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工作台和滚珠丝杠的计算要点.ppt
工作台的组成零件 工作台的简介 工作台采用优质冷扎板精工制作而成,坚固的工作桌框架,牢固平稳,可使工作桌承重1000kg;多种工作桌面选择,可配合不工使用的要求;工具吊柜(箱),侧柜(箱),外形美观;层板,抽屉质量上乘,承重大,抽屉内可根据需要任意分隔;节约空间,适用性强。 适用范围 工作台适合于模具、钳工、检测、维修、组装等各种不同应用场合,具有良好的耐腐蚀性,耐脏性,抗冲击性和承重能力强。 工作台分类 根据台面的不同分为:榉木工作台、钢板合成工作台、防静电工作台、高分子工作台; 根据承重的不同分为:轻型工作台、中型工作台、承重型工作台; 根据功能的不同分为:多功能工作台、工作台、带吊柜工作台等等。 闭环式数控回转工作台 项目六 工作台的选型及计算步骤 工作台的设计步骤: 导轨副的选择 丝杠螺母副的选用 滚珠丝杠螺母副的选型 确定齿轮传动比 步进电机的选用 例题: 设计一个数控X-Y工作台。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工,重复定位精度为±0.01mm,定位精度为0.02mm。 设计主要技术要求如下: 台面尺寸 长×宽=400mm×250mm;工作台行程为:X=300mm,Y=150mm;脉冲当量:X 、Y都是0.01 mm;X /Y最高工作进给速度为300 mm /min;X /Y最高空载进给速度为700 mm /min;X/Y/Z向切削负载为:2000/2000/1000N(力不用计算);工件最大重量(包括夹头)为:150KG;工作寿命为每天8小时,连续工作5年,250天/年。进给机械系统均采用滚动(珠)丝杠副和滚动(珠)导轨副;所设计的工作台应结构合理、设计参数与上述要求符合;设计装配图应表达正确,完整,技术标注规范、全面; 带动工作台运动,其总体框图如下: 一 导轨副的选用 导轨是数控机床的重要部件之一,它在很大程度上决定数控机床的刚度,精度与精度保持性。目前的数控机床采用导轨形式的主要有:滑动导轨,滚动导轨,静压导轨三类。 要设计的X-Y工作台X/Y/Z向切削负载为2000/2000/1500,需要承受的载荷不是很大,脉冲当量为0.01 mm、定位精度高,因此,决定选用直线滚动导轨副,它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 导轨上移动部件重量估算:包括进给工作台夹具、上电动机、上导轨滑块、导轨座上层丝杠,由设计参数,可估计重量为4000N。 滑块承受的最大载荷为Fmax=4000N/4=1000N查表选用HJG-DA滚动直线系列DA30A,其额定功载荷为25.7kN,选用导轨长度700mm。(如下表) (1)导轨额定寿命计算 上述选取的HJG-DA滚动直线系列DA30A导轨副的滚道硬度为60HRC,工作温度不超过 100°C每根导轨上配有上配有两个滑块,精度为4级,工作速度较低,载荷不大。查表得 fh=1.0 ; 温度系数ft=1.00 ; fc=0.81,fa=0.9,fw=1.5, 得距离寿命: L=[fh*ft*fc*fa*Ca/(fw*PC)]3*50=7*106 L 额定寿命 fa精度系数 PC 计算载荷 fw载荷系数 ft 温度系数 fh硬度系数 fc接触系数 大于所期望的寿命距离,故满足要求。 (2)滚动导轨预紧方式的确定: 滚动导轨经过预紧,可以显著的提高其刚度,通常经过预紧的导轮的刚度可以比没有预紧的高三倍左右,因此,对于颠覆力炬较大,或要求接触刚度或移动精度叫高的导轨均匀进行预紧。但预紧力应适当,预紧力过大会使牵引力显著增加。 常用的预紧方法有两种:采用过盈配合或采用调整元件,此处采用过盈配合。 二 丝杠螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过螺母副转换成直线运动,要满足0. 01mm的脉冲当量和0.05的定位精度,选用滚珠丝杠副。滚珠丝杠副的传功精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高.预紧后可消除反向间隙。 (1)、计算进给引力 滚珠丝杠上的工作载荷为进给引力,移动体重力和作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力。 由于选择的导轨要求结构紧凑,间隙调整方便,摩损小,有良好的精度保持性且运动平稳,故选择直线滚动导轨,为了使导轨能承受一定的颠覆力矩,所以选择燕尾导轨的实验公式进行计算: X/Y/Z向切削负载为2000/2000
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