數控工作平臺結構設計說明書.doc

目錄一、總體設計方案的確定.21、工作臺總體結構的確定.22、傳動方案的確定.2二、機械部分設計計算.31、縱向進給系統(tǒng)設計計算.3(1)、切削力計算.3(2)、滾珠絲桿設計計算.4（3）、齒輪及轉矩的有關計算.52、橫向進給系統(tǒng)設計計算.8（1）、切削力計算.8(2)、滾珠絲桿設計計算：.8(3)、齒輪及轉矩的有關計算.103、步進電機的選擇.12(1)、縱向進給系統(tǒng)的電機的確定：.12(2)、橫向進給系統(tǒng)步進電機的確定：.124、滾動導軌的選擇.13(1)、摩擦力計算：.13(2)、壽命計算：.13三、數控部分設計及編程.14四、參考文獻：.23一、總體設計方案的確定本次數控改造屬于經濟型的改造,為降低生產成本,在滿足使用要求的前提下,對機床的改動要盡量的少.故確定總體設計方案如下:采用MSC-51單片機對數據進行計算處理，由I/O接口輸出步進脈沖驅動步進電機，經一級齒輪減速后，帶動滾珠絲杠轉動，從而實現數控平臺的縱向、橫向進給運動。方案如下：1、工作臺總體結構的確定初步采用（1）、步進電機2個（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，所以要分別選擇計算（3）、滾動導軌：雙導軌、四滑塊（分別為X、Y向，長短選擇不同）（4）、帶有三條“”槽的工作臺面2、傳動方案的確定步進電機（是否需要齒輪減速裝置？減速比取多少？）滾珠絲桿工作臺X、Y方向滿足：stepmYX/2二、機械部分設計計算1、縱向進給系統(tǒng)設計計算已知條件：工作臺重量：W=800N時間常數：T=25ms滾珠絲桿基本導程：L0=6mm行程：S=320mm脈沖當量：stepm/2步進角：step/75.0快速進給速度：min/1maxm電機功率：N=1.5kw(1)、切削力計算由機床設計手冊可知，切削功率KNNc查機床說明書，得電機功率N=1.5kw；系統(tǒng)總效率6.05；系統(tǒng)功率系數K=0.96。則WNc936.096.065.05.16120zFNc；NcFz6120式中切削線速度V=100m/min主切削：NkgfFz83.527283.57100936.06120由金屬切削原理可知，主切削力：FzYXPFzzKfaCFFzFz,1ZFX75.0ZFY,1ZFK則可計算出FZ如下所示：pamm111222fmm0.10.20.30.10.20.3ZF(N)33456276266811241524查表，可知當FZ=562.3N時，切削力深度1pamm，走刀量mmf2.0從機械設計手冊中可知，在一般外團圓車削時；zxFF1.1,zyFF7.0即：NFFzx11.63083.5721.11.1NFFzy98.40083.5727.07.0(2)、滾珠絲桿設計計算：對于矩形槽：)(WFfKFPzxK=1.15,摩擦系數f=0.16NP3.944)80083.572(16.011.63015.11）、強度計算：壽命值：61060iiiTnL；001000DLvfLnfni取工件直徑：D=80mm；查表T1=15000h110001000.213.3/min3.14806nr166013.31500011.9710L最大動負載：HwfPfLQ31查表：2.1wf；1Hf33111.97944.31.212549.6wHQLPffN根據Q選擇滾珠絲桿型號：CMD25042.5E其額定動載荷Q=14462N，所以強度足夠用。d1=22.5mm。螺母長度L=71mm,余程le