《机械制造装备设计》2版习题思考题解答第7章普通机床数控化改造

1、第7章普通机床数控化改造7.1 完成C616普通车床的数控改造。利用微机对纵、横调向进给系统进行开环控制， 纵向脉冲当量为 0.01mm/脉冲，横向脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自转位刀架。答：一纵向进给系统的设计计算.切削力计算切削力Fc为Fc1000Pc查机床说明书,Pc4KW。取v 100m/min ,主传动系统总效率口 0.65心、Fc1000 60 4 0.65Ff0.5Fc c1000.51560N1560N780NFp0.6Fc c0.61560N936N.滚珠丝杠设计计算综合导轨车床丝杠的轴向力为Ft kFf(Fc G)

2、1.15 7800.16 1560 800 N 1274.6N取：k 1.15,0.16G :工作台作用在导轨上的重量约1）强度计算滚珠丝杠转速800Nnt1000vfDPh其中:v 100 m/min f 0.3mm D 80mm R 6mm则nt查表得 代入式 得出1000 100 0.3 20r/ min80 6T 15000h ,(7.2),60RT 60 20 15000L F 6 h 18h106106查表得：运转系数fd 1.2 ,硬度系数fH 1,代入式（7.3）, 得出C 1.2 1 1274.6 3 18N 4008.4N选取滚珠丝杠型号为 CB32x6 35E2。2）效率

3、计算丝杠螺旋升角则传动效率为：tantan3 25,摩擦角tan3 25tan 3 25 100.95310 ，横向进给系统的设计与纵向进给系统设计类似，计算略。二 齿轮及步进电机的选用.有关齿轮计算步距角0.75 /步，Ph 6mm,脉冲当量取 。0.01mm/脉冲，p代入式（7.4）得出 i 0.75 61.25360 0.01取 Z1 32 , Z2 40, m 2mm, b 20mm,20 ,则d1 m乙 2 32 64mmd2 mZ2 2 40 80mmddQA -2 72mm2（横向齿轮设计略）.步进电机的选择丝杠静力矩计算： TOC o 1-5 h z Fh6M 扭 Ft 127

4、4.6 1331.2N ?mm2 丝20.953步进电机静力矩为：M扭1331.2八八M 井-N?mm 1065N ?mmi 1.25选用110BF003直流步进电机。7.2 将一台XA6132普通升降台卧式铳床, 主要用于加工不同品种的制动凸轮轴，轴最长为 含有直线、圆弧和渐开线；要求的轮廓度公差为改造成三坐标数控铳床。改造后的数控铳床 650mm该制动凸轮轴所需加工的轮廓外形 0.1mm,对称度公差为 0.1mm,表面粗糙度7min/ 件。Ra值为6.3;工件材料为40Cr锻件，调质；设计生产节拍为 答：一纵向伺服进给系统的设计计算1.工作台质量及承重初估纵向工作台约重220kg2200N

5、横向工作台约重450kg4500N升降工作台约重1000kg10000N.切削力计算最大切削条件为：端铳刀直径为100mm, z 10齿，s齿0.13mm/齿加工高碳钢80kg/mm,工件宽度 B 80mm,切深 t 3.5mm。查铳工工艺学中级可得：切削力p 4230N/mm2 ,则切向铳削力F切：BtS齿Z80 3.5 10 0.13F切 P4230 4900ND3.14 100查手册得：F纵 0.35F切 0.35 4900 1715NF横 0.9% 0.9 4900 4410NF垂 0.525F切 0.525 4900 2573N.滚珠丝杠副的设计计算.导轨所受轴向力Ft kF纵 f

6、（F横 F垂 G）取：k 1.4, f 0.2Ft 1.4 1715 0.2 （4410 2573 2200） 4237.6N查表得T 15000h ,代入式（7.2）得：60ntT 60 10 15000L 669106106查表取：运转系数fd 1.2 ,硬度系数fH 1.1,代入式（7.3）得：C 1.2 1.1 4237.6 3 9 11635N选取滚珠丝杠型号 CD40 x6 ,公称直径为 40 mm ,导程6mm。.效率计算丝杠螺旋升角2 26,10,tan tantan2 26tan 2 26 100.936伺服电机计算本改造：选用电机 FB-15,电机和丝杠直接相连，传动比i 1。1).转动惯量计算仍以纵向为例负载及传动装置总转动惯量为：JL JC JS JW JG 0.0715 0.0175