X52K铣床X向进给系统数控改造
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普通铣床数控化改造设计随着现代制造技术的发展,数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
普通机床通过进行数控化改造,可以大大提高机床的生产效率和生产质量,同时也可以节约生产成本,提高企业的竞争力。
本文将介绍普通铣床数控化改造的设计方案。
一、数控化改造的必要性普通铣床具有结构简单、成本低的特点,但是由于其操作人员需要进行繁琐的手动调节和操作,使得生产效率低下,并且生产过程容易出现误差,影响了产品的质量。
而通过进行数控化改造,可以将机床操作变为全自动化、智能化的过程,提高生产效率、减少生产成本、提高生产质量。
二、数控化改造方案1. 基础设施改造为了使普通铣床能够进行数控化改造,需要进行一些基础设施的改造。
首先需要对机床进行检查和维护,保证机床的各项性能稳定而可靠。
还需要更换一些传统机械设备,例如步进电机控制器、主轴马达等,以便与数控系统兼容。
2. 数控系统升级普通铣床数控化改造的核心是将其搭载上数控系统,此时该机床将变身为数控铣床。
数控系统包括软件和硬件两个部分。
在硬件方面,需要更换一些关键配件,例如控制器、转换器、数据采集卡等。
而在软件方面,需要安装数控程序,司机、可编程逻辑控制器(PLC)等。
3. 人机界面改造人机界面是指人员与机床进行交互操作的一种方式。
在数控化改造的过程中,必须更新和升级人机界面,设计一种更加符合人工智能化特点的操作系统。
这种新的人机界面一方面需要方便操作,另外一方面也要考虑到用户体验的舒适性。
三、数控化改造后的效果通过对普通铣床的数控化改造,可以大大提高机床的生产效率和生产质量。
一方面,由于取消了传统的人工调整和操作环节,使得生产效率得到了极大的提高。
另一方面,由于数控系统具有高度准确度和稳定性,生产过程中误差较少,从而提高了产品的质量。
同时,通过数控化改造,企业还可以获得以下优势:降低人员培训成本,减少错误发生的几率,提高内部交流和生产计划的灵活性。
这些优势都可以为企业的生产和发展带来实质性的帮助。
目录1.引言: (3)2.设计任务 (4)3.总体方案的确定................................................. ..5 3.1 机械传动部件的选择3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.1.4伺服电机的选用3.1.5检测装置的选用3.2 控制系统的设计 (7)3.3 绘制总体方案图 (7)4.机械传动部件的计算与选型 (8)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (8)4.2 铣削力的计算 (8)4.3 直线滚动导轨副的计算与选型(纵向) (8)F的计算及导轨型号的选取4.3.1 块承受工作载荷max4.3.2 距离额定寿命L的计算4.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)4.4.1 最大工作载荷Fm的计算4.4.2 最大动工作载荷FQ的计算4.4.3 初选型号4.4.4 传动效率η的计算4.4.5 刚度的验算4.4.6 压杆稳定性校核4.5 步进电动机减速箱的选用 (11)4.6 步进电动机的计算与选型 (11)4.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq4.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq4.6.3 步进电动机最大静转矩的选定4.6.4 步进电动机的性能校核5.增量式旋转编码器的选用 (14)6. 绘制进给传动系统示意图 (14)7.工作台控制系统的设计 (14)8.步进电动机的驱动电源选用 (17)9.选择AT89S52单片机的控制系统计 (18)10.致谢 (19)参考文献 (20)1.引言:现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)一.总体方案的确定首先先查出X502的参数如下表:X520立式铣床主要参数[机床用途]:X502型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面,其使用范围如下:(1)加工与主轴中心线平行的平面(2)加工与主轴中心线垂直的平面(3)利用主轴头的回转,加工具有一定斜度的平面(在±45度范围内)(4)加工成形表面(5)铣切沟槽[机床特点]:结构简单,有足够的强度和刚性,保险装置较完善,并有较多的主体运动速度和进刀速度,主要适合中、小型零件的加工,如采用某些附件或夹具,使用范围广泛。
[技术参数]主轴端面到工作台最大330mm 最小30mm面的距离主轴中心线到床身垂直导轨的距离工作台的侧边到床身垂直导轨的距离最大195mm 最小45mm 工作台台面尺寸(长×宽)750×225工作台最大移动距离纵向(手动或机动)450mm 横向(手动)150mm 升降(手动)300mm刻度盘一格的移动量纵向0.05mm 横向及垂直0.05mm 刻度盘每转移动量纵向6mm 横向4mm 垂直3mm 工作台上的T型槽数目3个T型槽宽度14mm主轴锥孔锥度7:24主轴孔直径24mm主轴头最大回转角度±45度主轴头回转盘上的刻度值1度机床外形尺寸(长×宽×高)1200×1135×1630mm机床重量约1010kg主轴变速数8主轴转速47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分主轴驱动功率 1.45kw工作台纵向进刀数目8工作台纵向进刀量26/38/54/77/117/169/240/347mm/分进刀机构容许最大抗力1010kg主电机型号JO2-31-4型功率2.2kw 转数1430r/min电压220/380v冷却泵电机功率0.125kw 转数2800r/min 电压220/380v 将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床,要求原机床的改动尽量少,以降低成本,提高性价比,根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。
普通车床数控化改造方案一、待改造设备明细:1、设备名称:普通卧式机床2、设备型号:CA61363、生产厂商:沈阳第一机床厂4、该设备最大工件回转直径360mm,最大工件长度750mm的普通卧式机床。
二、改造目的:1、实现锚具用的夹片的数控车床生产。
2、提高夹片的生产效率和加工精度。
3、不改变原有机床的机械结构;4、增加数控控制部分,实现机床机械加工自动化;5、增强机床的可操作性;6、提高生产效率,提高加工精度,降低劳动成本,降低工人劳动强度。
三、改造方案及配置:1、X向进给轴改造:拆除机床原有手动进给机构和小丝杠更换为精密滚珠丝杠副,大托板尾部用铣床加工后便于滚珠丝杠与驱动电机连接,尾部安装电机支座及驱动电机,用连接轴连接。
2、Z向进给部分的改造:拆除原机床的丝杠、光杠、走刀箱、溜板箱;驱动电机安装在原走刀箱位置将滚珠丝杠安装在原丝杠安装位置,用连接轴连接丝杠与电机并用销钉锁紧,大托板与丝杠副采用三角支架和直角板连接利用原溜板箱孔位用高强度内六方螺栓锁紧,3、刀架部分改造:刀架部分是机床主要功能部分,对其改造主要是为了实现多把刀连续工作,自动换刀加工。
拆除原机床刀架及小托板,换上夹片加工专用排刀架。
该刀架操作简单,经济实用、加工精度高、刚性好、使用寿命长、工艺性好等特点。
配套刀具的选用可以选用数控机加刀具也可选用普通磨制车刀。
4、电器部分改造:数控系统采用南京公司生产的最新数控系统,驱动电机采用国产三相混合式步进电机;电机驱动模块采用南京大地数控系统内襄式驱动器;加装电器控制部分;安装数控系统与驱动电机、电机驱动器、车床主轴连接及控制单元。
取消原机床润滑系统,增加手动间歇润滑泵对两个进给导轨副、滚珠丝杠副进行润滑。
增装X、Z轴行程开关及相关附件。
5、数控系统介绍:数控系统采用高性能微处理器和大规模可编程逻辑阵列的专用数控电路,抗干扰能力强,可靠性高。
具有自诊断功能,内外部状态实时显示出现异常立刻报警。
国家职业资格全省统一鉴定维修电工技师〔国家职业资格二级〕论文题目: X52K立式铣床的改造姓名:傅兴身份证号:所在省市:江苏省常州市所在单位:江苏省常州技师学院目录第一章X52K立式铣床的简介 (1)第一节X52K立式铣床 (1)第二节X52K立式铣床的构造特点 (2)第三节X52K立式铣床的主电路分析 (4)第四节X52K立式铣床的控制电路分析 (5)第二章:X52K立式铣床的电气系统的硬件改造..10 第一节改造的目的 (10)第二节传感器的选用 (10)第三节PLC的选用 (13)第四节PLC输入输出分配表 (15)第五节PLC接线图 (16)第三章:X52K立式铣床电气系统的软件设计 (17)第一节主要程序编写 (17)第二节改造后的优点 (19)论文的总结 (19)答谢词 (20)参考文献 (20)X52K型立式升降铣床的改造摘要:X52K型立式升降铣床是一种早期的立式铣床,是一种应用范围很广的机床。
主要用于机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的加工。
传统X52K立式铣床由于采用的是继电器控制,主传动系统的调速均采用多联齿轮离合器的方式,在实际加工过程中暴露出噪声大,起动传动不平稳,换速时冲击大等问题。
本次论文通过以PLC为控制核心,采用传感器等技术对X52K机床控制局部进展电气改造。
这可以大幅度节约电能,进步系统的自动化程度,并使系统运行可靠稳定,构造简单,维修,维护,调整方便,经济实用配置,取代了传统的继电器控制系统。
关键词:铣床 PLC 传感器第一章X52K立式铣床的简介一.X52K立式铣床本机床是一种强力金属切削机床,机床的主轴传动系统由功率为7.5kw的电动机驱动,能承受重负荷切屑。
主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀、端面铣刀等刀具,适于加工各种零件的平面、斜面、沟槽、孔等,是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的理想加工设备图1-1 X52K立式铣床实物图二.X52K立式铣床的构造特点1.X52K立式铣床的构造X52K为立式升降台铣床,其主轴轴线垂直于工作台面,外形如图1-2所示,主要由床身、立铣头、主轴、工作台、升降台、底座组成。
课程设计说明书题目X502型立铣数控化改造设计机械工程学院专业机械电子工程班级0901 学号学生姓名指导老师完成日期2012年12 月22日题目:X502立铣数控化改造设计姓名:学院:专业:班级:学号:指导老师:教研室主任:一、基本任务及要求:1.设计任务:(1)硬件 X502立铣控制电路设计PLC或单片机控制;启动、停止、正转、反转、复位按键;状态指示灯;伺服放大、X轴、Z轴步进电机,能完成机床启动、停止、回零、描述直线、圆弧等控制要求。
(2)软件设计部分数控系统控制程序:直线、圆弧插补程序;启动、停止、复位开关控制程序;演示程序(20ms);变频无极调速程序。
(3)机械机构设计设计并绘制改造部分装配图。
设计参数:脉冲当量:0.01mm/step;运动范围:X、Y :0-100mm;v:0-1m/s;α:0-0.1m/s2;定位、重复定位精度:10μm。
2 要求(1)绘制硬件接线框图;系统控制流程框图;改造部分机械结构图,并保留手动操作功能。
(2)撰写设计说明书(5千字),并附程序清单及其功能注释。
(3)控制程序必须调试通过;机械改造部分须做必要的设计计算。
二、进度安排及完成时间:1. 设计时间三周(从2012年12月 3日至2012年12月 21 日);2.进度安排:第1周:布置设计任务;补充相关知识;查阅资料;撰写绪论,确定系统组成方案。
第2周:机械结构设计。
绘制工作台改造部分的装配图、主要零件图。
硬件电路设计。
选择电气元件,绘制系统组成框图、外部接线图第3周:软件设计编写主程序、功能子程序;调试主要功能子程序;并记录存在的问题和解决的方法整理设计资料;按格式撰写设计说明书;上交设计作业(打印稿及电子文档),并参加答辩。
注:程序设计2-4人;硬件电路设计2-3人;机械结构设计2人目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 X502型立铣数控化改造设计的背景和意义 (2)第2章改造方案 (3)2.1机械结构改造方案 (3)2.1.1 主传动的数控改造 (3)2.1.2 进给传动的数控改造 (3)2.1.3机械结构方案确定 (4)2.2 控制部分的改造方案 (4)第3章机械改造部分的设计计算 (6)3.1工作载荷的计算 (6)3.2滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (7)3.2.1滚珠丝杠螺母副结构类型的选择 (7)3.3脉冲当量及传动比的选定 (11)3.3.1 确定系统脉冲当量 (11)3.3.2 传动比的选定 (11)3.4步进电动机的选择 (12)第4章控制系统硬件设计 (13)4.1 控制系统硬件概述 (13)4.2 主要控制模块设计简介 (14)4.2.1 单片机复位、晶振电路模块设计 (14)4.2.2 按键控制模块电路设计 (15)4.2.3步进电机控制电路模块设计 (16)4.2.4电磁继电器控制主轴模块电路设计 (17)第5章控制系统软件设计 (19)5.1 程序编译调试环境keil3介绍 (19)5.2 部分主要模块软件设计 (20)5.2.1 启动、停止、正转、反转、复位开关控制模块程序 (20)5.2.2 延时程序模块程序 (23)5.2.3 插补程序模块程序 (24)5.2.4 步进电机无极调速模块程序 (30)结论 (34)参考文献 (35)附录源程序 (36)附录b 硬件电路图第1章绪论1.1 引言数字控制(numerical control——NC)简称数控,是一种利用数字化信息对设备运动及加工过程进行控制的一种自动化技术。
⏹前言对于培养工程技术人才的工科性大学来说,学生的实践就显得尤为重要,但在大学的四年里,我们都是以书本上的理论知识为重,实践也大多数是参观,自己真正动手的机会很少,所以我们的实践经验可以说几乎为零。
所以提高学生的动手能力,理论与实际相结合来解决实际工程问题的能力是很有必要的,而大学最后的毕业设设计,就是真正的理论与实践相结合,要求学生综合运用四年所学的知识来解决实际工程问题,这对我们来说绝对是一次很好的锻炼机会,不仅可以温故以前的所学的专业知识而且可以锻炼自己解决实际工程问题的能力,为将来的工作打下良好的基础。
所以我们应该好好珍惜这次难得的机会,尽自己最大的努力将毕业设计做好,为自己四年的大学画上完美的句号。
这次毕业设计我做的题目是“普通铣床的数控化改造”。
我们知道制造业是工业的基础,也是直接创造社会财富的基础,是人类生存所不可缺少的行业。
世界上各个国、造技术可以很快将发明制造成产品,首先占领市场。
先进制造技术可提高原有产品的质量,降低成本等,可获明显的经济效益。
总之,先进制造技术是提高本国产品市场经济竞争力的基本保证。
制造业领域很宽广,但机械制造业是制造业的根本,而机械加工又是机械制造业的根本。
数控技术是机械制造业的先进制造技术之一,是提高多品种,中小批量生产企业经济效益的有效途径,也是先进制造技术发展的重要基础。
作为一名学机械专业的学生,在将来的工作中肯定也要接触到数控类产品,所以我要更加珍惜这次难得的机会,做好毕业设计为将来的工作打下基础。
本次设计历时一个学期,在尹明老师的指导和其他老师与同学的帮助下,终于较为完满地完成了对普通铣床的数控化改造这项设计,下面是我这次设计的主要内容:⏹ 1 进给伺服系统传动方案的确定进给系统的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。
例如,数控机床的最高移动速度,跟踪精度,定位精度等重要指标,均却决进给伺服系统的动态和静态特性。
根据设计要求和设计参数确定合理的进给系统。
目录1.引言: (3)2.设计任务 (4)3.总体方案的确定................................................. ..5 3.1 机械传动部件的选择3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.1.4伺服电机的选用3.1.5检测装置的选用3.2 控制系统的设计 (7)3.3 绘制总体方案图 (7)4.机械传动部件的计算和选型 (8)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (8)4.2 铣削力的计算 (8)4.3 直线滚动导轨副的计算和选型(纵向) (8)F的计算及导轨型号的选取4.3.1 块承受工作载荷max4.3.2 距离额定寿命L的计算4.4 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9)4.4.1 最大工作载荷Fm的计算4.4.2 最大动工作载荷FQ的计算4.4.3 初选型号4.4.4 传动效率η的计算4.4.5 刚度的验算4.4.6 压杆稳定性校核4.5 步进电动机减速箱的选用 (11)4.6 步进电动机的计算和选型 (11)4.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq4.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq4.6.3 步进电动机最大静转矩的选定4.6.4 步进电动机的性能校核5.增量式旋转编码器的选用 (14)6. 绘制进给传动系统示意图 (14)7.工作台控制系统的设计 (14)8.步进电动机的驱动电源选用 (17)9.选择AT89S52单片机的控制系统计 (18)10.致谢…………………………………………………………………………… 19 参考文献………………………………………………………………… …………20 1.引言:现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉和渗透,导致了工程领域的技术革命和改造。
在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能和构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
X52K 铣床数控改造是许多机电一体化设备的基本部件,如数控车床的纵—横向进刀机构、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。
模块化的X52K 铣床数控改造,通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副,以及伺服电动机等部件构成。
其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠,滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动,完成工作台在X 、Y 方向的直线移动。
导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准化,由专门厂家生产,设计时只需根据工作载荷选取即可。
2.设计任务题目:X52K 铣床X 向进给系统数控改造主要参数如下:1.X 方向的脉冲当量0.005mm/step;2.定位精度均为01.0 mm;3.最大快移速度:4000mm/min.具体要求:1.机械部分设计计算,选择适当元器件;2.确定总体方案,绘制系统组成框图一张A3;3.绘制X 向机械部分改造装配图一张A0;4.设计控制系统,画出电器原理图一张A1.5.编写说明书一份3.总体方案的确定X52K 基本技术规格 主轴端面到工作台的距离max d 400mm min d 30mm 主轴轴线到床身垂直导轨面的距离350mm 面积: 宽×长320×1250mm 最大纵向行程手动(机动)700(680)mm 最大横向行程手动(机动)260(240)mm 最大升降行程手动(机动)370(350)mm 进给级数18级 进级量范围 纵向:23.5 ~ 1180mm/min横向:15 ~ 786mm/min垂直:8 ~ 394mm/min孔径 29mm3.1 机械传动部件的选择3.1.1导轨副的选用腰设计数控车床工作台,需要承受的载荷不大,而且脉冲当量小,定位精度高,因此选用直线滚动导轨副,它具有摩擦系数小,不易爬行,传动效率高,结构紧,安装预紧方便等优点。
3.1.2丝杠螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动,需要满足0.005mm 冲当量和01.0 mm 的定位精度,滑动丝杠副为能为力,只有选用滚珠丝杆副才能达到要求,滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。
3.1.3减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后,为了圆整脉冲当量,放大电动机的输出转矩,降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量,可能需要减速装置,且应有消间隙机构,选用无间隙齿轮传动减速箱。
3.1.4伺服电动机的选用任务书规定的脉冲当量尚未达到0.001mm ,定位精度也未达到微米级,空载最快移动速度也只有因此4000mm/min ,故本设计不必采用高档次的伺服电动机,因此可以选用混合式步进电动机。
以降低成本,提高性价比。
3.1.5检测装置的选用选用步进电动机作为伺服电动机后,可选开环控制,也可选闭环控制。
任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高,为了确保电动机在运动过程中不受切削负载和电网的影响而失步,决定采用半闭环控制,拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器,用以检测电动机的转角和转速。
增量式旋转编码器的分辨力应和步进电动机的步距角相匹配。
3.2 控制系统的设计1)设计的X-Z 工作台准备用在数控车床上,其控制系统应该具有单坐标定位,两坐标直线插补和圆弧插补的基本功能,所以控制系统设计成连续控制型。
2)对于步进电动机的半闭环控制,选用MCS-51系列的8位单片机AT89S52作为控制系统的CPU ,能够满足任务书给定的相关指标。
3)要设计一台完整的控制系统,在选择CPU 之后,还要扩展程序存储器,键盘和显示电路,I/O 接口电路,D/A 转换电路,串行接口电路等。
4)选择合适的驱动电源,和步进电动机配套使用。
3.3 绘制总体方案图总体方案图如图所示。
人机接口机电接口步进电机步进电机Y方向传动机构X方向传动机构型机驱动电路微4.机械传动部件的计算和选型4.1 导轨上移动部件的重量估算按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算。
包括工件、夹具、工作台、上层电动机、减速箱、滚珠丝杠副、导轨座等,估计重量约为800N4.2 铣削力的计算设零件的加工方式为立式铣削,采用硬质合金立铣刀,工件的材料为碳钢。
则由表3-7查得立铣时的铣削力计算公式为:0.850.750.73 1.00.13c e z p 118a f d a n Z F -= (6-11)今选择铣刀的直径为d=15mm ,齿数Z=3,为了计算最大铣削力,在不对称铣削情况下,取最大铣削宽度为e a 15mm =,背吃刀量p a =5mm ,每齿进给量z f 0.4mm =,铣刀转速n 300r/min =。
则由式(6-11)求的最大铣削力:0.850.750.73 1.00.13c 118150.41553003N 2586N F -=⨯⨯⨯⨯⨯⨯≈(1)主切削力,总切削力F 在铣刀主运动方向上的分力,即沿铣刀外圆切线方向上的分力,是主要消耗功率的力(2)进给力 ,总切削力在纵向进给方向上的分力(3)横向进给力,总切削力在横向进给方向上的分力 (4)垂直进给力,总切削力在垂直进给方向上的分力采用立铣刀进行圆柱铣削时,各铣削力之间的比值可由表查得,考虑逆铣时的情况,可估算三个方向的铣削力分别为:f c F 1.1F 2845N =≈,e c F 0.38F 983N =≈,fn c F 0.25F 647N =≈。
图3-4a 为卧铣情况,现考虑立铣,则工作台受到垂直方向的铣削力z e F F 983N ==,受到水平方向的铣削力分别为f F 和fn F 。
今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向,则纵向铣削力x f F F 2845N ==,径向铣削力为y fn F F 647N ==4.3 直线滚动导轨副的计算和选型(X 向)4.3.1 块承受工作载荷max F 的计算及导轨型号的选取工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。
本例中的X-Y 工作台为水平布置,采用双导轨、四滑块的支承形式。
考虑最不利的情况,即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担,则单滑块所受的最大垂直方向载荷为:max G F F 4=+ (6-12) 其中,移动部件重量G=800N ,外加载荷z F=F 983N =,代入式(6-12),得最大工作载荷max F =1183N=1.183kN 。
查表根据工作载荷max F =1.183kN ,初选直线滚动导轨副的型号为KL 系列的JSA-LG15型,其额定动载荷a C 7.94kN =,额定静载荷0a C 9.5kN =。
任务书规定加工范围为200×150㎜,考虑工作行程应留有一定余量,查表选取导轨的长度为520mm 。
4.3.2 距离额定寿命L 的计算上述所取的KL 系列JSA-LG15系列导轨副的滚道硬度为60HRC ,工作温度不超过100C ,每根导轨上配有两只滑块,精度为4级,工作速度较低,载荷不大。
分别取硬度系数f H =1.0,温度系数f T =1.00,接触系数f c =0.81,精度系数f R =0.9,载荷系数f w =1.5,代入式(3-33),得距离寿命: L=Km F C f f f f f a w r c t h 562550)(3max≈⨯⨯⨯⨯⨯ 远大于期望值50Km ,故距离额定寿命满足要求。
4.4 滚珠丝杠螺母副的计算和选型4.4.1 最大工作载荷Fm 的计算如前所述,在立铣时,工作台受到进给方向的载荷(和丝杠轴线平行)Fx=2845N,受到横向载荷(和丝杠轴线垂直)Fy=647N ,受到垂直方向的载荷(和工作台面垂直)Fz=983N.已知移动部件总重量G=800N ,按矩形导轨进行计算,取颠覆力矩影响系数K=1.1,滚动导轨上的摩擦系数μ=0.005。
求得滚珠丝杠副的最大工作载荷:Fm=KFx+μ(Fz+Fy+G)=[1.1⨯2845+0.005⨯(983+647+800)]N ≈3142N4.4.2 最大动工作载荷FQ 的计算设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度v=400mm/min ,初选丝杠导程Ph=5mm,则此时丝杠转速n=v/Ph=80r/min 。
取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h,代入L0=60Nt/106,得丝杠寿命系数L0=72(单位为:106r )。
查表,取载荷系数fw=1.2,滚道硬度为60HRC 时,取硬度系数fH=1.0,代入式(3-23),求得最大动载荷:F Q =N F f f L m H w 1568530≈4.4.3 初选型号根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程,选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G 系列4006-3型滚珠丝杠副,为内循环固定反向器单螺母式,其公称直径为40mm ,导程为5mm ,循环滚珠为3圈*1系列,精度等级取5级,额定动载荷为15960N ,大于F Q ,满足要求。