說明書-終結(jié)版

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 2011 屆 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 0906961 班級題 目 經(jīng) 濟(jì) 型 數(shù) 控 鉆 銑 床 設(shè) 計(jì) 機(jī)床總體及垂直工作臺(tái)設(shè)計(jì) 姓 名 楊 念 動(dòng) 學(xué)號 090696132 指導(dǎo)教師 李 明 職稱 教 授 二一 一 年 五 月 十八 內(nèi) 容 摘 要數(shù)控機(jī)床是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。它的機(jī)械部分要求高剛度、高精度、高速度和低摩擦等。本論文介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆銑床機(jī)械部分的設(shè)計(jì)過程，主要包括機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，無論是從機(jī)床整體布局、基礎(chǔ)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還是從軸承、滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌的選擇與配置，都十分注

2、意提高和保證它們的精度。在機(jī)床總體設(shè)計(jì)中，整體合理布局，采用剛度較高的床身。在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，由高性能伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器直接與絲杠相連，帶動(dòng)主軸箱或工作臺(tái)，傳動(dòng)絲杠采用HJGS系列精密滾珠絲杠副，導(dǎo)軌采用GGB型高精度直線滾動(dòng)導(dǎo)軌以降低摩擦損失。本設(shè)計(jì)還對各個(gè)零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì),并繪制了該數(shù)控銑床總體裝配圖及縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的裝配圖。關(guān)鍵詞經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆銑床；總體設(shè)計(jì)；步進(jìn)電機(jī)；滾珠絲杠；直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 IIThe Design of Economic CNC Drillingand Milling machineAuthor: YangNiandong Tutor: Li Ming Professor

3、AbstractCNC machine is one of the automatic machine tools with high accuracy and high efficiency. Its mechanisms request high rigidity, high accuracy, high speed and low friction. The process of design for the economical CNC drilling and milling machine is introduced in this paper, mainly including

4、the whole design project of the machine, the design of main driving system and the mechanical structures of the feeding system. No matter what about overall layout of the machine, design of the structures for base parts, or selection and calculation of the bearings, the ball screws and the linear mo

5、tion guide, their precision is extremely paid attention to enhance and guarantee. In the overall design, the whole of machine is reasonably arranged and to use high-rigidity body of machine. In the feeding system, the high-quality servo motor is directly connected with screw though coupling to drive

6、 spindle case or worktable. The driving screws are HJG-S super precision ball screws, and the guides are GGB high accuracy linear motion guide (LMG) in order to reduce the friction. Besides, the author has designed and drawed all of mechanism parts, and also drawed the assemble chart. Key wordsEcono

7、mical CNC drilling and milling machine; Overall design; stepping motor ; Ball screw; Linear motion guide目 錄第1章 概論11.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生11.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢31.3 數(shù)控鉆銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)5第2章 機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)62.1 總體結(jié)構(gòu)布局62.2 機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)72.3 滾珠絲杠的選定72.4 滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu)82.5 支撐軸承的選擇82.6 滾珠絲杠的制動(dòng)裝置92.7 伺服電機(jī)與進(jìn)給絲杠的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)102.8 機(jī)床導(dǎo)軌102.9 控制系統(tǒng)12第3章 立式數(shù)控鉆

8、銑床的設(shè)計(jì)計(jì)算123.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算123.2 動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算和步進(jìn)電機(jī)的選用143.3 步進(jìn)電機(jī)的選擇173.4 滾珠絲杠的選擇193.5 軸承的選擇233.6 導(dǎo)軌的選擇及潤滑243.7 聯(lián)軸器的選擇27第4章 總結(jié)語28致 謝29參考文獻(xiàn)30II經(jīng)濟(jì)型數(shù)控鉆銑床設(shè)計(jì)090696132 楊念動(dòng) 指導(dǎo)老師：李明 教授 第1章 概論 1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生由于在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產(chǎn)的零件（批量在10100件）占機(jī)械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航空航天、機(jī)床、重型機(jī)械以及國防部門，其生產(chǎn)特點(diǎn)是加工批量小、改性頻繁、零件的形狀復(fù)雜而

9、且精度要求高，采用專門化程度很高的自動(dòng)化機(jī)床加工這類零件就顯得很不合適，因?yàn)樯a(chǎn)過程中需要經(jīng)常改裝與調(diào)整設(shè)備，對于專門生產(chǎn)線來說，這種改裝與調(diào)整甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。為了解決這些問題，滿足多品種、小批量的自動(dòng)化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是在這一背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來的。它極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問世由此掀開了信息自動(dòng)化的篇章。1948年美國北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）在制造飛

10、機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到0.0381mm（0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。1952年，麻省理工學(xué)院在一臺(tái)立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺(tái)數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。 這臺(tái)機(jī)床是一臺(tái)試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。 在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。數(shù)

11、控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。 然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。 1967年，英國首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystemFMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。 1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CNC機(jī)床），進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。

12、數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價(jià)格昂貴不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件、要求精密復(fù)制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。 進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭

13、遇到加入世界貿(mào)易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢（1） 高速化 隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對數(shù)控機(jī)床加工的高速化要求越來越高。（2） 高精度化 數(shù)控機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對振動(dòng)的監(jiān)測和補(bǔ)償越來越獲得重視。（3） 功能復(fù)合化復(fù)合機(jī)床的含義是指在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種

14、要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。工藝復(fù)合型機(jī)床如鏜銑鉆復(fù)合加工中心、車銑復(fù)合車削中心、銑鏜鉆車復(fù)合復(fù)合加工中心等；工序復(fù)合型機(jī)床如多面多軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合機(jī)床和雙主軸車削中心等。采用復(fù)合機(jī)床進(jìn)行加工，減少了工件裝卸、更換和調(diào)整刀具的輔助時(shí)間以及中間過程中產(chǎn)生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場反應(yīng)能力，相對于傳統(tǒng)的工序分散的生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢。（4） 控制智能化 隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化的發(fā)展需求，數(shù)控機(jī)床的智能化程度在不斷提高。（5） 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化 并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件

15、質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸（一般為動(dòng)平臺(tái)）與機(jī)座（一般為靜平臺(tái)）之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。（6） 極端化(大型化和微型化) 國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以

16、微型機(jī)床包括微切削加工(車、銑、磨)機(jī)床、微電加工機(jī)床、微激光加工機(jī)床和微型壓力機(jī)等的需求量正在逐漸增大。（7） 新型功能部件為了提高數(shù)控機(jī)床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應(yīng)用成為必然。1.3 數(shù)控鉆銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn) 數(shù)控鉆銑床可以分為立式、臥式和立臥兩用式數(shù)控鉆銑床，其特點(diǎn)主要有：高柔性及工序復(fù)合化，加工精度高，生產(chǎn)效率高，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 數(shù)控鉆銑床不同于一般的機(jī)械，它是用來生產(chǎn)其它機(jī)械的工作母機(jī)，是一種功能很強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床，它加工范圍廣、工藝復(fù)雜、涉及的技術(shù)問題多。目前，迅速發(fā)展的加工中心、柔性制造系統(tǒng)等都是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。其機(jī)械結(jié)構(gòu)的主

17、要特點(diǎn):(1) 高剛度和高抗震性(2) 減少銑床熱變形的影響(3) 傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化(4) 高傳動(dòng)效率和無間隙傳動(dòng)裝置(5) 低摩擦因數(shù)的導(dǎo)軌31第2章 機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)2.1 總體結(jié)構(gòu)布局?jǐn)?shù)控鉆銑機(jī)床主要是用于較小銑削量或軟金屬材料的工件的加工。 不但要求加工精度較高 ,而且要求實(shí)現(xiàn)高速切削 ,其主軸轉(zhuǎn)速甚至高達(dá)30000r/min左右，其移動(dòng)部件不但要?jiǎng)傂院?，而且要盡可能輕巧 ,以保證其靈活性，對數(shù)控系統(tǒng) , 要求其具有高的速度和極好的伺服電機(jī)特性，對于數(shù)控鉆銑機(jī)床,從機(jī)械的角度分析,其結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足:非移動(dòng)部件剛性要好,移動(dòng)部件在保證其具有良好剛性的前提下,盡可能輕巧 , 靈活性要好，要

18、從機(jī)械上滿足既輕巧又剛性好的要求,關(guān)鍵在于機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)上。機(jī)床主要由二維數(shù)控十字工作臺(tái)、立柱、一維數(shù)控工作臺(tái)、主軸組件、泵站、操作及控制柜等部件所組成。而二維數(shù)控十字工作臺(tái)與橫梁設(shè)計(jì)為一體, 一維工作臺(tái)與機(jī)床床身底座設(shè)計(jì)為一體。龍門式的結(jié)構(gòu)具有良好的剛性和對稱性,一直是高速切削設(shè)備的首選結(jié)構(gòu)。本機(jī)床總體布局采用龍門架式銑床結(jié)構(gòu) , 并設(shè)計(jì)了較寬的立柱和橫梁。為克服不良力矩的問題,盡量加寬了 X、Y、Z三向的兩根直線滾動(dòng)導(dǎo)軌之間的跨距,從整體布局上有效保證了機(jī)床的剛性。因孕育鑄鐵具有良好的穩(wěn)定性、吸振性和耐沖擊性,可使床身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性有顯著提高,故本機(jī)床整體式床身底座采用孕育鑄鐵鑄造而

19、成。它為箱形結(jié)構(gòu),內(nèi)部筋板采用米字型筋配合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ,確保了對 Y軸工作臺(tái)和兩立柱的剛性支承 ,使機(jī)床動(dòng)態(tài)加工的穩(wěn)定性可達(dá)最好。因機(jī)床的剛性主要用于克服移動(dòng)部分在高速移動(dòng)時(shí)對非移動(dòng)部分的強(qiáng)大沖擊 ,所以導(dǎo)軌和絲杠在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量要求粗一些,以加強(qiáng)剛性。由于采取了這些措施,所設(shè)計(jì)的數(shù)控鉆銑機(jī)床的最大優(yōu)點(diǎn)是能進(jìn)行比較細(xì)小的加工,加工精度比較高 ,對軟金屬可進(jìn)行高速切削。2.2機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)在數(shù)控機(jī)床中,為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性 ,在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí), 通常需滿足低摩擦、低慣量、高精度、無間隙, 高諧振以及有適宜阻尼比的要求。機(jī)床的精度很大程度取決于進(jìn)給絲杠的精度和機(jī)床導(dǎo)軌的精

20、度,因此, 數(shù)控鉆銑機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)三向工作臺(tái)絲杠均采用雙螺母滾珠絲杠副,機(jī)床X、Y、Z三個(gè)軸方向上均采用高精度直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。2.3 滾珠絲杠的選定選定進(jìn)給傳動(dòng)用滾珠絲杠副時(shí),主要考慮的內(nèi)容是:與機(jī)床定位精度要求相適應(yīng)的絲杠精度、絲杠的剛性與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。在開環(huán)和半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床中 , 滾珠絲杠的精度將直接影響機(jī)床的定位精度和隨動(dòng)精度。為了獲得高精度、高剛度的進(jìn)給系統(tǒng), 應(yīng)選用精度高的滾珠絲杠傳動(dòng)副。但是, 隨著絲杠精度的提高, 其價(jià)格也將大大上升。因此 ,在滿足機(jī)床精度要求的前提下,選擇相應(yīng)精度的絲杠是設(shè)計(jì)者的一項(xiàng)重要工作。本機(jī)床所選 3個(gè)方向滾珠絲杠副的精度等級均為3級。 3級精度的絲杠經(jīng)采用一些如

21、消隙、螺距誤差補(bǔ)償?shù)却胧?, 完全能滿足機(jī)床的定位精度要求。絲杠的剛度與直徑的大小直接相關(guān),直徑大、剛度就好。想使進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有足夠的剛性,當(dāng)然要選用直徑粗大的絲杠。但是 , 隨著直徑的增大,其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也大大增大。因此一般是在兼顧二者的情況下,選取最佳直徑。本機(jī)床經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算后選定 Z軸滾珠絲杠的公稱直徑為 32mm; X、Y軸滾珠絲杠的公稱直徑為40mm。2.4 滾珠絲杠的支承結(jié)構(gòu)一般機(jī)床的絲杠多采用一端固定、一端鉸支的支承方式。這時(shí), 絲杠軸向拉壓剛度隨螺母距固定支承一端的距離的增大而下降。由于兩端固定支承的絲杠的軸向拉壓剛度為一端固定支承絲杠的軸向剛度的4倍, 因此數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給絲杠多采用

22、兩端固定支承。數(shù)控鉆銑機(jī)床X、Y、Z三向絲杠均采用兩端固定支承。但兩端固定支承的絲杠應(yīng)進(jìn)行預(yù)拉伸安裝, 其預(yù)拉伸量應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。2.5 支撐軸承的選擇為了獲得高精度、高剛度的進(jìn)給系統(tǒng),不僅應(yīng)選用高精度高剛度的滾珠絲杠副, 而且必須十分重視滾珠絲杠支承的設(shè)計(jì)。 因滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷, 徑向載荷來自于臥式絲杠的自重, 因此, 滾珠絲杠的軸向精度和剛度要求很高。因數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)要求運(yùn)動(dòng)靈活, 對微小位移 (絲杠微小轉(zhuǎn)角)響應(yīng)要靈敏, 因此應(yīng)選用運(yùn)轉(zhuǎn)精度高、軸向剛度高、摩擦力矩小的滾動(dòng)軸承。目前,各類軸承中用得最多的是 60接觸角推力角接觸球軸承。數(shù)控機(jī)床選用這種角接觸球軸承,通常需要把2

23、個(gè)以上的軸承組合起來, 且施加預(yù)緊力來使用。其組合形式有背靠背組配(DB 方式 )、 面對面組配 (DF 方式 )、串聯(lián)組配(DT方式 )。在數(shù)控機(jī)床上選用此種軸承時(shí), 為了易于吸收滾珠螺母與軸承之間的不同軸度 , 一般采用DF組配方式。目前,國內(nèi)外的數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)制造廠家已將滾珠絲杠支承典型結(jié)構(gòu)發(fā)展成軸承組合單元。軸承組合單元包括軸承、軸承座、密封件和緊固件。數(shù)控鉆銑機(jī)床 X、Y兩向絲杠成對選用地腳式軸承組合單元，而 Z向絲杠成對選用法蘭式軸承組合單元,從而組成了 X、Y、Z三向絲杠兩端固定的支承方式。2.6 滾珠絲杠的制動(dòng)裝置由于滾珠絲杠副的逆?zhèn)鲃?dòng)效率很高,逆向傳動(dòng)不能自鎖, 因此當(dāng)它處于垂

24、直安置時(shí)必須另外設(shè)有制動(dòng)裝置,以防止伺服電機(jī)在停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)部件由于自重而產(chǎn)生的逆?zhèn)鲃?dòng),也可以防止因偶然因素造成的事故。Z向伺服電機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器帶動(dòng) Z軸絲杠,實(shí)現(xiàn) Z向工作臺(tái)的升降。防止工作臺(tái)及其主軸組件由于自重而產(chǎn)生逆?zhèn)鲃?dòng)的關(guān)鍵部件是單向逆止軸承和摩擦阻尼裝置(由聯(lián)結(jié)套、摩擦環(huán)、碟簧、調(diào)整螺母等組成)。單向逆止軸承僅允許一方向旋轉(zhuǎn),而另一方向止動(dòng)。單向逆止軸承的內(nèi)環(huán)與絲杠上端固定聯(lián)結(jié),其外環(huán)通過鍵與聯(lián)結(jié)套裝配在一起：當(dāng)工作臺(tái)上升時(shí), 單向逆止軸承像普通軸承一樣,無逆止作用,伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并用螺母帶動(dòng)工作臺(tái)向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(電機(jī)帶制), 工作臺(tái)由于自重而要下滑,螺母

25、有推動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的逆?zhèn)鲃?dòng) , 這時(shí),單向逆止軸承的內(nèi)環(huán)和滾珠將帶動(dòng)軸承外環(huán)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。因單向逆止軸承的外環(huán)通過鍵與摩擦阻尼裝置連在一起,外環(huán)被摩擦阻尼裝置產(chǎn)生的摩擦扭矩剎住 , 從而防止了逆?zhèn)鲃?dòng)。阻止逆?zhèn)鲃?dòng)的摩擦扭矩的大小可以通過螺母調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是在工作臺(tái)垂直向下傳動(dòng)時(shí) , 必須克服這個(gè)額外加上的摩擦扭矩。2.7 伺服電機(jī)與進(jìn)給絲杠的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中, 伺服電機(jī)與滾珠絲杠聯(lián)結(jié)要保證傳動(dòng)無間隙,這樣才能準(zhǔn)確執(zhí)行脈沖指令,而不會(huì)丟掉脈沖造成“失步 ”。在數(shù)控鉆銑機(jī)床中,X、Y、Z三軸均采用直聯(lián)式,即通過單向膜片彈性無鍵聯(lián)軸器,把伺服電機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)結(jié)起來。因單向膜片彈性聯(lián)軸器采用漲

26、緊套聯(lián)結(jié),完全消除了轉(zhuǎn)動(dòng)間隙,電機(jī)軸和絲杠軸上均不開鍵槽, 則有利于高速轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡, 彈性聯(lián)軸器的裝卸也非常方便。2.8 機(jī)床導(dǎo)軌因數(shù)控鉆銑機(jī)床要求有良好的靈活性以滿足機(jī)床的高速鉆銑要求, 本機(jī)床 X、Y、Z三軸方向上均采用GGB型(四方向等載荷型)高精度雙直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌通常兩條成對使用, 可以水平安裝,也可以豎直或傾斜安裝。為保證兩條導(dǎo)軌平行,通常把一條導(dǎo)軌作為基準(zhǔn)導(dǎo)軌。其安裝形式有單導(dǎo)軌定位和雙導(dǎo)軌定位, 數(shù)控鉆銑機(jī)床X、Y、Z三軸方向上均采用雙導(dǎo)軌定位 , 數(shù)控鉆銑機(jī)床滾動(dòng)導(dǎo)軌的安裝結(jié)構(gòu)如圖 所示。1. X向?qū)к壿S 2. Z向?qū)к壿S壓板 3. 基準(zhǔn)導(dǎo)軌軸4. X向工作臺(tái) 5.

27、 Z向工作臺(tái) 6. 非基準(zhǔn)導(dǎo)軌軸 7. 滑塊座壓板 8. X向滑塊 9. 橫梁圖2.1 滾動(dòng)導(dǎo)軌的安裝對Z向工作臺(tái),導(dǎo)軌軸3和6均采用臺(tái)肩定位,基準(zhǔn)側(cè)導(dǎo)軌軸 3用壓板頂緊定位,使基準(zhǔn)導(dǎo)軌軸的基準(zhǔn)側(cè)面緊貼滑座的的側(cè)基面(臺(tái)肩 );非基準(zhǔn)側(cè)的導(dǎo)軌軸 6在用壓板頂緊定位時(shí), 側(cè)面只需輕靠在定位臺(tái)肩上,不能頂緊,以避免因過定位影響運(yùn)行的靈活性和精度?；鶞?zhǔn)側(cè)滑塊座的安裝也采用壓板頂緊定位,使滑塊座的基準(zhǔn)側(cè)面緊靠在工作臺(tái)5的側(cè)基面上 , 而壓板7僅對非基準(zhǔn)側(cè)滑塊座起限位作用。這種雙導(dǎo)軌定位方式,能有效抵抗高速加工時(shí)的振動(dòng)和沖擊,且安裝調(diào)整簡單方便。X、Y向工作臺(tái)導(dǎo)軌的使用與 Z向完全相同。2.9 控制系統(tǒng)

28、數(shù)控鉆銑機(jī)床X、Y、Z三個(gè)方向的進(jìn)給分別采用三臺(tái)混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng),半閉環(huán)控制,三軸聯(lián)動(dòng)。機(jī)床根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)來的速度和位移指令,可控制執(zhí)行部件的進(jìn)給速度、方向、位移。各坐標(biāo)的進(jìn)給速度均能在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整, 操作者可對零件編程, 完成對零件的三坐標(biāo)加工。另外,機(jī)床工作臺(tái)每一個(gè)方向的移動(dòng),都通過安裝在兩端的無觸點(diǎn)限位開關(guān)限定其運(yùn)動(dòng)范圍,限位開關(guān)可以根據(jù)加工要求,調(diào)整位置。本機(jī)床的定位精度為01015mm, 重復(fù)定位精度為 0101mm。第3章 立式數(shù)控鉆銑床的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 切削力的計(jì)算切削功率= K 式中 主電機(jī)功率 主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 ,取= 0.6 ; K

29、進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù) ,取 K = 0.96 。銑削主切削力為圓周力，按粗銑，切削速度v=100m/min計(jì)算出所需要力 =6120/v9.8=2536.04N通常 :縱向 = (0.60.9)Fz = 0.6Fz = 1521.6N ,垂直 = 0.450.7Fz = 0.45Fz = 1141.2N ,橫向 = 0.50.55Fz = 0.5Fz = 1268.02N。（2） 計(jì)算縱向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給率引力 Fm作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給率引力主要包括 : 切削時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力 ,其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的形式有關(guān) 。 縱向進(jìn)給為燕尾形導(dǎo)軌Fm=KFzx+(2Fhx+

30、Fcz +G)=3056.6N式中 G移動(dòng)部件的重力，G=900N; 導(dǎo)軌上的 摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形式而不同，對燕尾導(dǎo)軌，=0.2。 K 考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù) ,對燕尾導(dǎo)軌 , K = 1.4 。（3）進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)比 已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量p = 0.01 ,滾珠絲桿導(dǎo)程 = 6 mm ,初選步進(jìn)電機(jī)步距角b = 0.75,可計(jì)算出傳動(dòng)比 i=360/b=0.8 由此可選定此輪齒數(shù)為32和40（i=/=32/40).3.2 動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算和步進(jìn)電機(jī)的選用（1） 傳動(dòng)系統(tǒng)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 縱向進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算。傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 =+(+) (1)式中 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ,

31、參考同類機(jī)床 ,初選混合式步進(jìn)電機(jī) 110BYG4601 ,其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jm=11.3kg; 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 由鋼質(zhì)齒輪、軸、絲杠等圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算，公式J = 0.78 L ,可計(jì)算出 = 6139 kg =35.94kg 將各項(xiàng)數(shù)據(jù)帶入式（1），得系統(tǒng)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 =41.55kg 根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)子慣量之間 ,有一個(gè)慣量匹配問題, /的比值不能太小,否則機(jī)床動(dòng)態(tài)特性將主要取決于負(fù)載特性，此時(shí)，不同重量和行程的各坐標(biāo)的特性將有很大區(qū)別，并且很容易受切削力、摩擦力等干擾的影響。但是/的比值太大，也是很不經(jīng)濟(jì)的。 本機(jī)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)電機(jī)慣量與總

32、慣量之間的匹配關(guān)系為/=0.27，基本滿足慣量匹配要求。 (2) 電機(jī)力矩計(jì)算 1) 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 = + + = 830.2 Ncm加速力矩=(/6000)=724.3Ncm =/式中 空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩；移動(dòng)部件最大快進(jìn)速度，這里=2400mm/min， =500r/min； 啟動(dòng)加速時(shí)間 ,對升降臺(tái)銑床， =30ms。 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 M = = 87.5 Ncm式中 傳動(dòng)鏈總效率，一般可以取=0.8； 導(dǎo)軌的摩擦力，對于縱向工作臺(tái)=（Fcz2FhxG)=915.45N 附加摩擦力矩 =(1)=18.4Ncm式中 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷，一般取=1/3=10

33、15.2N; 滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取0.9。 2)快速移動(dòng)時(shí)所需力矩 =105.9Ncm 3)最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 =251.3Ncm式中 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩，Ncm； 進(jìn)給方向最大切削力，對于縱向進(jìn)給系統(tǒng)，=1521.6N。 = =145.4Ncm 經(jīng)過上述計(jì)算以后，在、 3種工況下，取其大著作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。對于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床來說 ,因?yàn)橐ＷC一定的動(dòng)態(tài)性能 ,系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)較小 ,而等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量又較大 ,故電機(jī)力矩主要是用來產(chǎn)生加速度的 ,而負(fù)載力矩往往小于加速力矩 ,故常常用快速空載起動(dòng)力矩 M 作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù) 。3.3步進(jìn)電機(jī)的選擇(1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

34、又稱脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。其輸入一個(gè)電脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，即每當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組接受一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)及頻率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序，電動(dòng)機(jī)即可獲得所需的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。應(yīng)用中需要注意的幾點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場合每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn)，（0.9度時(shí)6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機(jī)工作效率高，噪音低。步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大

35、。由于歷史原因，只有標(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)使用12V外，其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動(dòng)電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)電壓（建議：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以采用其他驅(qū)動(dòng)電源， 不過要考慮溫升。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號電機(jī)。電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用逐漸升頻提速，一電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。高精度時(shí)，應(yīng)通過機(jī)械減速、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來解決，也可以采用5相電機(jī)，不過其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少。電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)

36、內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。電機(jī)在600PPS（0.9度）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動(dòng)。應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則。 (2) 計(jì)算選擇 首先,可根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩初選電機(jī)型號,步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 與最大靜轉(zhuǎn)矩有如下關(guān)系= /,應(yīng)使上面計(jì)算出的空載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ,即有 /。從設(shè)計(jì)手冊可查出,當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為四相八拍時(shí)，=/=0.707，最大靜轉(zhuǎn)矩=1174.3Ncm，按此最大靜轉(zhuǎn)矩從樣本中查出 ,110BYG4601 型最大靜轉(zhuǎn)矩為 13 Nm ,大于所需的最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號。這樣初選出來的步進(jìn)電機(jī)型號并不一定能滿足實(shí)際工作的要求，盡管最大靜轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值能滿

37、足要求，但是并不能保證在快速空載啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)不失步，所以還必須用起動(dòng)和運(yùn)行矩頻特性來檢查所選步進(jìn)電機(jī)的型號是否滿足要求。（2） 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率 快進(jìn)時(shí)步進(jìn)電機(jī)最大空載起動(dòng)頻率 =4000Hz式中 最大快速移動(dòng)速度，=2.4m/min。 切削時(shí)最大頻率 =2000Hz式中 最大切削進(jìn)給速度，=1.2m/min。(3）校核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性 根據(jù)電機(jī)樣本，從110BYG4601的矩頻特性表中可以看出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)以接近于最高空載起動(dòng)頻率起動(dòng)時(shí)，即=4000Hz時(shí)，M=640Ncm，不能滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩=830.2Ncm，直接使用則會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)

38、象 ,所以系統(tǒng)軟件必須采用升降速控制 。當(dāng)將起動(dòng)頻率降到 2 000 Hz 時(shí) ,起動(dòng)力矩可增高至 840 Ncm ,然后還可在電路上采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路 ,進(jìn)一步提高步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩 ,這樣，就可滿足機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩。當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí) ,110BYG4601 型步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性 ,完全滿足要求 。3.4 滾珠絲杠的選擇（1） 滾珠絲杠的特點(diǎn)滾珠絲杠螺母副（以下簡稱滾珠絲杠副）是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)話的一種新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在數(shù)控銑床中得到了廣泛的應(yīng)用。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠，使絲杠和螺母之間的運(yùn)動(dòng)成為滾動(dòng)，以減少摩擦。在數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)中，經(jīng)常用于代替滑

39、動(dòng)絲杠，以提高傳動(dòng)精度。絲杠螺母副的特點(diǎn)： 用較小的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠（或螺母），可使螺母（或絲杠）獲得較大的軸向牽引力。 可達(dá)到很大的降速比，使降速機(jī)構(gòu)大為簡化，傳動(dòng)鏈的以縮短。 能達(dá)到較高的傳動(dòng)精。用于進(jìn)給機(jī)構(gòu)時(shí),還可兼作測量元件，通過刻度盤讀出直線位移的尺寸，最小數(shù)值可達(dá)0.0001mm。 傳動(dòng)效率高，摩擦損失小。滾珠絲杠的傳動(dòng)效率=0.920.96,而一般的常規(guī)（滑動(dòng)）絲杠螺母副的=0.200.40。所以滾珠絲杠的傳動(dòng)效率比常規(guī)絲杠的傳動(dòng)效率提高了34倍。因此功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠螺母副的1/31/4。 給予適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，可消除絲杠和螺母螺紋間隙，這樣反向時(shí)就可以沒有空程死區(qū)，反向定位精度高

40、。與常規(guī)絲杠螺母副比較有較高的軸向精度。 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高。滾珠絲杠基本上是滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力小，摩擦阻力的大小幾乎和運(yùn)動(dòng)速度完全無關(guān)，這樣就可以保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。由于滾珠絲杠基本上是滾動(dòng)摩擦，與常規(guī)絲杠螺母副比較不宜出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，故傳動(dòng)精度高。 有可逆性，由于滾珠絲杠副摩擦系數(shù)小，可以從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，也可以由直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。絲杠和螺母都可以作為主動(dòng)件，也可以作為從動(dòng)件。 制造工藝復(fù)雜，滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求較高，光潔度要求也高，故制造成本高。例如絲杠和螺母上的螺旋槽滾道，一般都要求磨削成型表面的。 不能自鎖，特別是垂直絲杠，由于自重慣性力的關(guān)系，

41、下降時(shí)當(dāng)傳動(dòng)切斷后，不能立刻停止運(yùn)動(dòng)，故常需要添加制動(dòng)裝置。 （2） 滾珠絲杠的選擇計(jì)算 動(dòng)載荷C的計(jì)算其中載荷系數(shù)取為1.0，硬度系數(shù)取為1.2，最大的工作負(fù)載L使用壽命工作負(fù)載F是指數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向壓力，他的數(shù)據(jù)可用進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算：對于類似燕尾型尋軌的機(jī)床=X方向的切削力Y方向的切削力Z方向的切削力G移動(dòng)部件的重量導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)k考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)選用滾動(dòng)導(dǎo)軌，在正常潤滑情況下，對于類似燕尾型尋軌k=1.4 ，=0.03在銑削過程中，=2536.04N ，=0， =1051.9N ，G=300N =1.40+0.03(2536.04N+2105

42、1.9+300)=97.4N而L=60nT/10式中n滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速（r/min）T使用壽命（小時(shí)）對于數(shù)控機(jī)床，n一般取1250 r/min，T一般取15000h，因?yàn)長=60125015000/10=1125C=1.01.294.7=1181.9N 查表初步選用的型號為FYND306-5-3絲杠較為合適，這是一種內(nèi)循環(huán)墊片調(diào)隙單螺母的滾珠絲杠副，其主要參數(shù)如下：名義直徑：=32mm，基本導(dǎo)程t=5mm，鋼球直徑：=3.725 mm ，絲杠內(nèi)徑=30.96mm，絲杠外徑=31.4mm ，循環(huán)列數(shù)3，額定動(dòng)負(fù)載=6367 N ，螺母外徑D=72 mm，螺母內(nèi)徑=32 mm，螺母長度L=40 m

43、m。3.5 軸承的選擇機(jī)床傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承的失效形式，主要是在循環(huán)接觸應(yīng)力下的作用，滾動(dòng)體和滾道表面上出現(xiàn)疲勞破環(huán)。即通常所說的疲勞剝落。而絲杠軸承的載荷主要是軸向載荷，徑向除絲杠和工作臺(tái)的重量外，一般無外載荷，對絲杠軸承的要求主要是軸向精度和剛度較高，摩擦力矩要小。所以選用角接觸球軸承，該軸承是與滾珠絲杠配合的專用軸承，其主要特點(diǎn)如下：（1）接觸角大，鋼球數(shù)多，承載能力高，剛度高。（2）既能承受軸向載荷，也能承受徑向載荷，支撐結(jié)構(gòu)可以簡化。（3）軸承啟動(dòng)摩擦力矩小，降低絲杠副的驅(qū)動(dòng)功率，提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度?，F(xiàn)選用7205C型號，基本尺寸為:d=25mm，外徑D=52mm，寬度B=15mm，

44、基本額定動(dòng)負(fù)荷=16.5KN，基本額定靜載荷=10.5KN，極限轉(zhuǎn)速（油潤滑）為28000。 對軸承的疲勞壽命進(jìn)行校核：由機(jī)械設(shè)計(jì)可知，軸承的基本額定壽命為： 式中：P當(dāng)量動(dòng)載荷； 基本額定壽命； 壽命指數(shù)，一般球軸承=3；n軸承工作轉(zhuǎn)速，n=1250；C基本額定動(dòng)載荷，C=16500N其中：沖擊載荷系數(shù)，取1.1；徑向載荷；X、Y徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)。X=0.44,Y=1；P=1.1(0.440+97.4)=107.1N123628.3h15000h所以該軸承的選用也是合格的。3.6 導(dǎo)軌的選擇及潤滑 （1） 銑床上的直線運(yùn)動(dòng)部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等支承件上的導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)

45、的，導(dǎo)軌的作用概括地說是對運(yùn)動(dòng)部件起導(dǎo)向和支承作用。在導(dǎo)軌副（如工作臺(tái)和床身導(dǎo)軌）中，運(yùn)動(dòng)的另一方（如工作臺(tái)導(dǎo)軌）叫作動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的另一方（如床身導(dǎo)軌）叫做支承導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的制造精度及精度保持性對機(jī)床加工精度有著重要的影響. 1） 數(shù)控銑床對導(dǎo)軌的主要要求如下： 導(dǎo)向精度高 導(dǎo)向精度是指機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度（對直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌）或圓度。無論空載還是加工，導(dǎo)軌都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度，這是對導(dǎo)軌的基本要求。各種銑床對于導(dǎo)軌本身的精度都有具體的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，以保證導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度。 精度保持性好 精度保持性是指導(dǎo)軌能否長期保持原始精度。影響保持精度性的主要因素是導(dǎo)軌的磨損，此外，還與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形

46、式及支承件的材料有關(guān)。數(shù)控銑床的精度保持性要求比普通機(jī)床高，應(yīng)采用摩擦因數(shù)小的滾動(dòng)導(dǎo)軌，塑料導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌。 足夠的剛度 機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件所受的外力，最后都由導(dǎo)軌面來承受。若導(dǎo)軌受力后變形過大，不僅破壞了導(dǎo)向精度，而且惡化了導(dǎo)軌的工作條件。導(dǎo)軌的剛度主要決定于導(dǎo)軌類型，結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小，導(dǎo)軌與床身的連接形式，導(dǎo)軌材料和表面加工質(zhì)量等。數(shù)控銑床的 導(dǎo)軌截面積通常較大，有時(shí)還需在主導(dǎo)軌外添加輔助導(dǎo)軌來提高精度。 良好的摩擦特性 數(shù)控銑床導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)要小，而且動(dòng)、靜摩擦因數(shù)應(yīng)盡量接近，以減少摩擦阻力和導(dǎo)軌熱變形，使運(yùn)動(dòng)輕便平穩(wěn)，低速無爬行。 此外，導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)工藝性要好，便于制造和裝配，便于檢驗(yàn)、調(diào)整

47、和維修，而且有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤滑措施的等。 導(dǎo)軌按接觸面得摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種，其中，數(shù)控銑床最常用的是鑲粘塑料導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌?，F(xiàn)采用型號為GGB25AAL2P12700-3的滾動(dòng)導(dǎo)軌。 2) 滾動(dòng)導(dǎo)軌特點(diǎn)：滾動(dòng)導(dǎo)軌是導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動(dòng)體，使導(dǎo)軌面之間的滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)導(dǎo)軌與滑動(dòng)導(dǎo)軌相比的優(yōu)點(diǎn)是：靈敏度高，且其動(dòng)摩擦因數(shù)與靜摩擦因數(shù)相差甚微，因而運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，低速移動(dòng)時(shí)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；定位精度高，重復(fù)定位精度可達(dá)0.2um；摩擦阻力小，移動(dòng)輕便，磨損小，精度保持性好，壽命長。但滾動(dòng)導(dǎo)軌的抗振性較差，對防護(hù)要求高。（2）導(dǎo)軌的潤滑潤滑的目的、要求及方法潤滑的目的是為了降低摩擦力、減少磨損、降低溫度和防止生銹。潤滑要求供給導(dǎo)軌清潔的潤滑油。油量可以調(diào)節(jié)。盡量采取自動(dòng)和強(qiáng)制潤滑。潤滑元件要可靠。要有安全裝。例如靜壓導(dǎo)軌在