CD-YAG AC200-400-500激光切割機(jī)工作臺(tái)設(shè)計(jì)【13張CAD圖紙】

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桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：CD-YAG AC200/400/500激光切割機(jī)工作臺(tái) 系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號(hào)： 200603110316 姓 名： 鞏克平 指導(dǎo)教師： 梁瑋 職 稱： 講師 二OO九年 六 月 一 日 目錄 摘要………………………………………………………………………………1 前言………………………………………………………………………………3 1． 總體設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………… 4 1．1設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………4 1．2機(jī)構(gòu)要求…………………………………………………………………4 1．3設(shè)計(jì)方向確定……………………………………………………………5 1．3．1工作臺(tái)條件的確定………………………………………………… 6 2．滾珠絲杠的選用………………………………………………………………6 2．1選定編號(hào)…………………………………………………………………6 2．2計(jì)算選定編號(hào)……………………………………………………………9 3．滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………… 13 4．軸承的選用………………………………………………………………… 15 5．升降機(jī)的選用 ………………………………………………………………15 6．電機(jī)的選用 …………………………………………………………………20 6．1確定脈沖當(dāng)量，初選步進(jìn)電機(jī)…………………………………………20 6．2計(jì)算系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量………………………………………………………20 6．3電機(jī)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量…………………………………………………21 6．4慣量匹配驗(yàn)算……………………………………………………………23 7．零部件設(shè)計(jì) …………………………………………………………………24 7．1上導(dǎo)軌座設(shè)計(jì)……………………………………………………………24 7．2 U型連接塊設(shè)計(jì)…………………………………………………………26 7．3軸承座的設(shè)計(jì)……………………………………………………………27 8．主要零件的加工工藝規(guī)程 …………………………………………………29 8．1零件的分析………………………………………………………………29 8．1．1零件的作用……………………………………………………… 29 8．1．2零件的工藝分析………………………………………………… 29 8．2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………………30 8．2．1確定毛坯的制造形式,加工余量及形狀…………………………30 8．2.2、選擇定位基準(zhǔn)……………………………………………………31 8．2.3制定工藝路線………………………………………………………31 8．2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定………………………32 8．3確定切削用量和時(shí)間定額………………………………………………33 總結(jié)…………………………………………………………………………… 39 致謝…………………………………………………………………………… 40 參與文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 41 桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生班級(jí) 機(jī)制三班 姓 名 鞏克平 學(xué) 號(hào) 200603110316 指導(dǎo)老師 梁瑋 職 稱 講師 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題 CD-YAG AC200/400/500激光切割機(jī)工作臺(tái) 設(shè)計(jì)所用原始資料： 《數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 《數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)》 《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 《數(shù)控系統(tǒng)》 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 《金屬切削手冊(cè)》 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)主要著重于對(duì)工作臺(tái)機(jī)械方面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及其中的主要零件的加工工藝規(guī)程.在結(jié)構(gòu)方面包括有各種標(biāo)準(zhǔn)件的選用和各零件相互之間的聯(lián)接方式的設(shè)計(jì),其中又以滾珠絲杠、升降機(jī)和電機(jī)的選用為主。 在工藝規(guī)程方面對(duì)上導(dǎo)軌座的工藝加工過程作出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)解說.最后,作出了各零件圖以及工作臺(tái)的裝配圖。 任務(wù)下達(dá)日期： 200 年 月 日 學(xué)生提交設(shè)計(jì)期限：200 年 月 日至200 年 月 日 組織實(shí)施單位： 教研室主任意見： 簽 字： 200 年 月 日 系領(lǐng)導(dǎo)小組意見： 簽 字： 200 年 月 日 二OO九年 六 月 一 日 目錄 摘要………………………………………………………………………………1 前言………………………………………………………………………………3 1． 總體設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………… 4 1．1設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………4 1．2機(jī)構(gòu)要求…………………………………………………………………4 1．3設(shè)計(jì)方向確定……………………………………………………………5 1．3．1工作臺(tái)條件的確定………………………………………………… 6 2．滾珠絲杠的選用………………………………………………………………6 2．1選定編號(hào)…………………………………………………………………6 2．2計(jì)算選定編號(hào)……………………………………………………………9 3．滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………… 13 4．軸承的選用………………………………………………………………… 15 5．升降機(jī)的選用 ………………………………………………………………15 6．電機(jī)的選用 …………………………………………………………………20 6．1確定脈沖當(dāng)量，初選步進(jìn)電機(jī)…………………………………………20 6．2計(jì)算系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量………………………………………………………20 6．3電機(jī)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量…………………………………………………21 6．4慣量匹配驗(yàn)算……………………………………………………………23 7．零部件設(shè)計(jì) …………………………………………………………………24 7．1上導(dǎo)軌座設(shè)計(jì)……………………………………………………………24 7．2 U型連接塊設(shè)計(jì)…………………………………………………………26 7．3軸承座的設(shè)計(jì)……………………………………………………………27 8．主要零件的加工工藝規(guī)程 …………………………………………………29 8．1零件的分析………………………………………………………………29 8．1．1零件的作用……………………………………………………… 29 8．1．2零件的工藝分析………………………………………………… 29 8．2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………………30 8．2．1確定毛坯的制造形式,加工余量及形狀…………………………30 8．2.2、選擇定位基準(zhǔn)……………………………………………………31 8．2.3制定工藝路線………………………………………………………31 8．2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定………………………32 8．3確定切削用量和時(shí)間定額………………………………………………33 總結(jié)…………………………………………………………………………… 39 致謝…………………………………………………………………………… 40 參與文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 41 摘要 激光切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，可大大減少加工時(shí)間，降低加工成本，提高工件質(zhì)量。脈沖激光適用于金屬材料。 本工作臺(tái)專為光大CD-YAG AC200/400/500激光切割機(jī)所設(shè)計(jì)。激光切割機(jī)在工作過程中僅為Y-Y方向移動(dòng)則可，可切割小于3mm厚的金屬片，打孔，等。其切割路線由CAD圖紙直接傳輸，可切割一些不規(guī)則的路線。 由于激光切割為特種加工技術(shù)，在切割過程中并無切割力的作用，因些在工作臺(tái)設(shè)計(jì)方面，可以不考慮切削力的影響。 機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具備良好的伺服性能（即高精度、快速響應(yīng)性和穩(wěn)定性好）從而要求本次設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滿足以下幾方面： （1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 （2）剛度大 （3）阻尼合適 此外還要求摩擦小（提高機(jī)構(gòu)的靈敏度）、共振性好（提高機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性）、間隙?。ūＷC機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度），特別是其動(dòng)態(tài)特性應(yīng)與伺服電動(dòng)機(jī)等其它環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性相匹配。 設(shè)計(jì)過程中主要對(duì)工作臺(tái)的絲杠，導(dǎo)軌，電機(jī)，以及升降機(jī)的參數(shù)進(jìn)入選擇設(shè)計(jì)，以及工件的聯(lián)接設(shè)計(jì)等。同時(shí)繪制各主要工件的零件圖和工作臺(tái)裝配總圖，設(shè)計(jì)其中重要工件的加工工藝規(guī)程。 關(guān)鍵字:工作臺(tái) 機(jī)械設(shè)計(jì) 激光技術(shù) 切割機(jī) ABSTRACT Laser cutting technology widely used in metal and non-metallic materials processing, can greatly reduce the processing time, lower processing costs and improve the quality of the workpiece. Pulsed laser applied to metal materials. The table for the China Everbright CD-YAG AC200/400/500 laser cutting machine designed. Laser cutting machine in the course of their work can be moved only YY, cutting less than 3 mm thick metal sheets, punching, and so on. Its cutting line directly from CAD drawings transmission, cutting some irregular routes. Since laser cutting for special processing technologies, in the process of cutting no role in cutting edge, the more the design of the table, you can not consider the impact of cutting force. Mechanical systems should have a good servo performance (that is, high-precision, rapid response and stability) to request the transmission mechanism, designed to meet the following: (1) small moment of inertia (2) the stiffness (3) suitable damping ? Friction also require small (increase the sensitivity), the resonance of good (improve the stability of institutions), the small space (the transmission ensure accuracy), in particular its dynamic characteristics with the servo motor and other links to the dynamic nature of match . The process of designing the main table of the screw, rails, the electrical and lift the parameters into the choice of design, and parts of the link design. At the same time drawing all the major parts of the assembly parts map and the map table, one of the major parts of the design of processing a point of order. Keywords: table mechanical design laser technology cutting machine 前言 1 激光原理: 激光英文全名為L(zhǎng)ight Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER)。 于1960年面世，是一種因刺激產(chǎn)生輻射而強(qiáng)化的光。 科學(xué)家在電管中以光或電流的能量來撞擊某些晶體或原子易受激發(fā)的物質(zhì)，使其原子的電子達(dá)到受激發(fā)的高能量狀態(tài)，當(dāng)這些電子要回復(fù)到平靜的低能量狀態(tài)時(shí)，原子就會(huì)射出光子，以放出多余的能量；而接著，這些被放出的光子又會(huì)撞擊其它原子，激發(fā)更多的原子產(chǎn)生光子，引發(fā)一連串的「連鎖反應(yīng)」，并且都朝同一個(gè)方前進(jìn)，形成強(qiáng)烈而且集中朝向某個(gè)方向的光；因此強(qiáng)的激光甚至可用作切割鋼板！ 2 激光加工技術(shù): 激光是20世紀(jì)60年代的新光源。由于激光具有方向性好、亮度高、單色性好等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用.激光加工是激光應(yīng)用最有發(fā)展前途的領(lǐng)域之一，現(xiàn)在已開發(fā)出20多種激光加工技術(shù)。 激光切割是應(yīng)用激光聚焦后產(chǎn)生的高功率密度能量來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算機(jī)的控制下，通過脈沖使激光器放電，從而輸出受控的重復(fù)高頻率的脈沖激光，形成一定頻率，一定脈寬的光束，該脈沖激光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡組聚焦在加工物體的表面上，形成一個(gè)個(gè)細(xì)微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬間高溫熔化或氣化被加工材料。每一個(gè)高能量的激光脈沖瞬間就把物體表面濺射出一個(gè)細(xì)小的孔，在計(jì)算機(jī)控制下，激光加工頭與被加工材料按預(yù)先繪好的圖形進(jìn)行連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)，這樣就會(huì)把物體加工成想要的形狀。切割時(shí),一股與光束同軸氣流由切割頭噴出，將熔化或氣化的材料由切口的底部吹出(注：如果吹出的氣體和被切割材料產(chǎn)生熱效反應(yīng),則此反應(yīng)將提供切割所需的附加能源；氣流還有冷卻已切割面，減少熱影響區(qū)和保證聚焦鏡不受污染的作用)。 一、總體設(shè)計(jì)方案 1．1設(shè)計(jì)任務(wù): X方向行程:300mm Y方向行程:300mm 工作臺(tái)面的參考尺寸:300X300mm 最高運(yùn)動(dòng)速度:1400mm/min 定位精度: 工作壽命:每天8小時(shí),工作8年,300天/年 1．2 機(jī)構(gòu)要求 機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具備良好的伺服性能（即高精度、快速響應(yīng)性和穩(wěn)定性好）從而要求本次設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滿足以下幾方面： （1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 在不影響機(jī)械系統(tǒng)剛度的前提下，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡量減小。否則，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不良影響，機(jī)械負(fù)載增大；系統(tǒng)響應(yīng)速度降低，靈敏度下降；系統(tǒng)固有頻率減小，容易產(chǎn)生諧振。所以在設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)盡量減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 （2）剛度大 剛度是使彈性體產(chǎn)生單位變形量所需的作用力。大剛度對(duì)機(jī)械系統(tǒng)而言是有利的：①伺服系統(tǒng)動(dòng)力損失隨之減小。②機(jī)構(gòu)固有頻率高，超出機(jī)構(gòu)的頻帶寬度，使之不易產(chǎn)生共振。③增加閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用大的剛度的機(jī)構(gòu)。 （3）阻尼合適 機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生共振時(shí)，系統(tǒng)的阻尼增大，其最大振幅就越小且衰減也快，但大阻尼也會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差增大，精度降低，所以設(shè)計(jì)時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的阻尼要選著適當(dāng)。 此外還要求摩擦小（提高機(jī)構(gòu)的靈敏度）、共振性好（提高機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性）、間隙?。ūＷC機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度），特別是其動(dòng)態(tài)特性應(yīng)與伺服電動(dòng)機(jī)等其它環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性相匹配。 總體設(shè)計(jì)如圖1.2.1所示： 圖1.2.1 1.3設(shè)計(jì)方向確定 X-Y 工作臺(tái)系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)分為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)伺服系統(tǒng)三種。開環(huán)的伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng), 系統(tǒng)沒有檢測(cè)裝置; 半閉環(huán)的伺服系統(tǒng)中一般采用交流或直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng), 并在電機(jī)輸出軸安裝脈沖編碼器, 將速度反饋信號(hào)傳給控制單元; 閉環(huán)的伺服系統(tǒng)也是采用交流或直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng), 位置檢測(cè)裝置安裝在工作臺(tái)末端, 將位置反饋信號(hào)傳給控制單元。閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)其可控分辨率也很高，但在本次設(shè)計(jì)中，其位置精度（±0.02mm）要求不高，考慮到成本低，維修方便，工作穩(wěn)定等條件。選用步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)就可以滿足要求。其通過微機(jī)機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng), 直接帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。 ＸＹ工作臺(tái)系統(tǒng)總體框圖如圖1.3.1所示:： 圖1.3.1 1.4、工作臺(tái)條件的確定 　　 對(duì)于GD—YAG—AC200/400/500激光切割機(jī)而言，工作均為較輕的工件，最大質(zhì)量不超過去50KG ，劃片范圍為300mm x 200mm。工作過程中的震動(dòng)不步進(jìn)電機(jī)拉動(dòng)工作臺(tái)時(shí)由于慣性引起的震動(dòng)。所以我選工作臺(tái)厚度為30mm，材料選HT200灰鑄鐵，因?yàn)槠溆辛己玫蔫T造性能，減磨性，耐磨性好，加上其熔化配料簡(jiǎn)單，成本低，耐腐蝕及抗震性好等。 二、滾珠絲杠的選用 （1）滾珠絲杠副有如下特點(diǎn)：①傳動(dòng)效率高②系統(tǒng)剛性好③傳動(dòng)精度高④使用壽命長(zhǎng)⑤運(yùn)動(dòng)具有可逆性（既可將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，又可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且逆?zhèn)鲃?dòng)效率幾乎與正傳動(dòng)效率相同⑥不會(huì)自鎖⑦可進(jìn)行預(yù)緊和調(diào)隙 初步選定用優(yōu)勵(lì)聶夫（南京）科技有限公司的絲杠，以下將由該公司所提供的計(jì)算方式（出自http://www.unid-intl.com/jmgz4.asp）進(jìn)行以下計(jì)算： 2．1選定編號(hào) 絲杠支承和受力位置如下圖2.1.1所示 圖2.1.1 優(yōu)勵(lì)聶夫（南京）科技有限公司所提供的滾珠絲杠直徑、導(dǎo)程、長(zhǎng)度和精度系數(shù)如下表2.1.2所示： 表2.1.2 直徑/導(dǎo)程及長(zhǎng)度的選擇 絲杠直徑和導(dǎo)程 公稱直徑(do) 導(dǎo) 程Pho 4 5 6 8 10 12 16 20 16 ● ● ▲ ? ? ? ? ? ? 20 ● ● ▲ ● ? ? ? ? ? 25 ● ● ▲ ● ● ● ?? ? ? ? 32 ● ● ▲ ● ● ● ▲ ? ? ? 40 ● ● ▲ ● ● ● ▲ ● ? ? 50 ? ● ?? ● ● ● ?? ● ● ● 63 ? ? ? ● ● ?? ● ● ● 80 ? ? ? ? ● ?? ● ● ● 100 ? ? ? ? ? ? ● ● ? ● —— 磨制絲杠 ▲ —— 軋制絲杠 絲杠長(zhǎng)度 表2.1.2 選取的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)為： 磨制絲杠(右旋)軸承到螺母間距離(臨界長(zhǎng)度) ln = 380mm固定端軸承到螺母間距離 Lk = 380mm設(shè)計(jì)后絲杠總長(zhǎng) = 500mm最大行程 =380mm工作臺(tái)最高移動(dòng)速度 Vman = 1.4（m/min）壽命定為 Lh = 19200工作小時(shí)。μ= 0.1 （摩擦系數(shù)）電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 nmax = 350 （r/min）定位精度：??最大行程內(nèi)行程誤差 = 0.035mm??300mm行程內(nèi)行程誤差 = 0.02mm??失位量 = 0.045mm 支承方式為(固定—支承)W ≤ 50kg （工作臺(tái)重量+工件重量） g=9.8m/sec2(重力加速度)I=1 (電機(jī)至絲杠的傳動(dòng)比)Fw=μ×W ×g = 0.1×50×9.8 ≈ 50 N(摩擦阻力) 運(yùn)轉(zhuǎn)方式 軸向載荷Fa=F+Fw （N） 進(jìn)給速度(mm/min) 工作時(shí)間比例 所有運(yùn)轉(zhuǎn) F1=50 V1=14000 q1=100 Fa --- 軸向載荷 （N） F --- 切削阻力 （N） Fw --- 摩擦阻力 （N） 從已知條件得絲杠編號(hào)：????此設(shè)計(jì)絲杠副對(duì)剛度及失位都有所要求，所以螺母選形為：FDG（法蘭式雙螺磨制絲杠）????從定位精度得出精度精度不得小于P5級(jí)絲杠????FDG 20X4R-3-P5-500X380 2．2計(jì)算選定編號(hào)??? 導(dǎo)程 ?? 運(yùn)轉(zhuǎn)方式 進(jìn)給速度(mm/min) 進(jìn)給轉(zhuǎn)速(r/min) 所有運(yùn)轉(zhuǎn) V1=1400 n1=350 平均轉(zhuǎn)速 ??? 平均載荷 ??? 時(shí)間壽命與回轉(zhuǎn)壽命 ??? ? 額定動(dòng)載荷??? ?以普通運(yùn)動(dòng)時(shí)確定fw取 1.4 得：額定動(dòng)載荷 Ca≥517.14N以Ca值從FDG系列及（絲杠直徑和導(dǎo)程、絲杠長(zhǎng)度表http://www.unid-intl.com/jmgz6_2.htm）表2.2.1 表2.2.1 中查出適合的類型為：公稱直徑： d0=20mm 絲杠底徑： d0=17.5mm 導(dǎo)程：Pho=4mm 循環(huán)圈數(shù)：3額定動(dòng)載荷為：517.14N。絲杠編號(hào)： FDG 20 × 4R - P5 - 3 - 500 × 380????預(yù)緊載荷 Fao = §Ca=0.05×517.14 ≈ 25.86 N ????絲杠螺紋長(zhǎng)度 Lu=L1-2Le L1=Lu+2Le =300+2×20=340mm 絲杠螺紋長(zhǎng)度不得小于340mm加上螺母總長(zhǎng)一半37mm(從系列表中查出螺母總長(zhǎng)74mm)。得絲杠螺紋長(zhǎng)度 ≥ 377m。在此取絲杠螺紋長(zhǎng)度 L1=380mm則軸承之間的距離Ls=380mm絲杠編號(hào)： FDG20 - 4R - P5 - 3 - 500 ×380 絲杠公稱直徑公稱直徑由允許工作轉(zhuǎn)速與工作容許軸向載荷來推算得出。由http://www.unid-intl.com/jmgz3_5.asp臨界轉(zhuǎn)速及允許工作轉(zhuǎn)速： nkper≤0.8×nk nk ≥ nkper/0.8 以安裝形式確定fnk 取18.9。 可知絲杠螺母底徑大于? 0.3????當(dāng)Pho=4(mm)、最高轉(zhuǎn)速達(dá)到350（r/min） 時(shí)，系列表中適合的公稱直徑d0≥12mm 。????上述由額定動(dòng)載荷Ca 求得的公稱直徑 d0=20mm>12 ，滿足條件，否則公稱直徑還應(yīng)加大。絲杠編號(hào)： FDG 20 × 4R – P5 - 3 - 500 ×380 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)剛度????初始條件：失位量 = 0.045mm。????滾珠絲杠系統(tǒng)之間各元部件（絲杠、螺母、支承軸承），在此設(shè)為：0.04mm。此時(shí)滾珠絲杠系統(tǒng)各元部件單邊彈性變形量為：0.02mm。 此時(shí)運(yùn)動(dòng)的軸向載荷1000N。????絲杠剛度????當(dāng)Ls1=Lk，Rs 為最小，一般情況下計(jì)算最小剛度值。 由http://www.unid-intl.com/jmgz3_7.asp 螺母剛度????在此預(yù)緊載荷為額定動(dòng)載荷的10%，螺母剛度從表中查出 R=613N/μm????從表中查出額定動(dòng)載荷Ca=6201N,在此ε取0.1． ??? ? 支承剛度????支承軸承剛度RaL可從軸承生產(chǎn)廠產(chǎn)品樣本中的查出。在此RaL=1020N/μm RaL=Fa/δaL δaL=Fa/RaL = 1000/1020 ≈ 1μm 軸向總剛度 1/Rtot = 1/Rs + 1/Rnu + 1/RaL =1/138 + 1/180.63 + 1/1020 Rtot≈72.66 N/μm ?總彈性變形量(單邊) δtot = δs + δnu + δaL =7.25+5.54+1 =13.79μm ≤ 20μm 檢驗(yàn)合格。 ????從絲杠軸向總剛度的問題上來講，絲杠的剛度有時(shí)比螺母的剛度重要，最佳提升剛性的方法是提高絲杠的剛度，而不是在螺母上施加太重的預(yù)緊載荷(預(yù)緊載荷最高為額定動(dòng)載荷的10%)。 三、滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 ???滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得： 動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性極好，即驅(qū)動(dòng)信號(hào)與機(jī)械動(dòng)作滯后的時(shí)間間隔極短，有益于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。 驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。 與V型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約40倍。 適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約10倍。 能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。 能實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。 成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有“誤差均化效應(yīng)”，從而降低基礎(chǔ)件（導(dǎo)軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。 導(dǎo)軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點(diǎn)接觸時(shí)大大提高，滾動(dòng)摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。 導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。 簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造①運(yùn)動(dòng)靈敏讀高?、诙ㄎ痪雀摺、蹱恳π　⒁苿?dòng)輕便?、芫缺３中院谩、轁?rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維修方便?、弈Σ料禂?shù)小、動(dòng)摩擦系數(shù)很接近、不產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。 已知作用在導(dǎo)軌副上的壓力Ｍ＝g＝50×9.8=490N 導(dǎo)軌工作壽命：＝8×300×8=19200h 單向行程長(zhǎng)度：＝0.4m 往復(fù)次數(shù)取：n=3次／分 導(dǎo)軌行程長(zhǎng)度系數(shù)：＝２ n／＝２×19200×0.4×3×60/ =2764.8 因活座數(shù)m=4所以每根導(dǎo)軌上使用２個(gè)活座 ∴Ｆ＝= =122.5N 根據(jù)公式＝6.25 得：===933.39N 根據(jù)http://www.njyigong.com/html/gund/g2.htm.圖3.1 圖3.1 選取GGE15 BA型號(hào)的導(dǎo)軌的=7.19KN,能滿足8年的使用要求。 其具體參數(shù)如下: H 24 W 9.5 B1 34 B2 26 B3 4 K 18 T 5 M1×L0 M4×7 L1 54.5 L2 38.5 L3 26 G M6 B4 15 H1 14.5 d×D×h 3.5×6.5×5 F 60 單根最大長(zhǎng)度Lmax 600 額定動(dòng)載荷C (KN) 7.19 額定靜載荷C0 (KN) 10.5 額定力矩(N*m) MA 76.1 MB 76.1 MC 88.4 四、軸承的選用 絲杠軸上的軸承受兩方面的力，軸向力有直向力。軸承的選擇主要由軸徑的大小和所受的載荷和決定，由絲杠選取過程中計(jì)算得出，絲杠所受的額定動(dòng)載荷為517.14N,而絲杠在軸承處的直徑為17mm，在些選用角接觸軸承，查《機(jī)械零件手冊(cè)》，選用7203C。 五、升降機(jī)的選用 因?yàn)楣ぷ髋_(tái)必要的時(shí)候需要在Z軸上作一定的運(yùn)動(dòng)，所以相當(dāng)有必要在X—Y工作臺(tái)下方安裝一個(gè)升降機(jī)，并且為手機(jī)操作和電機(jī)帶動(dòng)并用。選用的升降機(jī)要求如下： 提升重量為X—Y工作臺(tái)及工件的總重量。N=mg=50×10=500（n） 其中g(shù)=10 提升速度為1m/min。 計(jì)劃選用優(yōu)勵(lì)聶夫（南京）科技有限公司的CS系列蝸輪絲杠升降機(jī)。 通過比較，選用CS系列方型蝸輪絲杠B型結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)圖如下圖5.1：（出自http://www.unid-intl.com/wlgg4.htm） 圖5.1 現(xiàn)選用具體型號(hào)為CS25，由http://www.unid-intl.com/CS25.htm,表5.2 CS25，梯形絲杠30×6 轉(zhuǎn)速rpm 提升速度 F=15(KN) F=10(KN) F=5(KN) F=2.5(KN) F=1(KN) N L N L N L N L N L N L Nm KW Nm KW Nm KW Nm KW Nm KW Nm KW Nm KW Nm KW Nm KW Nm KW 1500 1.50 0.375 8.8 1.39 3.1 0.49 5.9 0.93 2.1 0.33 2.9 0.46 1.0 0.2 1.5 0.2 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 1000 1.00 0.250 8.8 0.93 3.1 0.33 5.9 0.62 2.1 0.22 2.9 0.31 1.0 0.1 1.5 0.2 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 750 0.75 0.188 8.8 0.69 3.1 0.25 5.9 0.46 2.1 0.16 2.9 0.23 1.0 0.1 1.5 0.1 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 600 0.6 0.150 8.8 0.56 3.1 0.20 5.9 0.37 2.1 0.13 2.9 0.19 1.0 0.1 1.5 0.1 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 500 0.5 0.125 8.8 0.46 3.1 0.16 5.9 0.31 2.1 0.11 2.9 0.15 1.0 0.1 1.5 0.1 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 300 0.3 0.075 8.8 0.28 3.1 0.1 5.9 0.19 2.1 0.1 2.9 0.1 1.0 0.1 1.5 0.1 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 100 0.1 0.025 8.8 0.1 3.1 0.1 5.9 0.1 2.1 0.1 2.9 0.1 1.0 0.1 1.5 0.1 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 50 0.05 0.013 8.8 0.1 3.1 0.1 5.9 0.1 2.1 0.1 2.9 0.1 1.0 0.1 1.5 0.1 0.5 0.1 0.6 0.1 0.2 0.1 表5.2 選用數(shù)據(jù)如下： 轉(zhuǎn)速：1000 rpm 提升速度：N 1.00 L 0.25 F=2.5 (KN) 由http://www.unid-intl.com/wlgg4.htm表5.3 表5.3 型號(hào)CS CS2.5 CS5 CS10 CS25 CS50 CS150 CS250 絲杠 Tr14×4 Tr18×4 Tr20×4 Tr30×6 Tr40×7 Tr60×9 Tr80×10 C 25 31 37.5 41 58.5 80 82.5 D 60 80 100 130 180 200 240 E 48 60 78 106 150 166 190 F 50 72 85 105 145 165 220 G 38 52 63 81 115 131 170 H M6 M8 M8 M10 M12 M20 M30 ΦJk6 9 10 14 16 20 25 30 K1 20 25 32 45 63 71 80 K2 16 21 29 42 63 66 75 L 22 31 40 54 78 83 100 L1 20 22.5 22.5 43 45 65 65 L2 12 13 15 15 16 30 45 N 92 120 140 195 240 300 355 NL Lift+60 Lift+68 Lift+74 Lift+86 Lift+123 Lift+149 Lift+160 P 62 74 93 105 149 200 205 Q 3×3×14 3×3×18 5×5×20 5×5×36 6×6×36 8×7×56 8×7×56 T 12 12 18 23 32 40 40 ΦW 26 30 40 46 70 85 120 裕度X 10 12 15 20 25 25 25 Y 50 62 75 82 117 160 165 Z 24 32.5 35 44 55 70 - Z1 M6 M8 M8 M8 M10 M10 - Z2 6 10 12 12 15 15 - 運(yùn)動(dòng)螺母 a 40 44 44 46 73 99 110 b 10 12 12 14 16 20 30 Φch9 24 28 32 42 63 85 105 Φd 44 48 55 66 95 125 190 Φe 34 38 45 54 78 105 150 Φf 5 6 7 7 9 11 17 絲杠接頭類型1 h 12 15 20 25 30 45 75 Φik6 8 12 15 20 25 40 60 表5.3續(xù)表 得到如下數(shù)據(jù)： 絲杠 Tr30×6 C 41 D 130 E 106 F 105 G 81 H M10 фJk6 16 K1 45 K2 42 L 54 L1 43 L2 15 N 195 NL Lift+86 P 105 Q 5×5×36 T 23 Фw 46 裕度X 20 Y 82 Z 44 Z1 M8 Z2 12 運(yùn)動(dòng)螺母 a 46 b 14 Фch9 42 Фd 66 Фe 54 Фf 7 h 25 Фik6 20 六、電機(jī)的選用 6.1、確定脈沖當(dāng)量，初選步進(jìn)電機(jī) 脈沖當(dāng)量根據(jù)系統(tǒng)精度來確定，對(duì)于開環(huán)系統(tǒng)一般為P=0.005—0.01mm。如取得太大，無法滿足系統(tǒng)精度要求；如取得太小，或者機(jī)械系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)，或者對(duì)其精度和動(dòng)態(tài)特性能提出更高的要求，是經(jīng)濟(jì)性降低。本次設(shè)計(jì)的工作臺(tái)的精度為±0.02mm，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得脈沖當(dāng)量δ=×0.04=0.0125mm .又知道是用聯(lián)軸器連接電機(jī)主軸和絲杠，所以傳動(dòng)比i=1。根據(jù)公式得步距角α=360iδ/p= 6.2、計(jì)算系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的目的是選著步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力參數(shù)及進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與設(shè)計(jì)。絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算 ===3.2×kg· 其中ρ是絲杠密度（kg/ ），取7.8× kg/ ；d是絲杠的等效直徑(m),取0.017m; l是絲杠的長(zhǎng)度0.5m。 沿直線軸移動(dòng)物體的慣量工作臺(tái)、工件等折算到電動(dòng)機(jī)軸 上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可由下述公式達(dá)到： =M×=×50×=2.03×kg· M——工作臺(tái)（包括工件）的質(zhì)量，kg V——工作臺(tái)快進(jìn)速度，mm/min N——絲杠轉(zhuǎn)速,r/min 所以折算到電機(jī)上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=＋=0.08713× kg· 6.3、 電動(dòng)機(jī)軸上的慣性轉(zhuǎn)矩： ==0.08713×××=25.2N·m 電動(dòng)機(jī)軸上的當(dāng)量摩擦轉(zhuǎn)矩 ==mgμ=×50×9.8×0.004=0.002N·m 其中， △t為電機(jī)加速時(shí)間：△t=0.1O秒 伺服傳動(dòng)鏈的總效率取為η=0.99 為工作臺(tái)快進(jìn)速度 =1.4m/min 設(shè)滾動(dòng)絲杠螺母副的預(yù)緊力為最大軸向載荷的1/3，則因預(yù)緊力而引起的、折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩為： =（1－）=××（1－）= N·m 是滾珠絲杠螺母副未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率。=0.9 工作臺(tái)上的最大軸向載荷折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： ==×25.86=0.02 N·m 在最大外載荷下工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩： =＋＋=0.02＋0.002＋= 0.023N·m 根據(jù)下列公式計(jì)算正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 ===0.046~0.077 N·m 于是啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)軸上的最大靜轉(zhuǎn)矩為： =＋＋=25.2＋0.002＋=25.2003 N·m 我初步選定電機(jī)為三相雙六拍的電機(jī)，根據(jù)與選取啟動(dòng)時(shí)所需步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系： ===29.1 N·m 所以根據(jù)： http://www.sihaidj.com/product/stepmotor/350/130BYG.html 圖6.3.1 圖6.3.1 選定130BYG3502 具體參數(shù)如下： 步距角：0.6度 相數(shù)：3 靜轉(zhuǎn)矩：35N·m 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：30kg·=0.3×kg· 尺寸圖如圖6.3.2： 圖6.3.2 6.4、慣量匹配驗(yàn)算 電機(jī)軸上的總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電機(jī)軸自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的比值應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，既不應(yīng)太大，也不應(yīng)太小。如果太大，則伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性主要取決于負(fù)載特性，由于工作條件（如工作臺(tái)位置）的變化而引起的負(fù)載質(zhì)量，剛度，阻尼等的變化，將導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性也隨之產(chǎn)生較大的變化，使伺服系統(tǒng)綜合性能變差，或給控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)造成困難。如果該比值太小，說明電動(dòng)機(jī)選或傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不太合理，經(jīng)濟(jì)性較差。為了系統(tǒng)慣量達(dá)到較合理的匹配，一般應(yīng)將該比值控制在下式所規(guī)定的范圍內(nèi)： ≦≦1 ≦==0.29≦1 說明慣量匹配合理。 七、零部件設(shè)計(jì) 工作臺(tái)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)符合以下方面的要求： （1）．零件的盡量少，能用一個(gè)零件的，盡量只用一個(gè)零件。這樣，可以最大程度的減小在連接方面產(chǎn)生的誤差，并且在裝配方面也可以大大地減少工作臺(tái)，有利于降低成本，提高生產(chǎn)效率。 （2）．零件結(jié)構(gòu)方面必需合理設(shè)計(jì)，能出模，能加工，且方便加工。結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 （3）．零件應(yīng)達(dá)到一定的剛度，精度要求。 7.1．上導(dǎo)軌座設(shè)計(jì) 對(duì)于上導(dǎo)軌座設(shè)計(jì)，首先要檢查所選滾珠絲杠的活動(dòng)螺母以及其連接部件的尺寸的結(jié)構(gòu)尺寸，本工件為絲杠螺母和導(dǎo)軌以及兩坐標(biāo)軸箱體的連接件相連的部件，必需結(jié)合這三方面的結(jié)構(gòu)尺寸。 a．絲杠螺母結(jié)構(gòu)尺寸如圖7.1.1所示： 圖7.1.1 b．上導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)尺寸圖3.1所示, 具體結(jié)構(gòu)參數(shù)如下: H 24 W 9.5 B1 34 B2 26 B3 4 K 18 T 5 M1XL0 M4X7 L1 54.5 L2 3.5 L3 26 G M6 N 4.5 B4 15 H1 14.5 dXDXh 3.5X6.5X5 F 60 c．兩坐標(biāo)軸間聯(lián)接件： 初定不厚度為5mm的鋼塊。在本處對(duì)其結(jié)構(gòu)不作要求，其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將在以下零件設(shè)計(jì)。 聯(lián)接方式： 絲杠螺母為法蘭盤式聯(lián)接，在此也應(yīng)設(shè)計(jì)法蘭盤式與之對(duì)應(yīng)的聯(lián)接。雙工件通過螺釘鎖緊。如圖7.1.2所示： 圖7.1.2 本工件與上導(dǎo)軌及兩坐標(biāo)軸間聯(lián)接件的聯(lián)接亦使用螺釘聯(lián)接，因?qū)к墳闃?biāo)準(zhǔn)件，所以導(dǎo)軌上的螺釘位置，尺寸都已固定。三都的聯(lián)接方式設(shè)計(jì)如下圖7.1.3所示： 圖7.1.3 由于本零件所受的力僅為絲杠的軸向載荷力，由絲杠設(shè)計(jì)里可以得到此力為50N。由于此力較小，于是本零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖7.1.4所示： 圖7.1.4 7.2．U型連接塊設(shè)計(jì) 對(duì)于兩坐標(biāo)軸間的聯(lián)接，要首先考慮到上方坐標(biāo)軸上的導(dǎo)軌上的防塵蓋設(shè)計(jì)。初定防塵蓋為0.8 mm的鋼板。而兩坐標(biāo)軸間的聯(lián)接必須通過孌曲的過渡進(jìn)行聯(lián)接，從而達(dá)到防塵的作用。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖7.2.1： 圖7.2.1 7.3．軸承座的設(shè)計(jì) a．固定端軸承座設(shè)計(jì) 本零件主要有兩個(gè)作用。第一，作用軸承座對(duì)絲杠的軸承起支撐作用；第二，對(duì)電機(jī)起定位和固定作用。 軸承座與坐標(biāo)軸座的定位和固定用螺釘來負(fù)責(zé)，如圖7.3.1所示： 圖7.3.1 軸承的定位與固定 （1）軸承座上不設(shè)計(jì)定位固定設(shè)置，軸承外圈的固定由軸承端蓋負(fù)責(zé)。其結(jié)構(gòu)如圖7.3.2所示： 圖7.3.2 （2）軸承在軸上的定位固定可以用定位卡簧決定。其結(jié)構(gòu)如圖7.3.3所示： 圖7.3.3 b．支承端的軸承定位 （1）軸承外圈的定位固定和固定端結(jié)構(gòu)一致 （2）軸承支座上設(shè)計(jì)軸承內(nèi)圈的定位設(shè)置，如圖7.3.4所示： 圖7.3.4 八、主要零件的加工工藝規(guī)程 現(xiàn)書寫上導(dǎo)軌座的機(jī)械加工工藝規(guī)程 8.1、零件的分析 8.1．1零件的作用 本零件是GD-YAG-AC200/400/500激光機(jī)X-Y工作臺(tái)的上導(dǎo)軌座。它安裝在工作臺(tái)絲杠的活動(dòng)螺母上，通知絲杠螺母的移動(dòng)帶動(dòng)上一工作臺(tái)的移動(dòng)。零件上法蘭部分與絲杠活動(dòng)螺母相連，另一端平面上下兩面分別與兩坐標(biāo)軸聯(lián)接鋼塊和上導(dǎo)軌相連。 8.1．2零件的工藝分析 撥叉共有三組加工表面,它們之間有一定的位置要求.現(xiàn)分述如下: a.以φ5mm孔為中心的孔。 這一組加工表面包括:16個(gè)φ5的孔. b.以φ36mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：上平面兩個(gè)35X120的平面，下平面兩個(gè)35X120的平面，6個(gè)φ5mm的螺孔。 這一組加工表的位置要求如下為： 所有加工平面與孔中心平行度為0.04mm φ36mm的跳動(dòng)：0.025mm c.以法蘭平面為中心的加工表面 這一組加工表面包括: φ62mm平面。 由以上分析可知,對(duì)于這三組加工表面而言,可以先加工其中一組表面,然后借助于專用夾具加工另一組表面,并且保證它們之間的位置精度要求. 8．2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8．2.1、確定毛坯的制造形式,加工余量及形狀： 零件材料為HT200?？紤]零件在工作運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-11，并查表2.2-4確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下圖8.2.1.1及表8.2.1.2所示： 圖8.2.1.1 加工面代號(hào) 基本尺寸 加工余量 說明 D1 5 2．52 鉆孔 D2 36 3.52 孔降一級(jí)雙側(cè)加工 D3 4．1 2．052 單側(cè)加工 T1 14 4 單側(cè)加工 T2 14 4 單側(cè)加工 T3 34 4 單側(cè)加工 表8.2.1.2 8．2.2、選擇定位基準(zhǔn)： 1 粗基準(zhǔn)的選擇：以T2面為主要的定位粗基準(zhǔn)，并以T2側(cè)面為輔助基準(zhǔn)。 2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的平面為主要的定位精基準(zhǔn)，以T2加工后側(cè)面為定位精基準(zhǔn)。 8．2.3制定工藝路線: 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，經(jīng)反復(fù)比較，設(shè)計(jì)零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序01 以T2為定位粗基準(zhǔn)，粗銑T1平面。 工序02 以T1為基準(zhǔn),粗銑T2平面。 工序03 以T1為基準(zhǔn),粗銑T3平面 工序04 以T1及T1側(cè)面為定位基準(zhǔn)，粗鏜Φ36孔。 工序05 以T2為定位精基準(zhǔn)，精銑T1平面。 工序06 以T1為基準(zhǔn),精銑T2平面。 工序07 以T1及Φ36孔為基準(zhǔn)，鉆Φ5通孔。 工序08 以T1和Φ5孔為基準(zhǔn)，精鏜Φ36孔。 工序09 以T1和Φ5孔為基準(zhǔn)，精銑T3平面。 工序10 以T1和Φ5孔為基準(zhǔn)，鉆M5螺紋底孔。 工序11 以T1和Φ5孔為基準(zhǔn)，攻M5螺紋。 工序12 去毛刺。 8．2.4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定: 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下表8.2.4.1： 工序號(hào) 工序 內(nèi)容 加工 余量 基本 尺寸 經(jīng)濟(jì) 精度 工序尺寸偏差 工序余量 最小 最大 鑄件 4.0 CT11 01 粗銑T1平面 1.0 15.0 12 1 1.18 02 粗銑T2平面 1.0 12.0 12 1 1.18 03 粗銑T3平面 1.0 31.0 12 1 1.25 04 粗鏜Φ36孔。 1.0 Φ34.0 12 1 1.25 05 精銑T1平面 0 11 8 -0.013 -0.013 06 精銑T2平面 0 10 8 0.013 -0.013 07 鉆Φ5通孔 0 Φ5 8 0 1.005 08 精鏜Φ36孔 0 Φ36 7 0 -.01 09 精銑T3平面 0 30 8 0.019 -0.019 10 鉆M5螺紋底孔 0 Φ5 11 攻M5螺紋 0 Φ5 表8.2.4.1 8．3、確定切削用量及時(shí)間定額： 工序01 以T2為定位粗基準(zhǔn)，粗銑T1平面。 1. 加工條件 工件材料：HT200,σb =170~240MPa，鑄造;工件尺寸：aemax=139mm，l=120mm; 加工要求：粗銑T1平面，加工余量3mm; 機(jī)床：X51立式銑床； 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角： λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。 2. 切削用量 1）確定切削深度ap 因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=3mm，一次走刀即可完成。 2）確定每齒進(jìn)給量fz 由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-35，X51立式銑床）時(shí)： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3）計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16，當(dāng)d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時(shí)，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計(jì)算公式為： 其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式： 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為： vc==m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 4)校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 5）計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=139mm. 查《切削手冊(cè)》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(139+40)/390=0.46min。 工序02 以T1為基準(zhǔn),粗銑T2平面。 切削用量同工序01。 計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=120mm. 查《切削手冊(cè)》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf