定的硬件接線方式來(lái)完成各種邏輯控制，靈活性差；另外機(jī)械性觸點(diǎn)的工作頻率低，易損壞，因此可靠性較差。 隨著信息化產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的功能日趨完善，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)完全取代了普通機(jī)床，而數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高、 低關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位、國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平和體現(xiàn)國(guó)家綜合實(shí)力的水平。今后數(shù)控技術(shù)又將向著高精化，高速化，高效化，系統(tǒng)化，自動(dòng)化，智能化，集體化方向發(fā)展，并注重工藝適用性和經(jīng)濟(jì)性。 應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。 軟件手段實(shí)現(xiàn)了各種控制功能，與繼電器控制系統(tǒng)相比，靈活性大大提高；與普通的計(jì)算機(jī)相比，又具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、組合靈活、擴(kuò)展方便、體積小等突出優(yōu)點(diǎn)，因而在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 1. 最 大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 充分發(fā)揮 功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。 2. 保證 制系統(tǒng)安全可靠 保證 制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選 擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證 序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。 3. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在 滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和 維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 4. 適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇 入 /輸出模塊、 I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 坐標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì) X 方向是一個(gè)獨(dú)立的工作臺(tái)。機(jī)械改造設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：確定工作臺(tái)尺寸及重量，導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)選型，滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算選型，步進(jìn)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算選型，聯(lián)軸器的選型，絲杠支承軸承的選型。 工作臺(tái)設(shè)計(jì) 座在 X 方向尺寸為 1000軸箱在搖臂上行程，即 Y 方向行程為 900 毫米， 用于加工大型零件，現(xiàn)確定其加工零件的最大質(zhì)量為 200 本方案設(shè)計(jì)的 X 工作臺(tái)是用螺栓和 工作臺(tái)的 T 型槽連接的，而不拆除原有工作臺(tái)。原工作臺(tái) X， Y， Z 方向的尺寸為 500630500工作臺(tái)面到鉆床底座的距離，即 00面再增加一個(gè)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)，總體尺寸不會(huì)超過(guò) 1000方案相當(dāng)于稍微增加了原工作臺(tái)的高度。 設(shè)計(jì)工作臺(tái) X， Y， 5058050慮到對(duì)工作臺(tái)強(qiáng)度及剛度的要求，確定工作臺(tái)厚度即 0作臺(tái)上銑出 3條 樣能夠保證在加工最大尺寸工件時(shí)，能夠用 確定工作臺(tái)上 部寬度 B=25部寬度 A=14部高度 C=11=28間距 P=80 栓頭寬 S=22栓頭厚度 K=6文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 158 1996，如圖 3 3示 本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 299機(jī)床工作臺(tái) T 形槽和相應(yīng)的螺栓并補(bǔ)充了 T 形槽不通端型式及尺寸、 工作臺(tái)的材料取 45 號(hào)鋼，表面熱處理使其硬度達(dá)到要求，密度為 =以，工作臺(tái)的質(zhì)量： M= V M=58010 5010 010 =根據(jù)要求，加工零件的最大質(zhì)量為 200估計(jì)一下工作臺(tái)上各種部件的質(zhì)量， 00 軌的設(shè)計(jì)選型 原工作臺(tái) X 方向尺寸 500Y 方向尺寸為 630計(jì)導(dǎo)軌 20軌 80種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是承載能買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 力大，剛性較高，形狀規(guī)則，制造和維修方便；但矩形導(dǎo)軌側(cè)面有間隙，導(dǎo)向精度較低，適用于普通精度機(jī)床。為了降低摩擦系數(shù)，在導(dǎo)軌面上粘貼聚四氟乙烯薄片。 矩形導(dǎo)軌截面如圖 3 根據(jù) X 工作臺(tái)及原 作臺(tái)的尺寸，確定導(dǎo)軌的尺寸如下：導(dǎo)軌跨度 A=500軌寬度B=406H=25板厚度 h=16，鑲條厚度 b=8條寬度 矩形導(dǎo)軌需要在垂直和水平兩個(gè)方向上調(diào)整間隙。在垂直方向上，一般采用下壓板調(diào)整它的低面間隙，其方法有：刮研或配磨下壓板的結(jié)合面；用螺釘調(diào)整鑲條位置；改變墊片的片數(shù)或厚度。在水平方向上，常用平鑲條或斜鑲條調(diào)整它的側(cè)面間隙。 因?yàn)闉榱吮ＷC導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過(guò)小，會(huì)增加摩擦阻力；間隙過(guò)大，會(huì)降低導(dǎo)向精度。導(dǎo)軌的間隙如依靠刮研來(lái)保證，要廢很大的勞動(dòng)量，而且導(dǎo)軌經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后，會(huì)因磨損而增大間隙，需要及時(shí)調(diào)整，故導(dǎo)軌應(yīng)有間隙調(diào)整裝置。 間隙調(diào)整裝置 廣泛采用鑲條和壓板，設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮保證調(diào)整容易外，應(yīng)該注意增強(qiáng)它們的剛性。鑲條裝在運(yùn)動(dòng)部件上并位于受力較小的一側(cè)。如果兩側(cè)受力都較大時(shí)，應(yīng)選擇斜鑲條。但由于受力大的一側(cè)磨損大，間隙消除后，會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件向裝鑲條的另一側(cè)移動(dòng)。如果不允許有橫向移動(dòng) (例如用絲杠傳動(dòng)會(huì)引起絲杠彎曲 )，可在導(dǎo)軌兩側(cè)各用一條鑲條，以保持間隙調(diào)整后中心位置不變。運(yùn)動(dòng)部件達(dá)到行程終點(diǎn)時(shí)，鑲條不許伸出過(guò)多。 綜合考慮各種因素，確定選擇平鑲條和矩形壓板。如圖 3 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 平鑲條結(jié)構(gòu)說(shuō)明：鑲條各面彼此平行，用均布的頂緊螺釘使鑲條橫 向移動(dòng)來(lái)調(diào)整間隙。這種鑲條的特點(diǎn)是，制造簡(jiǎn)單，調(diào)整麻煩，各處間隙很難調(diào)整到一致，沿鑲條全長(zhǎng)只有幾點(diǎn)受力，接觸剛度差。這種平鑲條用于短的或受力不大的各種不太重要的場(chǎng)合。 矩形壓板結(jié)構(gòu)說(shuō)明：調(diào)整間隙時(shí)磨削或修刮壓板和工作臺(tái)下部的水平接合面，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整麻煩，要拆卸壓板，用于磨損較小或間隙對(duì)加工精度影響不大的場(chǎng)合。 壓板受力較大，或?qū)к壒ぷ鏖L(zhǎng)度較短時(shí)，壓板長(zhǎng)度等于導(dǎo)軌長(zhǎng)度。當(dāng)壓板受力不大、或?qū)к壒ぷ鏖L(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，只需在運(yùn)動(dòng)部件的兩端或中間 (受力區(qū) )裝短壓板，其長(zhǎng)度可取為導(dǎo)軌工作長(zhǎng)度的 1/3或 1/4。在此，取壓 板長(zhǎng)度等于運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái) 50條長(zhǎng)度取相同的值 350 珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算 X 方向定位精度要求為 作臺(tái)快進(jìn)速度定為 1m/速時(shí)間為 絲杠分為滑動(dòng)絲杠和滾珠絲杠。滾珠絲杠副是由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的機(jī)械元件，其作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是傳統(tǒng)滑動(dòng)絲杠的進(jìn)一步延伸發(fā)展。這一發(fā)展的深刻意義如同滾動(dòng)軸承對(duì)滑動(dòng)軸承所帶來(lái)得改變一樣。滾珠絲杠副因優(yōu)良的摩擦特性使其廣泛的運(yùn)用于各種工業(yè)設(shè)備、精密儀器、精密數(shù)控機(jī)床 。尤其是近年來(lái)，滾珠絲杠副作為數(shù)控機(jī)床直線驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元，在機(jī)床行業(yè)得到廣泛運(yùn)用，極大的推動(dòng)了機(jī)床行業(yè)的數(shù)控化發(fā)展。這些都取決于其具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)良特性：傳動(dòng)效率高、定位精度高、傳動(dòng)可逆性、使買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 用壽命長(zhǎng)、同步性能好。由于滾珠絲杠副運(yùn)轉(zhuǎn)順滑、消除軸向間隙以及制造的一致性，采用多套滾珠絲杠副方案驅(qū)動(dòng)同一裝置或多個(gè)相同部件時(shí)，可獲得很好的同步工作。 滾珠絲杠與傳統(tǒng)滑動(dòng)絲杠相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：一，與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為 1/3。由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。 與過(guò)去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到 1/3 以下，即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾動(dòng)絲杠副的1/3，在省電方面很有幫助。 二，高精度的保證。三，微進(jìn)給可能。滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng)，所以啟動(dòng)力矩極小，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。四，無(wú)側(cè)隙，剛性高。滾珠絲杠副可以加預(yù)壓，由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值，進(jìn)而得到較高的剛性 (滾珠絲杠內(nèi)通過(guò)給滾珠加預(yù)壓力，在實(shí)際用于機(jī)械裝置等時(shí)，由于滾珠的斥力可使絲杠螺母部的剛性增強(qiáng) )。五，高速進(jìn)給可能。滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)效率高，發(fā)熱小，所以可實(shí)現(xiàn)高 速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)額定動(dòng)載荷選擇 W 系列 W 型無(wú)襯套外循環(huán)單螺母 1 列滾珠絲杠副，絲杠副如圖 3示。 此型號(hào)滾珠絲杠副的主要參數(shù)如下： 滾珠絲杠副型號(hào)： 義直徑： 5距：買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 t=6螺旋升角： =3 7 滾珠直徑： 道半徑： R=心距： e=杠外徑： d=34螺母凸緣外徑： =86釘中心圓直徑： =72母凸緣厚度： T=12釘尺寸：28 螺釘個(gè)數(shù)： a=4 螺母配合外徑 ： D =65母長(zhǎng)度： 8額定動(dòng)載荷： C=1940定靜載荷： 110此型號(hào)滾珠絲副額定動(dòng)載荷 1940足驅(qū)動(dòng)能力要求。 進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選型 數(shù)控機(jī)床上可以用步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)控制，這里先對(duì)兩者進(jìn)行一下性能比較，以便更好的選擇合適的電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)用于 數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。 第一，控制精度不同。兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 ，也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小，如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為 ；德國(guó)百格拉公司（ 產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為 、 、 、 、 、 、 ，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn) 2500線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為 360 /10000=。對(duì)于帶 17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收 131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為 360 /131072 ，是步距角為 步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的 1/655。 第二，低頻特性不同。步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解 析機(jī)能（ 可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。 第三，矩頻特性不同。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300 600流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000000內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 第四，過(guò)載能力不同。步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。 第五，運(yùn)行性能不同。步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理 好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 第六，速度響應(yīng)性能不同。步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 00靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。 綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電 機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是純粹的數(shù)字控制電動(dòng)機(jī)，它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰?，即給一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)一個(gè)角度，因此非常合適單片機(jī)控制，在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)只有周期性的無(wú)累積誤差，精度高。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn)：第一，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。因此，當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后，沒(méi)有累計(jì)誤差，具有良好的跟 隨性；第二，由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，既簡(jiǎn)單、廉價(jià)，又非?？煽?，同時(shí)，它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)；第三，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速；第四，速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整，低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)距，因此一般可以不用減速器而直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。第五，步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行，不能直接使用交流電源和直流電源。第六，步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象，必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)措施。 步進(jìn)電機(jī)有兩種工作方式：整步方式和半步方式。以步進(jìn)角 相混合式步 進(jìn)電機(jī)為例，在整步方式下，步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)一周，則需要 200 個(gè)脈沖，在半步方式下，步進(jìn)電機(jī)每接收一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)一周，則需要 400 個(gè)脈沖?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)必須按一定時(shí)序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)引線輸入脈沖。 步進(jìn)電機(jī)在低頻工作時(shí)，會(huì)有振動(dòng)大、噪聲大的缺點(diǎn)。如果使用細(xì)分方式，就能很好的解決這個(gè)問(wèn)題，步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制，從本質(zhì)上講是通過(guò)對(duì)步進(jìn)電機(jī)勵(lì)磁繞組中電流的控制，使步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部的合成磁場(chǎng)為均勻的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)步距角的細(xì)分，一般情況下，合成磁場(chǎng)矢量的幅值決定了步進(jìn)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)力矩的大小，相鄰兩合成磁場(chǎng)矢量之間的夾角大小決定了步距角的大小，步進(jìn)電機(jī)半步工作方式就蘊(yùn)涵了細(xì)分的工作原理。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 通過(guò)以上信息，可知本次設(shè)計(jì)的工作臺(tái)控制精度要求不需要很高，考慮成本因素等等，選擇步進(jìn)電機(jī)控制。 下面對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行計(jì)算選型。 數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)按控制形式有開(kāi)環(huán)，半閉環(huán)，以及閉環(huán)三種形式。在具體設(shè)計(jì)前，首先應(yīng)根據(jù)對(duì)機(jī)床的性能要求選擇適當(dāng)?shù)目刂菩问?。一般選擇原則為，精度要求高時(shí)應(yīng)采用閉環(huán)控制方式，因?yàn)楦鞣N影響定位精度的因素都可以得到補(bǔ)償。而開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)存在著影響定位精度的各種因素，特別是頻 繁定位時(shí)。但與此同時(shí)，還必須考慮到穩(wěn)定性，成本，以及機(jī)床規(guī)格大小等其他因素。對(duì)于閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)，基設(shè)計(jì)計(jì)算主要是穩(wěn)定性問(wèn)題，對(duì)于開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)，基設(shè)計(jì)計(jì)算主要是定位精度問(wèn)題。 綜合各種因素考慮， 要使系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)選型是比較重要的一環(huán)。由于電動(dòng)機(jī)直接與外界負(fù)載相關(guān)聯(lián)，因此，可以先從電動(dòng)機(jī)著手。選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)大致可以分為以下幾個(gè)步驟：第一，計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩；第二，計(jì)算傳動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；第三，計(jì)算傳動(dòng)比；第四，計(jì)算電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；第五，選取電動(dòng)機(jī)。 X 工作臺(tái)精度要求 為 作臺(tái)定位精度通過(guò)電機(jī)的脈沖當(dāng)量控制，脈沖當(dāng)量是每一個(gè)脈沖滾珠絲杠移動(dòng)的距離，脈沖當(dāng)量必須小于等于要求的精度。 90 D=90B=90d=147b=40h=3L=17607軸器的選擇 固定式剛性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，零件數(shù)量少，重量輕，制造容易，成本低。適用于轉(zhuǎn)速不高，載荷平 衡的場(chǎng)合。用固定式剛性聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸可當(dāng)作一個(gè)剛性的整體，當(dāng)安裝時(shí)調(diào)整未達(dá)到對(duì)中要求或工作過(guò)程因軸承磨損等各種原因引起兩軸相對(duì)位移時(shí)，都將使聯(lián)軸器承受彎矩，產(chǎn)生買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 附加徑向力，增加軸和軸承上的作用力，縮短軸承的使用期。為了減輕這種附加載荷的影響，聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸應(yīng)采用剛性大而且穩(wěn)固的軸承。同時(shí)，應(yīng)調(diào)整至所聯(lián)兩軸的相對(duì)徑向位移在 軸長(zhǎng)時(shí)取大值 )，相對(duì)角位移在 套筒式聯(lián)軸器是利用一公用套筒以銷、鍵或過(guò)盈配合等聯(lián)接方式與兩軸相聯(lián)。套筒式聯(lián)軸器制造容易，零件數(shù)量最少， 結(jié)構(gòu)緊湊，徑向外形尺寸最小，但裝拆不方便，需要沿軸向移動(dòng)較大的距離，一般可用于無(wú)軸肩的光軸或允許沿軸向移動(dòng)的輕載荷傳動(dòng)軸系。 X 方向步進(jìn)電機(jī)和絲杠選用套筒式聯(lián)軸器聯(lián)接。所選擇的套筒聯(lián)軸器的基本參數(shù)和主要尺寸如下： 軸直徑： d=14用轉(zhuǎn)矩 16N m 5=45=10=1=圓錐銷： 4 25， 117 2000 套筒式聯(lián)軸器如圖 3 杠軸承的選擇 機(jī)器中的軸都以軸承為支承的。軸的支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于保證軸的運(yùn)轉(zhuǎn)精度， 發(fā)揮軸承的工作能力起著重要作用。支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要綜合考慮軸承的配置、軸向位置的限定與調(diào)整、軸的熱膨脹補(bǔ)償、軸承游隙調(diào)整、軸承的緊固、軸承的潤(rùn)滑和密封等問(wèn)題。 軸一般采用雙支承結(jié)構(gòu)，每個(gè)支承由 1 2個(gè)軸承組成。受純徑向載荷的軸，兩支承可取向心軸承對(duì)稱布置。受徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用的軸，兩支承通常選用同型號(hào)的角接觸軸承。此時(shí)，兩軸承的配置可取：背對(duì)背排列，面對(duì)面排列，串聯(lián)排列。 00于絲杠長(zhǎng)度較長(zhǎng)，根據(jù)采用一端，一端游動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)。由于絲杠主要受徑向力，軸承選用既能承受徑向載 荷又能承受軸向載荷的角接觸球軸承串聯(lián)排列支承。所選型號(hào)軸承如圖 3 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 固定 實(shí)現(xiàn)軸在該方向上的軸向定位。而在軸的另一支承端，使軸承與軸或外殼孔間可以相對(duì)移動(dòng)，以補(bǔ)償軸因熱變形及制造安裝誤差所引起的長(zhǎng)度變化。 這種支承中，軸的軸向定位精度取決于固定端軸承軸向游隙量的大小。因此用一對(duì)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承組成的固定端的軸向定位精度，要比深溝球軸承的精度高。固定端軸承的內(nèi)外圈，應(yīng)分別與軸和外殼孔作軸向定位和固定。 游動(dòng)端對(duì)軸的長(zhǎng)度變 化的補(bǔ)償，最簡(jiǎn)單有效的方法是采用內(nèi)圈無(wú)擋邊或外圈無(wú)擋邊的圓柱滾子軸承。當(dāng)采用其他類型的軸承時(shí)，可根據(jù)載荷形式和工作條件，分別使內(nèi)圈與軸或外圈與外殼孔成間隙配合，以滿足軸向游動(dòng)的需要。固定 各種工作條件的適應(yīng)性強(qiáng)，因此在各種機(jī)床主軸、工作溫度較高的蝸桿軸以及跨距較大的長(zhǎng)軸支承中廣泛應(yīng)用。 X 方向絲杠支承固定端的軸向緊固有多種方式可以選擇，在此選擇軸承內(nèi)圈的緊固方式為一側(cè)靠軸肩定位如圖 3 另一側(cè)用鎖緊螺母與止動(dòng)墊圈緊固，如圖 3示。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 這種緊固方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆 方便，占用空間小，緊固可靠。 固定端外圈的緊固方式，一側(cè)外圈采用端蓋緊固。如圖 3 這種緊固方式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊固可靠，調(diào)整方便。 另一側(cè)外圈采用定制的軸承座上的擋肩定位，如圖 3買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 這種方式特點(diǎn)同樣是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。 X 方向絲杠游動(dòng)端緊固，只需緊固軸承內(nèi)圈兩側(cè)，一側(cè)采用鎖緊螺母與止動(dòng)墊圈緊固，另一側(cè)采用軸肩定位，和固定端軸承內(nèi)圈采用同樣的緊固方式。 絲杠軸公稱直徑 35慮到軸承安裝尺寸等因素，軸承內(nèi)徑設(shè)計(jì)為 25承選擇 7205接觸球軸承。圖如 3 具體參數(shù)如下： 軸承代號(hào)： 7205本尺寸： d=25本尺寸： D=52本尺寸： 2B=30安裝尺寸： da(31裝尺寸： Da(46裝尺寸： Db(裝尺寸：ra(1裝尺寸： rb(他尺寸： 他尺寸： 他尺寸： r(1 其他尺寸： r1(本額定載荷： 本額定載荷： 限轉(zhuǎn)速，脂： 8000 r/限轉(zhuǎn)速，油： 11000r/量： 方向機(jī)械設(shè)計(jì) Y 方向改造是將滾珠絲杠通過(guò)絲杠螺母副和 軸箱連接，用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)主軸箱在搖臂上移動(dòng)。機(jī)械改造設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算選型，步進(jìn)電機(jī)參數(shù)的計(jì)算選型，及聯(lián)軸器的選型，絲杠支承軸承的選型。 絲杠副 ，名義直徑 35型號(hào)滾珠絲杠副額定動(dòng)載荷 C=1940足負(fù)載要求。即Y 方向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)可以選擇和 X 工作臺(tái)上的滾珠絲杠螺母副型號(hào)一樣。根據(jù)搖臂 長(zhǎng)度和主軸箱行程，并且考慮絲杠需要留下一定的富余長(zhǎng)度，確定 307 方向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選型 Y 方向步進(jìn)電機(jī)的選型和 X 工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)選型方法基本一致，可以參考前面 X 方向步進(jìn)電機(jī)選型的詳細(xì)說(shuō)明來(lái)選擇 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 由于步進(jìn)電機(jī)調(diào)速范圍較大，電機(jī)和絲杠之間暫時(shí)不考慮齒輪變速。取傳動(dòng)比 i=1，步距角 = 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)