3.2高速進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算
高速、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)是精密復(fù)合式鏜銑加工中心具備高性能的重要保障, 隨著高速加工技術(shù)的快速發(fā)展,高速加工中心的進(jìn)給速度將是傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)給速度 的5至10倍。精密復(fù)合式鏜銑加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的要求主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 高速度、高加速度、高精度、高可靠性。
3.2.1滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌配合的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
精密復(fù)合式鏜銑加工中心中的進(jìn)給傳動(dòng)均采用相同的結(jié)構(gòu)方式,伺服電機(jī)與 滾珠絲杠直接驅(qū)動(dòng)的方式作為高速加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),直線導(dǎo)軌起著進(jìn)給 方向的導(dǎo)向作用,由“伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)一高精度滾珠絲杠一直線導(dǎo)軌”組成。在滿 足高速、高精度的同時(shí),怎樣通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)和運(yùn)用恰a的措施來(lái)進(jìn)一步提高精密 復(fù)合式鏜銑加工中心進(jìn)給系統(tǒng)的性能是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
由公式(3-13)可知,系統(tǒng)進(jìn)給速度與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、絲杠導(dǎo)程成正比例關(guān)系。 進(jìn)給加速度與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩成正比例關(guān)系,與系統(tǒng)的導(dǎo)程和質(zhì)量成反比例關(guān)系。
綜上所述,精密復(fù)合式鏜銑加工中心進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠的安裝方式均為 兩端固定。機(jī)床在加工過(guò)程中,進(jìn)給系統(tǒng)一直處于工作狀態(tài),因此滾珠絲杠的溫 度要高于機(jī)床本體的溫度,由于絲杠熱變形會(huì)引起加工過(guò)程中的定位精度降低, 所以要對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸,保證了傳動(dòng)的定位精度,進(jìn)給傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.7 所示
3.2.2進(jìn)給系統(tǒng)的電機(jī)選擇和計(jì)算
在機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型依然是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),它是進(jìn)給系 統(tǒng)性能的重要保障,進(jìn)給的伺服系統(tǒng)應(yīng)該具備的要求有:高精度的位移反饋、快 的響應(yīng)速度、高的穩(wěn)定性、較寬的調(diào)速范圍和大的扭矩輸出[42]。復(fù)合式鏜銑加工 中心采用伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī),伺服電機(jī)應(yīng)根據(jù)以下三條原則選取:
1、進(jìn)給系統(tǒng)正常工作時(shí),最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須小于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩,分析 計(jì)算如下:
機(jī)床的加工負(fù)載及傳動(dòng)損失折算到驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩M為:
2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與負(fù)載慣量相匹配,下面分別進(jìn)行計(jì)算,具體步驟 如下:
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量JM必須與負(fù)載慣量九相匹配,一般/M應(yīng)該大于九,然 而卻不能太大,因?yàn)镴M越大,系統(tǒng)的總慣量就越大,通常的匹配條件為:
3、進(jìn)給系統(tǒng)在做快速移動(dòng)時(shí),瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩不得大于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大輸出扭矩, 分析計(jì)算如下。a移動(dòng)部件從靜止以階躍指令加速到最大移動(dòng)速度時(shí),所需要提 供的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩最大,計(jì)算公式為:
加速時(shí)間由機(jī)床的加速度指標(biāo)確定,按照機(jī)床的實(shí)際使用慣例,我們把運(yùn)動(dòng) 部件從靜止啟動(dòng)至最大快移速度時(shí)產(chǎn)生的加速度規(guī)定為機(jī)床的最大加速度:
精密復(fù)合式鏜銑加工中心進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照以上三條原則選取,首先根 據(jù)第一條原則選出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào),然后再逆向的比較驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與 負(fù)載慣量是否相匹配,最后再來(lái)計(jì)算電機(jī)能否提供機(jī)床的最大加速度,最終達(dá)到 精密復(fù)合式鏜銑加工中心的設(shè)計(jì)要求。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實(shí)例,分析工藝難點(diǎn)與加工可行性,指出該模型的加工難點(diǎn)是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過(guò)設(shè)計(jì)新的工藝方案解決加工難點(diǎn),完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個(gè)典型案例,對(duì)于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
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2024-11
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