數(shù)控技術(shù)綜合訓(xùn)練教材

數(shù)控技術(shù)綜合訓(xùn)練（三）機(jī)自15-4

xxx目錄第一章緒論第二章機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)第三章伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四章數(shù)控銑床XYZ軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)第五章機(jī)床導(dǎo)軌設(shè)計(jì)第一章緒論1.XK712銑床的結(jié)構(gòu)及使用要求分析1.1銑床介紹XK712立式數(shù)控鉆銑床是一種小型規(guī)格、高效通用的自動(dòng)化機(jī)床，機(jī)床操作系統(tǒng)為廣州數(shù)控980MD系統(tǒng)，該系統(tǒng)可控制三個(gè)坐標(biāo)軸：X、Y、Z三軸直線插補(bǔ),該機(jī)配有先進(jìn)的數(shù)字控制系統(tǒng)，通過(guò)CNC編程，在一次裝夾中可自動(dòng)完成銑、鏜、鉆、鉸等多種工序的加工節(jié)省工裝，縮短生產(chǎn)周期，提高加工精度。進(jìn)給速度倍率隨時(shí)可調(diào)，160*128點(diǎn)陣液晶顯示器。機(jī)床適用于加工批量鉆、銑、鏜中、小型零件，可一人操作多臺(tái)機(jī)床，大大提高加工效率，降低加工效率，降低人工成本，操作簡(jiǎn)單，普通工人稍加培訓(xùn)即可操作。是機(jī)械制造、模具制造以及教學(xué)等應(yīng)配置的重要設(shè)備。若選用數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可擴(kuò)大為四軸控制，實(shí)現(xiàn)多面加工。第二章機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)2.1機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.1主軸的材料選擇從多方面考慮選用40Cr為本次數(shù)控銑床主軸材料。2.2主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定主軸的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：主軸前、后軸頸D1和D2，主軸內(nèi)孔直徑d，主軸主要支撐間的跨距L。這些參數(shù)直接影響主軸旋轉(zhuǎn)精度和主軸的剛度。取主軸的最小直徑=80mm，最小直徑本應(yīng)該是后軸頸，但是考慮到軸承的軸向固定采用鎖緊螺母，應(yīng)留鎖緊螺母的位置。考慮到軸上裝軸承，有配合要求，應(yīng)將后軸頸的直徑圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑，同時(shí)要考慮到選擇軸承的類型，還有一個(gè)鍵槽的關(guān)系，還有主軸是中空電機(jī)直接帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的，考慮到主軸的剛度和強(qiáng)度，因此選擇后軸頸的直徑=160。第三章伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)控裝置所產(chǎn)生的進(jìn)給差插補(bǔ)脈沖信號(hào)送給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床上各個(gè)進(jìn)給軸，實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。3.1伺服系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)又稱隨動(dòng)系統(tǒng)，是用來(lái)精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機(jī)械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），其結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。

伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器，功率驅(qū)動(dòng)裝置，反饋裝置和電動(dòng)機(jī)。控制器按照數(shù)控系統(tǒng)的給定值和通過(guò)反饋裝置檢測(cè)的實(shí)際運(yùn)行值的差，調(diào)節(jié)控制量；功率驅(qū)動(dòng)裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動(dòng)機(jī)之上，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動(dòng)機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需的交流電或直流電；電動(dòng)機(jī)則按供電大小拖動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。3.1.1伺伺服系系統(tǒng)的的特點(diǎn)點(diǎn)伺服系系統(tǒng)的的只要要特點(diǎn)點(diǎn)：1、精精確的的檢測(cè)測(cè)裝置置：以以組成成速度度和位位置閉閉環(huán)控控制；；2、有有多種種反饋饋比較較原理理與方方法：：根據(jù)據(jù)檢測(cè)測(cè)裝置置實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信息息反饋饋的原原理不不同，，伺服服系統(tǒng)統(tǒng)反饋饋比較較的方方法也也不相相同。。常用用的有有脈沖沖比較較、相相位比比較和和幅值值比較較3種種；；3、高高性能能的伺伺服電電動(dòng)機(jī)機(jī)(簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱伺伺服電電機(jī))：用用于高高效和和復(fù)雜雜型面面加工工的數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床，，伺服服系統(tǒng)統(tǒng)將經(jīng)經(jīng)常處處于頻頻繁的的啟動(dòng)動(dòng)和制制動(dòng)過(guò)過(guò)程中中。要要求電電機(jī)的的輸出出力矩矩與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣慣量的的比值值大，，以產(chǎn)產(chǎn)生足足夠大大的加加速或或制動(dòng)動(dòng)力矩矩。要要求伺伺服電電機(jī)在在低速速時(shí)有有足夠夠大的的輸出出力矩矩且運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)平平穩(wěn)，，以便便在與與機(jī)械械運(yùn)動(dòng)動(dòng)部分分連接接中盡盡量減減少中中間環(huán)環(huán)節(jié)；；4.寬調(diào)速速范圍圍的速速度調(diào)調(diào)節(jié)系系統(tǒng)，，即速速度伺伺服系系統(tǒng)：：從系系統(tǒng)的的控制制結(jié)構(gòu)構(gòu)看，，數(shù)控控床的的位置置閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)可看看作是是位置置調(diào)節(jié)節(jié)為外外環(huán)、、速度度調(diào)節(jié)節(jié)為內(nèi)內(nèi)環(huán)的的雙閉閉環(huán)自自動(dòng)控控制系系統(tǒng)，，其內(nèi)內(nèi)部的的實(shí)際際工作作過(guò)程程是把把位置置控制制輸入入轉(zhuǎn)換換成相相應(yīng)的的速度度給定定信號(hào)號(hào)后，，再通通過(guò)調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)驅(qū)驅(qū)動(dòng)伺伺服電電機(jī)，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)際際位移移。數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的的主運(yùn)運(yùn)動(dòng)要要求調(diào)調(diào)速性性能也也比較較高，，因此此要求求伺服服系統(tǒng)統(tǒng)為高高性能能的寬寬調(diào)速速系統(tǒng)統(tǒng)。3.1.2伺服服系統(tǒng)統(tǒng)的基基本要要求對(duì)伺服服系統(tǒng)統(tǒng)的基基本要要求有有穩(wěn)定定性、、精度度和快快速響響應(yīng)性性。穩(wěn)定性性好：：作用用在系系統(tǒng)上上的擾擾動(dòng)消消失后后，系系統(tǒng)能能夠恢恢復(fù)到到原來(lái)來(lái)的穩(wěn)穩(wěn)定狀狀態(tài)下下運(yùn)行行或者者在輸輸入指指令信信號(hào)作作用下下，系系統(tǒng)能能夠達(dá)達(dá)到新新的穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)運(yùn)行狀狀態(tài)的的能力力，在在給定定輸入入或外外界干干擾作作用下下，能能在短短暫的的調(diào)節(jié)節(jié)過(guò)程程后到到達(dá)新新的或或者回回復(fù)到到原有有平衡衡狀態(tài)態(tài)；精度高高：伺伺服系系統(tǒng)的的精度度是指指輸出出量能能跟隨隨輸入入量的的精確確程度度。作作為精精密加加工的的數(shù)控控機(jī)床床，要要求的的定位位精度度或輪輪廓加加工精精度通通常都都比較較高，，允許許的偏偏差一一般都都在0.01～0.00lmm之間間；快速響響應(yīng)性性好：：有兩兩方面面含義義，一一是指指動(dòng)態(tài)態(tài)響應(yīng)應(yīng)過(guò)程程中，，輸出出量隨隨輸入入指令令信號(hào)號(hào)變化化的迅迅速程程度，，二是是指動(dòng)動(dòng)態(tài)響響應(yīng)過(guò)過(guò)程結(jié)結(jié)束的的迅速速程度度?？炜焖夙戫憫?yīng)性性是伺伺服系系統(tǒng)動(dòng)動(dòng)態(tài)品品質(zhì)的的標(biāo)志志之一一，即即要求求跟蹤蹤指令令信號(hào)號(hào)的響響應(yīng)要要快，，一方方面要要求過(guò)過(guò)渡過(guò)過(guò)程時(shí)時(shí)間短短，一一般在在200ms以以內(nèi)，，甚至至小于于幾十十毫秒秒；另另一方方面，，為滿滿足超超調(diào)要要求，，要求求過(guò)渡渡過(guò)程程的前前沿陡陡，即即上升升率要要大。。節(jié)能高高：由由于伺伺服系系統(tǒng)的的快速速相應(yīng)應(yīng)，注注塑機(jī)機(jī)能夠夠根據(jù)據(jù)自身身的需需要對(duì)對(duì)供給給進(jìn)行行快速速的調(diào)調(diào)整，，能夠夠有效效提高高注塑塑機(jī)的的電能能的利利用率率，從從而達(dá)達(dá)到高高效節(jié)節(jié)能。。3.2傳傳動(dòng)方方案確確定及及典型型元件件3.2.1電電機(jī)與與滾珠珠絲杠杠的連連接數(shù)控機(jī)機(jī)床進(jìn)進(jìn)給驅(qū)驅(qū)動(dòng)對(duì)對(duì)位置置精度度、快快速響響應(yīng)特特性、、調(diào)速速范圍圍等有有較高高的要要求。。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)進(jìn)給給驅(qū)動(dòng)動(dòng)的電電機(jī)主主要有有三種種：步步進(jìn)電電機(jī)、、直流流伺服服電機(jī)機(jī)和交交流伺伺服電電機(jī)。。目前前，步步進(jìn)電電機(jī)只只適應(yīng)應(yīng)用于于經(jīng)濟(jì)濟(jì)型數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床，，直流流伺服服電機(jī)機(jī)在我我國(guó)正正廣泛泛使用用，交交流伺伺服電電機(jī)作作為比比較理理想的的驅(qū)動(dòng)動(dòng)元件件已成成為發(fā)發(fā)展趨趨勢(shì)。。數(shù)控控機(jī)床床的進(jìn)進(jìn)給系系統(tǒng)當(dāng)當(dāng)采用用不同同的驅(qū)驅(qū)動(dòng)元元件時(shí)時(shí)，其其進(jìn)給給機(jī)構(gòu)構(gòu)可能能會(huì)有有所不不同。。電機(jī)機(jī)與絲絲杠間間的聯(lián)聯(lián)接主主要有有三種種形式式，如如圖2-1所示示。（1））帶有有齒輪輪傳動(dòng)動(dòng)的進(jìn)進(jìn)給運(yùn)運(yùn)動(dòng)數(shù)控機(jī)機(jī)床在在機(jī)械械進(jìn)給給裝置置中一一般采采用齒齒輪傳傳動(dòng)副副來(lái)達(dá)達(dá)到一一定的的降速速比要要求，，如圖圖2-1a））所示示。由由于齒齒輪在在制造造中不不可能能達(dá)到到理想想齒面面要求求，總總存在在著一一定的的齒側(cè)側(cè)間隙隙才能能正常常工作作，但但齒側(cè)側(cè)間隙隙會(huì)造造成進(jìn)進(jìn)給系系統(tǒng)的的反向向失動(dòng)動(dòng)量，，對(duì)閉閉環(huán)系系統(tǒng)來(lái)來(lái)說(shuō)，，齒側(cè)側(cè)間隙隙會(huì)影影響系系統(tǒng)的的穩(wěn)定定性。。因此此，齒齒輪傳傳動(dòng)副副常采采用消消除措措施來(lái)來(lái)盡量量減小小齒輪輪側(cè)隙隙。但但這種種聯(lián)接接形式式的機(jī)機(jī)械結(jié)結(jié)構(gòu)比比較復(fù)復(fù)雜。。你的小小標(biāo)題題2—2電機(jī)與與絲杠杠間的的聯(lián)接接形式式（2））經(jīng)同同步帶帶輪傳傳動(dòng)的的進(jìn)給給運(yùn)動(dòng)動(dòng)如圖2-1b）所所示，，這種種聯(lián)接接形式式的機(jī)機(jī)械結(jié)結(jié)構(gòu)比比較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單。。同步步帶傳傳動(dòng)綜綜合了了帶傳傳動(dòng)和和鏈傳傳動(dòng)的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，可可以避避免齒齒輪傳傳動(dòng)時(shí)時(shí)引起起的振振動(dòng)和和噪聲聲，但但只能能適于于低扭矩特特性要要求的的場(chǎng)所所。安安裝時(shí)時(shí)中心心距要要求嚴(yán)嚴(yán)格，，且同同步帶帶與帶帶輪的的制造造工藝藝復(fù)雜雜。（3））電機(jī)機(jī)通過(guò)過(guò)聯(lián)軸軸器直直接與與絲杠杠聯(lián)接接如圖2-1c））所示示，此此結(jié)構(gòu)構(gòu)通常常是電電機(jī)軸軸與絲絲杠之之間采采用錐錐環(huán)無(wú)無(wú)鍵聯(lián)聯(lián)接或或高精度十十字聯(lián)聯(lián)軸器器聯(lián)接接，從從而使使進(jìn)給給傳動(dòng)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)具有有較高高的傳傳動(dòng)精精度和和傳動(dòng)動(dòng)剛度度，并并大大大簡(jiǎn)化化了機(jī)機(jī)械結(jié)結(jié)構(gòu)。。在加加工中中心和和精度度較高高的數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床的的進(jìn)給給運(yùn)動(dòng)動(dòng)中，，普遍遍采用用這種種聯(lián)接接形式式。根據(jù)進(jìn)進(jìn)給系系統(tǒng)的的要求求及設(shè)設(shè)計(jì)要要求，，選擇擇電機(jī)機(jī)通過(guò)過(guò)聯(lián)軸軸器直直接與與絲杠杠聯(lián)接接，選選用合適適的聯(lián)聯(lián)軸器器，吸吸收振振動(dòng)、、補(bǔ)償償徑向向、角角向和和軸向向偏差差，使使得機(jī)機(jī)床結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，，拆裝裝方便便，同同時(shí)傳傳動(dòng)平平穩(wěn)，，具有有良好好的精精度。。3.2.2滾滾珠絲絲杠螺螺母機(jī)機(jī)構(gòu)滾珠絲絲杠螺螺母副副是回回轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)動(dòng)與與直線線運(yùn)動(dòng)動(dòng)相互互轉(zhuǎn)換換的新新型傳傳動(dòng)裝裝置。。圖2-3是滾滾珠珠絲絲杠杠螺螺母母副副的的原原理理圖圖。。在在絲絲杠杠和和螺螺母母上上加加工工有有弧弧形形螺螺旋旋槽槽，，當(dāng)當(dāng)它它們們套套裝裝在在一一起起時(shí)時(shí)形形成成了了螺螺旋旋滾滾道道，，并并在在滾滾道道內(nèi)內(nèi)裝裝滿滿滾滾珠珠。。當(dāng)當(dāng)絲絲杠杠相相對(duì)對(duì)于于螺螺母母旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，，兩兩者者發(fā)發(fā)生生軸軸向向位位移移，，而而滾滾珠珠則則沿沿著著滾滾道道滾滾動(dòng)動(dòng)，，螺螺母母螺螺旋旋槽槽的的兩兩端端用用回回珠珠管管連連接接起起來(lái)來(lái)，，使使?jié)L滾珠珠能能作作周周而而復(fù)復(fù)始始的的循循環(huán)環(huán)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，管管道道的的兩兩端端還還起起著著擋擋珠珠的的作作用用，，以以防防滾滾珠珠沿沿滾滾道道掉掉出出。。2-3滾滾珠珠絲絲杠杠螺螺母母副副的的原原理理圖圖由于于滾滾珠珠絲絲杠杠具具有有傳傳動(dòng)動(dòng)效效率率高高、、運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)平平穩(wěn)穩(wěn)、、壽壽命命高高以以及及可可以以預(yù)預(yù)緊緊(以以消消除除間間隙隙，，并并提提高高系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度)等等特特點(diǎn)點(diǎn)，，除除了了大大型型數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床因因移移動(dòng)動(dòng)距距離離大大而而采采用用齒齒條條或或蝸蝸條條外外，，各各類類中中、、小小型型數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)進(jìn)進(jìn)給給系系統(tǒng)統(tǒng)普普遍遍采采用用滾滾珠珠絲絲杠杠。。數(shù)控控機(jī)機(jī)床床進(jìn)進(jìn)給給系系統(tǒng)統(tǒng)所所用用的的滾滾珠珠絲絲杠杠必必須須具具有有可可靠靠的的軸軸向向間間隙隙消消除除結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、合合理理的的安安裝裝結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和有有效效的的防防護(hù)護(hù)裝裝置置。。3.2.3滾滾珠珠絲絲杠杠的的支支承承方方式式（1））一一端端固固定定，，一一端端自自由由方方式式一端端固固定定，，另另一一端端自自由由安安裝裝方方式式，，固固定定端端的的軸軸承承可可以以同同時(shí)時(shí)承承受受軸軸向向力力和和徑徑向向力力，，而而滾滾珠珠絲絲杠杠軸軸承承這這種種的的支支承承方方式式主主要要是是用用于于行行程程較較小小的的短短絲絲杠杠軸軸承承或或者者全全封封閉閉式式的的機(jī)機(jī)床床，，因因?yàn)闉楫?dāng)當(dāng)采采用用這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的機(jī)機(jī)械械定定位位方方式式時(shí)時(shí)，，其其精精度度是是最最不不可可靠靠的的，，尤尤其其是是長(zhǎng)長(zhǎng)徑徑比比大大的的絲絲杠杠軸軸承承(滾滾珠珠絲絲杠杠相相對(duì)對(duì)細(xì)細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng))，，其其熱熱變變形形是是非非常常明明顯顯的的。。但但是是，，如如果果是是1.5米米長(zhǎng)長(zhǎng)的的絲絲杠杠，，其其在在冷冷、、熱熱的的不不同同環(huán)環(huán)境境下下變變化化0.05~0.1mm是是屬屬于于正正常常正正常?，F(xiàn)現(xiàn)象象。。盡盡管管如如此此，，由由于于其其結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，安安裝裝調(diào)調(diào)試試較較方方便便，，大大多多高高精精度度機(jī)機(jī)床床依依然然是是采采用用這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)；；但但是是，，有有一一點(diǎn)點(diǎn)需需要要特特別別注注意意的的就就是是，，采采用用這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)時(shí)時(shí)必必須須加加裝裝光光柵柵，，采采用用全全封封閉閉環(huán)環(huán)來(lái)來(lái)反反饋饋，，以以便便能能夠夠充充分分絲絲杠杠的的性性能能。。圖2-4一端端固固定定，，一一端端自自由由方方式式（2））一一端端固固定定，，另另一一端端支支承承方方式式一端端固固定定，，另另一一端端支支承承這這種種安安裝裝方方式式，，固固定定端端的的軸軸承承同同樣樣也也是是可可以以同同時(shí)時(shí)承承受受軸軸向向力力和和徑徑向向力力，，而而支支承承端端只只承承受受徑徑向向力力，，并并且且能能夠夠做做微微量量的的軸軸向向浮浮動(dòng)動(dòng)，，以以及及可可以以減減少少或或者者避避免免因因絲絲杠杠自自重重而而出出現(xiàn)現(xiàn)的的彎彎曲曲，，另另外外，，絲絲杠杠的的熱熱變變形形可可以以自自由由的的向向一一端端伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)。。因因此此，，這這是是使使用用最最廣廣泛泛的的一一種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。比比如如：：目目前前國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)中中小小型型數(shù)數(shù)控控車車床床、、立立式式加加工工中中心心等等等等都都是是采采用用這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖2-5一端端固固定定，，另另一一端端支支承承方方式式（3））兩兩端端固固定定方方式式絲杠杠兩兩端端均均固固定定。。采采用用這這種種方方式式，，固固定定端端軸軸承承可可以以同同時(shí)時(shí)承承受受軸軸向向力力，，并并且且可可以以對(duì)對(duì)絲絲杠杠施施加加適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡念A(yù)預(yù)緊緊力力，，以以提提高高絲絲杠杠的的支支承承剛剛度度，，同同時(shí)時(shí)還還可可以以部部分分地地補(bǔ)補(bǔ)償償絲絲杠杠的的熱熱變變形形。。因因此此，，大大型型機(jī)機(jī)床床、、重重型型機(jī)機(jī)床床以以及及高高精精度度鏜鏜銑銑床床大大多多都都是是采采用用這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。當(dāng)當(dāng)然然，，其其也也有有不不足足的的地地方方，，那那就就是是采采用用這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的話話會(huì)會(huì)使使得得調(diào)調(diào)整整工工作作比比較較繁繁瑣瑣；；此此外外，，如如果果在在安安裝裝調(diào)調(diào)整整時(shí)時(shí)兩兩端端的的預(yù)預(yù)緊緊力力過(guò)過(guò)大大的的話話，，將將會(huì)會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致致絲絲杠杠最最終終的的行行程程比比設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)行行程程長(zhǎng)長(zhǎng)，，螺螺距距也也會(huì)會(huì)比比設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)螺螺距距大大；；而而如如果果兩兩端端螺螺母母的的預(yù)預(yù)緊緊力力不不夠夠的的話話，，就就會(huì)會(huì)導(dǎo)導(dǎo)致致相相反反的的結(jié)結(jié)果果，，從從而而容容易易引引起起機(jī)機(jī)床床振振動(dòng)動(dòng)，，致致使使精精度度降降低低。。因因此此，，如如果果是是采采用用兩兩端端固固定定這這種種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的話話，，那那么么在在拆拆裝裝時(shí)時(shí)一一定定要要嚴(yán)嚴(yán)格格按按照照說(shuō)說(shuō)明明書書來(lái)來(lái)進(jìn)進(jìn)行行調(diào)調(diào)整整，，或或者者是是借借助助儀儀器器(雙雙頻頻激激光光測(cè)測(cè)量量?jī)x儀)來(lái)來(lái)調(diào)調(diào)整整，，以以免免造造成成一一些些不不必必要要的的損損失失。。圖2-6兩端端固固定定方方式式由于于所所設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)銑銑床床Z軸軸的的行行程程較較小小，，所所有有徑徑向向力力較較小小，，對(duì)對(duì)于于機(jī)機(jī)床床精精度度影影響響不不大大。。所以以選選擇擇一一端端固固定定一一段段自自由由的的支支承承方方式式。。3.2.4聯(lián)聯(lián)軸軸器器的的選選擇擇梅花花聯(lián)聯(lián)軸軸器器結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單、、無(wú)無(wú)需需潤(rùn)潤(rùn)滑滑、、方方便便維維修修、、便便于于檢檢查查、、免免維維護(hù)護(hù)，，可可連連續(xù)續(xù)長(zhǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行。高強(qiáng)強(qiáng)度聚氨酯彈彈性元件耐磨磨耐油，承載載能力大，使使用壽命長(zhǎng)，，安全可靠。。工作穩(wěn)定可可靠，具有良良好的減振、、緩沖和電氣氣絕緣性能。。具有較大的的軸向、徑向向和角向補(bǔ)償償能力。結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向向尺寸小，重重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)慣量小，適適用于中高速速場(chǎng)合。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.中間彈性性體聯(lián)接2.可吸收振振動(dòng)、補(bǔ)償徑徑向、角向和和軸向偏差3.抗油與電電氣絕緣4.順時(shí)針與與逆時(shí)針回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)特性完全相相同5.定位螺絲絲固定第四章數(shù)控銑床XYZ軸進(jìn)給系系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1Y軸軸方向(1)滾珠絲絲杠精度由于本系統(tǒng)要要求達(dá)到0.012/300mm的的精度要求,根據(jù)此要求求查閱滾珠絲絲杠樣本,對(duì)對(duì)于一級(jí)精度度(P1)精精度絲杠,任任意300mm內(nèi)導(dǎo)程允允許為0.006mm,2級(jí)(P,)精度絲杠杠的導(dǎo)程允許許誤差為0.008mm。初步設(shè)計(jì)計(jì)絲杠的任意意300mm行程內(nèi)的行行程動(dòng)量3mo為定位精精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此此,取滾珠絲絲杠精度為2級(jí)。(2)滾珠絲絲杠的選擇滾珠絲杠的名名義直徑,滾滾珠的列數(shù)和和工作圈數(shù),應(yīng)按當(dāng)量載載荷Cm選擇擇。選用FFZD3206-5-P2絲絲杠螺母副。。長(zhǎng)度為1120mm。(3)支撐軸軸承采用一段固定定，另一端支支撐的支撐方方式，固定端端選用背對(duì)背背60°接觸觸角推力球軸軸承，支撐端端選用推力球球軸承。4.2X軸軸方向(1)滾珠絲絲杠精度由于本系統(tǒng)要要求達(dá)到0.012/300mm的的精度要求,根據(jù)此要求求查閱滾珠絲絲杠樣本,對(duì)對(duì)于一級(jí)精度度(P1)精精度絲杠,任任意300mm內(nèi)導(dǎo)程允允許為0.006mm,2級(jí)(P,)精度絲杠杠的導(dǎo)程允許許誤差為0.008mm。初步設(shè)計(jì)計(jì)絲杠的任意意300mm行程內(nèi)的行行程動(dòng)量3mo為定位精精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此,取取滾珠絲杠精精度為2級(jí)。。(2)滾珠絲絲杠的選擇滾珠絲杠的名名義直徑,滾滾珠的列數(shù)和和工作圈數(shù),應(yīng)按當(dāng)量載載荷Cm選擇擇。選用FFZD3206-5-P2絲絲杠螺母副。。長(zhǎng)度為1120mm。(3)支撐軸軸承采用一段固定定，另一端支支撐的支撐方方式，固定端端選用背對(duì)背背60°接觸觸角推力球軸軸承，支撐端端選用推力球球軸承。X軸方向(1)滾珠絲絲杠精度由于本系統(tǒng)要要求達(dá)到0.012/300mm的的精度要求,根據(jù)此要求求查閱滾珠絲絲杠樣本,對(duì)對(duì)于一級(jí)精度度(P1)精精度絲杠,任任意300mm內(nèi)導(dǎo)程允允許為0.006mm,2級(jí)(P,)精度絲杠杠的導(dǎo)程允許許誤差為0.008mm。初步設(shè)計(jì)計(jì)絲杠的任意意300mm行程內(nèi)的行行程動(dòng)量3mo為定位精精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此,取取滾珠絲杠精精度為2級(jí)。。(2)滾珠絲絲杠的選擇滾珠絲杠的名名義直徑,滾滾珠的列數(shù)和和工作圈數(shù),應(yīng)按當(dāng)量載載荷Cm選擇擇。選用FFZD3206-5-P2絲絲杠螺母副。。長(zhǎng)度為900mm。(3)支撐軸軸承采用一段固定定，另一端支支撐的支撐方方式，固定端端選用背對(duì)背背60°接觸觸角推力球軸軸承，支撐端端選用推力球球軸承。Z軸方向主切削力及其其切削分力計(jì)計(jì)算（1）計(jì)算主主切削力Fz。根據(jù)已知條件件，采用端面面銑刀在主軸軸計(jì)算轉(zhuǎn)速下下進(jìn)行強(qiáng)力切切削（銑刀直直徑D=125mm），主主軸具有最大大扭矩，并能能傳遞主電動(dòng)動(dòng)機(jī)的全部功功率，此時(shí)銑銑刀的切削速度為：：（已知機(jī)床床主電動(dòng)機(jī)的的額定功率Pm為0.75kw，主主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速速（n=310r/min。）根據(jù)公式得刀刀具的切削速速度為：v=pDn=3.14×125×10??3×310m/s=2.03m/s60 60取機(jī)床的機(jī)械械效率為：hm=0.8，則由由式得主切削削力：（2）計(jì)算各各切削分力工工作臺(tái)的的縱向切削力力、橫向切削削力和垂向切切削力分別為為F1=0.4Fz=0.4×295.6=118.24NFC=0.95Fz=0.95×295.6=280.8NFV=0.55Fz=0.55×295.6=162.58N導(dǎo)軌摩擦力的的計(jì)算在切削狀態(tài)下下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌軌摩擦力Fm的計(jì)算可以以查課程設(shè)計(jì)計(jì)指導(dǎo)書：（1）計(jì)算在在切削狀態(tài)下下的導(dǎo)軌摩擦擦力Fm。此此時(shí)導(dǎo)軌動(dòng)摩摩擦系數(shù)m=0.15，查表得鑲鑲條緊固力fg=500N,則則Fm=m(W+fg+Fv+Fc)=0.15×(900+500+280.8+162.58)N=1843.38N（2）計(jì)算在在不切削狀態(tài)態(tài)下的導(dǎo)軌摩摩擦力Fm0和F0Fm0=F0=m(W+fg)=0.15×(900+500)=210NF0=m0(W+fg)=0.12×（900+500）=168N滾珠絲杠的選選擇滾珠絲杠的名名義直徑、滾滾珠的獵術(shù)和和工作圈數(shù)，，應(yīng)按當(dāng)量動(dòng)動(dòng)載荷Cm選擇。計(jì)算滾珠絲杠杠螺母副的軸軸向負(fù)載力（1）計(jì)算最最大軸向負(fù)載載力FamaxFamax=F1+Fm=(118.24+1843.38)N=1961.62N（2）計(jì)算最最小軸向負(fù)載載力FminFamin=Fm0=210N（2）軸向工工作載荷（平平均載荷）：：Fm===1377.7N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載載荷Cm載荷性質(zhì)系數(shù)數(shù)Kp無(wú)沖擊擊取1~1.2，一般情情況取1.2~1.5，，有較大沖擊擊振動(dòng)式取1.5~2.5精度影響系數(shù)數(shù)Ka，對(duì)于于1、2、3級(jí)精度的滾滾珠絲杠取Ka=1，對(duì)對(duì)于4、5級(jí)級(jí)滾珠絲杠取Ka=0.9。。所以對(duì)于本數(shù)數(shù)控機(jī)床，取取Kp=1.5，Ka=1故當(dāng)量動(dòng)載荷荷Cm===11668N=1.17kN選取滾珠絲杠杠選取SFU255-4型滾滾珠絲杠杠，其其參數(shù)如如下：：動(dòng)額定負(fù)載荷荷Ca=1280kgf=1.28kN>Cm,故滿足足要求。伺服電機(jī)的選選擇計(jì)算折算到電電動(dòng)機(jī)軸上的的負(fù)載慣量(1)計(jì)算滾滾珠絲杠的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到慣量Jr。已知滾珠絲杠杠的密度r=7.8×10?3kg/cm3,得得:(2)計(jì)算聯(lián)聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)慣量J0J0=0.78×10?3D4L=0.78×10?3×(44-1.64)×6.6kg/cm3=1.28kg/cm3(3)折算到到電動(dòng)機(jī)軸上上的移動(dòng)部件件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量量JL的計(jì)計(jì)算已知機(jī)床執(zhí)行行部件（主軸軸箱及箱內(nèi)部部件）的總質(zhì)質(zhì)量m=90kg，電電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一一圈，機(jī)床執(zhí)執(zhí)行部件在軸軸向移動(dòng)的距距離L=0.5cm，得得(4)加在電電動(dòng)機(jī)軸上總總的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)慣量Jd的的計(jì)算Jd=JR+JL+J0=(1.34+1.28+0.57)kg?cm2=3.19kg?cm2折算到電動(dòng)機(jī)機(jī)軸上的負(fù)載載力矩1）計(jì)算切削削負(fù)載力矩Tc。假設(shè)在切削狀狀態(tài)下坐標(biāo)軸軸的軸向負(fù)載載力Fa=Fmax=1961.62N,電動(dòng)機(jī)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，，機(jī)床執(zhí)行部部件在軸向移移動(dòng)的距離L=5mm=0.005m,進(jìn)給傳傳動(dòng)系統(tǒng)的總總效率η=0.90得得2）計(jì)算摩擦擦負(fù)載力矩Tm。已知在不切削削狀態(tài)下坐標(biāo)標(biāo)軸的軸向負(fù)負(fù)載力（即為為空載時(shí)的導(dǎo)導(dǎo)軌摩擦力））3）計(jì)算由滾滾珠絲杠得預(yù)預(yù)緊而產(chǎn)生的的附加負(fù)載力力矩Tf。。已知滾珠絲杠杠螺母副的預(yù)預(yù)緊力Fp=653.87N，，滾珠絲杠螺螺母副的基本本導(dǎo)程L0=5mm=0.005mm，滾珠絲絲杠螺母副的的效率h0=0.94得得4）計(jì)算最大大切削負(fù)載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩TT=Tc+Tf=1.73+0.067=1.793N選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)動(dòng)機(jī)的型號(hào)根根據(jù)以上上計(jì)算，選擇擇安川SGHAM08A型伺服電電機(jī)(2)驗(yàn)算算伺服電機(jī)選選定的伺服電電機(jī)額定扭矩矩為2.39Nm，瞬間間最大扭矩7.16Nm，大于最大大切削負(fù)載。。旋轉(zhuǎn)慣性動(dòng)量量0.672×10-4kg*m2,滿足匹配配要求。所以以所選伺服電電機(jī)滿足使用用要求。位置檢測(cè)裝置置編碼器接線方方式第五章機(jī)床導(dǎo)軌設(shè)計(jì)計(jì)支承和引導(dǎo)運(yùn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿著著一定軌跡運(yùn)運(yùn)動(dòng)的零件稱稱為導(dǎo)軌副，，也常簡(jiǎn)稱為為導(dǎo)軌。運(yùn)動(dòng)部件件的運(yùn)動(dòng)軌跡跡有直線、圓圓或曲線，滾滾動(dòng)圓導(dǎo)軌可可歸人滾動(dòng)推推力軸承，曲曲線導(dǎo)軌在機(jī)機(jī)械中極少應(yīng)應(yīng)用。導(dǎo)軌在在機(jī)器中是個(gè)個(gè)十分重要的的部件，在機(jī)機(jī)床中尤為重重要。機(jī)床的的加工精度與與導(dǎo)軌精度有有直接的聯(lián)系系，小批量生生產(chǎn)的精密機(jī)機(jī)床，導(dǎo)軌的的加工工作量量占整個(gè)機(jī)床床加工工作量量的40%左左右。而且，，導(dǎo)軌一旦損損壞，維修十十分困難。按按運(yùn)動(dòng)學(xué)原理理，所謂導(dǎo)軌軌就是將運(yùn)動(dòng)動(dòng)構(gòu)件約束到到只有一個(gè)自自由度的裝置置。導(dǎo)軌副中中設(shè)在支承構(gòu)構(gòu)件上的導(dǎo)軌軌面為承導(dǎo)面面，稱為靜導(dǎo)導(dǎo)軌，它比較較長(zhǎng)；另一個(gè)個(gè)導(dǎo)軌面設(shè)在在運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上上，稱為動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌，它比較較短。具有動(dòng)動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)動(dòng)構(gòu)件常稱為為工作臺(tái)、滑滑臺(tái)、常用導(dǎo)導(dǎo)軌面有平面面和圓弧面。。圓弧導(dǎo)軌面面構(gòu)成圓柱形形導(dǎo)軌；不同同的平導(dǎo)軌面面組合，構(gòu)