振动攻丝机设计毕业设计

振动攻丝机设计毕业设计内容摘要：

件安装在高压罐 2，其中分别安装有接触器，继电器等。 机床柱后面有 7机数控柜，即机床数控系统。 控制纵向行程极 限的是 8， 11的保护开关。 9 块铁用于设置纵向参考点。 主轴正、反向由主轴变速手柄和手动所操控，这位于编号 5 的面板上，其中有包括停止、切削液停止在内的等多种加工模式和控制过程。 图 22 攻丝机外观图 毕业设计 (论文 ) 8 振动攻丝 机的主要技术参数 制定有关参数是研究涉及机床的首要问题。 在针对传动设计和机械设计的情况下，有关参数的选择和制定对具体的功能要求是否能得到满足具有着显著地影响。 依照以上的情况，设计参数的对机床的设计具有重要的意义和显著地影响。 在针对参数的设计中有主参数和基本参数的设计要求。 其中，主要参数 的选择和制定是自动振动攻丝机设计的最重要问题。 加工能力、基本参数、设计特点都能够在其中得到体现。 在自动攻丝机的设计中包括了攻丝机的床身的规格等一些基本参数，以及加工装配配合尺寸的制定，而动态特征、运动参数也包含在设计之中。 自动攻丝机设计的主参数设计被总结为以下的三个方面，即尺寸数据，运动数额和动力指标。 因而，本设计将如下参数作为本自动攻丝机设计的主要设计参数进行设计制造。 主参数见下表数据： 振动攻丝机台面： 振动攻丝机台面（长宽） 1500 320mm 振动攻丝机台面纵向的行程 547mm 振动攻丝机台面横向的行程 250mm 振动攻丝机台面垂直的行程 401mm 振动攻丝机台面 T型槽的数量 3 振动攻丝机台面 T型槽的宽度 13mm 振动攻丝机台面 T型的间距离 100mm 主轴的参数设计： 锥度参数 50（ 7： 24） 孔径参数 27mm 直径（刀杆）参数 毕业设计 (论文 ) 9 10mm 主轴前轴 承的直径参数 68mm 主轴轴向的移动距离参数 70mm 振动攻丝机运动参数： 主轴的旋转速度级数 12 主轴的转动速率 100～ 2020r/min 振动攻丝机的动力： 主电 机的功率额 主电机的转动速率 1450r/min 振动攻丝机主台面进给量： 纵向运动速率 10～ 1500mm/min 横向运动速率 10～ 1500mm/min 垂直运动速率 10～ 600mm/min 振动攻丝机设计的定位精度（ ISO 标准）： X 方向 Y 方向 Z 方向 振动攻丝机重复定位精度 ISO 标准 振动攻丝机台面最大承载重量 200kg 毕业设计 (论文 ) 10 振动攻丝机造型（长宽高） 1700mm 1420mm 1498mm 振动攻丝机质量 约 2700kg 主运动的实现 自动振动攻丝机的主运动规律描述如下： T 型床身结构中，即在机床床身上，工作台 Z 轴方向，利用伺服电机（内置编码器）驱动。 机构通过联轴器，利用滚珠丝杠进行传动。 直线导轨的设计确保运动精度和稳定性方面，也能够保护螺丝。 向前和向后运动的方向 X轴，向左和向右运动的 Y 轴分别由控制前后运动及控制左右运动的两个伺服电机驱动，并由滚珠丝杠传动，成为导向的直线导轨。 这一设计能够保证精度和刚度的组件，并进而实 现三轴数控机床的设计要求。 进给运动的实现 机床进给运动由如下图 23 所示。 其设计的核心是驱动伺服电机，利用数控编程数字化控系统实现其精确的进给加工。 因此本振动攻丝机设计了 X， Y， Z三个方向。 在以上三个进给运动的方向上，设计了伺服电机驱动对相应的滚珠丝杠螺母副进行驱动及启动和停止操作。 图 23 机床进给运动 图 毕业设计 (论文 ) 11 总体结构设计 图 24 总体结构设计图 伺服电机 滚珠丝杆 滚柱导轨 毕业设计 (论文 ) 12 3 主运动系统设计 系统分析设计之横向进给计算 计算 X轴方向的滚珠丝杠螺母副 假定工作台及零件 的总的量： W =200kgf=100 =980N 运动行程在 X轴方向上的设计： 600mm 脉冲当量的设计纵向： 滚珠丝杠的设计导程的预选： 0L =5mm 进给（快速）的速率： maxV = 图 31 丝杠螺母副图 制定脉冲当量和机构传动比例 1）转动惯量的设计 设计型号为 1FT6041 的伺服电机为本振动攻丝机设计的初步选择 则查表得到： 毕业设计 (论文 ) 13 振动攻丝机电机转子转动的惯量值为 DJ ＝ 25 m10 ．kg 计算振动攻丝机滚珠丝杆转动惯量： 253434S   式 () 2）振动攻丝机台面重量： 252220G K   式 () 3）振动攻丝机传动系统的转动惯量（等效计算）： DJJ  +SJ + GJ =（ ++） 510 225 m9 7 5 K   式 () 4）振动攻丝机的工作负荷设计 分析过程：滚珠丝杠所承担的轴线方向的力作用，也叫牵引力，是它的工作负荷。 这一轴向作用力涵盖了振动攻丝机的滚珠丝杠进给的抗力和导轨上的直接加持在其径向上的切削力量以及各个组件的与摩擦力有关的力量。 根据振动攻丝机床制造工作的特殊性，当攻丝切 槽时，其具有最大的工作载荷。 因为攻丝作用，工作负荷将产生沿螺杆轴向的力量（即轴向力）。 这还包括了振动攻丝机台面和工件的重量的总和（即垂直螺旋轴力），这里不考虑振动攻丝加工时的轴向力。 利用 75 毫米切口铣刀直径，和 250 r/min 机床速度计算，然后可知： s/ i n/ 250751000 dnV   式 () 由于 4KWPE  ，而振动攻丝机主传动系统的传动效率已计算， 为  333mEZ   式 () 而由于在攻丝   0e d～ ，   ～fa 时， 得到： ZL FF ZV FF ZC FF 1143NFL  2939NFV  1633NFC  振动攻丝机的工作载荷 Fm 在燕尾导轨的滚珠丝杆上时为： )G2FF(fKFF CVLm  3 2 3 3 . 2 N1 9 6 0 )1 6 3 32( 2 9 3 90 . 21 1 4  式 () 在上式之中  ， f =， G=1960N 毕业设计 (论文 ) 14 直线滚柱导轨的设计与校核 （ 1）类型选择 振动攻丝机制造商大多致力于快速加工生产技术的开发，各个生产制造模式包括制造商名称和类型是不同的。 主要类型可以让所有的钢球重 的责任（ MSA），可以让整个钢铁球型（ MSB），全不锈钢微小型（ MSC），全重负荷（ MSR 轮滑钢铁球（柱），变异）重负荷 /R（ EMS）等等多种形式。 线性导轨的选择主要是依照不同的特性和设计。 如果要求选择 PMI 线性导轨，则我们可以依据以实际应用为基础的导轨设计经验来进行选择。 根据经验可以得到选择。 即基于小型数控机床载荷较大的特点，我采用全滚柱重负荷型（ MSR）进行进一步设计。 图 32 滚动导轨副 （ 2） 精度选择 精度等级有多种级别。 其中普通级 (N)、高级 (H)、精密级 (P)、超精密级 (SP)、超高精密级 (UP)这五个级别是依照误差的容许范围而进行的区分。 在我的设计中，因为数控机床的传动要求高，需要对导轨的精度提出更高的要求。 即采用有滚珠丝杠进行运动进给，所以选择较为高级的精度要求。 即高级（ H）型的滚柱导轨进行。 寿命计算 直线导轨的使用时间，可以根据振动攻丝机的滑块的固定载荷 C 和工作时的载荷 P 计毕业设计 (论文 ) 15 算得到。 在循环的滚动体中，振动攻丝机直线导轨的使用时长将会由以下几个因素所决定。 分别是运动的状态、滚动面的硬度和环境的温度。 由上述因素并按照公式，有：硬度的系数 fH。 必须以 HRC58～ 64作为振动攻丝机的直线导轨滚动面硬度值，这是由于过低的硬度会导致直线导轨的负载值的减小。 鉴于上述情况，可以得到对基本额定动力和静载重分别乘以硬度系数得到 fH。 因为出厂后的 PMI 振动攻丝机直线导轨的硬度可达 HRC58，故此确定 fH=。 设定温度的系数为 fT。 当环境处于 100摄氏度，振动攻丝机的直线导轨会产生高温的效应，这种情况就会影响其使用的时长。 依照基本额定动量、静载重分别与温度系数 fT 相乘。 （其中因为振动攻丝机 PMI 直线导轨有塑料制造的部件，所以 100 摄氏度是环境中的温度的上限值。 ） 振 动攻丝机台面装载的负载系数为 fw。 伴随着震动或冲击，振动攻丝机的直线导轨在应用中需要参考不同的条件下的运动情况和速度的使用。 可以参照经验得到载重量用来除以振动攻丝机固定载荷 C。 而后取得经验值。 根据振动攻丝机的工作情况和时间经验，如下选择参数 : fH = 1； fT = 1 ； fw = 综上所述，振动攻丝机的滑块使用有效长度为 毕业设计 (论文 ) 16 L=61427km 式 () 振动攻丝机轴承使用时长校核计算 对于振动攻丝机滚动轴承为 N 208 E。 其固定载重为 C=。 在以下的计算过程中，将分析计算其运动度量的载荷 P， P=Ft/2 式（ ） 式中， Ft 为作用于轴上的径向力， 由上式结论可知： P=得到振动攻丝机轴承的使用时长： Lh=(C/P)ε 106/n/60 式（ ） 在对振动攻丝机的设计计算里，深沟球轴承被选择。