X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制).docVIP

X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制） 一．总体方案的确定 首先先查出X502的参数如下表： X520立式铣床 主要参数 ［机床用途］：Ｘ５０２型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面，其使用范围如下： （１）加工与主轴中心线平行的平面 （２）加工与主轴中心线垂直的平面 （３）利用主轴头的回转，加工具有一定斜度的平面（在±４５度范围内） （４）加工成形表面 （５）铣切沟槽 ［机床特点］：结构简单，有足够的强度和刚性，保险装置较完善，并有较多的主体运动速度和进刀速度，主要适合中、小型零件的加工，如采用某些附件或夹具，使用范围广泛。 　 [技术参数] 　 主轴端面到工作台面的距离 最大３３０mm 最小30mm 主轴中心线到床身垂直导轨的距离 　 工作台的侧边到床身垂直导轨的距离 最大１９５mm 最小45mm 工作台台面尺寸（长×宽） 750×225 工作台最大移动距离 纵向（手动或机动）　４５０mm 横向（手动）　150mm 升降（手动）300mm 刻度盘一格的移动量 纵向0.05mm 横向及垂直0.05mm 刻度盘每转移动量 纵向6mm 横向4mm 垂直3mm 工作台上的T型槽数目 3个 T型槽宽度 14mm 主轴锥孔锥度 7:24 主轴孔直径 24mm 主轴头最大回转角度 ±45度 主轴头回转盘上的刻度值 1度 机床外形尺寸(长×宽×高) 1200×1135×1630mm 机床重量 约1010kg 主轴变速数 8 主轴转速 47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分 主轴驱动功率 1.45kw 工作台纵向进刀数目 8 工作台纵向进刀量 26/38/54/77/117/169/240/347mm/分 进刀机构容许最大抗力 1010kg 主电机 型号JO2-31-4型 功率2.2kw 转数1430r/min 电压220/380v 冷却泵电机 功率0.125kw 转数2800r/min 电压220/380v 将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比，根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。改造后的数控铣床要求结构简单、经济实用、易于推广普及，因此采用步进电机作为伺服元件，用来驱动纵横向工作台的进给运动。拆除机床上原有的纵横向丝杠螺母机构，改用步进电机和一对减速齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。下面为横向进给机构的机械部分改装设计。 X502铣床传动系统图 二．机械部分设计计算 μ=μ（W+fg+Fv+F1） N 式中：W——坐标轴上移动部件的全部重量（包括机床夹具和工件的重量，N）； μ——摩擦系数，随导轨形式不同而不同，对于贴塑导轨，μ=0.15；对于滚动直线导轨，μ=0.01； fg——镶条紧固力（N），其推荐值可查表2—3.依据导轨形式和主电机功率2.2kW贴塑导轨选定fg为500 对于W值由于工作台质量约为100kg，其余未给定，故只能大概给定W=1000N.则 Fμ=μ（W+fg+Fv+F1） =0.15×（1000+500+4385+877） =1014.3N 计算最大轴向负载力Fmax。 Fmax=Fc+ Fμ=（1535+1014.3）N=2549.3N 故其寿命值 其中：使用寿命时间T取15000小时， 进给速度V值的选取V=0.4m/min. L0前边已经选取4mm。 故=1000×0.4/4=100r/min 则=60×100×15000／106=90 因此 FQ=fHfWFmax可以计算，其中fH选择为1，fW选择为1.2故： FQ=fHfWFmax =×1×1.2×2549.3 = 13709.3N 依据计算所得最大动载荷的值以及前边的基本导程查《数控技术课程设计》表A-3常用滚珠丝杠型号及参数表选取FFZD3204-5公称直径d0=32，基本导程L0=4，丝杠外径d1=31.1，钢球直径DW=3，丝杠底径d2=28.9，动载荷Ca=15kN，静载荷Coa=46.5kN，刚度K=1340(N/μm). 2.2.2.效率计算 滚珠丝杠副传动效率： 其中螺旋升角：