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15-4xxx第一頁，共四十七頁。目錄第一章 緒

論第二章

機(jī)床總體方案設(shè)計第三章

伺服系統(tǒng)設(shè)計第四章

數(shù)控銑床XYZ軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計第五章

機(jī)床導(dǎo)軌設(shè)計第二頁，共四十七頁。第一章第三頁，共四十七頁。緒

論XK712銑床的結(jié)構(gòu)及使用要求分析銑床介紹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)可控制三個坐標(biāo)軸：X、Y、Z三軸直線插補,該機(jī)配有

先進(jìn)的數(shù)字控制系統(tǒng)，通過CNC編程，在一次裝夾中可自動完成銑、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)給速度倍率隨時可調(diào)，

160*128點陣液晶顯示器。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，可擴(kuò)大為四軸控制，實現(xiàn)多面加工。第四頁，共四十七頁。第二章第五頁，共四十七頁。機(jī)床總體方案設(shè)計2.1機(jī)床結(jié)構(gòu)簡圖第六頁，共四十七頁。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?？紤]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，同時要考慮到選擇軸承的類型，還有一個鍵槽的關(guān)系，還有主軸是中空電機(jī)直接帶動主軸轉(zhuǎn)動的，考慮到主軸的剛度和強度，因此選擇后軸頸的直徑=160。第七頁，共四十七頁。第三章第八頁，共四十七頁。伺服系統(tǒng)設(shè)計數(shù)控裝置所產(chǎn)生的進(jìn)給差插補脈沖信號送給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)控制伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)床上各個進(jìn)給軸，實現(xiàn)機(jī)床加工進(jìn)給運動。3.1伺服系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(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

意變化的自動控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進(jìn)行放大、變換

與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、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。第九頁，共四十七頁。伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器，功率驅(qū)動裝置，反饋裝置和電動機(jī)。控制器按照數(shù)控系統(tǒng)的給定值和通過反饋裝置檢測的實際運行值的差，調(diào)節(jié)控制量；功率驅(qū)動裝置作為系統(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機(jī)之上，調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動機(jī)的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動機(jī)所需的交流電或直流電；電動機(jī)則按供電大小拖動機(jī)械運轉(zhuǎn)。第十頁，共四十七頁。3.1.1伺服系統(tǒng)的特點伺服系統(tǒng)的只要特點：1、精確的檢測裝置：以組成速度和位置閉環(huán)控制；2、有多種反饋比較原理與方法：根據(jù)檢測裝置實現(xiàn)信息反饋的原理不同，伺服系統(tǒng)反饋比較的方法也不相同。常用的有脈沖比較、相位比較和幅值比較3種；3、高性能的伺服電動機(jī)(簡稱伺服電機(jī))：用于高效和復(fù)雜型面加工的數(shù)控機(jī)床，伺服系統(tǒng)將經(jīng)常處于頻繁的啟動和制動過程中。要求電機(jī)的輸出力矩與轉(zhuǎn)動慣量的比值大，以產(chǎn)生足夠大的加速或制動力矩。要求伺服電機(jī)在低速時有足夠大的輸出力矩且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，以便在與機(jī)械運動部分連接中盡量減少中間環(huán)節(jié)；第十一頁，共四十七頁。4.寬調(diào)速范圍的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即速度伺服系統(tǒng)：從系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)看，數(shù)控床的位置閉環(huán)系統(tǒng)可看作是位置調(diào)節(jié)為外環(huán)、速度調(diào)節(jié)為內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，其內(nèi)部的實際工作過程是把位置控制輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的速度給定信號后，再通過調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動伺服電機(jī)，實現(xiàn)實際位移。數(shù)控機(jī)床的主運動要求調(diào)速性能也比較高，因此要求伺服系統(tǒng)為高性能的寬調(diào)速系統(tǒng)。3.1.2伺服系統(tǒng)的基本要求對伺服系統(tǒng)的基本要求有穩(wěn)定性、精度和快速響應(yīng)性。穩(wěn)定性好：作用在系統(tǒng)上的擾動消失后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)下運行或者在輸入指令信號作用下，系統(tǒng)能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力，在給定輸入或外界干擾作用下，能在短暫的調(diào)節(jié)過程后到達(dá)新的或者回復(fù)到原有平衡狀態(tài)；第十二頁，共四十七頁。精度高：伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機(jī)床，要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高，允許的偏差一般都在0.01～0.00lmm之間；快速響應(yīng)性好：有兩方面含義，一是指動態(tài)響應(yīng)過程中，輸出量隨輸入指令信號變化的迅速程度，二是指動態(tài)響應(yīng)過程結(jié)束的迅速程度。快速響應(yīng)性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的標(biāo)志之一，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，一方面要求過渡過程時間短，一般在200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒；另一方面，為滿足超調(diào)要求，要求過渡過程的前沿陡，即上升率要大。節(jié)能高：由于伺服系統(tǒng)的快速相應(yīng)，注塑機(jī)能夠根據(jù)自身的需要對供給進(jìn)行快速的調(diào)整，能夠有效提高注塑機(jī)的電能的利用率，從而達(dá)到高效節(jié)能。第十三頁，共四十七頁。3.2傳動方案確定及典型元件3.2.1電機(jī)與滾珠絲杠的連接數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動對位置精度、快速響應(yīng)特性、調(diào)速范圍等有較高的要求。實現(xiàn)進(jìn)給驅(qū)動的電機(jī)主要有三種：步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。目前，步進(jìn)電機(jī)只適應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，直流伺服電機(jī)在我國正廣泛使用，交流伺服電機(jī)作為比較理想的驅(qū)動元件已成為發(fā)展趨勢。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)當(dāng)采用不同的驅(qū)動元件時，其進(jìn)給機(jī)構(gòu)可能會有所不同。電機(jī)與絲杠間的聯(lián)接主要有三種形式，如圖2-1所示。（1）帶有齒輪傳動的進(jìn)給運動數(shù)控機(jī)床在機(jī)械進(jìn)給裝置中一般采用齒輪傳動副來達(dá)到一定的降速比要求，如圖2-1a）所示。由于齒輪在制造中不可能達(dá)到理想齒面要求，總存在著一定的齒側(cè)間隙才能正

常工作，但齒側(cè)間隙會造成進(jìn)給系統(tǒng)的反向失動量，對閉環(huán)系統(tǒng)來說，齒側(cè)間隙會影

響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，齒輪傳動副常采用消除措施來盡量減小齒輪側(cè)隙。但這種聯(lián)

接形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。第十四頁，共四十七頁。你的小標(biāo)題2—2電機(jī)與絲杠間的聯(lián)接形式（2）經(jīng)同步帶輪傳動的進(jìn)給運動如圖2-1b）所示，這種聯(lián)接形式的機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡單。同步帶傳動綜合了帶傳動和鏈傳動的優(yōu)點，可以避免齒輪傳動時引起的振動和噪聲，但只能適于低扭矩特性要求的場所。安裝時中心距要求嚴(yán)格，且同步帶與帶輪的制造工藝復(fù)雜。第十五頁，共四十七頁。（3）電機(jī)通過聯(lián)軸器直接與絲杠聯(lián)接如圖2-1c）所示，此結(jié)構(gòu)通常是電機(jī)軸與絲杠之間采用錐環(huán)無鍵聯(lián)接或高精度十字聯(lián)軸器聯(lián)接，從而使進(jìn)給傳動系統(tǒng)具有較高的傳動精度和傳動剛度，并大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。在加工中心和精度較高的數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運動中，普遍采用這種聯(lián)接形式。根據(jù)進(jìn)給系統(tǒng)的要求及設(shè)計要求，選擇電機(jī)通過聯(lián)軸器直接與絲杠聯(lián)接，選用合適的聯(lián)軸器，吸收振動、補償徑向、角向和軸向偏差，使得機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，同時傳動平穩(wěn)，具有良好的精度。第十六頁，共四十七頁。3.2.2滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置。圖2-3是滾珠絲杠螺母副的原理圖。在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時形成了螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則沿著滾道滾動，螺母螺旋槽的兩端用回珠管連接起來，使?jié)L珠能作周而復(fù)始的循環(huán)運動，管道的兩端還起著擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。2-3滾珠絲杠螺母副的原理圖第十七頁，共四十七頁。由于滾珠絲杠具有傳動效率高、運動平穩(wěn)、壽命高以及可以預(yù)緊(以消除間隙，并提高系統(tǒng)剛度)等特點，除了大型數(shù)控機(jī)床因移動距離大而采用齒條或蝸條外，各類中、小型數(shù)控機(jī)床的直線運動進(jìn)給系統(tǒng)普遍采用滾珠絲杠。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)所用的滾珠絲杠必須具有可靠的軸向間隙消除結(jié)構(gòu)、合理的安裝結(jié)構(gòu)和有效的防護(hù)裝置。第十八頁，共四十七頁。3.2.3滾珠絲杠的支承方式（1）一端固定，一端自由方式一端固定，另一端自由安裝方式，固定端的軸承可以同時承受軸向力和徑向力，而滾珠絲杠軸承這種的支承方式主要是用于行程較小的短絲杠軸承或者全封閉式的機(jī)床，因為當(dāng)采用這種結(jié)構(gòu)的機(jī)械定位方式時，其精度是最不可靠的，尤其是長徑比大的絲杠軸承(滾珠絲杠相對細(xì)長)，其熱變形是非常明顯的。但是，如果是1.5米長的絲杠，其在冷、熱的不同環(huán)境下變化0.05~0.1mm是屬于正常正?，F(xiàn)象。盡管如此，由于其結(jié)構(gòu)較簡單，安裝調(diào)試較方便，大多高精度機(jī)床依然是采用這種結(jié)構(gòu)；但是，有一點需要特別注意的就是，采用這種結(jié)構(gòu)時必須加裝光柵，采用全封閉環(huán)來反饋，以便能夠充分絲杠的性能。圖2-4一端固定，一端自由方式第十九頁，共四十七頁。（2）一端固定，另一端支承方式一端固定，另一端支承這種安裝方式，固定端的軸承同樣也是可以同時承受軸向力和徑向力，而支承端只承受徑向力，并且能夠做微量的軸向浮動，以及可以減少或者避免因絲杠自重而出現(xiàn)的彎曲，另外，絲杠的熱變形可以自由的向一端伸長。因此，這是使用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)。比如：目前國內(nèi)中小型數(shù)控車床、立式加工中心等等都是采用這種結(jié)構(gòu)圖2-5一端固定，另一端支承方式第二十頁，共四十七頁。（3）兩端固定方式剛度，型機(jī)不足；此杠最絲杠兩端均固定。采用這種方式，固定端軸承可以同時承受軸向力，并且可以對絲杠施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，以提高絲杠的支承同時還可以部分地補償絲杠的熱變形。因此，大型機(jī)床、重床以及高精度鏜銑床大多都是采用這種結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，其也有的地方，那就是采用這種結(jié)構(gòu)的話會使得調(diào)整工作比較繁瑣外，如果在安裝調(diào)整時兩端的預(yù)緊力過大的話，將會導(dǎo)致絲終的行程比設(shè)計行程長，螺距也會比設(shè)計螺距大；而如果兩端螺母的預(yù)緊力不夠的話，就會導(dǎo)致相反的結(jié)果，從而容易引起機(jī)床

振動，致使精度降低。因此，如果是采用兩端固定這種結(jié)構(gòu)的話，那么在拆裝時一定要嚴(yán)格按照說明書來進(jìn)行調(diào)整，或者是借助儀

器(雙頻激光測量儀)來調(diào)整，以免造成一些不必要的損失。圖2-6兩端固定方式由于所設(shè)計銑床Z軸的行程較小，所有徑向力較小，對于機(jī)床精度影響不大。所以選擇一端固定一段自由的支承方式。第二十一頁，共四十七頁。3.2.4聯(lián)軸器的選擇梅花聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單、無需潤滑、方便維修、便于檢查、免維護(hù)，可連續(xù)長期運行。高強度聚氨酯彈性元件耐磨耐油，承載能力大，使用壽命長，安全可靠。工作穩(wěn)

定可靠，具有良好的減振、緩沖和電氣絕緣性能。具有較大的軸向、徑向和角向補償能力。結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，重量輕，轉(zhuǎn)動慣量小，適用于中高速場合。結(jié)構(gòu)特點：中間彈性體聯(lián)接可吸收振動、補償徑向、角向和軸向偏差抗油與電氣絕緣順時針與逆時針回轉(zhuǎn)特性完全相同定位螺絲固定第二十二頁，共四十七頁。第四章第二十三頁，共四十七頁。數(shù)控銑床XYZ軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計4.1

Y軸方向滾珠絲杠精度由于本系統(tǒng)要求達(dá)到0.012/300mm的精度要求,根據(jù)此要求查閱滾珠絲杠樣本,對于一級精度(P1)精度絲杠,任意300mm內(nèi)導(dǎo)程允許為0.006mm,2級(P,)精度絲杠的導(dǎo)程允許誤差為

0.008mm。初步設(shè)計絲杠的任意300mm行程內(nèi)的行程動量3mo為定位精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此,取滾珠絲杠精度為2級。滾珠絲杠的選擇滾珠絲杠的名義直徑,滾珠的列數(shù)和工作圈數(shù),應(yīng)按當(dāng)量載荷Cm選擇。第二十四頁，共四十七頁。選用FFZD3206-5-P2絲杠螺母副。長度為1120mm。(3)支撐軸承采用一段固定，另一端支撐的支撐方式，固定端選用背對背60°接觸角推力球軸承，支撐端選用推力球軸承。第二十五頁，共四十七頁。4.2

X軸方向(1)滾珠絲杠精度由于本系統(tǒng)要求達(dá)到0.012/300mm的精度要求,根據(jù)此要求查閱滾珠絲杠樣本,對于一級精度(P1)精度絲杠,任意300mm內(nèi)導(dǎo)程允許為0.006mm,2級(P,)精度絲杠的導(dǎo)程允許誤差為0.008mm。初步設(shè)計絲杠的任意300mm行程內(nèi)的行程動量3mo為定位精度的

1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此,取滾珠絲杠精度為2級。

(2)滾珠絲杠的選擇滾珠絲杠的名義直徑,滾珠的列數(shù)和工作圈數(shù),應(yīng)按當(dāng)量載荷Cm選擇。第二十六頁，共四十七頁。選用FFZD3206-5-P2絲杠螺母副。長度為1120mm。(3)支撐軸承采用一段固定，另一端支撐的支撐方式，固定端選用背對背60°接觸角推力球軸承，支撐端選用推力球軸承。第二十七頁，共四十七頁。X軸方向滾珠絲杠精度由于本系統(tǒng)要求達(dá)到0.012/300mm的精度要求,根據(jù)此要求查閱滾

珠絲杠樣本,對于一級精度(P1)精度絲杠,任意300mm內(nèi)導(dǎo)程允許為

0.006mm,2級(P,)精度絲杠的導(dǎo)程允許誤差為0.008mm。初步設(shè)計絲杠的任意300mm行程內(nèi)的行程動量3mo為定位精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此,取滾珠絲杠精度為2級。滾珠絲杠的選擇滾珠絲杠的名義直徑,滾珠的列數(shù)和工作圈數(shù),應(yīng)按當(dāng)量載荷Cm選擇。第二十八頁，共四十七頁。選用FFZD3206-5-P2絲杠螺母副。長度為900mm。(3)支撐軸承采用一段固定，另一端支撐的支撐方式，固定端選用背對背60°接觸角推力球軸承，支撐端選用推力球軸承。第二十九頁，共四十七頁。Z軸方向主切削力及其切削分力計算計算主切削力Fz。根據(jù)已知條件，采用端面銑刀在主軸計算轉(zhuǎn)速下進(jìn)行強力切削（銑刀直徑D=125mm），主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動機(jī)的全部功率，此時銑刀的切削速度為：（已知機(jī)床主電動機(jī)的額定功率Pm為0.75kw，主軸計算轉(zhuǎn)速（n=310r/min。）根據(jù)公式得刀具的切削速度為：v=

pDn

=

3.14×125×10?3

×310

m

/

s=

2.03m

/

s60

60取機(jī)床的機(jī)械效率為：hm=0.8，則由式得主切削力：計算各切削分力工作臺的縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為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第三十頁，共四十七頁。導(dǎo)軌摩擦力的計算在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力Fm的計算可以查課程設(shè)計指導(dǎo)書：計算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力Fm。此時導(dǎo)軌動摩擦系數(shù)m=0.15，查表得鑲條緊固力fg=500N,則Fm

=

m(W

+

fg

+

Fv

+

Fc)

=

0.15

×

(900

+

500

+

280.8

+

162.58)N

=

1843.38N計算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力Fm0和F0Fm0

=

F0

=

m(W

+

fg

)

=

0.15

×

(900

+

500)

=

210NF0

=

m0(W

+

fg)

=

0.12

×（900

+

500）=

168N第三十一頁，共四十七頁。滾珠絲杠的選擇滾珠絲杠的名義直徑、滾珠的獵術(shù)和工作圈數(shù)，應(yīng)按當(dāng)量動載荷Cm選擇。計算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力計算最大軸向負(fù)載力FamaxFamax

=

F1

+

Fm

=(118.24

+

1843.38)N

=

1961.62N計算最小軸向負(fù)載力Fmin

Fa

min=Fm0=210N（2）軸向工作載荷（平均載荷）：Fm===1377.7N計算當(dāng)量動載荷Cm載荷性質(zhì)系數(shù)Kp無沖擊取1~1.2，一般情況取1.2~1.5，有較大沖擊振動式取1.5~2.5精度影響系數(shù)Ka，對于1、2、3級精度的滾珠絲杠取Ka=1，對于4、5級滾珠絲杠取Ka=0.9。所以對于本數(shù)控機(jī)床，取Kp=1.5，Ka=1故當(dāng)量動載荷Cm===11668N=1.17kN選取滾珠絲杠第三十二頁，共四十七頁。選取SFU255-4型滾珠絲杠，其參數(shù)如下：動額定負(fù)載荷Ca=1280kgf=1.28kN>Cm,故滿足要求。第三十三頁，共四十七頁。伺服電機(jī)的選擇計算折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載慣量計算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)到慣量Jr。已知滾珠絲杠的密度r

=7.8×10

?3

kg/cm

3,得:計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動慣量J0J0=

0.78×10?3D4

L

=0.78×10?3

×(44

-1.64

)×6.6kg/cm3=1.28kg/cm3折算到電動機(jī)軸上的移動部件的轉(zhuǎn)動慣量JL的計算已知機(jī)床執(zhí)行部件（主軸箱及箱內(nèi)部件）的總質(zhì)量m=90kg，電動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動的距離L=0.5cm，得(4)加在電動機(jī)軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量Jd的計算Jd=JR

+JL

+J0=(1.34+1.28+0.57)kg?cm2

=3.19kg?cm2第三十四頁，共四十七頁。折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載力矩1）計算切削負(fù)載力矩Tc。假設(shè)在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力Fa

=F

max

=1961.62N,電動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動的距離L=5mm=0.005m,進(jìn)給傳動系統(tǒng)的總效率η=0.90得2）計算摩擦負(fù)載力矩Tm。已知在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力（即為空載時的導(dǎo)軌摩擦力）第三十五頁，共四十七頁。3）計算由滾珠絲杠得預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩T

f。已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力F

p

=653.87N，滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程

L0=5mm=0.005mm，滾珠絲杠螺母副的效率h0=0.94得4）計算最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩TT=Tc+Tf=1.73+0.067=1.793N第三十六頁，共四十七頁。選擇驅(qū)動電動機(jī)的型號根據(jù)以上計算，選擇安川SGHAM

08A型伺服電機(jī)算伺服電機(jī)選定的伺服電機(jī)額定扭矩為2.39Nm，瞬間最大扭矩7.16Nm。(2)

驗 ，大于最大切削負(fù)載旋轉(zhuǎn)慣性動量0.672×10-4kg*m2,滿足匹配要求。所以所選伺服電機(jī)滿足使用要求。第三十七頁，共四十七頁。第三十八頁，共四十七頁。位置檢測裝置第三十九頁，共四十七頁。編碼器接線方式第四十頁，共四十七頁。第五章第四十一頁，共四十七頁。機(jī)床導(dǎo)軌設(shè)計支承和引導(dǎo)運動構(gòu)件沿著一定軌跡運動的零件稱為導(dǎo)軌副，也常簡稱為導(dǎo)軌。運動部件的運動軌跡有直線、圓或曲線，滾動圓導(dǎo)軌可歸人滾動推力軸承，

曲線導(dǎo)軌在機(jī)械中極少應(yīng)用。導(dǎo)軌在機(jī)器中是個十分重要的部件，在機(jī)床中尤為

重要。機(jī)床的加工精度與導(dǎo)軌精度有直接的聯(lián)系，小批量生產(chǎn)的精密機(jī)床，導(dǎo)軌

的加工工作量占整個機(jī)床加工工作量的40%左右。而且，導(dǎo)軌一旦損壞，維修十

分困難。按運動學(xué)原理，所謂導(dǎo)軌就是將運動構(gòu)件約束到只有一個自由度的裝置。導(dǎo)軌副中設(shè)在支承構(gòu)件上的導(dǎo)軌面為承導(dǎo)面，稱為靜導(dǎo)軌，它比較長；另一個導(dǎo)

軌面設(shè)在運動構(gòu)件上，稱為動導(dǎo)軌，它比較短。具有動導(dǎo)軌的運動構(gòu)件常稱為工

作臺、滑臺、常用導(dǎo)軌面有平面和圓弧面。圓弧導(dǎo)軌面構(gòu)成圓柱形導(dǎo)軌；不同的

平導(dǎo)軌面組合，構(gòu)成矩形導(dǎo)軌面間的摩擦為滑動摩擦者稱為滑動導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面

間置人滾動元件，使摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦者稱為滾動導(dǎo)軌。導(dǎo)軌有閉式和開式之

分，閉式導(dǎo)軌可以承受傾覆力矩，而開式導(dǎo)軌則不能第四十二頁，共四十七頁。機(jī)床導(dǎo)軌的要求導(dǎo)向精度高耐磨性好及壽命長足夠的剛度低速運動的平穩(wěn)性工藝性好在可能的情況下,設(shè)計時應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單,便于制造、調(diào)整和維護(hù)第四十三頁，共四十七頁。機(jī)床導(dǎo)軌的選擇——滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌的最大優(yōu)點是摩擦系數(shù)很小，一般為0.0025～0.005，比貼塑料導(dǎo)軌還小很多，且動、靜摩擦系數(shù)很接近，因而運動輕便靈活，在很低的運動速度下都不出現(xiàn)爬行，低速運動平穩(wěn)性好，位移精度和定位精度高。滾動導(dǎo)軌的缺點是抗振性差，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。近年來數(shù)控機(jī)床愈來愈多地采用專業(yè)廠家生產(chǎn)

的直線滾動導(dǎo)軌副或滾動導(dǎo)軌塊。