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毕业设计-X5032立式铣床进给系统的数控改造

来源:欧亚体育俱乐部官网发布时间:2025-08-13 17:29:18

  由于采用向心推力球轴承,且丝杆又进行了预拉伸,故其拉压刚度能大大的提升4倍,其实际变形量δ1´(mm)为

  W系列1列3.5圈滚珠和螺纹滚道的接触变形量δQ=6.4μm固进行了预紧拉伸,故其拉压刚度能大大的提升2倍。其实际变形量:

  从上面计算能够准确的看出,M起、M快和M切三种工况下,以快速空载起动所需力矩最大,以此项作为初选步进电机的依据。当步进电机为五相十拍时

  按此最大静转矩从表4-23查出,150BF002型最大静转矩为13.72N·m。大于所需最大静转矩,可作为初选型号,但还必须进一步考核步进电机起动矩频特性和运行矩频特性。

  因此最大水平拖力1500kg(以下按15KN)计,能够完全满足最大切削力要求。

  (2)进给系统机械部分改装设计,绘制改装后一个坐标轴的物理运动机构的装配图及指定零件图(A0图纸两张、A3图纸一张)。

  150BF002型步进电机允许的最高空载起动频率为2800Hz,运行频率为8000Hz,150BF002步进电机起动矩频特性和运行矩频特性曲线a看出,当步进电机起动时, 时,M=100N·cm,远远不能够满足此机床所要求的空载起动力矩(1138.28N·cm)直接用则会产生失步现象,所以一定要采取升降控制(用软件实现),将起动频率降到1000Hz时,起动力矩可增加到588.4N·cm,然后在电路上再采用高低压驱动电路,还可将步进电机输出力矩扩大一倍左右。

  为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性,选用磨擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副,并应有预紧机构,以提高传动刚度和消除间隙。齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。

  设计参数包括铣床的部分技术参数和设计数控进给伺服系统所需要的参数,采用X5032升降台万能铣床进行数控化改装。

  原机床的主要结构布局基本不变,最好能够降低改动量,以减少相关成本,缩短改造周期。

  (3)支承滚珠丝杆轴承的轴向接触变形δ3采用8107推力球轴承d1=30,滚体直径d0=6.35mm,滚体数量Z=18

  参考同类型机床,初选反应式步进电机150BF,其转孖转惯量Jm=10(kg·cm2)。

  可采用W1L4508外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副,1列3.5圈,其额定动负载为27700N,精度选为3级

  如图2.2所示纵向进给滚珠丝杠支承方式,最大牵引力为4653N,支承间距L=1000mm,

  如图2.1所示纵向进给滚珠丝杠支承方式,最大牵引力为4482N,支承间距L=1250mm,

  机械结构改装部分应注意装配的工艺性,考虑正确的装配顺序,保证安装、调试、拆卸方便;需经常调整的部位调整应方便。

  根据机床精度要求确定脉冲当量,X向:0.01mm/步,Y向:0.01mm/步(半径)

  W系列1列3.5圈滚珠和螺纹滚道的接触变形量δQ=8.2μm固进行了预紧拉伸,故其拉压刚度能大大的提升2倍。其实际变形量:

  数控化改造主要内容有以下几点:其一是恢复原功能,对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复;其二是NC化,在普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC机床、CNC机床;其三是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产规格要求的CNC系统以最新CNC进行更新;其四是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造.

  选用滚珠丝杆副的直径do时,一定要保证在一定轴向负载作用下,丝杆在回转100万转(106转)后,在它的滚道上不产生点蚀的现象,这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杆能承受的最大动负载C,可用下式计算:

  可采用W1L4000外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杆副,2.5圈1列,其额定动负载24800N,精度等级按4-5选为3级。

  总体方案设计应考虑机床数控系统的运动方式,伺服系统的类型,以及传动方式和执行机构的选择等。

  铣床数控化改装设计后属于经济型数字控制机床,在保证一定加工精度的前提下,简化结构,减少相关成本。因此,进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。

  数字控制机床对进给传动系统的要求:数字控制机床进给传动系统承担了数控机床各直线坐标轴、回转坐标轴的定位和切削进给。无论是点位控制、直线控制还是轮廓控制,进给系统的传动精度、灵敏度和稳定能力直接影响被加工件的最后轮廓精度和加工精度。为此,对进给系统中的传动装置和元件要求具有长寿命、高刚度、无传动间隙、高灵敏度和低摩擦阻力的特点,如导轨必须摩擦力比较小、耐磨性要高,一般会用滚动导轨、静压导轨等。为了更好的提高转换效率,保证运动精度,当旋转运动被转化为直线运动时,大范围的应用滚珠丝杠螺母副。为了更好的提高位移精度,减少传动误差,对采用的各种机械部件首先保证它们的加工精度,其次采取了合理的预紧来消除轴向传动间隙。虽在进给传动系统中采用各种措施消除间隙,但仍然可能留有微量间隙。此外由于受力而产生弹性变形,也会有间隙,所以在进给系统反方向运动时仍由数控装置发出脉冲指令进行自动补偿。