青岛科技大学本科毕业设计（论文）

表3-1 导轨副主要技术参数 Table3-1 Parameters of guide

系列 G

型号

导轨长度 滚珠直径 油杯型号

2.83

G/GB1152-79

GGB20ABL 400

3.2 机床的安装平台

由于采用立式布局结构，因此只需要一个安装平台，这个安装平台的刚性、精度直接决定了整个机床性能的优劣。目前大多数机床的床身采用铸铁，它的流动性好，体收缩和线收缩小，容易获得形状复杂的铸件。在铸件中加入少量的合金元素可以提高耐磨性能。铸铁内摩擦大、阻尼作用强，故动态刚性好。铸铁还具有切削性能好，价格便宜和易于大量生产等优点。但是，由于电解加工现场有电解液雾气，会对铸铁产生腐蚀，所以，必须采用防腐蚀材料。在此，我选用大理石作为安装平台。

（1）天然大理已经在精密量具以及精密测量仪器中得到较广泛的应用。

（2）大理石经亿万年自然时效，内应力完全消失，组织结构均匀，热胀系极小，不变形，能够在重负荷及常温下保持长期稳定。

（3）耐磨，耐NaCl、NaNO3等电解液的腐蚀，表面光滑而且是不良导体，符合电解机床的绝缘、防腐要求。

（4）经严格物理试验和选择的大理石，结晶细密，质地坚硬，抗压强度高。 （5）不必涂机油防锈，也不易粘上微尘，所以维护、保养方便简单，平时用水擦洗维护，使用寿命长。

（6）吸振好，不生锈。 立柱的安装方式如图3-2所示。

图3-2 立柱与床身的安装

Figure3-2 Assemble diagram of column and machine base

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立式超声微细电化学加工机床机械系统设计

3.3 绝缘

前面已述，传动系统需要与电机绝缘。本设计中分别将d14联轴器、d16联轴器、主轴立板用绝缘材料—环氧树脂制造，从而实现绝缘的效果。

环氧树脂具有优良的粘合性，耐化学腐蚀性及良好的电气绝缘性能，在土木工程方面可用来配制胶泥、砂浆，用于砖板衬砌；在化工涂料方面可制环氧自流平地坪涂料、环氧类耐腐蚀重防腐涂料、绝缘涂料；制作玻璃钢容器、槽、管道或玻璃钢内衬。在电气绝缘方面可用于电容器、变压器等灌封，用于制造绝缘板等。它在很宽的温度范围内，都具有优良的电性能，它的体积电阻10（17-18）次方SL-CM，击穿电压达50KV/mm，介电常数为2.3。在较宽的温度及频率内，它的电性能变化极小。在耐热温度范围内，很适宜用作电气工程的结构材料。

3.4机床连接件的选择

（1）按强度计算螺钉尺寸 轴承座采用普通螺钉连接预紧力：

Fp?KfFAmf?1.2?150 ?180N1?1 （3-2）

式中Kf取1.2，f取1。

按拉扭综合作用计算螺钉直径，计算公式为：

??1.3Fp?d12????,?????sSs

（3-3）

4采用性能等级为8.8级，表面氧化的内六角圆柱头螺钉，安全因数Ss?2，（假定螺钉的直径为6mm）。则， ?????SsS?480?240MPa 2由螺栓直径计算公式得：

d1?4?1.3Fp????5.2?180?2.1mm

??240（2）螺钉的校核 1）将载荷相互接近的两零件结合面螺钉组合中心O简化，螺栓组外载荷： 横向力：FX?Fcos??300cos30?260N； 轴向力：FZ?Fsin??300?sin30?150N； 翻转力矩：MY?FXH?260?60?1.56?104。

在以上各载荷作用下，此螺钉应满足以下条件：螺钉应有足够的抗拉强度，在翻转力矩MY和轴向力Fz的作用下，支座右端不压坏底板：左端与底座不分离，在横向力FX作

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用下支座不打滑。

2）求螺钉承受载荷，螺钉受翻转力矩My和轴向力FZ的综合作用 由翻转力矩My产生的最大压力：

m?Lmax1.56?104?80 FD?22??345.5N22L1?L2??L21?42.5?1?42.5n （3-4）由轴向力Fz产生的拉力：

FC?FZ150??75N Z2 （3-5）

以上两项相加受力最大螺钉载荷FCD?FC?FD，FC=34.5N，FD=7.5N，则FCD=42.5N。 3）取每个螺钉的预紧力FP?600N，预紧力FP引起的两零件的结合面的压力

?p?ZFPA （3-6）式中Z－为螺钉的个数；A－为接合面积，A?bL(1??)；?为缺口长度60与结合面长度

L?100之比，??60100?0.6。

则，A?bL?23?100(1?0.6)?920N。

由翻转力矩MY引起两零件结合面的压应力：

?m?MY

W （3-7）

2bL2(1??4)23?100式中W??(1?0.64)?3.3?104mm3

66。

1.56?104MPa?0.47MPa 则?m?3.3?104。

轴向力Fz引起的结合面压应力减少量：

?z?FZ150?MPa?0.16MPa A920 （3-8）

考虑螺钉的刚度远小于地板的刚度(??0)，因而可以不必计算连接件的相对刚度，而以引力直接代数相加，接合面右端压应力：

?r??p??m??z?1.3?0.47?0.16?1.61MPa1.61MPa????p???2.5MPa。

（3-9）

接合面左端压应力：

?r??p??m??z?1.3?0.47?0.16?0.67MPa接合面左端压应力0.67MPa?0。

（3-10）

按工作要求 因小于接合面的许用积压应力???p??，查表的钢板地基的???p???2.5MPa，

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而 ?1?0，以保证接合面不分离，以上两条件都符合，表明取每个螺钉的预紧力FP?600N是合理的，接合面的情况和尺寸也都是合理的。

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