二、机械部分改造的设计计算
(~)纵向进给系统的设计与计算
1.纵向进给系统的设计
经济型数控车床的改造一般是步进电动机经减速驱动丝杠,螺母固定在溜板箱上,带动刀架纵向移动。步进电动机的布置,可放在丝杠的任意一端。对车床改造来说,外观不必像产品设计要求的那么高,而可以从改造方便又实用的角度来考虑。一般都把步进电动机放在纵向丝杠的右端,如图9 1所示。
2纵向进给系统的设计计算
已知条件:
运动部件重量 W -800XJ(根据图样粗略计算)
时间常数 T-25ms
滚珠丝枉基本导程 10 =6mm
行程 S-640mm
步距角 口一。.75|/step
脉冲当量 ap一。.Oimm/step
快速进给速度 。…一2m/miiri
(1)切削力计算由《机床设计手册》可知,切削功率
P.= PyK
式中 P-电动机功率,查机床说明书,P-4kW,
口一主传动系统总效率,一般为0 6~0.7,取V=O. 65;
K-进给系统功率系数,取K-0. 96。
P,-4×0 65×0.96=2.496 (kW)
切削功率应按在各种加工情况下经常遇到的最大切削力(或转矩)和最大切削速度(或转速)来计算,即:
P.一≮产kw
或
P.=950 kW
式中Fz-一主切削力,N,
。——切削速度,m/rmn’
T-切削转矩.N.m;
"——主轴转速,r/min。
设按最大切削速度来计算,取v=iOOm/min
则主切削力
Fz,=60PO一60型簧学!业-1497.6(N)
由《金属切削原理》可知,主切削力
Fz—CF:axFZ fy}KF:
查表得CF,=1880MPa
XF,=1 YF:一0.75 KF:-1
式中XF。——材料特性在x方向对切削力的影响指数{
YF:一一材料特性在y方向对切削力的影响指数}
KF:——切削力修正系数,KF:-1;
CFZ -经验公式系数。
则Fz计算结果见表9-1。
裹9-1 Fz计算结果
由表9-1可知,当切削深度n,- 2mm、进给量,一0 3mm/r时,Fz -1524N,弓前面的计算结果Fz-1497. 6N最为接近,可以此参数作为下面计算的依据。
从《机床设计手册》中可知,一般在外圆车削时
Fx-(0.1—0.55)Fz Fv=(0.4~0.6)Fz
取 Fx一。.5Fz一。.5×1497.6-748.8 (N)
FY一。.6Fz=。.6×1497.6-898.56 (N)