dlf与slm一体机的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

dlf与slm一体机的设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

mkgcmkgJ m  坐标轴得负载惯量 ssktHk sazs ,20  加速时间益进给伺服系统位置环增 得：   as tkdmaa eJJtnT  198060 2 m a x1  （３－７） 12 mN （ 2）计算阶跃加速力矩 已知加速时间 ）得：由式（ 592,  skt sa  dmaap JJtnT  98060 2 m a x （３－８）   mk gf   mN （ 3）计算坐标轴所需的折算到电动机轴上 的各种力矩 qT mNmNTTTT fuapq  6 0 )0 2 ()( （３－９） （ 261）计算阶跃加速时空载启动力矩 `qT mNmNTTTT fuapq  )()(39。 （ 257a）计算快进力矩 KJT mNmNTTT fuKJ  7 5 )0 2 ( （ 257b）计算工进力矩 GJT mNmNTTT fCGJ  )( （ 1）选择驱动电动机型号 根据以上计算，选择日本 松下 交流伺服电动机为驱动电动机。 主要技术参数如下 表３ １ ： 该电动机 的额定 力矩 ３ . １８ N178。 m， 均大于 机床快 进所需的 驱动力矩mNTKj  ，因此符合要求。 （ 2）惯量匹配预算 为使机械传动系统的惯量达到较合理的匹配，系统的负载惯量 dJ 与伺服电机的转动惯量 mJ 之比一般应满足（ 267），即得： mdJJ 13 而在本例中，故满足惯量匹配要求。 本课题所选用的电机为松下 A5 系列电机，其规格如下： AC100V用 电机型号 :MSME 021G1 021S1 电源设备容量（ kVA） 额定输出功率（ W） 200 额定转矩（ N178。 m） 瞬时最大转矩（ N178。 m） 额定电流（ A） 瞬时最大电流（ A） 额定转速（ r/min） 3000 最高转速（ r/min） 6000 转子转动惯量（ ） 无制动器 有制动器 对应转子转动惯量的推荐负载转动惯量比 30 倍以下 制动器规格： 静摩擦转矩（ ） 以下 吸引时间（ ms） 50 以下 释放时间 15 以下 励磁电流 DC(v) 释放电压 DC(v) 1 以上 励磁电压 DC(v) 24177。 容许负载如下： 组装时 径向负载方向（ N） 392 轴向负载 A 方向（ N） 147 轴向负载 B 方向（ N） 196 运转时 径向负载方向（ N） 245 轴向负载 A、 B 方向（ N） 98 14 图 3— 1 伺服电机示意图 转动惯量匹配验算：最终折算到电动机轴上的负载惯量 Jd 与电动机自身的转动惯量Jm之比值，应控制在一定范围内，既不能太大，也不能太小。 为了使系统的惯量达到较符合的匹配，一般将该比值控制在下式所规定的范围内，即  md JJ 经验算，此电机符合对转动惯量的要求。 力矩匹配验算：为了保证伺服系统的正常工作，伺服电动机的最大力矩 Tmax和额定力矩 Tm应满足下 列关系： 在空载启动时 Tmax≥ Tq 在切削进给时 Tmax≥ Tt， Tm≥ Tt 经验算，此电机符合对力矩大小的要求。 15 联轴器是用来联接进给机构的两根轴使之一起回转以传递扭矩和运动的一种装置。 机器运转时，被连接的两轴不恩能够分离，只有停车时，将联轴器拆开，两周才能脱开。 目前的联轴器的类型繁多，有液压式，电磁式和机械式。 机械式联轴器是应用最广泛的一种，它借助于机械构件相互间的机械作用力来传递扭矩，大致可将联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。 本课题所设计的刮粉结构设计，联接电动 机和刮粉丝杠的联轴器，选用弹性联轴器。 而常见的联轴器的固定方式有如下几种： 两个定位螺丝间隙 90176。 对所有固定的轴进行锁紧，是一种传统的固定方式，由于螺丝的前端与轴心接触，可能造成轴心的损伤或拆卸困难。 利用内六角螺栓拧紧的力量，而将轴心紧紧夹住。 这种方法固定及拆卸方便，而不会造成轴心的损伤，是一种很常见的固定方法 3键槽型 这种类型与定位螺丝固定型一样，是一种最传统的固定方式，适合高扭矩的传动，为防止轴向滑动，通常与定位螺丝固定型，加紧螺丝固定型并用。 4 复合固定方式 在联轴器的固定中，我们采用 LK6 系列加紧螺丝固定波纹式（波纹管联轴器） LK6 系列 弹性联轴器基本参数及主要尺寸： 规格 D（ mm） d1/d2 （ mm） L（ mm） 拧紧 扭矩（ N178。 m） 额定扭矩（ N178。 m） 最大扭矩 铝合金 LK6c20 20 6 8 9 10 12 33 3 LK6c25 25 6 8 10 12 38 2 4 LK6c32 32 8 10 12 14 43 5 LK6c40 40 10 11 12 14 15 16 62 4 10 20 所选电机轴直径为 10 ，根据 所选点电机的额定扭矩为 178。 m，瞬时最大扭矩达到 178。 m上表选择 LK6c32 联轴器，其参数如下： 联轴器外径 32 ，主 /从动轴直径 10 ，联轴器长度 43mm，选用铝合金材料的联轴 16 器， 最大 扭矩为 5N178。 m，此扭矩满足电机扭矩要求。 LK6c32弹性管联轴器 其图形如下 ，结构类型恰如第二种类型的功能介绍： 图 2— 1 弹性联轴器 示意图 17 和刀具 设计 刮粉结构设计 1— 与滑块联接内六角螺钉 ； 2— 肋板 ； 3— 与丝杠螺母联接内六角螺钉 ； 4— 刮板； 5— 与刮板联接的螺钉 ； 6刮刀； 图 3— 31 激光快速成型 刀架 装配示意图 刮 粉装置 的设计是 DLM和 SLF 一体机设计的一个重要环节。 而刀架与丝杠的安装和刮刀与刀架的安装 ， 两部 分都将 影响成型件的质量和精度。 其中 4 是刮板， 6是刮刀， 2是刮板上的肋板， 1 上的左右四个六角螺钉和直线导轨的滑块相连， 3 的肋板左右两个六角螺钉和丝杠上的工作台相连。 刮粉刀为提高上下 z轴的精度，这设计成如下图所示的结构，它有四个 U型槽，六角螺钉联接刀架和刮粉刀， U型槽的作用可以调节刮粉刀的上下高度，进而使刮粉更佳的精确，如下图的二维结构 刮刀在上移动时，刮刀应该选用表面张力值较小的材料，如金属铝、有机物聚四氟1 21 3 4 5 6 18 乙烯等。 刮刀速度高，可以使刮刀前的粉末被刮的更加均匀有效，但是太高会带动已形成部分，影响位置精度 ，同时液面的修复水平效果不好。 为方便零件的安装和采购，刮刀机构的驱动所采用的方式及零件的规格要和扫描系统保持一致，同时为满足刮刀的速度要求，对于。 图 2— 1 激光快速成型 刮 粉装置装配示意图 19 丝杠结构设计 送粉丝杠是整个送粉装置的重要组成部分，在送粉流程中，不可替代。 正是通过交流伺服电机与丝杠的组合实现送粉量的精确控制。 对送粉丝杠的设计精度要求较高。 其三维外形图如下： 1— 丝杠轴与联轴器 相连 ； 3— 安装轴承的轴 ； 4— 螺纹轴，连接螺母； 5— 滚珠丝杠 ； 图 丝杠左边的 造型设计 轴 1 处为丝杠轴与联轴器相连接的部分。 在此轴 1 上有锥形盲孔。 虽然联轴器拧紧内六角螺钉后可以将相连接的轴依靠摩擦力紧紧的连在一起，当为了确保联轴器与轴之间不会发生相对转动，因而使此联轴器上的紧定螺钉端部插入盲孔中，起到防止轴与联轴器的相对转动。 轴 2 与轴 3 靠近丝杠处 出是用于安装带密封圈的 60176。 角接触 轴承。 此处 的安装的轴承带密封圈是为了防止粉末在传输过程中进入到轴承中，致使轴承加速磨损无法正常使用。 在轴 2 的右侧加工有退刀槽。 轴上 3 处是用于轴承内圈的固定。 此处的轴承与轴采用过渡配合，即可以保证丝杠的正常转动，也方便轴承的拆卸。 采用过盈配合则不利于拆卸。 轴 5 即为所设计的丝杠轴。 丝杠轴 外有防尘罩 ，有利于粉末在丝杠轴上向前传送。 其传送粉末是根据利器螺旋的原理，即当丝杠旋转达到一定速度时，螺纹会推动粉末向前运动，达到送粉目的。 丝杠相关计算 滚珠丝杠 副作为关键的滚动传动元件，被广泛应用于各种需要定位或传动的机构中，对机构的性能举足轻重。 在实际应用中， 滚珠丝杠 副的安装方式 的选择，同样会影响整个机构的工作效果，根据具体应用情况的不同， 滚珠丝杠 副的安装可以有多种不同的方式。 不同的安装方式（即支承形式）都有其各自的特点，选取时，既 要考虑实1 3 2 4 5 20 际 工作要求（定位精度、传动速度、扭矩和推力情况等），又要结合滚珠丝杠副型号规格的选择（涉及内容较多，详情请参阅本站滚珠丝杠副类别的相关内容），只有两者综合考虑合理搭配，才能实现最佳效果，发挥滚珠丝杠副的最大价值。 在本设计中，转速适中 、精度 较高 的场合。 该形式两端分别分别由一对轴承约束轴向和径向自由度，负荷由两组轴承副共同承担。 也可以使两端的轴承副承受反 向预拉伸力，从而提高传动刚度。 在定位要求很高的场合，甚至可以根据受力情况和丝杠热变形趋势精确设定目标行程补偿量，进一步提高定位精度。 “固定 — 固定”型有 时也被 片面地叫做“双推－双推”，实际上由于径向力的存在几乎很少能用两个推力轴承作为固定端。 丝杠零件图如下： 图 造型设计 在本设计中， 工作台、工件和夹具的总质量 (所受的重力 ),其中 ,工作台的质量 (所受的重力 )100kg。 工作台的最大行程 500mm。 工作台快速移动速度 Vmax 为 10000mm/min。 工作台采用 线型直线 导轨 ,导轨的动摩擦系数 ,静摩擦系数。 工作台台的定位精度为 30μ m ,重复定位精度为 20μ m。 机床的工作寿命为 20200h (即工作时间为 10年 )。 1导轨摩擦力的计算 Fμ0=μ （ W+fg ） = （ 1000+1500 N） =375N （３－１） F0= NfW g 5 0 0)1 0 0 01 5 0 0()(0  （３－２） 2计算滚珠丝攻螺母副的轴向载荷 计算最大载荷 Famax、 最小轴向负载 Famin Famax=Famin= Fμ0=375N 1）确定滚珠丝杠导程 根据已知条件，电 动机的最高转速为 m in/15000m ax rn  ，侧有公式： 21 mmL inv 53 0 0 011 5 0 0 00 m a xm a x   （３－３） 2）计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷 （ 1）将切削力的轴向载荷定位最大的轴向载荷 Fmax，快速移动和转塘定位时的轴向载荷定为最小轴向载荷 Fmin。 一般切削和精细切削时，滚珠丝杠螺母副的轴向载荷 FF3分别可按下试计算： F2=Famin+20%Famin， F3=Famin+5%Famax （３－４） F1=F2=F3=F4=Fa=375N。