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X5032A铣床的数控改造


X5032A 铣床的数控改造 【摘要】 X5032A 铣床的数控改造主要分为两大部分: 机械系统和电气系统。 本文主要是机械系统改造设计时主要从经济性、 方便性、 可靠性四方面因素出发, 对 X5032A 主传动系统、进给传动系统及润滑系统设计。改造后的铣床的机械传 动部分具有高静态、动态刚度;运动副之间的摩擦系数小,传动无间隙;便于操作 和维修;生产效率高,充分满足分厂加工需求

。 【关键词】铣床;数控;变频调速;滚珠丝杠副 引言 数控机床具有高精度、高效、高速、高可靠性等优点,但不能一味的大量添 置全新的数控机床,这样会造成资金投资量大,成本高,而且又会造成原有设备 闲置浪费。 把普通机床改造为数控机床不失为一条提高数控化率的有效途径。这 种机床改造花费少,改造针对性强,时间短,改造后的机床大多能克服原机床缺 点和存在的问题,生产效率高,具有长期效益。 1.各轴伺服电机的选型及计算 1.1 纵向进给系统伺服电机的选型 本次改造主要是根据最大静转距。伺服电机的启动力矩: T=36δp[Fs+f(G+FE)]/2πθb*η(N.cm) (1-1) 式中:δp 为脉冲当量,取 δp=0.005mm/stepFs 为移动部件负载: Fs=1.1Fz=1.1x4366.6=4803.3NFE 为 作 用 在 移 动 部 件 上 的 负 载 : FE=0.25 Fz=0.25x4366.6=1092Nf 为导轨摩擦系数取 f=0.2G 为纵向移动部件重量: G= (150+500)X9.8=6370N 代入公式(1-1)得 T===401(N.cm)=4.01(N.m)西 门子 1FK7 系列电机,结构极为紧凑,节省安装空间。性能高度集中,由于转子 的惯性矩小,因而具有极高的动态响应能力。 选 1FK7060-5AF71-1SGO 伺服电机最大静转矩 Tm=6N.m>T=4.011N.m 1.2 横向进给系统伺服电机的选型 为方便于改造选与纵向相同型号的电机,选 1FK7060-5AF71-1SGO 伺服电 机最大静转矩 Tm=6N.m>T,=4.035N.m 1.3 垂直进给系统伺服电机的选型 由于滚珠丝杠没有自锁功能,因此垂直方向伺服电机必须有抱闸功能。所以 垂直方向选择 1FK7063-5AF71-1SHO 电机,最大静转矩 Tm=11N.m>T , =4.035N.m 满足要求。 2.滚珠丝杠螺母副的选用设计 2.1 纵向丝杠螺母副的选用 (1)铣削力的计算 根据《简明铣工手册》 ,对高速钢圆柱铣刀,切削力的计算公式: 式中:C——系数,其值取决于切削条件和工作材料,当工件为碳钢时,查 《简明铣工手册》表 3-13,取 CFZ=65ap——铣削宽度(铣刀每转一个齿间角时, 工件与铣刀的相对移动量) 。 ae——背吃刀量,Z——铣刀齿数,d0——铣刀直径,n——铣刀转数 XF、 yF、uF 和 WF——公式中各个系数的指数。KFC——切削条件改变时,切削力的 修正指数,其中参数按实际加工过程中平均铣削条件为标准来选择。查《简明铣 工手册》表 3-13 取: d0=27mm, ae=4mm, z=4, ap=30mm, fz=0.1mm, n 取 r/min, 其中: XF=1.0, yF=0.72 uF=0.86,WF=0,qF=0.73。加工碳钢时,查《简明铣工手册》得:FFC=1 则 FZ=270.73X (60n) o=4366.6N 利用圆柱铣刀进行逆铣时, 工作台的工作载荷: 工作台纵向进给方向载荷:Ft=(1~1.2

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