橫向進給計算

1、該次畢業(yè)設(shè)計中我很有幸分在“數(shù)控車床小組”我所設(shè)計的課題為“數(shù)控車床橫向進給機構(gòu)的設(shè)計(經(jīng)濟型中檔精度數(shù)控機床)”。進行這一設(shè)計主要是為了進一步地提高數(shù)控車床橫向進給機構(gòu)的定位精度、重復(fù)定位精度以及改造手動進給裝置以使其能夠可靠地運行。而且通過這次畢業(yè)設(shè)計也可以檢驗自己的學(xué)習(xí)情況鍛煉自己對今后的學(xué)習(xí)和工作也有一定程度上的幫助。信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機械工業(yè)，在這場新技術(shù)革命沖擊下，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

2、和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變，微電子技術(shù)、微計算機技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機械裝置和動力設(shè)備相結(jié)合，促使機械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機電一體化技術(shù)革命。隨著計算機技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，各先進國家的機電一體化產(chǎn)品層出不窮。機床、汽車、儀表、家用電器、輕工機械、紡織機械、包裝機械、印刷機械、冶金機械、化工機械以及工業(yè)機器人、智能機器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進展。機電一體化到各方面的技術(shù)已越來越受關(guān)注，它在改善人民生活

3、、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。在機電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時，運動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分，也得到前所未有的大發(fā)展，國內(nèi)外各個廠家相繼推出運動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。主要有全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)（FullClosedACServo）、直線電機驅(qū)動技術(shù)（LinearMotDriving）、可編程序計算機控制器（ProgrammableComputerController，PCC）和運動控制卡（

4、MotionControllingBoard）等幾項具有代表性的新技術(shù)。數(shù)控機床是一種高科技的機電一體化產(chǎn)品是綜合應(yīng)用計算機技術(shù)、精密測量及現(xiàn)在機械制造技術(shù)等各種先進技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)控機床作為實現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)和未來工廠自動化的基礎(chǔ)已成為現(xiàn)在制造技術(shù)中不可缺少的生產(chǎn)手段是機電一體化技術(shù)的重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴大。數(shù)控機床已成為現(xiàn)在機械制造業(yè)中的主要技術(shù)裝備。數(shù)控機床作為機電一體

5、化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好地解決了現(xiàn)代機械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，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。經(jīng)濟型中檔精度數(shù)控車床主要用于對中小型軸類、盤類以及螺紋零件的加工，這些零件加工工藝要求機床應(yīng)完成的工作內(nèi)容有：控制主軸正反轉(zhuǎn)和實現(xiàn)其不同切削速度的主軸變速；刀架能實現(xiàn)縱向和橫向的進給運動，并具備在換刀點自動改變四個刀位完成選擇刀具；冷卻泵、潤滑泵的啟停；加工螺紋時，應(yīng)保證主軸

6、轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動一個被加工螺紋的螺距或?qū)С?。?shù)控車床的進給系統(tǒng)包括橫向進給系統(tǒng)(X軸)和縱向進給系統(tǒng)(Y軸)它們是由伺服電機經(jīng)同步齒形帶傳動驅(qū)動滾珠絲杠螺母副機構(gòu)來實現(xiàn)刀架的運動。根據(jù)GBT164621996《數(shù)控臥式車床精度檢驗》機床的位置精度包括重復(fù)定位精度、反向偏差和定位精度。當機床的中心距DC=3000mm時其重復(fù)定位精度X軸0.007mmZ軸0.020mm反向偏差X軸為0.006mmZ軸為0.012mm定位精度X軸為0.016

7、mmZ軸為0.050mm。可以看出進給軸設(shè)計與主軸設(shè)計相比具有相同的重要性。因而進給軸的設(shè)計應(yīng)從動、靜兩方面充分考慮位置精度才能達到該標準的要求。對于X軸，由于其位置誤差值復(fù)映在零件加工尺寸上為直徑值，故放大了2倍，X軸移動質(zhì)量不大，要求的快移速度較低，因而要求X軸應(yīng)有更高的位置精度。因X軸滾珠杠直徑比Z軸小，長度短，并且采用降速傳動，使得折算在X軸電機上的轉(zhuǎn)動慣量減小。因此，X軸的設(shè)計應(yīng)著重以達到所要求的位置精度為主要矛盾進行設(shè)計，而

8、選用的電機扭矩比Z軸小些。為了達到這目標，X軸應(yīng)從提高重復(fù)定位精度、反向偏差及定位精度三個方面，從設(shè)計上解決。在數(shù)控車床進給系統(tǒng)的設(shè)計中根據(jù)橫向、縱向的不同精度要求不同移動質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量等特點分當需手動進給時滾花手柄2的開口槽就插到滾珠絲杠的固定銷46中將螺釘45緊到手柄2的相應(yīng)圓槽中這樣轉(zhuǎn)動滾花手柄2就可帶動滾珠絲杠實現(xiàn)手動進給。當不用手動進給時松開螺釘45將滾花手柄2出使開口槽與滾珠絲杠的固定銷分開再將螺釘45緊到手柄2的相應(yīng)圓槽中

9、此時手柄2與滾珠絲杠脫開了。在方案一中由于在機動進給時套8仍在轉(zhuǎn)動不安全。用內(nèi)六角扳手時在作螺紋的反向運動時會使內(nèi)六角螺釘松動而不能使手動進給可靠進行。在方案二中在機動進給時滾花手柄不再轉(zhuǎn)動使車床的安全可靠性得以加強。同時這樣做也使得在車床檢驗后的工作過程中不至于被他人轉(zhuǎn)動手柄而破壞現(xiàn)場工作狀態(tài)。在方案一中采用步進電機起精度受到一定程度上的限制。因為本設(shè)計要求中檔精度所以在方案二中改用交流伺服電機以提高相應(yīng)的精度。并且在方案二中以同步帶

10、傳動代替方案一中的連接套其益處在參考文獻［4］106107頁中可以見到這里就不再重復(fù)了。1.2總體設(shè)計方案的確定總體設(shè)計方案的確定經(jīng)總體設(shè)計方案的比較和論證后確定的經(jīng)濟型中檔精度數(shù)控車床橫向進給機構(gòu)設(shè)計的總體方案示意圖如裝配圖001所示。該橫向進給機構(gòu)既可以進行機動進給也可以進行手動進給。該橫向進給機構(gòu)采用交流伺服電機驅(qū)動經(jīng)同步齒形帶傳動驅(qū)動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)數(shù)控車床的橫向進給運動。刀架采用LD1型列電動刀架。2橫向進給機構(gòu)的設(shè)計與計

11、算橫向進給機構(gòu)的設(shè)計與計算橫向進給機構(gòu)設(shè)計與計算的主要內(nèi)容有:滾珠絲杠副的設(shè)計計算及選型、同步帶的設(shè)計計算與選型、同步帶輪的選擇、交流伺服電機的計算及選型、導(dǎo)軌副的選擇、自動轉(zhuǎn)位刀架的選擇。繪制橫向進給機構(gòu)的裝配圖以及各零件圖等。2.1已知條件已知條件(1)、床身上最大回轉(zhuǎn)直徑:400mm；(2)、加工最大工件長度:1000mm；(3)、快移速度:X軸4mminZ軸8mmin；(4)、定位精度:X軸0.035mmZ軸0.04mm；(5)