机械机床毕业设计28CA6140车床进行改造设计

前言

毕业设计是实现高等院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中的一个有机组成部分，是培养我们学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能，分析解决实际问题能力的重要一环。它与其它教学环节紧密配合，相辅相成，是前面各个教学环节的继续和发展。

机电一体化占据主导地位是制造产业发展的必然趋势而制造展业是整个个学技术和国家经济发展的基础工业，因此机电一体化在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中有举足轻重的作用，受到工业国家极大重视。

CA6140车床进行改造，让我们综合的运用机电一体化系统设计课程和其他有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决机电一体化系统设计问题，有效锻炼我们对机械设计及接口电路的设计能力，培养正确的设计思想和分析问题，同时锻炼我们运用标准、规范、手册、图册和查阅资料等，培养机电一体化系统设计的基本技能，并使所学过的知识得到进一步巩固和深化。

目录

一、计算切削力-------------------------------------------------3

二、滚珠丝杠螺母副的设计、计算与选型----------------4

⑴最大进给力计算----------------------------------------------4

⑵计算最大负载C-----------------------------------------------4

⑶滚珠丝杆的选择型号----------------------------------------5

⑷传动效率计算-------------------------------------------------6

⑸刚度验算-------------------------------------------------------6

⑹稳定校核-------------------------------------------------------8

⑺滚珠丝杆的几何参数----------------------------------------9

三、齿轮传动比计算和选择-----------------------------------9

四、步进电机的计算和选择-----------------------------------10

(1)等效转动惯量计算----------------------------------------10（2）刀架台折算到丝杠的传动惯量--------------------------11 （3）电机力矩的计算-------------------------------------------12 （4）计算电机空载起动频率-----------------------------------16 五, 设计小结-------------------------------------------------18

一．计算切削力：

CA614普通车床横轴的脉冲当量为0.005,刀具的补偿量为0~~99.99mm,机床定位精度为±0.015.横轴最大切削进给速度为0.3/min,刀架最快移动速度为1.2m/min.

按经验公式计算主F z(n) 可用纵轴计算公式先算出纵轴的主切削力如下

纵切外圆：F z=0.67D max1..5 (N)

D max为最大加工直径（mm）

F z（n）=0.67 D max1..5 =0.67×4001..5=5360（N）

而横切削主力：F

Z =0.5 F

Z

(n)

∴ F

Z

=0.5 ×5360 =2680（N）

计算走刀扛里抗力F y；吃刀抗力F x按以下比例：F z：F y：F x=1 ：0.25 ：0.4

F y=2680×0.25=670（N）

F x=2680×0.4=1072（N）

二，滚珠丝杠螺母副的设计、计算与选型。

（1）受力和稳定性横向刀架导轨选择燕尾型导轨，所以，最大进给力：

+2 F x+G)

F m=K F y+f、(F

Z

上式中G为移动件重量（N·cm），f、为导轨摩擦系数，随导轨的形式而不同，K为考虑颠复力矩影响的实验系数。

取K=1.4 ，f、=0.2

∴F m=1.4×F y+0.2（F Z+2 F x+600）

=1.4×670+0.2×（2680+2×1072+600）

=2023（N）

（2）计算最大动负载C：

时，必须保证在一定所谓的最大动负载为当所选丝杠副d

的轴向负载作用下丝杠在回转100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。

根据公式：C=3L f w F m

上式中：

L-----丝杠寿命，以106转为一单位, n=1000Vs／L0

Vs------为最大切削条件下的进给速度（m ／mm ），

可取最大进给速度的0.5~0.33，即： Vs=0.3×0.5=0.15

L 0-----丝杠的导程（mm ）取L 0=5mm （初选）

T ---------机床的设计寿命（h ），对于数控机床

取T=15000h

f W

-----运转系数，根据设计说明书中的表3-5运转系数

表取f W =1.5 ∴

n =1000Vs ／L 0=1000×0.3×0.5=30 r ／mm

L=6

1060T n ⨯⨯=6

10150003060⨯⨯=27

∴

C =3

L f W

F m =

3

27×1.2×2023=7283 N

（3）滚珠丝杠的选择型号：

查阅《机电一体化设计手册》，可选用FYC 2D2005-2.5，1列2.5圏外循环螺纹预紧滚珠丝杠副额定动载荷为8630N,可满足要求选用精度为3级。