小型雕刻机的机械部分设计Word下载.docx

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因此，从经济性的角度出发，经济型的雕刻机则不宜采用。

由于直流电机具有以下特点:

（l）调速范围宽

其转子转速可在宽广的范围内连续调节并稳定运行。

（2）特性呈线性

不论机械特性还是调节特性都呈现良好的线性度。

即在整个调节范围内，转速随转矩的变化关系或是转速随控制电压的变化关系都是线性的。

（3）快速反应

在输入控制信号的作用下，转子能迅速地反应动作，时间常数小。

故优先选用直流电机带动主轴机构的方案。

直流电机通过弹性夹头直接与刀具连接。

二．元件的选择

1．滚珠丝杠副的选择

本设计采用深圳市赛瑞德精工机械技术有限公司提供的G系列滚珠丝杠副（滚珠内循环固定反向器单螺母）。

其具体性能指标如下表：

丝杠代号

公称直径

基本导程

丝杠外径

丝杠底径

循环圈数

d0

Ph

d1

d3

n

G2004-3

20

4

19.3

17.3

3

额定载荷N

刚度N/um

螺母安装尺寸

油杯口

动载荷C0

静载荷C0a

Kc

D

L

B

D1

D4

Φ1

Φ2

h

M

5836

16127

327

60

40

11

36

48

5.8

10

6

M6

X，Y,Z轴的丝杠精度等级为4，螺纹长度分别为为300mm，350mm，150mm。

丝杠总长分别为：

375mm,425mm,225mm。

滚珠丝杠副轴头尺寸如下：

丝杠公称直径d0

固定端轴径尺寸

支持端轴径尺寸

d2

l1

l2

l3

d4

l4

l5

l6

15

M15X1

12

41

14.3

14

12.1

1.15

固定端轴承型号

支持端轴承型号

7202

6201

2．步进电机的选择

（1）铣削力的计算

当进行一般切削时产生的铣削力最大，因此只需计算此时的铣削力进行校核即可。

取一般切削时：

铣削深度ap=1mm,进给速度Vf=1200mm/min,n=15000r/min。

根据经验公式计算铣削力：

F=42.76apVf0.75n-0.62=22.45N

（2）启动转矩的计算

对于4级精度的丝杠，η=0.85。

已知Ph=4mm,设丝杠上最大负载G为500N,静摩擦µ

为0.2,根据经验公式计算启动力矩：

T=（F+µ

G）Ph/（2Лη）×

10－3＝0.0918N·

（3）步进电机的选择

根据所需转矩,结合所查资料决定采用杭州日升电气设备有限公司的57BYG250C步进电机作为本次设计所需的驱动电机。

该电机的外观：

技术参数如下：

型号

相数

相电流

步距角

保持转矩

空载起动频率

空载运行频率

转动惯量

重量

57BYG250C

2

1.5A

1.8°

1.0N.M

2KPPS

2020KPPS

0.23KG·

CM²

1KG

外形尺寸如下：

其中L=76mm。

3．圆柱直线导轨的选择

选用浙江新亿特轴承有限公司的圆柱直线导轨（光轴）系列，其外观及结构如下图:

X,Y,Z三轴所需导轨长度分别为375mm,425mm,225mm。

4．联轴器的选择

选用广州菱科自动化设备有限公司的LK6系列联轴器YL1。

外观如下图：

其结构如下图

基本参数如下表（mm）：

规格

Ø

d1,Ø

轴径

L1

F

E

性能参数

扭矩

偏心角度

最高转速

螺丝（M）

材料

LK6－25

6.35

25

34

12.3

4.5

1.7

N·

2º

6000

r/min

M4

进口

专用

5．主轴电机的选择

主轴电机选用安阳莱必泰机械有限公司的雕刻机电主轴。

其外观及结构图如下：

其参数如下表：

主轴型号Spindletype

转速Speed

（r/min）

电机　Motor

外形尺寸　Dimensions（mm）

变频器Conv

Kw

润滑Lub

冷却Cool

Bearingstype

KW

V

A

Hz

D2

Jointofnose

L2

ADX60-24Z/0.25

24000

0.25

220

1.2

400

55

-

ER11

162

23

0.5　

grease

water

1×

7002C/P4

7000C/P4

6．机械性能参数的计算

分辨率：

4/200=0.02（mm/step）

最高进给速度：

5000*4/200=100（mm/s）

机械精度：

16/300=0.053（mm）

三．总体效果图

以下是各轴执行机构安装效果图：

以下是一些成品的照片，本设计的工作台的最终形态基本上与这些成品相同。