XK6125數(shù)控銑床總體及縱向進(jìn)給伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

()XK6125專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)姓 名號(hào)指導(dǎo)老師年 月 日摘 要、作等組部其中所有均采滾珠絲杠行傳動(dòng)，并由伺服電行驅(qū)動(dòng)軸箱安裝在門(mén)架上運(yùn)類(lèi)比法自行滾珠絲杠螺母副制動(dòng)裝置。以及廠(chǎng)家選擇等。關(guān)鍵詞：伺服電滾珠絲杠AbstractBeginsfromtheresearchCNCplanermillingmachine,toprofitfromthedomesticandforeignadvanceddesignedonetouseinthesheetmaterialandvariousworkpiecethenumericalcontrolCNCplanermillingmachine,hassatisfiedproductionandthedesignrequest.ElaboratedcomprehensivelythenumericalcontrolCNCplanermillingmachine'sstructureprinciple,thedesignfeature,elaboratedhasusedtheelectricalmachineryandtheballbearingguidescrewnutvice-merit.IntroducedindetailthenumericalcontrolCNCplanermillingmachine'sstructuraldesignandtheandhavecarriedontheAndhascompiledtherelatedtechnicalparameter.Inwhichintroducedemphaticallytheballbearingguidescrewprincipleandselectstheprinciple，Toballbearinglinksandsoonguidescrewproduction,applicationhasontheintroduction.Includingthechoice,theparameterchoice,theprecisionchoice,theround-robinmodechoice,theprincipleaswellasthefactorychoicewhichmatcheswiththemainengineandsoon.Keymillingmachine,Numericalcontrol,servePAGEPAGE16錄II1144與普通的區(qū)別 4的適用范圍 556制系統(tǒng)的選擇 7選擇設(shè)計(jì)對(duì)象適宜 8的械設(shè)計(jì)范圍適當(dāng) 8輔助設(shè)計(jì)合適 992總體方案的制訂及比較 11體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 11伺服系統(tǒng)的選擇 執(zhí)行構(gòu)傳動(dòng)方式的確定 12計(jì)算的選擇 體設(shè)計(jì)方案確定 13系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng)的選擇 13計(jì)算系統(tǒng) 械傳動(dòng)方式 3確定切削用量及選擇刀具 14刀具選擇 切削用量確定 143.3三要素 143.4加工精度和表面粗糙度 15刀具材料 18419傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19191921齒輪齒數(shù)的確定及傳動(dòng)系統(tǒng)圖的繪制24展開(kāi)圖設(shè)計(jì) 27結(jié)構(gòu)實(shí)際的內(nèi)容及技術(shù)要求272831截面圖設(shè)計(jì) 3434潤(rùn)滑34355與3651 3652 3653 3754 3755 39551395523956 4057 4358 44581445.8.2455834659 47510 48510148510249510349510449510550510650510750510850總結(jié) 52參考文獻(xiàn) 53致謝 541 、精度、自動(dòng)化所代替。目前國(guó)外設(shè)備化達(dá)到 以上而我國(guó)設(shè)備化率不足 我國(guó)行新不但給傳統(tǒng)帶來(lái)了革命性變化使成為化象征而且不斷和擴(kuò)大他對(duì)國(guó)民生一些重要行（汽銑、輕、醫(yī)療等）起越越重要作因?yàn)檫@些行所需裝備化現(xiàn)代大趨勢(shì)。從目前世界上及裝備趨勢(shì)看主要研究熱點(diǎn)有以下幾方面。 速、精加及裝備新趨勢(shì) 軸聯(lián)動(dòng)加和復(fù)合加床快速智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代系統(tǒng)主要趨勢(shì) 重視新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范建立包括： 關(guān)系統(tǒng)設(shè)開(kāi)規(guī)范 關(guān)系統(tǒng)設(shè)開(kāi)規(guī)范加強(qiáng)銑床整設(shè)該把握主要問(wèn)題訓(xùn)練。研究此課題意義在生能需求在培養(yǎng)過(guò)程加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)到知識(shí)進(jìn)行匯總考核我們所學(xué)知識(shí)牢固度檢驗(yàn)我們運(yùn)知識(shí)能力。11 111 過(guò)程嚴(yán)格按照加程序所規(guī)定參及動(dòng)作執(zhí)行。它一種能自動(dòng)或半自動(dòng)床與床相比具有以下明顯特點(diǎn)：適合復(fù)雜異形零件加工復(fù)雜零件加因此在宇航、船、模具等加得到。加精度加穩(wěn)定可靠實(shí)現(xiàn)排除人為誤差零件加一致性好質(zhì)量穩(wěn)定可靠。高柔性— 。高生產(chǎn)率的 ～ 倍，對(duì)某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可以提高十幾倍甚至幾十倍。勞動(dòng)條件好機(jī)床自動(dòng)化程度高，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)境較好。有利于管理現(xiàn)代化條件。投資大，使用費(fèi)用高生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜制。數(shù)控機(jī)床的機(jī)一體化產(chǎn)，含量高，對(duì)人員的要很高。1.1.2 由于數(shù)控機(jī)床的上，適用于數(shù)控加工的零件有：·批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件；幾何形狀復(fù)雜的零件；·貴重零件加工；需要全部檢驗(yàn)的零件；·試制件。對(duì)以上零件采用數(shù)控加工，才能最大限度地發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。1.2 加精度數(shù)控銑床一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床，也使用數(shù)量最多的數(shù)控機(jī)床，約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的 它主要用于精度要高表面粗糙度好輪廓形狀復(fù)雜的軸類(lèi)、。由于數(shù)銑床具有精度高、作直線(xiàn)和圓弧插補(bǔ)功有些數(shù)銑床還具有非以及中具有變速功特點(diǎn)所以它藝范圍要比普通銑床要寬得多。精度要求高以及方便和精確地進(jìn)行人補(bǔ)償和自補(bǔ)償所以精度要求高甚至可以以銑代磨。表粗糙度要求高出表粗糙度小均勻。使用恒線(xiàn)速進(jìn)給量要求小部位選用小進(jìn)給量。輪廓形狀特別復(fù)雜和難于尺寸部分銑床數(shù)裝置還有某些非圓曲線(xiàn)和平曲線(xiàn)插補(bǔ)功所以可以形狀特別復(fù)雜或難于尺寸。13我國(guó)普設(shè)備多數(shù)設(shè)備少；老設(shè)備多新設(shè)備少。機(jī)床數(shù)設(shè)計(jì)使普機(jī)床不僅具有好精數(shù)的特點(diǎn)。采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)技術(shù)改裝批量機(jī)床非常合適。微機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)床簡(jiǎn)易零。圖 。、方按照輸入發(fā)出率步電架按照要用微技術(shù)實(shí)現(xiàn)床簡(jiǎn)易優(yōu)化方案確定原則131多系列微典型產(chǎn)品硬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于尤適合實(shí)時(shí)、智儀表、自動(dòng)是三坐標(biāo)（銑床）用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)代碼行編除了執(zhí)行本身編指（）資金充足情況盡量選用質(zhì)量好產(chǎn)品因?yàn)榇祟?lèi)篩選嚴(yán)格造藝規(guī)范靠很好地預(yù)防電器元故障或提前失效引起設(shè)備故障。（）應(yīng)該注重選擇不應(yīng)純追求高性指標(biāo)這對(duì)實(shí)現(xiàn)較高性?xún)r(jià)格比非常重要。（）要與準(zhǔn)備設(shè)計(jì)床達(dá)到相匹配盡。1.3.2 采用微機(jī)機(jī)床加工零件，必須首先編制出加工程序。通常適宜于加工具有加工單件零件。對(duì)于一些形狀復(fù)雜零件，普通機(jī)床往往難于加工成形。如果采用機(jī)械仿形方法進(jìn)行加工，在不成批情況下很不合算。這時(shí)，用微機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)機(jī)床，就用機(jī)床加工形狀復(fù)雜零件是非常適宜。133 當(dāng)設(shè)縱向和橫向運(yùn)動(dòng)既用微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行制，又由操作者與1.3.4 助設(shè)計(jì)要合適位誤差小精度持久性好種廠(chǎng)規(guī)了號(hào)位置當(dāng)號(hào)輸送給單板機(jī)單板機(jī)按照所螺距處制縱向步電機(jī)運(yùn)動(dòng)縱向滾珠絲杠帶動(dòng)螺紋4 高速、高效、高精度、高靠性（）機(jī)向高速化方向世紀(jì)年代。（倍達(dá)到微米精密入納米級(jí)微米求達(dá)到微米圓度為微米展到超精密〔特高精度世界各業(yè)強(qiáng)國(guó)致力展方向其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)乃至納米級(jí)其應(yīng)范圍日趨廣泛（）高可靠性性越高越好，仍然是適度可靠對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠(chǎng)而言，如果要求在小時(shí)就必須大于小時(shí)當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的值已達(dá)小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)小時(shí)以上模塊化、智能化、柔性化和集成化模塊化、專(zhuān)門(mén)化與個(gè)性化為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床多品種、小批量的特點(diǎn)機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專(zhuān)門(mén)化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。個(gè)性化是近幾午來(lái)特別明顯的發(fā)展智能化在數(shù)控系統(tǒng)智能化的內(nèi)等。柔性化和集成化數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床、線(xiàn)、、、向面工段車(chē)間獨(dú)立制造島、工廠(chǎng)自動(dòng)化、開(kāi)放性為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線(xiàn)、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的耍求，最重耍的發(fā)展是體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性設(shè)計(jì)生產(chǎn)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)例如美國(guó)的歐共體的 及日本的 發(fā)展開(kāi)觸式數(shù)控的計(jì)劃等。2 體方案的制訂及比較.1體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容三對(duì)上述個(gè)改造綜合考慮結(jié)合銑床需般原則的前提下確定第其具體如下拆除機(jī)床、 、 軸原進(jìn)給系統(tǒng)?；瑒?dòng)絲杠副更換為滾珠絲杠副，并改裝減速齒輪箱、減速齒輪、步進(jìn)電機(jī)。對(duì)機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)算合適的滾珠、、 軸 數(shù)控。主軸的部數(shù)控功能、、步進(jìn)精度為 軸定位精度重復(fù)定位精度 。2.1.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)式如果件相對(duì)于刀具移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行切削用點(diǎn)位控制式。例如數(shù)控鉆床，在移動(dòng)過(guò)程中鉆頭并不進(jìn)行鉆孔加因此數(shù)控系統(tǒng)采用點(diǎn)位控制式。對(duì)于點(diǎn)位控制系統(tǒng)的是快速定位保證定位精度。和刀具沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)確定的函數(shù)關(guān)系能夠控制刀外、等。直線(xiàn)但要求工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)終坐標(biāo)還要求工作臺(tái)沿坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)過(guò)時(shí)。212開(kāi)環(huán)沒(méi)反饋電路帶檢測(cè)指令信號(hào)是單方向傳送指經(jīng)濟(jì)機(jī)普遍采用開(kāi)環(huán)伺服閉環(huán)機(jī)移動(dòng)部上檢測(cè)反饋元用來(lái)檢測(cè)實(shí)際移量驅(qū)動(dòng)但閉環(huán)造價(jià)高、結(jié)構(gòu)和調(diào)試較多用于精度要求高場(chǎng)合。半閉環(huán)與閉環(huán)同直接檢測(cè)工作臺(tái)移半閉環(huán)與再。213：、。。。214由 、 與伺服選擇機(jī)加工精度不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低本容易調(diào)試和維護(hù)，選用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)制系統(tǒng)。222根據(jù)機(jī)微機(jī)系列單片機(jī)集度高、可靠性好、功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)性能價(jià)格比高特點(diǎn)，決采用系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。制系統(tǒng)微機(jī)部分、鍵盤(pán)、顯示器，接口及光隔離電，步進(jìn)電機(jī)功率據(jù)及機(jī)狀態(tài)信息。223。3、凹槽、箱口毛坯表粗加工孔鑲片的玉米粗皮。體型和變斜角輪廓外形球、環(huán)形、錐形、盤(pán)形原則：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐和精度高較短柄保證剛性。三排序原則減少數(shù)量；裝夾加工完；即使規(guī)格相同粗、精加工先后鉆；精加工先曲后可能自動(dòng)換粗效率；半精、精量、兼顧效率。、主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)線(xiàn)速度 確定πDn1000

： 深 。寬 。＝ －粗加工大切深、大進(jìn)給、低切速精加工小切深、小進(jìn)給、高切速三要素主軸轉(zhuǎn)速、切削深度、進(jìn)給速度少切削快進(jìn)給。3.4加工精度和表面粗糙度、加工精度：尺寸精度、形狀精度、位置精度。（）尺寸精度：公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ － 。 、 、 、?? 。新公差等級(jí)與舊公差等級(jí)的對(duì)照及應(yīng)用舊精度等級(jí)舊精度等級(jí)新公差等級(jí)加工方法應(yīng)用軸 孔用于量塊、量－研磨儀制造無(wú)－研磨表、精密機(jī)件的光整加工無(wú)研磨、珩磨、用于一般精密精磨、精鉸、精拉 配合。－在磨削、拉削、 機(jī)床和較精密的機(jī)器、儀器制造中－精銑、粉末冶金用得最為普遍銑、鏜、銑、 求。主要用于長(zhǎng)度刨、插尺寸的配合外，如鍵和鍵槽的配合粗銑、粗鏜、用于不重要的粗銑、粗刨、插、配合。－－鉆、沖壓、壓鑄也用于非配合沖壓、壓鑄鑄、鍛、焊、用于非配合－－氣割（）形狀精度：零件上的線(xiàn)、面要素的實(shí)際形狀相對(duì)于理想形狀的準(zhǔn)確程度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ － ）規(guī)定了六項(xiàng)形狀公差：直線(xiàn)度、平面度、圓度、圓（（、）1l

1n

||()dxii015 5

Ypi

5

Yviμ μ 。μ 表

潔

第 第 第 第

別列列列表除 ∽可刀 ▽紋 粗加紋工紋

▽鉆▽加▽痕跡 半精半 銑精 微加 精銑▽痕跡 精銑工 精刨不加 磨▽痕跡加痕跡 ▽方向精鉸精 微辨加刮痕跡 ▽精拉方向精磨不辨加痕跡 ▽方向精 暗光 精密磨 ▽面 削加工澤面

▽光▽磨面 削 ▽?zhuān)?℃，＜ 合金：℃，＜ 。高速鋼 、 ： ， ℃，＜ ；、 ： ，＞ ℃硬質(zhì)合金： （ ， ℃，＝ 另外，還有新型硬質(zhì)合金陶瓷人造金剛石立方氮化硼等。PAGEPAGE204 傳動(dòng)系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)計(jì)算為，， ）。由若干個(gè)成別有z z z 個(gè)即 zz

由于限制，11 2 3 112 3通采即應(yīng)因子2a2b因此共三個(gè)。順序安排可以排成。安排方式時(shí)要率具體裝置性如果安置制磁離器時(shí)向尺寸。第一不以影響很因此上齒輪些好最后一個(gè)一個(gè)。前多后原則方案。擴(kuò)順序安排于 有 ！ 種可安排亦即有 種應(yīng)的方案擴(kuò)順序與順序可以一致式

3 3 2的1 3 9的3 3 23 1 91 “前密后疏”的原則1

3 2的結(jié)構(gòu)式。9U9齒輪的最小傳

最大傳比Umax

決定了個(gè)傳組的最大變速范圍Y

Umax

Umin

x' 公比公比值UminUxx'值x'（x'r xxmin因此

3 3 2的傳方案。91 、最后擴(kuò)大傳91 正常連續(xù)擴(kuò)大傳（串聯(lián)式）的傳式為：zzzz11 2 1 3 12最后擴(kuò)大傳組的變速范圍為： zz( 112 3

(zz/2)按r8原則導(dǎo)出系統(tǒng)的最大收效 和變速范圍為：因此傳方案 符合上述條件其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下圖 ：軸。（的 ：，d（nd異步的有： ，這取決于極對(duì)數(shù)nd床中最常用的是 和 兩種選用是要使最高度n 。為 為 的查表，其型號(hào)為 其要性如下表電機(jī)型號(hào) 額定功率電機(jī)型號(hào) 額定功率荷 載 轉(zhuǎn) 速 同 步 轉(zhuǎn) 速、分配最小傳動(dòng)比，擬定轉(zhuǎn)速圖（）軸的轉(zhuǎn)速：軸從電機(jī)得到運(yùn)動(dòng)經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速和主軸最小轉(zhuǎn)速應(yīng)相近顯然從動(dòng)件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下功率工作時(shí)所受扭矩最小來(lái)考慮，軸轉(zhuǎn)速不宜將電機(jī)轉(zhuǎn)速降得太低。弱軸上裝有離合器等零件時(shí)，高速下摩檫損耗，發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，軸轉(zhuǎn)速也不宜也太高，軸轉(zhuǎn)速一般取 左右較合適。因此，使中間變速組降速緩慢。以減少結(jié)構(gòu)的徑向尺寸，在電機(jī)軸到主傳動(dòng)系統(tǒng)前端軸增加一對(duì)的降速齒輪副，這樣，也有利于變型機(jī)的，變降速齒輪傳動(dòng)副的傳動(dòng)比，以將主軸 級(jí)轉(zhuǎn)速一高降低。（）中間軸的轉(zhuǎn)速動(dòng)：4M3M Lp4M3M：N 106

d d空 n 主滾動(dòng)軸和滑動(dòng)軸滾動(dòng)軸；d——所有中間軸軸徑的平均值；主d ——主軸前后軸徑的平均值主n——中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和n——主軸轉(zhuǎn)速（ ）L 106c

qn p 1 a

主 主a（()a主主——傳到主軸上所經(jīng)過(guò)的齒輪對(duì)數(shù)——主軸齒輪螺旋角c ，，床c ，1 1銑床，軸 和 發(fā)熱的關(guān)系，確定中間軸轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況做相應(yīng)的修正。，對(duì)高速輕載或精密機(jī)床，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低些度 度 可適當(dāng)選用較高的中間軸轉(zhuǎn)速。（，齒輪傳動(dòng)比的限制機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪副的極限傳動(dòng)比：升速傳動(dòng)中，最大傳動(dòng)比

Umax

（）分配最小傳動(dòng)比

U

軸 和 V為 ，決定各變速組的傳動(dòng)比；面 軸 的最小降速比為極限值的 ， ，1.266 軸 取Umin （）擬定轉(zhuǎn)速圖：圖 ：SZ

Z

，n

，n ；Zn 。

2mz取5mm

6.5m

如所示。、同一傳動(dòng)組的個(gè)齒輪副的中心矩應(yīng)相等。若摸數(shù)相等時(shí)，則齒數(shù)和亦相等，但由于傳動(dòng)比要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿(mǎn)足不了上述要求，機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心矩使其相等但修正量不能大，一般齒數(shù)差不能夠超過(guò) 個(gè)齒。，變速傳動(dòng)組中齒輪齒數(shù)的確定為了減少齒輪數(shù)目和縮短變速箱的軸向尺寸，這里采用了公用齒輪。但《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定個(gè)齒輪齒數(shù)如下：軸 ：比 為

1264 U1，4 1，

3 1263 U，3，

12621數(shù)Z 11：U 1齒數(shù)和為Sz1Z'1

U， 2

U，3 （ ）軸 ：傳動(dòng)比為U

U 4 2

U 231根據(jù)U31

1.262主動(dòng)輪齒數(shù)為 從

U可查得：1 （ ，U U2 3 ）SzU U mm1 2 1 2則2S S 21 Z Z 11

S S12Z＝ Z12U U1

。、主轉(zhuǎn)系列驗(yàn)算：需10

1%即n

n n實(shí)際 n

10

1）論主級(jí)實(shí)際轉(zhuǎn)，，n

n n2942943030n而10

論1經(jīng)驗(yàn)算他級(jí)轉(zhuǎn)也滿(mǎn)足要求。在163919 19 36 26 2

184728 28 3739

192182 82 29 67—25— —33— —26— —38—29— —67—）展開(kāi)設(shè)計(jì)際內(nèi)容及技術(shù)求．設(shè)內(nèi)容：求指床部分設(shè)時(shí)除械有關(guān)求外著以幾面）精度立銑床部分求比較精徑向跳〈 ；串〈 。）剛抗振性3D綜剛刀架之間力與相對(duì)形之比；綜3D振幅（）CCL

c

q1n(

n kp 1 a

a()a(mz)q數(shù)1，1c 床 c1，1銑床齒輪塊設(shè)計(jì)特點(diǎn)、構(gòu)與方法方法構(gòu)求也有般滾或插就達(dá)到。滾或插達(dá)到但淬火后形，或到 塊圖 k（、空刀槽b，k： ：公式：b dk 1

kkb 。k2d 算。22929PAGEPAGE33圖——為與剃齒刀傾斜角有關(guān)的系數(shù)。bk于 精度為

需要剃齒或珩齒需齒面淬火所以b

取b 。kk（齒寬 圖kk（為模數(shù)。（圓，bh

圖bh

10

1261 用于安裝撥動(dòng)齒輪的滑塊一般取1 或 ，這里我們選126。時(shí)、齒輪的軸向定位。構(gòu)床。里 只一個(gè)選光、 、 花鍵光選擇球錐在溫升空載功率和方面球都比錐優(yōu)越而且錐對(duì)孔加精求都比較高異球得更多但錐內(nèi)外圈以公開(kāi)裝軸求（算c p—額定壽命（—額定動(dòng)載荷（ —當(dāng)量負(fù)載荷（

106）轉(zhuǎn)——壽命指數(shù)，對(duì)球軸承 對(duì)滾子軸承在實(shí)際計(jì)算可變?yōu)椋?06 L 60n h

L—額定壽命（）h—軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速（ 當(dāng)量動(dòng)載荷：hF Fr arF（ ）raF——軸向負(fù)荷（ ）a（）按照負(fù)載荷選擇軸承按額定靜負(fù)載選擇軸承的基本公式如下：C S P0 0 00P（ ） 0p xF

Y

p F0 0 r 0 a 0 r0C—額定靜負(fù)荷（ ）0S0（）軸承的選擇直徑及該軸的結(jié)構(gòu)和受力情況，選擇單列向心球軸承（ — ）軸承型號(hào)為 （左軸承）右軸承軸兩端軸承的選擇左軸承： 右軸承：， ，— ）垂直布置下到大力心推力球?yàn)?上心球位傳動(dòng)必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置對(duì)保證安裝在上各傳動(dòng)件位置正確性論是否轉(zhuǎn)動(dòng)是否力都必須有力其位更重要?；剞D(zhuǎn)包括在上位和在箱體孔中位在位方式時(shí)應(yīng)注意：長(zhǎng)度長(zhǎng)度要考慮熱長(zhǎng)問(wèn)題宜有位。間隙是否需要調(diào)整。整個(gè)位置是否需要調(diào)整在有載情況下宜采彈簧卡圈加工和裝配工藝性等根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和收里情況均采彈簧卡圈位或壓蓋和肩位。、傳遞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)設(shè)聯(lián)器電機(jī)聯(lián)器需同時(shí)取器上轉(zhuǎn)矩 為T(mén)9550nj

9550

7.50.991450

48.9026Nm.聯(lián)器計(jì)算轉(zhuǎn)矩

T KTca A

查表取

K A

則根據(jù)工作需要選彈性柱銷(xiāo)器為 聯(lián)器許轉(zhuǎn)矩

]630N

聯(lián)器孔直徑 半聯(lián)器長(zhǎng)度為 聯(lián)器標(biāo)記為 聯(lián)器 —按軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度截面圖設(shè)計(jì)截面圖設(shè)計(jì)主要考慮以下四個(gè)方面的問(wèn)題個(gè)軸的位置安排包括主軸 軸和中間各傳動(dòng)軸的合理安排和確箱體結(jié)構(gòu)和外形變整箱體結(jié)構(gòu)與床身的連接方式外觀(guān)造型等操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和潤(rùn)滑元件的選擇軸的空間布置主軸和傳動(dòng)主軸的軸立式銑床的主軸是垂直布置的 的主軸可上下移動(dòng)，裝在套筒內(nèi)，動(dòng)主軸的軸與主軸之間用一對(duì)： 的齒輪出動(dòng)，該軸也是垂直分布的。，軸入軸的裝置（）軸上裝有電磁離合器制動(dòng)，該部件的位置安排應(yīng)便于調(diào)整；（）電磁離合器，需要考慮便于冷卻和潤(rùn)滑，離主軸部件部件要遠(yuǎn)一些，以減少摩擦發(fā)熱對(duì)主軸熱變形的影響。（）綜上所述，銑床 軸一般安排在變速箱后壁處；，中間各傳動(dòng)軸主軸和各傳動(dòng)軸位置確定后，中間各傳動(dòng)軸位置即可按轉(zhuǎn)動(dòng)順序進(jìn)行安。潤(rùn)滑，壓力循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)的計(jì)算（）潤(rùn)滑油量QQQ N 4.5N

(1)1 2 1 2油量粗算：QN)

/minNQ35N/t

t為 0CQN)

l/V7)

V(37)1.86

：

dQVQ ）V

l/,

主 支

V 8l/n回Qd2)/4106徑n 以 次， 次。。 — 。箱體設(shè)箱體材料鐵 和 約。5與算已知參數(shù)條件1×250×0700mm： 5000N、夾具及重2800N快速速15m/min速0.8m/min主電動(dòng)機(jī)功率3KW啟動(dòng)速間30ms機(jī)床定位精±0.015mm脈沖當(dāng)量0.005mm滾珠絲桿副主要參數(shù)確定在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì),滾珠絲杠副是將伺服電機(jī)旋運(yùn)動(dòng)變直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),矩可獲很推滾珠絲杠副傳動(dòng)是一種應(yīng),尤其是將旋運(yùn)動(dòng)變直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)各種機(jī)構(gòu),滾珠絲杠副傳動(dòng)是簡(jiǎn)又可靠所滾珠絲杠副選擇整個(gè)機(jī)床制起著不可忽視的滾珠絲杠副精是機(jī)床定位精及重復(fù)定位精主要,,,,,:Fm),(),(),步驟:A、上動(dòng);、從表指出相應(yīng)動(dòng),并初幾個(gè);C、根據(jù)具體要求，對(duì)于構(gòu)尺寸、循環(huán)方式、調(diào)隙方法傳動(dòng)率等直徑、導(dǎo)、數(shù)等，確定某D、根據(jù)所,出出主要參數(shù)數(shù)值,傳動(dòng)率,并驗(yàn)算剛穩(wěn)定數(shù)是否滿(mǎn)足要求如不滿(mǎn)足要求,則另他,再上述和驗(yàn),直至滿(mǎn)足要求止。算根據(jù)給統(tǒng)定位精半閉環(huán)伺服統(tǒng)如果后半閉環(huán)統(tǒng)不滿(mǎn)足定位精要求，改全閉環(huán)伺服統(tǒng)。從產(chǎn)品目錄查得伺服電動(dòng)高n1500r/r/min。max i1臺(tái)快給高要求達(dá)v2m/取電動(dòng)高n1500r/min，則高n也r/max P h n

1000151500

10mm

(4-11)max根據(jù)精要求，數(shù)控脈沖當(dāng)量可定a 應(yīng)出脈沖數(shù)由以公式可：

mm/脈沖伺服電每Pb haP

100.005

12000

(5-19)2000112000、2500、5000等數(shù)種產(chǎn)品故后應(yīng)加倍頻選2500頻倍數(shù)0.8。與配套可測(cè)發(fā)1000/mi輸出一定Ug（例1000/mm6可倍頻后加頻率/換（V其換比例107p

/min輸出Ug（例6即相于測(cè)發(fā)1000/min才能輸出6V而此107

/min。4－12種傳圖2種目前都使各配不同數(shù)控本設(shè)計(jì)b10000饋反度，沖00分每51 絲杠選擇絲杠精度±0.015mm1P1mm2P2）0.008mm300mmV 3246P11絲杠選擇、列數(shù)和工作圈數(shù)應(yīng)按當(dāng)載荷C

選擇。最大載荷切削力摩擦力已知

500N工作臺(tái)加工件與夾具重力N貼塑軌摩擦數(shù)0.0故最小載荷摩擦力）F min

f 0.042800112NG最大載荷Fmax

50001125112N平均載荷2F F

25112112F maxm 3

min

3445N3

(4-16)1500r/min1mm/min,0n15000/275r/minT

Ka

1K

L106

6075015000106

(4-13)L—106rn—r/n；T—

h

h。

Cm為34453675344536751.5C m pm K 1aaa

(4.4-14)Ka—1、2、3

K 14、5

K 0.9

K 1；a；aKp—?jiǎng)觓

K 1.5。p。查滾珠樣與Cm相近額定Ca擇CmCa然后由此確定滾珠副型號(hào)和尺寸查滾珠產(chǎn)品樣FFZ4010型內(nèi)循環(huán)浮返回器雙螺母旋預(yù)緊滾珠副其名義直徑40mm導(dǎo)程為m 10m每螺母滾珠5列額定Ca5kNC ＜C符合設(shè)計(jì)要求m 軸向剛Kc

2300N/預(yù)緊力

C /456/414kN只要軸向值不papmax達(dá)到或超過(guò)預(yù)緊F3倍就不必預(yù)緊力提出額外要求大F 3.445k遠(yuǎn)3Fp。papmax絲杠支承選擇滾珠主要是軸向徑向主要是臥自重因此對(duì)軸向和軸向剛應(yīng)有較要求其兩端支承配置情況如圖4－2所示軸向固定方其a）端軸向固定端自支承配置方通常b)常c)剛度這種可對(duì)行預(yù)拉伸。工工作臺(tái)載荷間距離工工作臺(tái)載荷間距離工工作臺(tái)載荷間距離4－2 滾珠滾珠中經(jīng)使?jié)L動(dòng)有以下2類(lèi)。接觸角60角接觸球這是目前國(guó)內(nèi)外廣泛采滾珠這種可組書(shū)4－3b）1對(duì)背靠背組合4-3c)對(duì)面對(duì)面。這種可受雙3－3d)同組合其受能力但只受1個(gè)a CC23364.411多種由螺母絲杠度在制造安裝過(guò)程中難免有誤差而且采兩接觸線(xiàn)交點(diǎn)間a 比背背小故容易實(shí)現(xiàn)自調(diào)整因此在進(jìn)給傳中得較多?！茍A柱滾子（43）3箱體固不轉(zhuǎn)1、56隨轉(zhuǎn)7受徑4分別受兩修磨隔套內(nèi)圈6寬度可調(diào)整預(yù)緊量。43 26角接觸摩擦矩小后者而且可以根據(jù)需要—系43所示固端采用160接觸球配以容易實(shí)現(xiàn)自調(diào)整簡(jiǎn)支端支采深溝球軸承，只承受絲杠的重力。同時(shí)滾珠絲杠工作時(shí)要發(fā)熱，其溫度高于床身。為了補(bǔ)償因絲杠熱膨脹而引起的定位精度誤差，可采用絲杠預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu)，使預(yù)拉伸量略大于熱膨脹量。工工作臺(tái)最大行程圖4－3 選定后的絲杠的支承簡(jiǎn)圖57珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置，是數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中使用最為廣泛的傳動(dòng)裝置。滾珠絲杠在軸向載荷作用下，滾珠和螺紋滾道接觸區(qū)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重接觸變形，接觸剛度與接觸表面預(yù)緊力成正比。如果滾珠絲杠螺母副間存在間隙，接觸剛度較小；當(dāng)滾珠絲杠反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母反向，存在區(qū)，絲杠的傳動(dòng)精度。因，滾珠絲杠螺母副間隙，預(yù)緊力，絲杠滾珠和螺母間隙，高滾珠絲杠螺母副的接觸剛度。滾珠絲杠螺母副采用螺母結(jié)構(gòu)，如圖 4－41234544 13、、可靠性好。58M 額轉(zhuǎn)矩電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量J 應(yīng)負(fù)慣量JM 機(jī)樣本供匹配條件也可按照般匹配規(guī)律快速移動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩得超伺服電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。5.8.1最大的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算選伺服電動(dòng)機(jī)額轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于最大切削負(fù)轉(zhuǎn)矩最大切削負(fù)矩T可根據(jù)公計(jì)算可得即F P T

2

hTp0

T f0

(3.4-3)

5112N

程hP10mmFph

14000N0.9矩FPT p h

140000.01

4.7NmP0 29.8 29.8哈爾濱軸承總廠(chǎng)《角接觸推球軸承組配技術(shù)條件7602030TVP單個(gè)軸承摩擦0.32Nm,故一對(duì)軸承摩擦矩Tf0

0.64Nm。簡(jiǎn)支端軸承不摩擦矩可忽略不。伺服電動(dòng)直連傳動(dòng)i1:1，則切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩51120.01T 0.9

4.7

14.38Nm故所選伺服電額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)于此值。慣量計(jì)算ML伺服電動(dòng)轉(zhuǎn)子慣量J 應(yīng)與負(fù)載慣量J 相匹配。負(fù)載慣量可按以下ML1次序質(zhì)量為285.7k折到電動(dòng)軸上J1可按公式得：v2 Pn2

P 2

2J m m h

m h

285.7

m

-1

2v—m/s；—d/s；m—g。

40mm0.04m長(zhǎng)度

1.2m材料（鋼）密0度7.8103kg/m3。則加在電動(dòng)軸上慣量根據(jù)公式可：01J 12 32

0

7.81031.20.04432

0.0024kgm

(3.4-6)聯(lián)軸器節(jié)加上鎖等慣量J3可直接手冊(cè)得到即J m23J J J JL 1 2 3

0.00070.00240.001m2

(3.4-5)44

1JM

/J 4MLJ 41kg/m2MLB57.6Nm14.38Nm

0.015kg.m2MK0MM22.5NmJM

0.014kg.m2

147Nmmaxtmax

6msMmax5n 1500r/MmaxRMmaxT 6NmT 154NmJ 0.019kgm2RMmaxKe0.58sV

/radKt

Nm/A

R 6MMt 2MMaTa2nT Ja

max60tac

(3.4-8)F15JJM

J 0.0150.0041m2L

(5-29)MtacM

34Mt 4M

×15.2=45.6~60.8ms=0.0456~0.0608s則21500T a

60tac

49.365.7NmMBESK—20型交流伺服電動(dòng)機(jī)Mt 84s

6ms故則T 0.01911500125~167Nma ac空載轉(zhuǎn)T不允許超過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)T 由此可見(jiàn)，amaxFB—15型直流伺服電動(dòng)機(jī)max

154Nm T>a>

max26Nm,求型交流伺服電動(dòng)機(jī)T 略小于T也可使用但較長(zhǎng)。max a經(jīng)過(guò)比較從成本與造價(jià)方面考慮本題采用BESK—20型交流伺服電動(dòng)機(jī)。伺服系統(tǒng)增益 系統(tǒng)增益Ks8~25s 。對(duì)輪廓控制工中心機(jī)床可較大1s值如K20ss

。伺服系統(tǒng)數(shù)ta K

，為t 1/K為a s

1/20s1/20s達(dá)到最大度根據(jù)公式可知T P 1540.01a max hJ2

0.01912

12.84m/s

(3.4-8)伺服系統(tǒng)要求達(dá)到最大度發(fā)生在系統(tǒng)處于ta內(nèi)執(zhí)行件度從

v v增增到 a v

Kmax

1520

10m/s2maxmax 30 30maxmax aa max saKs

20s1a ±0.015mmV 為、軸承軸向跳動(dòng)和在載荷作用下各機(jī)械環(huán)節(jié)彈變形起移等。伺服剛度剛根據(jù)下式子計(jì)算即stK KKst

K V0R K RM MMK 電動(dòng)機(jī)益它等電動(dòng)機(jī)角(rad/s與輸入電壓MM U )壓U M K勢(shì)所平衡e電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)

(sV

/rad

電動(dòng)機(jī)單角M(rad/s)所產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)（V估算時(shí)近似地認(rèn)輸入電壓U 反電動(dòng)勢(shì)近似地認(rèn)為MK 1M KetFB—15 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩t

0.75Nm/A益K20s1

K

K 2

22040s1s 制開(kāi)環(huán)益v0 2~4 s取 v0 s ；e反電動(dòng)勢(shì)K0.58sVe

/

K則

1/0.58(rad/sV)

；電樞直流電阻MR 0.26故M200.5740RK 0.26R

1043Nm/rad折到工作臺(tái)部件直線(xiàn)剛度2n2

22K' KR

RnPh

K RRPhP

410106N/m410N/m絲杠的拉壓剛度定點(diǎn)交接班遠(yuǎn)置。已知工作臺(tái)行程660mm，當(dāng)螺母移動(dòng)到離置時(shí)，還應(yīng)保留距離，假設(shè)140mm。因而最大距離lmax

660140800mm0.8m。代入公式計(jì)得拉剛度Ktmin

AElmax

106

d2E i4lmax

106N/m

(3.4-17)000式di是底徑，D減滾珠d。目D＝00040mm，d0，故di＝Dd＝40－7.144

m。E

0 0aE2102，則aKtmi