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（独家原创）龙门式家用数控铣床设计（全套CAD图纸）

表示。通常把切削力分解成三个分力主切削力总切削力在主运动方向上的正投影。背向力总切削力在垂直于工作平面上的分力。进给力总切削力在进给运动方向上的正投影。在以上三个分力中，主切削力消耗动力最多，是计算切削功率和零件强度的主要依据。主切削力常用金属材料的单位切削力来近似计算。在实际生产中，为了方便起见，常用下列计算式近似计算主切削力.式中单位切削力每转进给量背吃刀量摘取机械设计手册可得表.常用金属材料的单位切削力类别材料牌号单位切削力铸造合金铸造锡青铜铸造铝合金根据设计要求，每转进给量.，铣床材料为铝合金，取则，主切削力切削功率的计算同瞬间切削刃基点上的主切削力与切削速度的乘积，称为切削功率，用符号表示，单位为。切削功率的计算公式如下.式中主切削力切削速度因为切削时，在方向上的运动速度等于零，在方向上的运动速度也很小，故和消耗功率很少，约占总功率的，所以在上式.中可略去不计。根据设计要求，则切削功率高速钢立铣刀铣削用量及功率根据龙门式家用数控铣床设计要求铣削深度刀具直径刀具齿数取。查机械加工工艺手册选取其中部分表格.。可知表.耐用度.,.故，选择电动机功率应.。又，根据切削要求，刀具直径，铣削速度，查新编铣工计算手册刘承启编著，有.代入数值，则有.取.丝杠选择螺距的确定根据机床设计要求，铣床其切削进给速度为，丝杠转速选择为。则根据螺距计算公式.有根据螺距选择直径计算出丝杠螺距,根据强度要求，选择丝杠直径为。.导轨设计计算及选择导轨挠度的计算龙门式家用数控铣床的方向导轨起承重作用，故只需计算并校核方向导轨挠度变形是否符合设计要求。假设龙门式家用数控铣床方向导轨的自重是集度为的均布载荷，主轴电机和主轴头块重力为作用于跨度中点的集中力当重力集中于中心位置时挠度变形量最大。分析可知，导轨挠度变形是由于均布载荷和集中力共同引起的。在均布载荷单独作用下，导轨跨度中点的挠度可由简明材料力学中表.的第栏查出为.在集中力单独作用下，导轨跨度中点的挠度由表.的第栏查出为.叠加以上结果，求得在两种载荷共同作用下，导轨跨度中点的挠度是.其中为简支梁跨距，设计中.，查表得钢，均布载荷,集中力。代入公式.求得.满足设计要求.。导轨的选择根据设计计算要求，滑动导轨满足其使用要求。如图.例导轨，选用直线滑动导轨。图.直线滑动导轨.步进电机的计算和选用选用步进电机时，必须首先根据机械结构草图计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的等效转动惯量，分别计算各种工况下所需的等效力矩，再根据步进电机最大静转矩和启动运行矩频特性选择合适的步进电机。转动惯量计算轴丝杠等圆柱体惯量计算。圆柱体转动惯量.对于钢材.式中圆柱体质量圆柱体直径圆柱体长度或厚度材料比重,材料密度,钢材的密度.重力加速度电动机力矩的计算电动机的负载力矩再各种情况下时不同的，下面分快速空载起动时所需力矩，快速进给时所需力矩，最大切削负载时所需力矩等几部分列出其计算方法。快速空载启动时所需力矩。.式中快速空载起动力矩空载起动时折算到电机轴上的加速力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于四缸预紧时折算到电机轴上的附加摩擦力矩。快速进给时所需力矩。.因此时运动部件已启动，故不包含，显然。最大且学负载时所需力矩。.式中折算到电机轴上的切削负载力矩。步进电机的选择目前，经济型数控机床中多采用反应式步进电机，其技术参数可见机电体化设计手册相关图表。本次设计采用南京机械专科学院教学设备立柱式模拟数控铣床。在原有设备基础上进行创新设计，使新设计设备比原有设备精度和刚度都有大幅提高。因其只进行了结构改动，故采用原有步进电机型号。其具体数据为主轴电机选用稀土宽调速直流伺服测速机组，该电机参数为型号额定转矩.•最高电压最高转速工作电流.轴轴轴丝杠进给驱动电机选择同组电机，以方便安装数控系统。该电机参数有.相