毕业设计（论文）-丝杠专用车床

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1、山东大学毕业论文（设计）第一章、车床总体设计方案的拟定，分析与确定1.1、方案拟定：本次设计的车床是加工丝杠的专用车床，拟定车床只采用滚珠丝杠螺母副拖动溜板以及刀架做纵向进给运动，同时不附加纵向手动手轮，只用小滑板作纵向微调进行定位。横向进给采用手动手轮经丝杠带动刀架作横向进给运动。根据设计要求，拟定如下两个方案：1.1.1、方案一：车床主轴由直流电机经皮带轮、涡轮副驱动，电机由可控硅无机调速，为满足多种螺距丝杠要求，采用挂轮结构，直接与主轴和滚珠丝杠相联接。车床传动系统图见图1-11.1.2方案二：车床主轴由步进电机直接驱动，实现无级调速。为加工多种螺距的丝杠，采用如下结构

2、：电机驱动主轴经一对齿轮副传动，连接挂轮，之后直接连接丝杠。车床传动系统图见图1-21.2、方案分析：方案一的结构，传动平稳，有利于提高工作表面光洁度。主轴至丝杠的传动链短，仅有一套用于改变被加工工件螺距的交换齿轮，故此部分传动误差小。但主轴由直流电机经皮带轮、涡轮副驱动，导致传动效率有所降低，传动误差较大。方案二的结构，由于主轴有步电机直接驱动，故传动精度和传动效率都较高。主轴至丝杠的传动链，有一对齿轮副和一套用于改变被加工工件螺距的交换齿轮，故此部分传动误差较小。1.3、方案的确定：从车床的整体传动系统看，方案二的结构紧凑，传动精度和传动效率都较方案一高。故采用方案二的结

3、构。-29-山东大学毕业论文（设计）第二章、动力参数计算切削速度：CvV=*Kv601-m*Tm*axy*fyv查表，车刀耐用度：T=3600(S),ap=2mm,f=2mm/r,Cv=43,xv=0.25,yv=0.66,m=0.125,∵成型车削∴取kv=0.8543∴V=*0.85≈0.19(m/s)601-0.125*36000.125*20.25*20.66主切削力：Fz=9.81×60nFz×CFZ×a×fyFz×vnFz×kFZ×(N)刀具材料:硬质合金:W18Cr4V加工材料:碳素合金钢查表得:nFz=-0.15,CFz=270;xFz=1.0;yFz=0.7

4、5取:KFz=1则：Fz=9.81×60-0.15×270×21.0×20.75×0.19-0.15×1≈6183.9同理，径向切削力：Fy=9.81×60nFz×CFZ×a×fyFz×vnFz×kFy查表：nFy=-0.3,cFy=199,xFy=0.1,yFy=0.6,kFy=1∴Fy=9.81×60-0.3×199×20.9×20.6×0.19-0.3×1≈2660.7(N)轴向力:-29-山东大学毕业论文（设计）Fx=9.81×60nFx×CFx×a×fyFx×vnFx×kFx查表：nFx=-0.4,cFx=294,xFx=1.0,yFx=0.5,kFx=1.2Fy=

5、9.81×60-0.4×294×21.0×20.5×0.19-0.4×1≈3081.8(N)∴成型车削深度不大，形状不复杂的轮廓时，切削力减小10%～15%∴取12%则：Fz=6183.9×(1-12%)≈5441.8(N)Fy=2660.7×(1-12%)≈2341.4(N)Fx=3081.8×(1-12%)≈2712(N)切削时消耗的功率：pm=Fz*V×10-3=5441.8×0.19×10-3≈1.034(Kw)∴步进电机功率：pmp=η*k其中:η——主传动的总功率，取η=0.65K——进给传动功率系数，取K=0.961.034∴p=≈1.657(Kw)0.65×0

6、.96加工工件时的最大转距:Tmax=Fz××10(n.m)=5441.8××10=272.09(n.m)由Tmax,选取86BYG019五相BYG感应子式功率步进电机。电机能承受的最大转距：-29-山东大学毕业论文（设计）Tmax=9.55××106(n.m)n=∴T=9.55×106×∴9.55×=26165(n.m)T>>Tmax∴所选的步进电机合适数据如下：步距角：0.72/0.36静转距：360最大转距:300转子转动惯量:1.8外形长度：201mm重量:3.5kg第三章、传动系统的设计本车床是丝杠专用车床，为了保证所加工的丝杠的加工精度，必须尽可能的减小主轴到车床

7、丝红的传动误差，因此在主轴和丝红之间只选用一对齿轮副和一套交换齿轮进行联络。这种传动结构非常简化，既保证了主轴到丝杠的传动精度，从而确保工件的加工精度，又可以通过更换不同的交换齿轮，来加工不同的螺距丝杠。综上所述，本车床的传动线路：步进电机主轴传动轴挂轮丝杠刀架第四章、主轴设计4.1、主轴结构参数的选择：-29-山东大学毕业论文（设计）主轴的结构参数主要包括主轴的平均直径D（或前轴颈直径），内孔直径d（对于空心主轴面言），前端的悬伸量a及主轴的支承跨距L等。一般步骤是首先确定前轴颈直径，然后确定内径d和