立式超声微细电解加工机床系统设计

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

29

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

30

青岛科技大学本科毕业设计(论文)

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,

31

立式超声微细电化学加工机床机械系统设计

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。

32

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@)