2005 (600×600)方臺面數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計
2005 (600600)方臺面數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計,臺面,數(shù)控,回轉(zhuǎn),工作臺,設(shè)計
X-Y 數(shù)控工作臺設(shè)計學(xué) 生:學(xué) 號:專 業(yè):班 級:指導(dǎo)教師: 2(600600)方臺面數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計目錄一、課程設(shè)計目的4二、設(shè)計任務(wù)4三、設(shè)計主要步驟 51、確定設(shè)計總體方案5(1) 、機械傳動部件的選擇5(2) 、控制系統(tǒng)的設(shè)計62、機械傳動部件的計算與選型6(1) 、導(dǎo)軌上移動部件的重量估算6(2) 、計算切削力6(3) 、滾珠絲杠傳動的設(shè)計計算及校驗7(4)、步進電機的選用10(5) 、滾動導(dǎo)軌的設(shè)計計算153、其余附件的選擇16四、控制系統(tǒng)的設(shè)計17五、總結(jié)體會 19六、參考文獻193一、設(shè)計的目的數(shù)控機床課程設(shè)計是一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),要求學(xué)生綜合的運用所學(xué)的理論知識,獨立進行的設(shè)計訓(xùn)練,主要目的:1、 通過設(shè)計,使學(xué)生全面地、系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)控機床的基本組成及其思想知識,學(xué)習(xí)總體的方案擬定、分析與比較的方法。2、 通過對機械系統(tǒng)的設(shè)計,掌握幾種典型傳動元件與導(dǎo)向元件的工作原理、設(shè)計計算及選用的方式3、 通過對機械系統(tǒng)的設(shè)計,掌握常用伺服電機的工作原理、計算控制方法與控制驅(qū)動方式4、 培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力,學(xué)習(xí)并樹立“系統(tǒng)設(shè)計”的思想5、 鍛煉提高學(xué)生應(yīng)用手冊和標(biāo)準(zhǔn)、查閱文獻資料及撰寫科技論文的能力二、設(shè)計任務(wù)設(shè)計 X-Y 數(shù)控工作臺,主要參數(shù)如下:設(shè)計一臺數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺并開發(fā)其控制、驅(qū)動系統(tǒng),工作臺臺面 600600mm,分辨率為 =5 分/step,承受最大載荷 Tmax=1800Nm。三、設(shè)計主要步驟1、確定設(shè)計總方案、機械傳動部件的選擇、 絲杠螺母副的選擇步進電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動,需要滿足初選 0.005mm 脈沖當(dāng)量,因為定位精度0.01mm,對于機械傳動要有一定的精度損失,大約是 1/3-1/2 的定位精度,現(xiàn)取為 1/2,滑動絲杠副無法做到,只有選用滾珠絲桿副才能達到要求,滾珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。同時選用內(nèi)循環(huán)的形式,因為這樣摩擦損失小,傳動效率高,且徑向尺寸結(jié)構(gòu)緊湊,軸4向剛度高。由于定位精度不高,故選擇的調(diào)隙方式是墊片調(diào)隙式,這種調(diào)隙方式結(jié)構(gòu)簡單,剛性好,裝卸方便。由于工作臺轉(zhuǎn)速不高,故可以采用一般的安裝方法,即一端固定,一端游動的軸承配置形式。、導(dǎo)軌副的選用要設(shè)計數(shù)控銑床工作臺,需要承受的載荷不大,而且脈沖當(dāng)量小,定位精度高,因此選用直線滾動導(dǎo)軌副,它具有摩擦系數(shù)小,不易爬行,傳動效率高,結(jié)構(gòu)緊,安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點。、伺服電機的選用選用步進電動機作為伺服電動機后,可選開環(huán)控制,也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書所給的精度對于步進電動機來說還是偏低,為了確保電動機在運動過程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步,決定采用開環(huán)控制,任務(wù)書初選的脈沖當(dāng)量尚未達到 0.001mm,定位精度也未達到微米級,空載最快移動速度也只有 2300mm/min,故本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電機,因此可以選用混合式步進電機,以降低成本,提高性價比。、減速裝置的選用選擇了步進電動機和滾珠絲桿副以后,為了圓整脈沖當(dāng)量,放大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩,降低運動部件折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量,可能需要減速裝置,且應(yīng)有消間隙機構(gòu),如果要選用減速裝置,則應(yīng)選用無間隙齒輪傳動減速箱。、控制系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)計的 X-Y 工作臺準(zhǔn)備用在數(shù)控銑床上,其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有輪廓控制,兩坐標(biāo)直線插補與圓弧插補的基本功能,所以控制系統(tǒng)設(shè)計成連續(xù)控制型。、對于步進電動機的開環(huán)控制系統(tǒng),選用 MCS-51 系列的 8 位單片機 AT89S52 作為控制系統(tǒng)的 CPU,能夠滿足任務(wù)書給定的相關(guān)指標(biāo)。、要設(shè)計一臺完整的控制系統(tǒng),在選擇 CPU 之后,還要擴展程序存儲器,I/O 接口電路,D/A 轉(zhuǎn)換電路,串行接口電路等。、選擇合適的驅(qū)動電源,與步進電動機配套使用。2、機械傳動部件的計算和選擇(1) 、導(dǎo)軌上移動部件的重量估算5按照下導(dǎo)軌上面移動部件的重量來進行估算。包括工件、夾具、工作平臺、上層電動機、減速箱、滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌座等,估計重量約為 3700N。(2) 、計算切削力根據(jù)設(shè)計任務(wù),加工材料為碳素鋼或有色金屬及如下參數(shù):設(shè)零件的加工方式為立式加工,采用硬質(zhì)合金銑刀,工件材料為碳素鋼。由【5】中的表中,可知 d=15mm 的硬質(zhì)合金立銑刀最大的切削參數(shù)如下:每齒進給量 fz=0.1mm銑刀轉(zhuǎn)速 n=300r/min由【2】中 P200,查得立銑時切削力計算公式為: 0.85.70.31.0cezp1afdanZF代如上式得: 16393025.2.173. C采用立銑刀進行圓柱銑削時,各銑削力之間的比值可由【2】中查得,各銑削力之間的比值范圍如下:=(1.01.2) 取 1.1fF/c/ =(0.20.3) 取 0.25fn/ =(0.350.4) 取 0.38ec考慮逆銑時的情況,因為逆銑的情況的受力最大的情況,為了安全考慮這種最危險的工況。由此可估算三個方向的銑削力分別為:NFCf1803.e62Cfn45.考慮立銑,則工作臺受到垂直方向的銑削力 ,受到水平方向的銑削力分別為 和zFfFfnF今將水平方向較大的銑削力分配給工作臺的縱向,則縱向銑削力 ,徑向銑削力為 。xFyFx=Ff=1803NFy=Ffn=410NFz=Fe=623N6(3) 、滾珠絲杠傳動設(shè)計計算及校驗、最大工作載荷的計算已知移動部件總重量 G=3700N,按滾動導(dǎo)軌計算,由【3】中,取顛覆力影響系數(shù)K=1.1,滾動導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)查【1】中 P194 可知 u=0.00250.005,現(xiàn)取 u=0.005,求得滾珠絲杠副的最大工作載荷: xF(F)eqyZkuG=1.11803+0.005(410+623+3700)=2007N、最大計算動載荷的確定設(shè)工作臺在承受最大銑削力時的最快進給速度 v=950mm/min,初選絲杠導(dǎo)程 P=5mm,則此時絲杠轉(zhuǎn)速 =v/P=190r/min。eqn預(yù)計滾珠絲杠的工作五年,每天工作八小時,由此得使用壽命為 T=53608=14400h,根據(jù)【1】中 P110,公式 54 得: 601eqnT其中 T使用壽命 14400 hN循環(huán)次數(shù)滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速 190r/mineqn求得: 164 ( )6 1049T610r查【1】中 P110,表 5-1、5-2 得,受中等沖擊載荷取值范圍 ,現(xiàn)取 ,滾1.25df1.3df道硬度為 60HRC 時,硬度影響系數(shù)取值 ,由【1】中, .hf3cheqCTfF代入數(shù)據(jù)得: 14281N207.13643Cc、規(guī)格型號的初選根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導(dǎo)程,查網(wǎng)上生產(chǎn)該型號的生產(chǎn)廠家的資料,選擇濟寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 GDM 系列 2005-3 型滾珠絲杠副,為內(nèi)循環(huán)固定反向器雙螺母墊片預(yù)緊式滾珠絲杠副,其公稱直徑為 20mm,導(dǎo)程為 5mm,循環(huán)滾珠為 3 圈2系列,精度等級取 5 級。滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) (單位 mm)名 稱 符 號 計算公式和結(jié)果公稱直徑 0d207螺距 P 5接觸角 4鋼球直徑 wd3.175螺紋滾道法面半徑 R0.21.65wd偏心距 e9絲杠滾道螺紋升角 arc43hwPtg絲杠外徑 1d19.3絲杠底徑 26.絲桿螺桿接觸直徑 z cos17.5zwbd螺母螺紋外徑 D0232eR絲杠螺母螺母內(nèi)徑(內(nèi)循環(huán)) 1.4表一、傳動效率的計算將公稱直徑 d0=20mm,導(dǎo)程 P=5mm,代入 =arctanP/( d0),得絲杠螺旋升角 =433。將摩擦角 =10,代入 =tan/tan(+),得傳動效率 =96.4%。、剛度的驗算X-Y 工作臺上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“一端固定,一端游動”的軸承配置形式。由【1】中 P109,可知這種安裝適用于較高精度、中等載荷的絲杠,一端采用深溝球軸承,一端采用一對背對背角接觸球軸承,這樣能承受集中力偶。絲杠螺母的剛度的驗算可以用接觸量來校核。a、滾珠絲杠滾道間的接觸變 ,查【3】中相關(guān)公式,根據(jù)公式 ,求得單圈0/WZd滾珠數(shù) Z=20;該型號絲杠為雙螺母,滾珠的圈數(shù) 列數(shù)為 3 2,代入公式 Z 圈數(shù) 列數(shù),得滾珠總數(shù)量 =120。絲杠預(yù)緊時,取軸向預(yù)緊力 /3=669N。查【3】中相關(guān)公Z eqFy式,得, 滾珠與螺紋滾道間接觸變形 3310./wyPadz= =0.0014。因為絲杠有預(yù)緊力,3310./wyPadFz326975./491.0且為軸向負(fù)載的 1/3,所以實際變形量可以減少一半,取 =0.0007mm。1b、絲杠在工作載荷 作用下的抗拉壓變形max 2絲杠采用的是一端采用深溝球軸承,一端采用一對背對背角接觸球軸承的配置形式,軸承的中心距 a=560mm,鋼的彈性模量 E=2.1 10 MPa,由表一中可知,滾珠直徑 =3.175mm,絲杠底徑5 wd8=16.2mm,則絲杠的截面積 S= =206.12 ,由【7】中,式 3-352d2d/4 2m2FeqaES其中, 最大工作載荷 =2007N中心距 a=560mm彈性模量 E=2.1 10 MPa5截面積 S= =206.122d/4 2m代入以上數(shù)據(jù),得 =0.026mm2c、則 ,絲杠的有效行程為 500mm,由【3】中u.726.07.1 總知,5 級精度滾珠絲杠有效行程在 400500mm 時,行程偏差允許達到 30um,可見絲杠剛度足夠。、穩(wěn)定性的驗算根據(jù)【3】 。2EILKkafP取支承系數(shù) =2;kf由絲杠底徑 d2=16.2mm 求得截面慣性矩 3380.88 ;42/6Id4m壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 3(絲杠臥式水平安裝) ;滾動螺母至軸向固定處的距離 L=a 取最大值 560mm。代入公式,得 P =14481kg,f=14481N 大于 =14281N,故不會失穩(wěn),滿足使用要求。a cC、臨界轉(zhuǎn)速的驗算對于絲杠有可能發(fā)生共振,需驗算其臨界轉(zhuǎn)速,不會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速 ,cn由【1】中 P111 式 5-10 得:2cfdn910L其中 20-1.23.175=16.2mm20wd1.D為臨界轉(zhuǎn)速計算長度cLc216.d為絲杠支承方式系數(shù) =3.927(一端固定,一端游動)2f f代入數(shù)據(jù)得: min/943rc9臨界轉(zhuǎn)速遠大于絲杠所需轉(zhuǎn)速,故不會發(fā)生共振。、滾珠絲杠的選型及安裝連接尺寸的確定由以上驗算可知,選用 GDM2005 型的絲杠,完全符合滿足所需要求,故確定選用該型號,由表一可知絲杠所需的安裝連接尺寸(4) 、步進電機的選用步進電動機的計算和選型a、步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量的計算??傓D(zhuǎn)動慣量 J 主要包括電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量、滾珠絲杠上一級移動部件等折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量。、滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 J由【1】中 P134 式 5-28 得: 4120.7DL式中 D 為絲杠公稱直徑 D=20mmL 為絲杠長度 L=560mm代入數(shù)據(jù),得:J=0.7720 56010 =6.910 kg.4125、滾珠絲杠上一級移動部件等折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量由【1】中式 5-29 得: 262()0sJM其中 M 為工作臺的(包括工件)的質(zhì)量 M= kggG6.378.90S 為絲杠螺距 S=5mm代入數(shù)據(jù),得: 2462 10.2.37)5( mkJ、初選常州寶馬前楊電機電器有限公司的 90YG5502 型混合式步進電動機,可知其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量 4310kg.所以 =6.910 +2.410 +410 =7.0910 Nm12dJJ5444驗算慣量匹配,電動機軸向慣量比值應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi),既不應(yīng)太大也不應(yīng)太小,即伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性取決于負(fù)載特性。為使該系統(tǒng)慣量達到較合理的配合,一般比值控制在 1/41 之間, 56.019.7443Jd10由此可見: ,符合慣量匹配要求。314dJ、步進電機軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 M 的計算a、承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩在不同工況下是不同的,考慮最大切削負(fù)載時電動機所需力矩,由【1】中 P132 式 5-25 得: 10atft其中 9.6ratJnMT其中: 為折算到電動機軸上的總慣量 = =7.0910r rJd4T 系統(tǒng)時間常數(shù),由任務(wù)書知為 T=0.4S切削時的轉(zhuǎn)速為 300r/mintn得: mNat 24105.06931.7302fFSMi其中: 為導(dǎo)軌摩擦力0NuGz 6.2105.)3762(S 為絲杠螺距 S=5mmi 為齒輪降速比,已計算出為 1 為傳動鏈總效率,=0.70.8,取 0.8代入數(shù)據(jù) 得: mNMf 205.23max00(1)FSMi其中: 為最大軸向載荷,maxFNFeqa693mx為滾珠絲杠未預(yù)緊時的效率, =0.950.9 00其余數(shù)據(jù)同上代入數(shù)據(jù) 得: NM65.0其中: 進給方向的最大切削力3102ttFSMi tFNFxt180311其余參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)得: Nm9.71Mt由此都得到等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Nm 93.10fatb、快速空載時電動機所需力矩 M由【1】中 P132 式 5-24 得: max0f加速力矩 其中:maxax9.6rJnMTin/46axrPVh其余參數(shù)同上入數(shù)據(jù)得: mNa02.mx力矩摩擦 其中:u 為導(dǎo)軌副的摩擦因數(shù),滾動導(dǎo)軌取3012fFSiu=0.005其余參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)得: Nm021.Mf附加摩擦力矩: 23max00(1)FSMi其余參數(shù)同上代入數(shù)據(jù)得: NmmN65.0所以可知快速空載時點擊所需力矩: 2ax0fM=0.02+0.021+0.065=0.106 Nm比較 和 ,取其較大者,就是最大等效負(fù)載,即: = =1.93N.m1M2 1M、步進電機的初選考慮到步進電機的驅(qū)動電源受電網(wǎng)的影響較大,當(dāng)輸入電壓降低時,其輸入轉(zhuǎn)矩也會下降,可能會造成丟步,甚至堵轉(zhuǎn),因此按最大等效負(fù)載 M 考慮一定的安全系數(shù) ,取=2,則步進電機的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足:Nm86.39.12maxMTj12由所選的電機型號參數(shù)可知,最大轉(zhuǎn)矩 Nm,可知滿足要求。max5jT、確定選型的步進電機的參數(shù)所選電動機參數(shù)如下圖所示:圖 2外形尺寸安裝接線圖和和矩頻特性如圖 3 所示13圖 3圖 4(5) 、滾動導(dǎo)軌的設(shè)計計算14、工作載荷的計算工作載荷是影響導(dǎo)軌副壽命的重要因素,對于水平布置的十字工作臺多采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式。考慮最不利的情況,即垂直于臺面的工作載荷全部由一個滑塊承擔(dān),則單滑塊所承受的最大垂直方向載荷為:max4GF其中,移動部件重量 G=800N,外加載荷 F= =623NZF代入上式,得: N1548max 、小時額定工作壽命的計算預(yù)期工作臺的工作壽命為 5 年,一年 365 天,取工作時間為 360 天,每天工作 8 小時,因此得到小時額定工作壽命 140hL、距離額定壽命計算由公式 ,從而得到31026hLnS32610hnS式中, 為小時額定工作壽命。hn 為移動件每分鐘往復(fù)次數(shù)(46)取 5S 為移動件行程長度,由加工范圍為 600mm300mm 取 900mm代入數(shù)據(jù) 得: kmLh76、額定動載荷計算由公式 36.25(/)aCF從而得到: 6.25L式中: 為額定動載荷aL 為距離工作壽命,由上式可知為 7776kmF 為滑塊的工作載荷,由上式可知為 1548N代入數(shù)據(jù)得: NCa1649、產(chǎn)品選型根據(jù)額定動載荷,選擇滾動導(dǎo)軌,查滾動導(dǎo)軌生產(chǎn)廠家,選用南京工藝裝備制造有限公司的 GGB25BA 型,相關(guān)尺寸如下圖 4 所示,15圖 5可知其額定動載荷 C=17.7KN,大于 16.649KN,故可知滿足要求。、安裝連接尺寸。對于導(dǎo)軌的安裝按照如圖 5 所示相關(guān)尺寸安裝。3、其余附件的選擇1、聯(lián)軸器的選擇剛性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡單,制造容易, 免維護,超強抗油以及耐腐蝕,即使承受負(fù)載時也無任何回轉(zhuǎn)間隙,即便是有偏差產(chǎn)生負(fù)荷時,剛性聯(lián)軸器還能剛性傳遞扭矩。適用于安裝底座剛性好、對中精度較高、沖擊載荷不大、對減振要求不高的中小功率軸系傳動。根據(jù)選出的電機和絲杠的參數(shù),選用沈陽光宇科技有限公司的 LK13-C32-1012 型剛性聯(lián)軸器。四、控制系統(tǒng)的設(shè)計16根據(jù)任務(wù)書的要求,設(shè)計控制系統(tǒng)的時主要考慮以下功能:(1) 接受操作面板的開關(guān)與按鈕信息;(2) 接受限位開關(guān)信號;(3) 控制 X,Y 向步進電動機的驅(qū)動器;(4) 與 PC 機的串行通信。CPU 選用 MCS-51 系列的 8 位單片機 AT89S52,采用 8279,和 W27C512,6264 芯片做為I/O 和存儲器擴展芯片。W27C512 用做程序存儲器,存放監(jiān)控程序;6264 用來擴展 AT89S52的 RAM 存儲器存放調(diào)試和運行的加工程序;8279 用做鍵盤和 LED 顯示器借口,鍵盤主要是輸入工作臺方向,LED 顯示器顯示當(dāng)前工作臺坐標(biāo)值;系統(tǒng)具有超程報警功能,并有越位開關(guān)和報警燈;其他輔助電路有復(fù)位電路,時鐘電路,越位報警指示電路。1、 進給控制系統(tǒng)原理框圖圖 62、 驅(qū)動電路流程設(shè)計步進電機的速度控制比較容易實現(xiàn),而且不需要反饋電路。設(shè)計時的脈沖當(dāng)量為 0.005mm,步進電機每走一步,工作臺直線行進給 0.005mm。步進電機驅(qū)動電路中采用了光電偶合器,它具有較強的抗干擾性,而且具有保護 CPU 的作用,當(dāng)功放電路出現(xiàn)故障時,不會將大的電壓加在 CPU 上使其燒壞。17圖 7 步進電機驅(qū)動電路圖該電路中的功放電路是一個單電壓功率放大電路,當(dāng) A 相得電時,電動機轉(zhuǎn)動一步。電路中與繞組并聯(lián)的二極管 D 起到續(xù)流作用,即在功放管截止是,使儲存在繞組中的能量通過二極管形成續(xù)流回路泄放,從而保護功放管。與繞組 W 串聯(lián)的電阻為限流電阻,限制通過繞組的電流不至超過額定值,以免電動機發(fā)熱厲害被燒壞。由于步進電機采用的是五相十拍的工作方式(五個線圈 A、B、C、D、E) ,其正轉(zhuǎn)時通電順序為:A-AB-B-BC-C-CD-D-DE-E-EA-A.其反轉(zhuǎn)的通電順序為:A-AE-E-ED-D-DC-C-CB-B-BA-A。3、驅(qū)動電源的選用,及驅(qū)動電源與控制器的接線方式設(shè)計中 X、Y 向步進電動機均為 90BYG5502 型,生產(chǎn)廠家為常州寶馬前楊電機電器有限公司。查步進電動機的資料,選擇與之匹配的驅(qū)動電源為 BD28Nb 型,輸入電壓為 50V AC,相電流為 3A,分配方式為五相十拍。該驅(qū)動電源與控制器的接線方式如圖 8 所示:圖 818五、總結(jié)體會我覺得本次課程設(shè)計是對過去所學(xué)專業(yè)知識的一個全面的綜合的運用。在設(shè)計的過程中我全面地溫習(xí)了以前所學(xué)過的知識,包括機械設(shè)計基礎(chǔ)和機械制圖方面的基礎(chǔ)知識,還有剛學(xué)過的數(shù)控機床和機電一體化系統(tǒng)設(shè)計,經(jīng)過復(fù)習(xí)整理所學(xué)得專業(yè)知識使得設(shè)計思路清晰系統(tǒng)。通過設(shè)計使我更加接近生產(chǎn)實際,鍛煉了將理論運用于實際的分析和解決實際問題的能力,鞏固、加深了有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。在此過程中我不僅運用了以前所學(xué)的各個學(xué)科方面的知識,而且學(xué)到了課本以外的知識。在此次設(shè)計過程中遇到了不少問題,也走了不少彎路,通過此次設(shè)計實踐讓我學(xué)會虛心求教,細(xì)心體察,大膽實踐。任何能力都是在實踐中積累起來的,都會有一個從不會到會,從不熟練到熟練的過程,人常說“生活是最好的老師”就是說只有在生活實踐中不斷磨練,才能提高獨立思考和解決問題的能力;同時也培養(yǎng)了自己優(yōu)良的學(xué)風(fēng)、高尚的人生、團結(jié)和合作的精神;學(xué)會了勤奮、求實的學(xué)習(xí)態(tài)度。還有很重要的一點是讓我體會到了一個設(shè)計者的精神。在設(shè)計過程中既要自己不斷思考、創(chuàng)造,又要注意借用現(xiàn)有的資料,掌握了查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊、及相關(guān)技術(shù)資料的基本技能以及計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理等方面的能力。通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計,掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法,有助于樹立正確的工程設(shè)計思想,培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的機械設(shè)計能力。最后對在整個設(shè)計過程中對老師認(rèn)真、耐心輔導(dǎo)表示衷心的感謝!六、參考文獻【1】、文懷興、夏田 .數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計 北京:北京化工出版社,2008.【2】、韓榮第 .金屬切削原理與刀具 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2007.【3】、李洪 .機床設(shè)計手冊北京:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999.【4】、陳家芳.金屬切削工藝手冊 上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社, 2005.【5】、楊建明. 數(shù)控加工工藝與編程北京:北京理工大學(xué)出版社,2009.【6】、張新義.經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計北京:機械工業(yè)出版社,2000【7】張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計M.北京:高等教育出版社.2001【8】張訓(xùn)文.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M.北京:北京理工大學(xué)出版社.2006【9】張立勛等.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計M.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社. X-Y 數(shù)控工作臺設(shè)計學(xué) 生:學(xué) 號:專 業(yè):班 級:指導(dǎo)教師: 2(600600)方臺面數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計目錄一、課程設(shè)計目的4二、設(shè)計任務(wù)4三、設(shè)計主要步驟 51、確定設(shè)計總體方案5(1) 、機械傳動部件的選擇5(2) 、控制系統(tǒng)的設(shè)計62、機械傳動部件的計算與選型6(1) 、導(dǎo)軌上移動部件的重量估算6(2) 、計算切削力6(3) 、滾珠絲杠傳動的設(shè)計計算及校驗7(4)、步進電機的選用10(5) 、滾動導(dǎo)軌的設(shè)計計算153、其余附件的選擇16四、控制系統(tǒng)的設(shè)計17五、總結(jié)體會 19六、參考文獻193一、設(shè)計的目的數(shù)控機床課程設(shè)計是一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),要求學(xué)生綜合的運用所學(xué)的理論知識,獨立進行的設(shè)計訓(xùn)練,主要目的:1、 通過設(shè)計,使學(xué)生全面地、系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)控機床的基本組成及其思想知識,學(xué)習(xí)總體的方案擬定、分析與比較的方法。2、 通過對機械系統(tǒng)的設(shè)計,掌握幾種典型傳動元件與導(dǎo)向元件的工作原理、設(shè)計計算及選用的方式3、 通過對機械系統(tǒng)的設(shè)計,掌握常用伺服電機的工作原理、計算控制方法與控制驅(qū)動方式4、 培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力,學(xué)習(xí)并樹立“系統(tǒng)設(shè)計”的思想5、 鍛煉提高學(xué)生應(yīng)用手冊和標(biāo)準(zhǔn)、查閱文獻資料及撰寫科技論文的能力二、設(shè)計任務(wù)設(shè)計 X-Y 數(shù)控工作臺,主要參數(shù)如下:設(shè)計一臺數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺并開發(fā)其控制、驅(qū)動系統(tǒng),工作臺臺面 600600mm,分辨率為 =5 分/step,承受最大載荷 Tmax=1800Nm。三、設(shè)計主要步驟1、確定設(shè)計總方案、機械傳動部件的選擇、 絲杠螺母副的選擇步進電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動,需要滿足初選 0.005mm 脈沖當(dāng)量,因為定位精度0.01mm,對于機械傳動要有一定的精度損失,大約是 1/3-1/2 的定位精度,現(xiàn)取為 1/2,滑動絲杠副無法做到,只有選用滾珠絲桿副才能達到要求,滾珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。同時選用內(nèi)循環(huán)的形式,因為這樣摩擦損失小,傳動效率高,且徑向尺寸結(jié)構(gòu)緊湊,軸4向剛度高。由于定位精度不高,故選擇的調(diào)隙方式是墊片調(diào)隙式,這種調(diào)隙方式結(jié)構(gòu)簡單,剛性好,裝卸方便。由于工作臺轉(zhuǎn)速不高,故可以采用一般的安裝方法,即一端固定,一端游動的軸承配置形式。、導(dǎo)軌副的選用要設(shè)計數(shù)控銑床工作臺,需要承受的載荷不大,而且脈沖當(dāng)量小,定位精度高,因此選用直線滾動導(dǎo)軌副,它具有摩擦系數(shù)小,不易爬行,傳動效率高,結(jié)構(gòu)緊,安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點。、伺服電機的選用選用步進電動機作為伺服電動機后,可選開環(huán)控制,也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書所給的精度對于步進電動機來說還是偏低,為了確保電動機在運動過程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步,決定采用開環(huán)控制,任務(wù)書初選的脈沖當(dāng)量尚未達到 0.001mm,定位精度也未達到微米級,空載最快移動速度也只有 2300mm/min,故本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電機,因此可以選用混合式步進電機,以降低成本,提高性價比。、減速裝置的選用選擇了步進電動機和滾珠絲桿副以后,為了圓整脈沖當(dāng)量,放大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩,降低運動部件折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量,可能需要減速裝置,且應(yīng)有消間隙機構(gòu),如果要選用減速裝置,則應(yīng)選用無間隙齒輪傳動減速箱。、控制系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)計的 X-Y 工作臺準(zhǔn)備用在數(shù)控銑床上,其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有輪廓控制,兩坐標(biāo)直線插補與圓弧插補的基本功能,所以控制系統(tǒng)設(shè)計成連續(xù)控制型。、對于步進電動機的開環(huán)控制系統(tǒng),選用 MCS-51 系列的 8 位單片機 AT89S52 作為控制系統(tǒng)的 CPU,能夠滿足任務(wù)書給定的相關(guān)指標(biāo)。、要設(shè)計一臺完整的控制系統(tǒng),在選擇 CPU 之后,還要擴展程序存儲器,I/O 接口電路,D/A 轉(zhuǎn)換電路,串行接口電路等。、選擇合適的驅(qū)動電源,與步進電動機配套使用。2、機械傳動部件的計算和選擇(1) 、導(dǎo)軌上移動部件的重量估算5按照下導(dǎo)軌上面移動部件的重量來進行估算。包括工件、夾具、工作平臺、上層電動機、減速箱、滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌副、導(dǎo)軌座等,估計重量約為 3700N。(2) 、計算切削力根據(jù)設(shè)計任務(wù),加工材料為碳素鋼或有色金屬及如下參數(shù):設(shè)零件的加工方式為立式加工,采用硬質(zhì)合金銑刀,工件材料為碳素鋼。由【5】中的表中,可知 d=15mm 的硬質(zhì)合金立銑刀最大的切削參數(shù)如下:每齒進給量 fz=0.1mm銑刀轉(zhuǎn)速 n=300r/min由【2】中 P200,查得立銑時切削力計算公式為: 0.85.70.31.0cezp1afdanZF代如上式得: 16393025.2.173. C采用立銑刀進行圓柱銑削時,各銑削力之間的比值可由【2】中查得,各銑削力之間的比值范圍如下:=(1.01.2) 取 1.1fF/c/ =(0.20.3) 取 0.25fn/ =(0.350.4) 取 0.38ec考慮逆銑時的情況,因為逆銑的情況的受力最大的情況,為了安全考慮這種最危險的工況。由此可估算三個方向的銑削力分別為:NFCf1803.e62Cfn45.考慮立銑,則工作臺受到垂直方向的銑削力 ,受到水平方向的銑削力分別為 和zFfFfnF今將水平方向較大的銑削力分配給工作臺的縱向,則縱向銑削力 ,徑向銑削力為 。xFyFx=Ff=1803NFy=Ffn=410NFz=Fe=623N6(3) 、滾珠絲杠傳動設(shè)計計算及校驗、最大工作載荷的計算已知移動部件總重量 G=3700N,按滾動導(dǎo)軌計算,由【3】中,取顛覆力影響系數(shù)K=1.1,滾動導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)查【1】中 P194 可知 u=0.00250.005,現(xiàn)取 u=0.005,求得滾珠絲杠副的最大工作載荷: xF(F)eqyZkuG=1.11803+0.005(410+623+3700)=2007N、最大計算動載荷的確定設(shè)工作臺在承受最大銑削力時的最快進給速度 v=950mm/min,初選絲杠導(dǎo)程 P=5mm,則此時絲杠轉(zhuǎn)速 =v/P=190r/min。eqn預(yù)計滾珠絲杠的工作五年,每天工作八小時,由此得使用壽命為 T=53608=14400h,根據(jù)【1】中 P110,公式 54 得: 601eqnT其中 T使用壽命 14400 hN循環(huán)次數(shù)滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速 190r/mineqn求得: 164 ( )6 1049T610r查【1】中 P110,表 5-1、5-2 得,受中等沖擊載荷取值范圍 ,現(xiàn)取 ,滾1.25df1.3df道硬度為 60HRC 時,硬度影響系數(shù)取值 ,由【1】中, .hf3cheqCTfF代入數(shù)據(jù)得: 14281N207.13643Cc、規(guī)格型號的初選根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導(dǎo)程,查網(wǎng)上生產(chǎn)該型號的生產(chǎn)廠家的資料,選擇濟寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 GDM 系列 2005-3 型滾珠絲杠副,為內(nèi)循環(huán)固定反向器雙螺母墊片預(yù)緊式滾珠絲杠副,其公稱直徑為 20mm,導(dǎo)程為 5mm,循環(huán)滾珠為 3 圈2系列,精度等級取 5 級。滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) (單位 mm)名 稱 符 號 計算公式和結(jié)果公稱直徑 0d207螺距 P 5接觸角 4鋼球直徑 wd3.175螺紋滾道法面半徑 R0.21.65wd偏心距 e9絲杠滾道螺紋升角 arc43hwPtg絲杠外徑 1d19.3絲杠底徑 26.絲桿螺桿接觸直徑 z cos17.5zwbd螺母螺紋外徑 D0232eR絲杠螺母螺母內(nèi)徑(內(nèi)循環(huán)) 1.4表一、傳動效率的計算將公稱直徑 d0=20mm,導(dǎo)程 P=5mm,代入 =arctanP/( d0),得絲杠螺旋升角 =433。將摩擦角 =10,代入 =tan/tan(+),得傳動效率 =96.4%。、剛度的驗算X-Y 工作臺上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“一端固定,一端游動”的軸承配置形式。由【1】中 P109,可知這種安裝適用于較高精度、中等載荷的絲杠,一端采用深溝球軸承,一端采用一對背對背角接觸球軸承,這樣能承受集中力偶。絲杠螺母的剛度的驗算可以用接觸量來校核。a、滾珠絲杠滾道間的接觸變 ,查【3】中相關(guān)公式,根據(jù)公式 ,求得單圈0/WZd滾珠數(shù) Z=20;該型號絲杠為雙螺母,滾珠的圈數(shù) 列數(shù)為 3 2,代入公式 Z 圈數(shù) 列數(shù),得滾珠總數(shù)量 =120。絲杠預(yù)緊時,取軸向預(yù)緊力 /3=669N。查【3】中相關(guān)公Z eqFy式,得, 滾珠與螺紋滾道間接觸變形 3310./wyPadz= =0.0014。因為絲杠有預(yù)緊力,3310./wyPadFz326975./491.0且為軸向負(fù)載的 1/3,所以實際變形量可以減少一半,取 =0.0007mm。1b、絲杠在工作載荷 作用下的抗拉壓變形max 2絲杠采用的是一端采用深溝球軸承,一端采用一對背對背角接觸球軸承的配置形式,軸承的中心距 a=560mm,鋼的彈性模量 E=2.1 10 MPa,由表一中可知,滾珠直徑 =3.175mm,絲杠底徑5 wd8=16.2mm,則絲杠的截面積 S= =206.12 ,由【7】中,式 3-352d2d/4 2m2FeqaES其中, 最大工作載荷 =2007N中心距 a=560mm彈性模量 E=2.1 10 MPa5截面積 S= =206.122d/4 2m代入以上數(shù)據(jù),得 =0.026mm2c、則 ,絲杠的有效行程為 500mm,由【3】中u.726.07.1 總知,5 級精度滾珠絲杠有效行程在 400500mm 時,行程偏差允許達到 30um,可見絲杠剛度足夠。、穩(wěn)定性的驗算根據(jù)【3】 。2EILKkafP取支承系數(shù) =2;kf由絲杠底徑 d2=16.2mm 求得截面慣性矩 3380.88 ;42/6Id4m壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 3(絲杠臥式水平安裝) ;滾動螺母至軸向固定處的距離 L=a 取最大值 560mm。代入公式,得 P =14481kg,f=14481N 大于 =14281N,故不會失穩(wěn),滿足使用要求。a cC、臨界轉(zhuǎn)速的驗算對于絲杠有可能發(fā)生共振,需驗算其臨界轉(zhuǎn)速,不會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速 ,cn由【1】中 P111 式 5-10 得:2cfdn910L其中 20-1.23.175=16.2mm20wd1.D為臨界轉(zhuǎn)速計算長度cLc216.d為絲杠支承方式系數(shù) =3.927(一端固定,一端游動)2f f代入數(shù)據(jù)得: min/943rc9臨界轉(zhuǎn)速遠大于絲杠所需轉(zhuǎn)速,故不會發(fā)生共振。、滾珠絲杠的選型及安裝連接尺寸的確定由以上驗算可知,選用 GDM2005 型的絲杠,完全符合滿足所需要求,故確定選用該型號,由表一可知絲杠所需的安裝連接尺寸(4) 、步進電機的選用步進電動機的計算和選型a、步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量的計算。總轉(zhuǎn)動慣量 J 主要包括電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量、滾珠絲杠上一級移動部件等折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量。、滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 J由【1】中 P134 式 5-28 得: 4120.7DL式中 D 為絲杠公稱直徑 D=20mmL 為絲杠長度 L=560mm代入數(shù)據(jù),得:J=0.7720 56010 =6.910 kg.4125、滾珠絲杠上一級移動部件等折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量由【1】中式 5-29 得: 262()0sJM其中 M 為工作臺的(包括工件)的質(zhì)量 M= kggG6.378.90S 為絲杠螺距 S=5mm代入數(shù)據(jù),得: 2462 10.2.37)5( mkJ、初選常州寶馬前楊電機電器有限公司的 90YG5502 型混合式步進電動機,可知其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量 4310kg.所以 =6.910 +2.410 +410 =7.0910 Nm12dJJ5444驗算慣量匹配,電動機軸向慣量比值應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi),既不應(yīng)太大也不應(yīng)太小,即伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性取決于負(fù)載特性。為使該系統(tǒng)慣量達到較合理的配合,一般比值控制在 1/41 之間, 56.019.7443Jd10由此可見: ,符合慣量匹配要求。314dJ、步進電機軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 M 的計算a、承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩在不同工況下是不同的,考慮最大切削負(fù)載時電動機所需力矩,由【1】中 P132 式 5-25 得: 10atft其中 9.6ratJnMT其中: 為折算到電動機軸上的總慣量 = =7.0910r rJd4T 系統(tǒng)時間常數(shù),由任務(wù)書知為 T=0.4S切削時的轉(zhuǎn)速為 300r/mintn得: mNat 24105.06931.7302fFSMi其中: 為導(dǎo)軌摩擦力0NuGz 6.2105.)3762(S 為絲杠螺距 S=5mmi 為齒輪降速比,已計算出為 1 為傳動鏈總效率,=0.70.8,取 0.8代入數(shù)據(jù) 得: mNMf 205.23max00(1)FSMi其中: 為最大軸向載荷,maxFNFeqa693mx為滾珠絲杠未預(yù)緊時的效率, =0.950.9 00其余數(shù)據(jù)同上代入數(shù)據(jù) 得: NM65.0其中: 進給方向的最大切削力3102ttFSMi tFNFxt180311其余參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)得: Nm9.71Mt由此都得到等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Nm 93.10fatb、快速空載時電動機所需力矩 M由【1】中 P132 式 5-24 得: max0f加速力矩 其中:maxax9.6rJnMTin/46axrPVh其余參數(shù)同上入數(shù)據(jù)得: mNa02.mx力矩摩擦 其中:u 為導(dǎo)軌副的摩擦因數(shù),滾動導(dǎo)軌取3012fFSiu=0.005其余參數(shù)同上。代入數(shù)據(jù)得: Nm021.Mf附加摩擦力矩: 23max00(1)FSMi其余參數(shù)同上代入數(shù)據(jù)得: NmmN65.0所以可知快速空載時點擊所需力矩: 2ax0fM=0.02+0.021+0.065=0.106 Nm比較 和 ,取其較大者,就是最大等效負(fù)載,即: = =1.93N.m1M2 1M、步進電機的初選考慮到步進電機的驅(qū)動電源受電網(wǎng)的影響較大,當(dāng)輸入電壓降低時,其輸入轉(zhuǎn)矩也會下降,可能會造成丟步,甚至堵轉(zhuǎn),因此按最大等效負(fù)載 M 考慮一定的安全系數(shù) ,取=2,則步進電機的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足:Nm86.39.12maxMTj12由所選的電機型號參數(shù)可知,最大轉(zhuǎn)矩 Nm,可知滿足要求。max5jT、確定選型的步進電機的參數(shù)所選電動機參數(shù)如下圖所示:圖 2外形尺寸安裝接線圖和和矩頻特性如圖 3 所示13圖 3圖 4(5) 、滾動導(dǎo)軌的設(shè)計計算14、工作載荷的計算工作載荷是影響導(dǎo)軌副壽命的重要因素,對于水平布置的十字工作臺多采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式??紤]最不利的情況,即垂直于臺面的工作載荷全部由一個滑塊承擔(dān),則單滑塊所承受的最大垂直方向載荷為:max4GF其中,移動部件重量 G=800N,外加載荷 F= =623NZF代入上式,得: N1548max 、小時額定工作壽命的計算預(yù)期工作臺的工作壽命為 5 年,一年 365 天,取工作時間為 360 天,每天工作 8 小時,因此得到小時額定工作壽命 140hL、距離額定壽命計算由公式 ,從而得到31026hLnS32610hnS式中, 為小時額定工作壽命。hn 為移動件每分鐘往復(fù)次數(shù)(46)取 5S 為移動件行程長度,由加工范圍為 600mm300mm 取 900mm代入數(shù)據(jù) 得: kmLh76、額定動載荷計算由公式 36.25(/)aCF從而得到: 6.25L式中: 為額定動載荷aL 為距離工作壽命,由上式可知為 7776kmF 為滑塊的工作載荷,由上式可知為 1548N代入數(shù)據(jù)得: NCa1649、產(chǎn)品選型根據(jù)額定動載荷,選擇滾動導(dǎo)軌,查滾動導(dǎo)軌生產(chǎn)廠家,選用南京工藝裝備制造有限公司的 GGB25BA 型,相關(guān)尺寸如下圖 4 所示,15圖 5可知其額定動載荷 C=17.7KN,大于 16.649KN,故可知滿足要求。、安裝連接尺寸。對于導(dǎo)軌的安裝按照如圖 5 所示相關(guān)尺寸安裝。3、其余附件的選擇1、聯(lián)軸器的選擇剛性聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡單,制造容易, 免維護,超強抗油以及耐腐蝕,即使承受負(fù)載時也無任何回轉(zhuǎn)間隙,即便是有偏差產(chǎn)生負(fù)荷時,剛性聯(lián)軸器還能剛性傳遞扭矩。適用于安裝底座剛性好、對中精度較高、沖擊載荷不大、對減振要求不高的中小功率軸系傳動。根據(jù)選出的電機和絲杠的參數(shù),選用沈陽光宇科技有限公司的 LK13-C32-1012 型剛性聯(lián)軸器。四、控制系統(tǒng)的設(shè)計16根據(jù)任務(wù)書的要求,設(shè)計控制系統(tǒng)的時主要考慮以下功能:(1) 接受操作面板的開關(guān)與按鈕信息;(2) 接受限位開關(guān)信號;(3) 控制 X,Y 向步進電動機的驅(qū)動器;(4) 與 PC 機的串行通信。CPU 選用 MCS-51 系列的 8 位單片機 AT89S52,采用 8279,和 W27C512,6264 芯片做為I/O 和存儲器擴展芯片。W27C512 用做程序存儲器,存放監(jiān)控程序;6264 用來擴展 AT89S52的 RAM 存儲器存放調(diào)試和運行的加工程序;8279 用做鍵盤和 LED 顯示器借口,鍵盤主要是輸入工作臺方向,LED 顯示器顯示當(dāng)前工作臺坐標(biāo)值;系統(tǒng)具有超程報警功能,并有越位開關(guān)和報警燈;其他輔助電路有復(fù)位電路,時鐘電路,越位報警指示電路。1、 進給控制系統(tǒng)原理框圖圖 62、 驅(qū)動電路流程設(shè)計步進電機的速度控制比較容易實現(xiàn),而且不需要反饋電路。設(shè)計時的脈沖當(dāng)量為 0.005mm,步進電機每走一步,工作臺直線行進給 0.005mm。步進電機驅(qū)動電路中采用了光電偶合器,它具有較強的抗干擾性,而且具有保護 CPU 的作用,當(dāng)功放電路出現(xiàn)故障時,不會將大的電壓加在 CPU 上使其燒壞。17圖 7 步進電機驅(qū)動電路圖該電路中的功放電路是一個單電壓功率放大電路,當(dāng) A 相得電時,電動機轉(zhuǎn)動一步。電路中與繞組并聯(lián)的二極管 D 起到續(xù)流作用,即在功放管截止是,使儲存在繞組中的能量通過二極管形成續(xù)流回路泄放,從而保護功放管。與繞組 W 串聯(lián)的電阻為限流電阻,限制通過繞組的電流不至超過額定值,以免電動機發(fā)熱厲害被燒壞。由于步進電機采用的是五相十拍的工作方式(五個線圈 A、B、C、D、E) ,其正轉(zhuǎn)時通電順序為:A-AB-B-BC-C-CD-D-DE-E-EA-A.其反轉(zhuǎn)的通電順序為:A-AE-E-ED-D-DC-C-CB-B-BA-A。3、驅(qū)動電源的選用,及驅(qū)動電源與控制器的接線方式設(shè)計中 X、Y 向步進電動機均為 90BYG5502 型,生產(chǎn)廠家為常州寶馬前楊電機電器有限公司。查步進電動機的資料,選擇與之匹配的驅(qū)動電源為 BD28Nb 型,輸入電壓為 50V AC,相電流為 3A,分配方式為五相十拍。該驅(qū)動電源與控制器的接線方式如圖 8 所示:圖 818五、總結(jié)體會我覺得本次課程設(shè)計是對過去所學(xué)專業(yè)知識的一個全面的綜合的運用。在設(shè)計的過程中我全面地溫習(xí)了以前所學(xué)過的知識,包括機械設(shè)計基礎(chǔ)和機械制圖方面的基礎(chǔ)知識,還有剛學(xué)過的數(shù)控機床和機電一體化系統(tǒng)設(shè)計,經(jīng)過復(fù)習(xí)整理所學(xué)得專業(yè)知識使得設(shè)計思路清晰系統(tǒng)。通過設(shè)計使我更加接近生產(chǎn)實際,鍛煉了將理論運用于實際的分析和解決實際問題的能力,鞏固、加深了有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。在此過程中我不僅運用了以前所學(xué)的各個學(xué)科方面的知識,而且學(xué)到了課本以外的知識。在此次設(shè)計過程中遇到了不少問題,也走了不少彎路,通過此次設(shè)計實踐讓我學(xué)會虛心求教,細(xì)心體察,大膽實踐。任何能力都是在實踐中積累起來的,都會有一個從不會到會,從不熟練到熟練的過程,人常說“生活是最好的老師”就是說只有在生活實踐中不斷磨練,才能提高獨立思考和解決問題的能力;同時也培養(yǎng)了自己優(yōu)良的學(xué)風(fēng)、高尚的人生、團結(jié)和合作的精神;學(xué)會了勤奮、求實的學(xué)習(xí)態(tài)度。還有很重要的一點是讓我體會到了一個設(shè)計者的精神。在設(shè)計過程中既要自己不斷思考、創(chuàng)造,又要注意借用現(xiàn)有的資料,掌握了查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊、及相關(guān)技術(shù)資料的基本技能以及計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理等方面的能力。通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計,掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法,有助于樹立正確的工程設(shè)計思想,培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的機械設(shè)計能力。最后對在整個設(shè)計過程中對老師認(rèn)真、耐心輔導(dǎo)表示衷心的感謝!六、參考文獻【1】、文懷興、夏田 .數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計 北京:北京化工出版社,2008.【2】、韓榮第 .金屬切削原理與刀具 哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2007.【3】、李洪 .機床設(shè)計手冊北京:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999.【4】、陳家芳.金屬切削工藝手冊 上海:上??茖W(xué)技術(shù)出版社, 2005.【5】、楊建明. 數(shù)控加工工藝與編程北京:北京理工大學(xué)出版社,2009.【6】、張新義.經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計北京:機械工業(yè)出版社,2000【7】張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計M.北京:高等教育出版社.2001【8】張訓(xùn)文.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M.北京:北京理工大學(xué)出版社.2006【9】張立勛等.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計M.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社.
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臺面
數(shù)控
回轉(zhuǎn)
工作臺
設(shè)計
- 資源描述:
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2005 (600×600)方臺面數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計,臺面,數(shù)控,回轉(zhuǎn),工作臺,設(shè)計
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