立式加工中心工作台设计

目录

1.概述········································································1 1.1技术要求 ............................................................... 1 1.2总体设计方案 ........................................................... 1 2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 .................................................. 1

2.1主切削力及其切削分力计算 ............................................... 1 2.2导轨摩擦力的计算 ....................................................... 2 2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 ......................................... 2 2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 ......................................... 3 3.工作台部件的装配图设计 ...................................................... 7 4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 ................................................ 7

4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 ....................................... 7 4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 ........................................... 7 4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 ........................................... 8 5.计算机械传动系统的刚度 ...................................................... 9

5.1机械传动系统的刚度计算 ................................................. 9 5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 .......................................... 10 6.驱动电动机的选型与计算 ..................................................... 10

6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。 ...................................... 10 6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 ........................................ 11 6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩.............................. 11 6.4选择驱动电动机的型号 .................................................. 12 7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 ..................................... 15

7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 .......................................... 15 7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 .............................................. 15 7.3机械转动系统的误差计算与分析··········································14 8.机械传动系统的动态分析······················································15 9.课程设计总结 ............................................................... 15 10.参考文献 .................................................................. 16

立式加工中心工作台设计

1.概述 1.1技术要求

工作台、工件和夹具总质量m=833kg(重力W=8500N)，工作台行程900mm，工作台快进速度20000mm/min,工作台采用滚动摩擦导轨，动摩擦系数为0.01，静摩擦系数为0.01，工作台定位精度为0.04mm，重复定位精度为0.01mm，机床的工作寿命为20000h。采用伺服电机，额定功率7.5kw，强力切削时铣刀直径125mm，主轴转速300r/min

1.2总体设计方案

为了满足以上技术要求，采取以下技术方案：

（1） 工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。

（2） 工作台导轨采用矩形导轨，在与之相配的动导轨滑动画面上贴聚四氟乙烯导轨板。同

时采用斜镶条消除导轨导向面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴膜。

（3） 对滚珠丝杠螺母副采用预紧，并对滚珠丝杠进行拉伸预。 （4） 采用伺服电动机驱动。

（5） 采用膜片弹性联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠连接。

2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 2.1主切削力及其切削分力计算 （1）计算主切削力Fz。

根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切削（铣刀直径D=125mm），主

轴具有最大扭矩，并能传递主电动机的全部功率，此时铣刀的切削速度为：（已知机床主电动机的额定功率Pm为7.5kw，主轴计算转速n=300r/min。） 根据公式得刀具的切削速度为： v

Dn60

3.14 125 10

60

3

300

m/s 1.96m/s

取机床的机械效率为： m 0.8，则由式得主切削力： Fz

mPE

v

10

3

0.8 7.51.96

10N 3061.22N

3

（2）计算各切削分力

工作台的纵向切削力、横向切削力和垂向切削力分别为

F1 0.4Fz 0.4 3061.22 1224.49N

FC 0.95Fz 0.95 3061.22 2908.16N

FV 0.55Fz 0.55 3061.22 1683.67N

2.2导轨摩擦力的计算

在切削状态下坐标轴导轨摩擦力F 的计算可以查课程设计指导书：

（1）根据式（2-8a）计算在切削状态下的导轨摩擦力F 。此时导轨动摩擦系数 0.01，查表2-3得镶条紧固力fg 2000N,则

F W fg Fv Fc 0.01 850 …… 此处隐藏：9733字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……