毕业设计（论文）-丝杠专用车床.docVIP

第一章、车床总体设计方案的拟定，分析与确定 1.1、方案拟定： 本次设计的车床是加工丝杠的专用车床，拟定车床只采用滚珠丝杠螺母副拖动溜板以及刀架做纵向进给运动，同时不附加纵向手动手轮，只用小滑板作纵向微调进行定 位。横向进给采用手动手轮经丝杠带动刀架作横向进给运动。根据设计要求，拟定如下两个方案： 1.1.1、方案一： 车床主轴由直流电机经皮带轮、涡轮副驱动，电机由可控硅无机调速，为满足多种螺距丝杠要求，采用挂轮结构，直接与主轴和滚珠丝杠相联接。 车床传动系统图见图1-1 1.1.2方案二： 车床主轴由步进电机直接驱动，实现无级调速。为加工多种螺距的丝杠，采用如下结构：电机驱动主轴经一对齿轮副传动，连接挂轮，之后直接连接丝杠。 车床传动系统图见图1-2 1.2、方案分析： 方案一的结构，传动平稳，有利于提高工作表面光洁度。主轴至丝杠的传动链短，仅有一套用于改变被加工工件螺距的交换齿轮，故此部分传动误差小。但主轴由直流电机经皮带轮、涡轮副驱动，导致传动效率有所降低，传动误差较大。 方案二的结构，由于主轴有步电机直接驱动，故传动精度和传动效率都较高。主轴至丝杠的传动链，有一对齿轮副和一套用于改变被加工工件螺距的交换齿轮，故此部分传动误差较小。 1.3、方案的确定： 从车床的整体传动系统看，方案二的结构紧凑，传动精度和传动效率都较方案一高。故采用方案二的结构。 第二章、动力参数计算 切削速度： Cv V= *Kv 601-m*Tm*axy*fyv 查表，车刀耐用度： T=3600(S),ap=2mm,f=2mm/r, Cv=43,xv=0.25,yv=0.66,m=0.125, ∵成型车削 ∴取kv=0.85 43 ∴V= *0.85≈0.19(m/s) 601-0.125*36000.125*20.25*20.66 主切削力： Fz=9.81×60nFz×CFZ×a×fyFz×vnFz×kFZ×(N) 刀具材料: 硬质合金:W18Cr4V 加工材料: 碳素合金钢 查表得:nFz=-0.15, CFz=270; xFz=1.0; yFz=0.75 取: KFz=1 则：Fz=9.81×60-0.15×270×21.0×20.75×0.19-0.15×1≈6183.9 同理，径向切削力： Fy=9.81×60nFz×CFZ×a×fyFz×vnFz×kFy 查表： nFy=-0.3, cFy=199, xFy=0.1, yFy=0.6, kFy=1 ∴Fy=9.81×60-0.3×199×20.9×20.6×0.19-0.3×1≈2660.7(N) 轴向力: Fx=9.81×60nFx×CFx×a×fyFx×vnFx×kFx 查表： nFx=-0.4, cFx=294, xFx=1.0, yFx=0.5, kFx=1.2 Fy=9.81×60-0.4×294×21.0×20.5×0.19-0.4×1≈3081.8(N) ∴成型车削深度不大，形状不复杂的轮廓时，切削力减小10%～15% ∴取12% 则： Fz=6183.9×(1-12%)≈5441.8(N) Fy=2660.7×(1-12%)≈2341.4(N) Fx=3081.8×(1-12%)≈2712(N) 切削时消耗的功率： pm=Fz*V×10-3 =5441.8×0.19×10-3 ≈1.034(Kw) ∴步进电机功率： pm p= η*k 其中:η——主传动的总功率，取η=0.65 K——进给传动功率系数，取K=0.96 1.034 ∴p= ≈1.657(Kw) 0.65×0.96 加工工件时的最大转距: Tmax= Fz××10(n.m) =5441.8××10 =272.09(n.m) 由Tmax,选取86BYG019五相BYG感应子式功率步进电机。 电机能承受的最大转距： Tmax= 9.55××106(n.m) n= ∴T=9.55×106× ∴9.55×=26165(n.m) TTmax ∴所选的步进电机合适 数据如下： 步距角：0.72/0.36 静转距：360 最大转距:300 转子转动惯量:1.8 外形长度：201mm 重量:3.5k