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CNC控制系统、主轴电机如何选型

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CNC控制系统、主轴电机如何选型_第1页
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数控机床主要部件的选型方法重点介绍机床主要控制部件的选型方法,控型规格的确定;主轴电机型号的确定,转速、主轴电率的机的类型与转速选给系统的切削转矩、、运动部件重力转矩的计算,电机输出转矩的选择;伺服驱动器的选择动器电流的计算,驱动器选择实例的选选择主要的型,在选型确定后可根据机床要求能与硬件(如操作面板的布置形式、显机床等)进行选择设备用户的要求、设品的试设备的通用性、方面外,更重要的是的前我国机床行业产品的性能与水平、用户的接受程的数控广州数控98系0列是多数机床生产厂家优虑的选的的主要涉及处等方面理器的位数、运算速度,处理精度、用户存储部的的要务等各方面都很好,但是对于要求高速、高精度加工的场合的选)轴控制能控(最大控制轴数和联动轴数)是衡量CN要数的重要因素,此,在机床要求已经确定的情况下,建议不要控制主要括硬件功能和软件功能,硬件功能的增加对价格的影响较实际需要选择,软件功主要是影响操作及编程,价格影响小,为方便户,应尽可能予以选择4)I/O单元的选择CNC内置PLC的I/O点数应根据机床、操作面板的实际I/O点数确定正常情况下PLC的I/O数量应该适当留有余量,特别对于以下情况,应适当增加I/O点。

a. 控制对象部分要求不明确b. I/O点统计不完整,在实际生产、现场调试可能增加I/O点c. 适用环境差,PLC工作负荷重d. 维修不方便,配件供应周期才长(5)机床操作面板的选择机床操作面板与显示器性能应根据机床实际要求进行2. 主轴电机的选择(1)电机类型的确定主轴电机的选择包括确定电机类型、安装形式、转速、功率和加减速时间等电机类型和安装形式决定于机床的结构,一般由机械设计人员选定;转速、功率与加减速则需要通过计算确定2)电机转速的选择主轴电机转速选择包括确定电机的额定转速与最高转速两方面在同样最高转速下,住电机的额定转速决定了主轴的恒功率输出范围,它是反映机床实际切削加工能力的指标,在生产成本、安装尺寸许可情况下,原则上应尽量选择额定转速较低的电机,以提高切削能力对于传动比可变的主轴系统,需要考虑因传动变换而带来的主轴功率下降,并保证功率下降在允许范围之内例如:对主轴最高转速为6000r/min的系统,当电机额定转速为1500r/min时,对传动比为的两级主轴变速系统,选择最高转速为6000r/min、额定转速为1500r/minm的电机是合适的,它在变速档改变时,输出功率保持不变,如图(a)如果同样的主电机用于传动比为1:1、6:1的两级主轴变速系统,则在1000-1500r/mi范围将引起输出功率的下降,如图(b);因此宜选用最高转速为9000r/min的电机,以保持输出功率的不变,如图(c)。

电机电机(c()电机轴电机的输出功率应根据机常规加工可参考表表1常用机械传动装置效率传动效率同步带(单级)0.95齿轮传动(单级)0.90行星齿轮传动(单/双级)0.88齿轮传动(多级)0.80摆线齿轮传动(单级)0.85谐波齿轮传动0.80涡轮传动0.7表2常规加工的单位功率切削能力参考用表切削条件硬度单位功率切削能力工件材质车削铣削钻削切削用量—主轴每转0.120每.齿308.12~主轴每转刀具材料—高速钢或硬质合金硬质合金高速钢刀具形式—锋利钝化锋利钝化锋利钝化碳素钢合金结构钢工具钢铸铁不锈钢硬化不锈钢钛合金耐高温合金铁合金钨钢钼钢泥钢镍合金铝合金HB20~15011091.585.768.6171.5137.2锰合金HB40~90171.5137.2171.5137.2171.5137.2铜HRB8027.422.927.422.930.525铜合金HRB80~10027.422.927.422.934.227.4主轴电机功率计算实例如下:例一:假设某数控车床要求能能够利用高速钢刀具,对硬度为HB180、直径为100mm的刚件进行单边3mm以上的切削主轴传动采用多级齿轮变速,传动效率取0.8,主轴电机功率可以按一下计算方法计算。

对于通常情况,高速钢刀具加工硬度为HB180的钢件车削,其切削速度可以取30M/min,主轴每转进给量为0.3mm,因此各量如下:主轴转速:n=/(n*)o*iooo/(n*100)=95(r/min)进给速度:F=0.3*95=29(mm/min)车削能力:=nF/10°(*100*3*29/1000=27.33(cnt/min)主轴功率:P〉=/(*Mr)=27.33/(0.8*25)=1.37(kW)选择电机时注意:以上主轴功率是针对主轴转速为95r/min时的要求,而并非主轴在额定转速下的最大输出功率假设车床在低速档的传动比为6:1,也就是要求主轴电机在570r/mi时输出功率为1.37KW,如果选择额定转速为2000r/mi啲电机,则电机的额定功率必须为e>=2000/570*1.37=4.8KW因此可以选择额定转速000r、额定功率.5KW的主轴电机例二:假设某加工中心要求能利用高速钢刀具,对硬度为180的刚件,进行直径为25mm的钻孔主轴采用一级(1:1)同步齿形带传动,传动效率取0.95,主轴功率可按以下计算:对于通常情况,高速钢刀具加工硬度为HB180的钢件钻孔加工,其切削速度可以取21m/min,主轴每转进给量为0.3mm,因此各量如下:主轴转速:n=/(n*)1*1000/(n*25)=267(r/min)进给速度:F=0.3*267=80(mm/min)钻孔能力:=n(/2)2F/10039.27(cm3/min)主轴功率:P>=/(*Mr)=1.5(KW)选择电机时同时注意:以上主轴功率是在诅咒转速为267r/min的要求,而并非在额定转速下的最大功率。

所以当主轴电机与主轴1:1连接且选择额定转速为2000r/min的主轴电机时功率应该达到11.3kw;选择1500r/min额定转速的主轴电机功率应该达到8.43kw3. 进给电机的选择。

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