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四坐标激光加工系统设计(开题报告+说明书+装配图+外文文献) 第9页

更新时间:2010-5-31:  来源:毕业论文
四坐标激光加工系统设计(开题报告+说明书+装配图+外文文献) 第9页
2  滚珠丝杠的选择
由于伺服电机的选择要和滚珠丝杠配合。现先选择滚珠丝杠和联轴器再校核所选的伺服电机。
选定进给传动用滚珠丝杠副时,应权衡下列几项内容:
(1) 机床定位精度要求与丝杠精度。
(2) 丝杠的刚性与转动惯量。
(3) 丝杠的临界转速。
(4) 丝杠的压曲载荷。
(5) 丝杠的寿命。
要想使进给驱动系统有足够的刚性,当然要选用直径粗大的丝杠。但是随着直径的增大,其转动惯量亦大大增大(J∝D4L)。因此只能在兼顾刚性和转动惯量的情况下,选取最佳直径。
根据加工中心规格,推荐值见表7-2,7-3。

表7-2  进给丝杠精度等级选择
加工中心坐标定位精度 滚珠丝杠精度级
普通级 D
精密级 C

表 7-3  滚珠丝杠直径选择
加工中心规格 滚珠丝杠公称直径(mm)
小型加工中心 32,40
中型加工中心 40,50
大型加工中心 50,63

本次设计的激光加工中心规格属精密级中型加工中心,同时考虑直径粗大的丝杠其转动惯量也大大增大,电机的启动力矩也随之增大,故选公称直径为40mm的滚珠丝杠,取最小导程5mm。由于毕业设计任务要求Y轴的行程为400mm,加上丝杠螺母的长度108mm,再加上每端光杆的长度,取滚珠丝杠的长度为1100mm。所选的滚珠丝杠的规格及有关参数如表7-4。
表7-4  所选滚珠丝杠规格型号

滚珠丝杠副型号 公称直径 基本导程 滚珠直径 螺旋升角 丝杠外径 滚珠循环列数×圈数
 d0 L0 d λº d d1
CD4005-5 40 5 3.0  39.5 36.5

滚珠丝杠副型号 螺母安装尺寸
 D D1 D2 L L1 B φ1 φ2 h b GB70-76 T
CD4005-5 67 99 82 108 42 14 9.0 14 8 5 6-M8 86
滚珠丝杠副型号 密封与润滑部位尺寸 额定动载荷 额定静载荷 接触角度
 D3 1 GB1152-74 4-M2 4-φ3 Ca(N) C0a(N) KC(kgf/µm)
CD4005-5 50 5 M6 M4 5 15140 69000 121
3.联轴器的选择
由于滚珠丝杠的公称直径为40mm,而FB15型直流伺服电机的电机轴直径为35mm,所以选择轴孔直径为35mm的弹性膜片联轴器,所选联轴器的性能参数如表7-5。
表7-5   联轴器的性能参数
许用扭矩
[Mn](kgf.m) 许用最大径向载荷 (kgf) 最高转速  (r/min) 飞轮矩   (kgf•cm2) 轴向刚度   (kgf/mm) 扭矩刚度   (kgf•m/rad) 重量   W (kgf)
无径向载荷 1/3径向载荷 2/3径向载荷 最大径向载荷      
18 8.1 6.3 4.5 56 34000 48 14.4 1.5×104 1.7
4     校核所选的直流伺服电机
4.1 负载扭矩计算
在实际机床上,由于存在传动效率和摩擦系数因素,滚珠丝杠克服外部载荷P作等速运动所需力矩,应按下式计算:
 T1=
式中     T1----等速运动时的驱动力矩(N•mm);
 ----双螺母滚珠丝杠的预紧力矩(N•mm);
 ----预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作载荷Fmax的1/3,即 = Fmax,当Fmax难于计算时,可采用 =(0.1~0.12)Ca(N);
Ca----滚珠丝杠副的额定动载荷,在产品样本中可以查到。
L0----丝杠导程(mm);毕业论文http://www.751com.cn/  论文网http://www.751com.cn/
K----滚珠丝杠预紧力矩的外部载荷0.1~0.2;
P----加在丝杠轴向的外部载荷(N),P=F+μW;
F----作用于丝杠轴向的切削力(N);目录
一、内容提要-----------------------------------------------------------------------1
二、激光在机械加工领域中的应用------------------------------2
三、在工业领域中应用的激光器--------------------------------4
1   CO2激光器-----------------------------------------------5
2   Nd:YAG固体激光器---------------------------------------12
四、JCS-033加工系统-----------------------------------------------------------13
五、四坐标激光加工系统-------------------------------------------------------14
辣、系统方案设计----------------------------------------------------------------15
七、设 计 计 算------------------------------------------------------------------20
1   直流伺服电机的选择-------------------------------------20
2  滚珠丝杠的选择------------------------------------------23
3  联轴器的选择--------------------------------------------24
4  校核所选的直流伺服电机----------------------------------25
5 校核滚珠丝杠副-------------------------------------------32
6.  滚珠丝杠支承所用的轴承---------------------------------36
7 滚珠丝杠副对坐标定位精度的影响---------------------------38
八、系统评价----------------------------------------------------------------------41
九、结束语------------------------------------------------------------------------42
参考文献
附件一(英文翻译原文)
附件二(英文翻译)
附件三(装配图)

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