10导柱座A3.dwg
(CAD图纸)
11底座箱体A2.dwg
(CAD图纸)
12装配图7.dwg
(CAD图纸)
13电机座A3.dwg
(CAD图纸)
1工作台A3.dwg
(CAD图纸)
2固定端轴承座单A3.dwg
(CAD图纸)
3支承端轴承座A3.dwg
(CAD图纸)
4两坐标连接件A4.dwg
(CAD图纸)
5丝杠螺母连接件A4.dwg
(CAD图纸)
6坐标轴手柄A4.dwg
(CAD图纸)
7坐标轴箱体A2.dwg
(CAD图纸)
8垫板A4.dwg
(CAD图纸)
9升降法兰A4.dwg
(CAD图纸)
CD-YAG AC200400500激光切割机工作台.doc
毕业设计任务书.doc
封面和目录.doc
其切割路线由图纸直接传输,可切割些不规则的路线。
由于激光切割为特种加工技术,在切割过程中并无切割力的作用,因些在工作台设计方面,可以不考虑切削力的影响。
机械系统应具备良好的伺服性能即高精度快速响应性和稳定性好从而要求本次设计传动机构满足以下几方面转动惯量小刚度大阻尼合适此外还要求摩擦小提高机构的灵敏度共振性好提高机构的稳定性间隙小保证机构的传动精度,特别是其动态特性应与伺服电动机等其它环节的动态特性相匹配。
设计过程中主要对工作台的丝杠,导轨,电机,以及升降机的参数进入选择设计,以及工件的联接设计等。
同时绘制各主要工件的零件图和工作台装配总图,设计其中重要工件的加工工艺规程。
关键字工作台机械设计激光技术切割机.,.,.,,.,.前言激光原理激光英文全名为。
于年面世,是种因刺激产生辐射而强化的光。
科学家在电管中以光或电流的能量来撞击些晶体或原子易受激发的物质,使其原子的电子达到受激发的高能量状态,当这些电子要回复到平静的低能量状态时,原子就会射出光子,以放出多余的能量而接着,这些被放出的光子又会撞击其它原子,激发更多的原子产生光子,引发连串的连锁反应,并且都朝同个方前进,形成强烈而且集中朝向个方向的光因此强的激光甚至可用作切割钢板!激光加工技术激光是世纪年代的新光源。
由于激光具有方向性好亮度高单色性好等特点而得到广泛应用.激光加工是激光应用最有发展前途的领域之,现在已开发出多种激光加工技术。
激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。
在计算机的控制下,通过脉冲使激光器放电,从而输出受控的重复高频率的脉冲激光,形成定频率,定脉宽的光束,该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上,形成个个细微的高能量密度光斑,焦斑位于待加工面附近,以瞬间高温熔化或气化被加工材料。
每个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出个细小的孔,在计算机控制下,激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点,这样就会把物体加工成想要的形状。
切割时,股与光束同轴气流由切割头喷出,将熔化或气化的材料由切口的底部吹出注如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源气流还有冷却已切割面,减少热影响区和保证聚焦镜不受污染的作用。
总体设计方案.设计任务方向行程方向行程工作台面的参考尺寸最高运动速度定位精度工作寿命每天小时,工作年,天年.机构要求机械系统应具备良好的伺服性能即高精度快速响应性和稳定性好从而要求本次设计传动机构满足以下几方面转动惯量小在不影响机械系统刚度的前提下,传动机构的质量和转动惯量应尽量减小。
否则,转动惯量大会对系统造成不良影响,机械负载增大系统响应速度降低,灵敏度下降系统固有频率减小,容易产生谐振。
所以在设计传动机构时应尽量减小转动惯量。
刚度大刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力。
大刚度对机械系统而言是有利的伺服系统动力损失随之减小。
机构固有频率高,超出机构的频带宽度,使之不易产生共振。
增加闭环伺服系统的稳定性。
所以在设计时应选用大的刚度的机构。
阻尼合适机械系统产生共振时,系统的阻尼增大,其最大振幅就越小且衰减也快,但大阻尼也会使系统的稳态误差增大,精度降低,所以设计时,传动机构的阻尼要选着适当。
此外还要求摩擦小提高机构的灵敏度共振性好提高机构的稳定性间隙小保证机构的传动精度,特别是其动态特性应与伺服电动机等其它环节的动态特性相匹配。
总体设计如图所示图.设计方向确定工作台系统可以设计分为开环半闭环和闭环伺服系统三种。
开环的伺服系统采用步进电机驱动,系统没有检测装置半闭环的伺服系统中般采用交流或直流伺服电机驱动,并在电机输出轴安装脉冲编码器,将速度反馈信号传给控制单元闭环的伺服系统也是采用交流或直流伺服电机驱动,位置检测装置安装在工作台末端,将位置反馈信号传给控制单元。
闭环和半闭环伺服系统价格昂贵,结构复杂,同时其可控分辨率也很高,但在本次设计中,其位置精度.要求不高,考虑到成本低,维修方便,工作稳定等条件。
选用步进电机伺服系统就可以满足要求。
其通过微机机控制步进电机的驱动,直接带动工作台运动。
工作台系统总体框图如图所示图.工作台条件的确定对于激光切割机而言,工作均为较轻的工件,最大质量不超过去,划片范围为。
工作过程中的震动不步进电机拉动工作台时由于惯性引起的震动。
所以我选工作台厚度为,材料选灰铸铁,因为其有良好的铸造性能,减磨性,耐磨性好,加上其熔化配料简单,成本低,耐腐蚀及抗震性好等。
二滚珠丝杠的选用滚珠丝杠副有如下特点传动效率高系统刚性好传动精度高使用寿命长运动具有可逆性既可将回转运动转变为直线运动,又可将直线运动变为回转运动,且逆传动效率几乎与正传动效率相同不会自锁可进行预紧和调隙初步选定用优励聂夫南京科技有限公司的丝杠,以下将由该公司所提供的计算方式出自.进行以下计算.选定编号丝杠支承和受力位置如下图所示图优励聂夫南京科技有限公司所提供的滚珠丝杠直径导程长度和精度系数如下表所示表直径导程及长度的选择丝杠直径和导程公称直径导程磨制丝杠轧制丝杠丝杠长度表选取的滚珠丝杠转动系统为磨制丝杠右旋轴承到螺母间距离临界长度固定端轴承到螺母间距离设计后丝杠总长最大行程工作台最高移动速度.寿命定为工作小时。
.摩擦系数电机最高转速定位精度最大行程内行程误差.行程内行程误差.失位量.支承方式为固定支承工作台重量工件重量.重力加速度电机至丝杠的传动比摩擦阻力运转方式轴向载荷进给速度工作时间比例所有运转轴向载荷切削阻力摩擦阻力从已知条件得丝杠编号此设计丝杠副对刚度及失位都有所要求,所以螺母选形为法兰式双螺磨制丝杠从定位精度得出精度精度不得小于级丝杠.计算选定编号导程运转方式进给速度进给转速所有运转平均转速平均载荷时间寿命与回转寿命额定动载荷以普通运动时确定取.得额定动载荷.以值从系列及丝杠直径和导程丝杠长度表.表表中查出适合的类型为公称直径丝杠底径.导程循环圈数额定动载荷为.。
丝杠编号预紧载荷.丝杠螺纹长度丝杠螺纹长度不得小于加上螺母总长半从系列表中查出螺母总长。
得丝杠螺纹长度。
在此取丝杠螺纹长度则轴承之间的距离丝杠编号丝杠公称直径公称直径由允许工作转速与工作容许轴向载荷来推算得出。
由.临界转速及允许工作转速以安装形式确定取.。
可知丝杠螺母底径大于.当最高转速达到时,系列表中适合的公称直径。
上述由额定动载荷求得的公称直径,满足条件,否则公称直径还应加大。
丝杠编号滚珠丝杠传动系统刚度初始条件失位量.。
滚珠丝杠系统之间各元部件丝杠螺母支承轴承,在此设为.。
此时滚珠丝杠系统各元部件单边弹性变形量为.。
此时运动的轴向载荷。
丝杠刚度当,为最小,般情况下计算最小刚度值。
由.螺母刚度在此预紧载荷为额定动载荷的,螺母刚度从表中查出从表中查出额定动载荷,在此ε取支承刚度支承轴承刚度可从轴承生产厂产品样本中的查出。
在此轴向总刚度总弹性变形量单边.检验合格。
从丝杠轴向总刚度的问题上来讲,丝杠的刚度有时比螺母的刚度重要,最佳提升刚性的方法是提高丝杠的刚度,而不是在螺母上施加太重的预紧载荷预紧载荷最高为额定动载荷的。
三滚动导轨的设计计算滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球,使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,大大降低二者之间的运动摩擦阻力,从而获得动静摩擦力之差很小,随动性极好,即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短,有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率大幅度下降,只相当于普通机械的十分之。
与型十字交叉滚子导轨相比,摩擦阻力可下降约倍。
适应高速直线运动,其瞬时速度比滑动导轨提高约倍。
能实现高定位精度和重复定位精度。
能实现无间隙运动,提高机械系统的运动刚度。
成对使用导轨副时,具有“误差均化效应”,从而降低基础件导轨安装面的加工精度要求,降低基础件的机械制造成本与难度。
导轨副滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽,接触应力小,承接能力及刚度比平面与钢球点接触时大大提高,滚动摩擦力比双圆弧滚道有明显降低。
导轨采用表面硬化处理,使导轨具有良好的可校性心部保持良好的机械性能。
简化了机械结构的设计和制造运动灵敏读高定位精度高牵引力小移动轻便精度保持性好润滑系统简单维修方便摩擦系数小动摩擦系数很接近不产生爬行现象。
已知作用在导轨副上的压力.导轨工作寿命单向行程长度.往复次数取次分导轨行程长度系数因活座数所以每根导轨上使用个活座.根据公式.得.根据图.图.选取型号的导轨的.,能满足年的使用要求。
其具体参数如下单根最大长度额定动载荷.额定静载荷.额定力矩.四轴承的选用丝杠轴上的轴承受两方面的力,轴向力有直向力。
轴承的选择主要由轴径的大小和所受的载荷和决定,由丝杠选取过程中计算得出,丝杠所受的额定动载荷为.,而丝杠在轴承处的直径为,在些选用角接触轴承,查机械零件手册,选用。
五升降机的选用因为工作台必要的时候需要在轴上作定的运动,所以相当有必要在工作台下方安装个升降机,并且为手机操作和电机带动并用。
选用的升降机要求如下提升重量为工作台及工件的总重量。
其中提升速度为。
计划选用优励聂夫南京科技有限公司的系列蜗轮丝杠升降机。
通过比较,选用系列方型蜗轮丝杠型结构。
其结构图如下图.出自.图.现选用具体型号为,由.,表.,梯形丝杠转速提升速度.表.选用数据如下转速提升速度.由.表.
