(3)引进并消化吸收"CNC精密旋风硬铣削"技术,装备国产化使P3级以下以旋风铣手段部分取代螺纹磨削。
(4)滚珠返向装置的优化设计及一次成型制造技术的产业化。
(5)提高滚道廓形精度的相关技术。
综上所述,制造技术要走专业化生产道路,以专业化促进规模化;引进先进技术,并在此基础上做好自主创新工作;建立行业的技术中心,制造高效实用、可靠的生产滚动功能部件的专用装备和检测仪器。这不仅是对制造业的要求,更是对数控机床的要求。
2可行性分析
在大学本科阶段系统的学习机械设计基础,机械课程设计,机械制图,互换性与测量技术,数控技术,数控编程,数控原理等基本课程。而且进行过金工实习,生产实习等实习课程。接触过数控加工机床,对设计有了一定程度的认识,而且在工程训练中心提供机床的实物供参考,图书馆有非常丰富的关于数控的藏书,各种设计手册和相关课程设计资料可以参考。相信在老师的指导和帮助下一定能顺利完成设计。
3设计内容
3.1基本设计框架
(1) 参考和分析水平滑台的各种零件图纸
(2)查找各种零件的不同种类和详细资料
(3)确定机床底座结构
(4)选择导轨形式
(5)根据导轨形式与设计参数确定滑台形式
(6)确定滚珠丝杠的形式,丝杠螺母的预紧方式
(7)确定滚珠丝杠的支承方式与预紧方式
(8)根据支撑方式,决定所采用的轴承结构
(9)根据设计参数,确定工作滑台行程
(10)确定电动机类型
(11)确定电动机与丝杠的连接方式
3.2关键零件的设计与计算
(1)主切削力及其其切削分力计算
(2)导轨摩擦力计算
(3)计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载荷
(4)滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算
a)确定滚珠丝杠的导程
b)计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷
c)确定滚珠丝杠预期的额度动载荷
d)按精度要求确定允许滚珠丝杠最小螺纹底径
e)初步确定滚珠丝杠的规格型号
f)确定滚珠丝杠螺母副的预紧力
g)计算滚珠丝杠螺母副的目标行程补偿值与预拉伸力
h)确定滚珠丝杠螺母副支承用轴承的规格型号
3.3校验与刚度计算
(1)滚珠丝杠螺母副的承载能力校验
(2)计算机械传动系统刚度
3.4设计的重点和难点
滑动工作台设计的重点为:(1)导轨的形式选择;(2)滚珠丝杠的形式与固定方式;
(3)伺服电动机与滚珠丝杠的连接方式;(4)电动机的选型。
导轨的承载面和导向面与滑台的接触方式是重点,用什么样的导轨,怎样消除定位面之间的间隙需要在装配图中重点画出。整个滚珠丝杠螺母副的支承形式,轴承结构用剖视图表现出来。螺母与滑台的连接也要在图中重点表示出。电动机的选择关乎数控系统的控制方式,开环系统选择步进电动机,半闭环和闭环系统选择伺服直流或伺服交流电动机。为了满足控制精度的要求,一般选择半闭环的控制方式,交流伺服电动机。
3.5拟解决的关键问题
1)滑台在导轨上运动时的稳定问题
可以通过采用贴塑滑动导轨,在动导轨的摩擦表面上贴上一层由塑料等其他化学材料组成的塑料薄膜软带,以提高导轨的耐磨性,降低摩擦系数,而支撑导轨则是淬火钢导轨。贴膜导轨的优点是:摩擦系数低,在0.03-0.05范围内,动静摩擦系数接近,不易产生爬行现象。结合面抗咬合能力强,减振性好。耐磨性要比铸铁导轨高。化学稳定性好。可加工性好,工艺简单,成本低。当有硬粒落入导轨面上时,也可挤入塑料内部,避免磨损和撕伤导轨。在机床导轨设计中广泛使用。
2)滚珠丝杠螺母副的传动问题
在滚珠丝杠螺母副的选择过程中,要考虑到传动精度。在估算滚珠丝杠允许最小螺纹底径时要考虑滚珠丝杠螺母副的螺距误差和本身的弹性变形量。一般通过滚珠丝杠的预紧来保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度。预紧方法为双螺母垫片调隙,通过调整垫片的厚度使左右两螺母产生轴向的位移,即可消除间隙和产生预紧力,结构简单,刚度好。