X62W铣床的数控化改造
把X62W铣床改造成数控铣床,主要改造的部位是:在主电动机端面加一电磁离合器,以便用指令控制主轴停转:把工作台的纵横向进给运动改造成用步进电动机来控制。垂直进给运动仍采用机动和手动方式。下面主要介绍横向进给系统的改造和数控系统的硬件设计。1 横向进给系统设计
在横向进给系统的改造中,拆掉了原机床的丝杠螺母机构,更换上用步进电动机和一对齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。
工作台重量的估算
纵向工作台约重100kg,床鞍和回转盘约重200kg,总重量G=100+200=300kg。
切削力计算
切削功率为
式中:N——主电动机功率,7.5kW
h——主传动系统总效率,一般为0. 6~0. 7,取0.6
K——进给系统功率系数,取0.96
根据式(1)可得:Nc=4.32kW。又因为Nc=FzV/6120,则Fz=6120Nc/V,V为切削线速度,取100mm/min,所以主切削力Fz=2.59kN。通常:纵向切削分力F纵=(0.6~0.9)Fz,垂直切削分力F垂=(0.45~0.7)Fz,横向切削分力F横=(0.5~0.55)Fz。取F纵=0.6Fz=1.55kN,F垂=0.45Fz=1.165kN,F横=0.5Fz=1.295kN。
滚珠丝杠设计
工作台横向进给丝杠的轴向力
F轴=KF横+f'(F垂+W)
(2)
Fs=F横+1.414f当W
(3)
式中f当——当量摩擦系数,f当=0.01
代入式(3)得
Fs=1.337kN
设步进电动机等效负载力矩为M,负载力为F负,根据能量守恒原理,电动机所作的功与负载所作的功相等,即Mfh=F负L,则
M=F负L/hf
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