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數(shù)控銑床的總體設(shè)計(jì)研究與分析

2017-03-27 18:53:32黃秋實(shí)王丹
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年7期

黃秋實(shí)+王丹

摘 要:數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)是通過(guò)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),在主傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)齒輪的選取,各級(jí)轉(zhuǎn)速的確定,最后傳動(dòng)系統(tǒng)圖,通過(guò)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)確定之后,再根據(jù)這個(gè)選取相應(yīng)的零件,再將數(shù)控銑床的整體結(jié)構(gòu)繪制出來(lái),將里邊每個(gè)零件拆分之后,再對(duì)數(shù)控銑床的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),在將整個(gè)系統(tǒng)連接起來(lái),對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn),設(shè)備試運(yùn)行,最后達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞:主傳動(dòng)系統(tǒng);主要零件;總體結(jié)構(gòu)

1 主傳動(dòng)系統(tǒng)

在對(duì)數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,首先要確定幾個(gè)參數(shù),通過(guò)這幾個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行總體的設(shè)計(jì),確定數(shù)控銑床的生產(chǎn)能力需要大批大量的,設(shè)計(jì)的公比Ф=1.25。

傳動(dòng)方案的選擇,對(duì)數(shù)控銑床的傳動(dòng)方案通過(guò)以下幾個(gè)方向進(jìn)行選擇:

(1)保持前密后疏的原則,就是在整個(gè)傳動(dòng)副分配上,要將第一傳動(dòng)組的轉(zhuǎn)動(dòng)副最多,后邊的依次遞減,最后一個(gè)為1個(gè)傳動(dòng)副。

(2)第二個(gè)原則為由大到小,將整體轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)范圍做遞減順序,范圍保持由大到小的傳動(dòng)范圍。

(3)在傳動(dòng)系統(tǒng)中避免被動(dòng)齒輪的直徑太大,如果兩個(gè)齒輪的是降速的關(guān)系,保證傳動(dòng)的傳動(dòng)比≥1/4,如果是升速傳動(dòng),盡量保證兩個(gè)齒輪之間的最大傳動(dòng)比imax=2,要是斜齒輪為2.5。

通過(guò)上述的數(shù)據(jù),最終確定數(shù)控銑床的轉(zhuǎn)速為12級(jí),而主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖1。

在對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后要對(duì)齒輪進(jìn)行校驗(yàn),一個(gè)是對(duì)齒輪本身是否能承受傳動(dòng)扭矩,另一個(gè)需要對(duì)齒輪是否能在機(jī)構(gòu)中碰齒進(jìn)行校驗(yàn),保證各軸上齒輪副之間不能有碰撞現(xiàn)象,如果設(shè)計(jì)上有碰撞現(xiàn)象,可以將齒輪設(shè)計(jì)成三聯(lián)滑移齒輪,如圖2。

2 主要零件

在確定數(shù)控銑床的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)之后,要對(duì)數(shù)控銑床相應(yīng)的主要零件進(jìn)行選擇,首先是對(duì)主軸及主軸上零件的選擇,選取主軸的材料為45#鋼,要保證主軸在數(shù)控銑床上的精度和使用壽命,對(duì)主軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,對(duì)主軸也需要進(jìn)行校驗(yàn),校驗(yàn)公式如下:

主軸上的軸承選取圓柱滾子軸承,這種軸承可以承受徑向的載荷,保證主軸齒輪傳遞時(shí)候?qū)S承產(chǎn)生的負(fù)載荷,保證了主軸的選擇和齒輪之間的傳遞,主軸組件的密封采用迷宮式密封方法。

數(shù)控銑床操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),在數(shù)控銑床上要對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)變速進(jìn)行操縱,以便在數(shù)控銑床外進(jìn)行調(diào)速,利用撥叉實(shí)現(xiàn)調(diào)速,通過(guò)撥叉調(diào)整三聯(lián)滑移齒輪實(shí)現(xiàn)數(shù)控銑床的變速。

3 總體結(jié)構(gòu)

數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)中必須要包含數(shù)控裝置,數(shù)控裝置的功能是接收控制指令,將指令進(jìn)行識(shí)別譯碼,輸送到計(jì)算機(jī)處理,通過(guò)信號(hào)控制伺服系統(tǒng),最后對(duì)數(shù)控銑床進(jìn)行控制。

進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),在數(shù)控銑床進(jìn)行銑削加工時(shí)候,要保證銑床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),進(jìn)給量要精度高,只有保證它的精度,才能保證銑削后表面的粗糙度,進(jìn)給系統(tǒng)選取步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力裝置,傳動(dòng)元件選取滾珠絲杠進(jìn)行傳遞。

數(shù)控銑床的控制系統(tǒng)是由單片機(jī)為核心,在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善,把儲(chǔ)存能力進(jìn)行擴(kuò)大,通過(guò)程序儲(chǔ)存器和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器,完成指令的儲(chǔ)存和譯碼后數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換,再通過(guò)I/O接口,完成對(duì)數(shù)控銑床整體的監(jiān)控。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于一些工作量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制圖數(shù)量少的機(jī)床設(shè)計(jì),是不能突出設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,只有通過(guò)對(duì)這種大型數(shù)控設(shè)備的設(shè)計(jì)才能體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)問(wèn)題,通過(guò)對(duì)設(shè)備的查找資料、調(diào)研市場(chǎng)上對(duì)設(shè)備的要求,在通過(guò)設(shè)計(jì)研討會(huì)對(duì)方案進(jìn)行分析,論證方案,最后通過(guò)整體設(shè)計(jì),將數(shù)控設(shè)備設(shè)計(jì)成形,是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思想的洗禮和升華。

參考文獻(xiàn)

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