φ125專用儀表數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　目前，我國數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控車床正處于由研究開發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過渡的關(guān)鍵時刻，而125專用儀表數(shù)控車床是常用的數(shù)控車床之一。而125專用儀表數(shù)控車床的進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)是該型車床的關(guān)鍵部件之一。本設(shè)計即根據(jù)125專用儀表數(shù)控車床技術(shù)規(guī)格和主要機(jī)構(gòu)對橫向和縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計的時候具體進(jìn)行了詳細(xì)的各部件的選型和計算,比如：機(jī)

2、床功率和電動機(jī)選用，滾珠絲杠副選用與計算校核，方案設(shè)計即提出縱向和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案，進(jìn)行有關(guān)軸和齒輪強度、剛度校核，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)選擇以及必要的參數(shù)校核計算等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：儀表車床、數(shù)控、傳動系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　At present, our country CN

3、C system and CNC lathe is in by the research development phase to the popularization and application of key transitional stage moments, but125 special instrument used CNC lathe is one of the CNC lathe. And125 special ins

4、trument CNC lathes in transmission mechanism of this type of lathe is one of the key components. This design is125 special instrument according to technical specifications and CNC lathe of major institutions horizontal a

5、nd vertical lathe to carry on the </p><p>　　Keywords: Instrument lathe、CNC、drive system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　Abs

6、tractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 本課題研究的目的與意義1</p><p>　　1.2 專用儀表數(shù)控機(jī)床簡介1</p><p>　　1.3 國內(nèi)外儀表數(shù)控車床的發(fā)展?fàn)顩r3</p><p>　　第2章 總體設(shè)計方案4

7、</p><p>　　2.1 專用儀表數(shù)控車床的工作原理4</p><p>　　2.2 專用儀表數(shù)控車床進(jìn)給運動的設(shè)計方案5</p><p>　　第3章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算7</p><p>　　3.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算7</p><p>　　3.1.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計7</p&g

8、t;<p>　　3.1.2 切削力計算8</p><p>　　3.1.3 滾珠絲杠設(shè)計計算10</p><p>　　3.1.4 選擇步進(jìn)電機(jī)的有關(guān)計算13</p><p>　　3.2 橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計與計算15</p><p>　　3.2.1 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計15</p><p>　

9、　3.2.2 切削力計算16</p><p>　　3.2.3 滾珠絲杠設(shè)計計算17</p><p>　　3.2.4 選擇伺服電機(jī)的有關(guān)計算20</p><p>　　第4章 進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計23</p><p>　　4.1 床身和導(dǎo)軌23</p><p>　　4.2 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計26&l

10、t;/p><p>　　4.2.1 滾珠絲杠螺母副的形式26</p><p>　　4.2.2 滾珠絲杠螺母副的計算28</p><p><b>　　結(jié) 論33</b></p><p><b>　　致 謝34</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)3

11、5</b></p><p><b>　　CONTENTS</b></p><p>　　AbstractI</p><p>　　AbstractII</p><p>　　Chapter 1 Introduction1</p><p>　　1.1 This subject is

12、the purpose of the research and meaning1</p><p>　　1.2 Special instruments nc machine tools profile1</p><p>　　1.3 Instruments both at home and abroad the development conditions of the CNC lat

13、he3</p><p>　　Chapter 2 The overall design scheme4</p><p>　　2.1 Special instruments numerical control lathe principle of work4</p><p>　　2.2 Special instruments numerical contro

14、l lathe feed movement design scheme5</p><p>　　Chapter 3 In the design of the system and calculated7</p><p>　　3.1 The longitudinal into to the design of the system and calculated7</p>

15、<p>　　3.1.1 In system design longitudinal7</p><p>　　3.1.2 Cutting force calculation8</p><p>　　3.1.3 Cutting force calculation10</p><p>　　3.1.4 Choose the step motor rel

16、evant calculation13</p><p>　　3.2 Traverse system design and calculation15</p><p>　　3.2.1 Traverse the design of the system15</p><p>　　3.2.2 Cutting force calculation16</p&

17、gt;<p>　　3.2.3 Ball screw design calculation17</p><p>　　3.2.4 Choose the step motor relevant calculation20</p><p>　　Chapter 4 The design of the structure of the system23</p>

18、<p>　　4.1 Lathe bed and guide rail23</p><p>　　4.2 Ball screw nut pair of design26</p><p>　　4.2.1 Ball screw nut pair of form26</p><p>　　4.2.2 Ball screw nut pair of comp

19、utation28</p><p>　　Conclusion33</p><p><b>　　Thanks34</b></p><p>　　References35</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 本課題研究的目的與意

20、義</p><p>　　Ф125專用儀表數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計，是設(shè)計人員根據(jù)使用部門的要求和制造部門的可能，運用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識，所進(jìn)行的創(chuàng)造性的勞動。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，使用部門對專用儀表數(shù)控車床的要求也在不斷地提高，而科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工藝水平的提高，又為制造部門創(chuàng)造了實現(xiàn)使用要求的條件，從而使專用儀表數(shù)控車床的設(shè)計與制造獲得了迅速的發(fā)展。這樣，既可以加快設(shè)計進(jìn)程，又可以得到比較理想的設(shè)計方案。</p>

21、;<p>　　當(dāng)今世界工業(yè)國家數(shù)控技術(shù)的擁有量反映了這個國家的經(jīng)濟(jì)能力和國家實力。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化 ,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征 ,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大 ,他對國計民生的一些重要行業(yè) IT、汽車、輕工、醫(yī)療等的發(fā)展起著越來越重要的作用。</p><p>　　目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國家，但是我們的機(jī)床數(shù)控化率僅達(dá)到1.9%左右，這是與西方工

22、業(yè)國家一般能達(dá)到20%的差距太大。數(shù)控化率低，已有數(shù)控機(jī)床利用率，開動率低，是發(fā)展我國21世紀(jì)制造業(yè)的必須首先解決的最緊要的任務(wù)。與發(fā)達(dá)國家相比，我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)在信息化技術(shù)應(yīng)用上仍然存在很多不足。我國數(shù)控技術(shù)研究起步晚，質(zhì)量、技術(shù)含量等與國際技術(shù)水平相差甚遠(yuǎn)，進(jìn)口劃片機(jī)價格昂貴，進(jìn)行自主研發(fā)、提高國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)質(zhì)量是極其必要且有意義的。因此提高國產(chǎn)數(shù)控技術(shù)的總體水平，將使我國的工業(yè)水平提高到一個新的檔次。</p>&

23、lt;p>　　1.2 專用儀表數(shù)控機(jī)床簡介</p><p>　　我國目前儀表機(jī)床總量180余萬臺，而其中專用儀表數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有1.34萬臺，即我國儀表機(jī)床數(shù)控化率不到3％。近10年來，我國專用儀表數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.2～0.4萬臺，年產(chǎn)值約為6億元。儀表機(jī)床的數(shù)控化率僅為6％。這些儀表機(jī)床中,役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機(jī)床中，自動/半自動機(jī)床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈

24、指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機(jī)床占60％以上）。可見我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的儀表機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品國內(nèi)、外市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的的生存和發(fā)展。所以必須大力提高儀表機(jī)床的數(shù)控化率。

25、 </p><p>　　而相對于傳統(tǒng)儀表車床，數(shù)控儀表機(jī)床有以下明顯的優(yōu)越性：</p><p>　　1)可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 </p>

26、;<p>　　2)可以實現(xiàn)加工的柔性自動化，從而效率比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。 </p><p>　　3)加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。 </p><p>　　4)可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運。 </p><p>　　5)擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，可實現(xiàn)長時間無人看管加工。</

27、p><p>　　因此，采用專用儀表數(shù)控機(jī)床，可以降低工人的勞動強度，節(jié)省勞動力（一個人可以看管多臺機(jī)床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)。此外，專用儀表機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。而125專用儀表數(shù)控車床是常用的數(shù)控車床之一。而該專用儀表數(shù)控

28、車床的進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)是該型車床的關(guān)鍵部件之一。本設(shè)計即根據(jù)125專用儀表數(shù)控車床技術(shù)規(guī)格和主要機(jī)構(gòu)對橫向和縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計的時候具體進(jìn)行了詳細(xì)的各部件的選型和計算,比如：機(jī)床功率和電動機(jī)選用，滾珠絲杠副選用與計算校核，方案設(shè)計即提出縱向和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案，進(jìn)行有關(guān)軸的強度、剛度校核，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)選擇以及必要的參數(shù)校核計算及繪制裝配圖和典型零件圖等。設(shè)計的目的是培養(yǎng)綜合運用基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，解決工程實際問題的能力，提高綜

29、合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，受到本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，使工程繪圖、數(shù)據(jù)處理、外文文獻(xiàn)閱讀、程序編制、使用手冊等基本技能得到訓(xùn)練和提高，培養(yǎng)正確的設(shè)計</p><p>　　在設(shè)計中，先通過參觀及查閱等了解有關(guān)系統(tǒng)的工作原理，作用及結(jié)構(gòu)特點。選擇合適的算法，根據(jù)計算結(jié)果查閱手冊，得出相關(guān)的結(jié)構(gòu)或零件。[1,6]</p><p>　　1.3 國內(nèi)外儀表數(shù)控車床的發(fā)展?fàn)顩r</p&g

30、t;<p>　　數(shù)控車床集機(jī)械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品。是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率、高自動化和高柔性化等優(yōu)點的工作母機(jī)。數(shù)控車床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。專用儀表數(shù)控車床是數(shù)控車床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視并得到了迅速的發(fā)展。&

31、lt;/p><p>　　儀表數(shù)控車床就是指采用了數(shù)控技術(shù)，用數(shù)字指令控制的機(jī)床。刀具移動軌跡的信息用代碼化的數(shù)字指令穿孔在紙帶或卡片上，或者記錄在磁帶等控制媒體上，該信息送入數(shù)控裝置，經(jīng)過處理與計算，發(fā)出各種控制信號，控制機(jī)床的刀具與工件的相對運動，按工件圖紙要求的形狀與尺寸精度，自動地把零件加工出來。而經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床就是指價格低廉，操作使用方便，適合我國國情的裝有數(shù)控系統(tǒng)的高效自動化機(jī)床。</p>&

32、lt;p>　　目前，國產(chǎn)數(shù)控儀表車床的品種、規(guī)格較為齊全，質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠，已進(jìn)入實用和全面發(fā)展階段。 專用儀表數(shù)控車床與國外廣泛采用的普及的儀表數(shù)控車床相比，技術(shù)含量較低，由于是大多數(shù)采用立式4工位刀架GUIZHIDAO.com版權(quán)所有，定位精度低，刀具數(shù)少，加工范圍較窄，加工精度較低，有一定的使用局限性。</p><p>　　在產(chǎn)品設(shè)計方面，采用計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)，在加工制造方面，采用計算機(jī)輔

33、助制造（CAM）技術(shù)；從在一臺設(shè)備上如何提高自動化程度來考慮，出現(xiàn)了多軸數(shù)控系統(tǒng)；從一臺設(shè)備上實現(xiàn)多工序自動控制來考慮，出現(xiàn)了加工中心；從計算機(jī)運算速度高來考慮，出現(xiàn)了群控系統(tǒng)或直接控制系統(tǒng)；從程序編制來考慮，出現(xiàn)了自動編程語言系統(tǒng)；從切削過程是否達(dá)到最佳狀態(tài)來考慮，出現(xiàn)了自適應(yīng)控制數(shù)控車床；從機(jī)械加工高度自動化的方面來考慮，出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)（FMS）；從高性能的電子器件方面來考慮，用于一般的計算機(jī)工業(yè)中的各種處理器、存儲器、通信鏈路

34、以及高分辨率的彩色陰極射線管顯示器、平面彩色液晶顯示器等，正在結(jié)合到數(shù)控產(chǎn)品中；數(shù)控運動控制導(dǎo)致的另一發(fā)展趨勢是伺服控制電路與數(shù)控相結(jié)合。</p><p>　　第2章 總體設(shè)計方案</p><p>　　本章提出設(shè)計的總體方案主要是針對這臺儀表車床的進(jìn)給運動設(shè)計，分析典型的專用儀表數(shù)控車床的工作原理，解釋如何使滑鞍機(jī)構(gòu)和工作臺實現(xiàn)軸向和橫向移動。最終確定具體重要零件的選取方案。</p

35、><p>　　2.1 專用儀表數(shù)控車床的工作原理</p><p>　　專用儀表數(shù)控車床的工作原理簡單，首先要將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，也就是根據(jù)零件形狀、尺寸、精度和表面粗糙度等技術(shù)要求制定加工工藝，選擇加工參數(shù)，將刀具與工件的相對運動軌跡、加工過程中主軸速度和進(jìn)給速度的變換、冷卻液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作，按規(guī)定的代碼和格式編寫成加工程序嗎，然后送入數(shù)控系統(tǒng)，

36、數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標(biāo)軸、主軸及相關(guān)的輔助動作相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，自動完成零件的加工，如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 專用儀表數(shù)控車床系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.2 專用儀表數(shù)控車床進(jìn)給運動的設(shè)計方案</p><p>　　專用儀表數(shù)控機(jī)床具有很好的柔性，當(dāng)加工對象變換時

37、，只需重新編制加工程序即可，原來的程序可存儲備用，不必像組合機(jī)床那樣需要針對新加工零件重新設(shè)計機(jī)床，致使生產(chǎn)準(zhǔn)備時間過長。</p><p>　　專用儀表數(shù)控車床，對于保證和提高被加工零件的精度，主要依靠兩方面來實現(xiàn)：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機(jī)床本身的機(jī)械傳動精度。專用儀表數(shù)控車床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)，由于必須對進(jìn)給位移的位置和速度同時實現(xiàn)自動控制。所以，專用儀表數(shù)控車床與普通的儀表車床相比應(yīng)具有更好的精度。以確保機(jī)械傳

38、動系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性。數(shù)控機(jī)械傳動系統(tǒng)的要求為：</p><p>　　1)盡量采用低摩擦的傳動副。如滾動導(dǎo)軌和滾珠絲杠螺母副，以減小摩擦力。</p><p>　　2)選用最佳的降速比，為達(dá)到數(shù)控機(jī)床所要求的脈沖當(dāng)量，使運動位移盡可能加速達(dá)到跟蹤指令。</p><p>　　3)盡量縮短傳動鏈以及用預(yù)緊的辦法提高傳動系統(tǒng)的剛度。</p><p

39、>　　4)盡量消除傳動間隙，以減小反向行程誤差。如采用消除間隙的聯(lián)軸節(jié)和消除傳動齒輪間隙的機(jī)構(gòu)等。</p><p>　　5)盡量滿足低振動和高可靠性方面的要求。為此應(yīng)選擇間隙小、傳動精度高、運動平穩(wěn)、效率高以及傳遞扭矩大的傳動元件。</p><p>　　本設(shè)計主要是針對這臺儀表車床的進(jìn)給運動設(shè)計，此進(jìn)給運動系統(tǒng)的總體設(shè)計方案如圖2-2所示：</p><p>　

40、　圖2-2 進(jìn)給運動設(shè)計方案</p><p>　　對于數(shù)控車床一般采用功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，一般縱向快移速度6m/min,橫向快移速度不大于3m/min步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動脈沖當(dāng)量值通常為：縱向0.01mm,橫向0.005mm，驅(qū)動元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副。[2,5,7]</p><p>　　第3章 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算</p><p>　　3.1 縱向

41、進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算</p><p>　　3.1.1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　125專用儀表數(shù)控車床一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速驅(qū)動絲杠，螺母固定在溜板箱上，帶動刀架左右移動。步進(jìn)電機(jī)的布置可放在絲杠的任意一端。如圖3-1所示。[9,10]</p><p>　　圖3-1 125專用儀表數(shù)控車床進(jìn)給傳動系統(tǒng)總體設(shè)計方案圖</p><p>

42、;　　縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算：</p><p>　　由文獻(xiàn)[6]可知，取125專用儀表車床的參數(shù)如下：</p><p><b>　　工作臺重量： </b></p><p><b>　　時間常數(shù)： </b></p><p>　　滾珠絲杠基本導(dǎo)程： </p><p><

43、;b>　　行程： </b></p><p>　　脈沖當(dāng)量：=0.005mm/step</p><p><b>　　步距角： =</b></p><p>　　快速進(jìn)給速度： =2m/min</p><p>　　3.1.2 切削力計算</p><p>　　由文獻(xiàn)[10]可知，

44、切削功率</p><p>　　式中——電機(jī)功率，查機(jī)床說明書，</p><p>　　——主傳動系統(tǒng)總效率，一般為，取</p><p>　　——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　又因為 所以 </p><p>

45、;　　式中v——切削線速度，取</p><p><b>　　主切削力 </b></p><p>　　由文獻(xiàn)[11]可知，主切削力</p><p><b>　　查表得 </b></p><p><b>　　則可計算如下表所示</b></p><p>&

46、lt;b>　　表3-1</b></p><p>　　當(dāng)時，切削深度,走刀量,以此參數(shù)作為下面計算的依據(jù)。</p><p>　　由文獻(xiàn)[10]可得知，在一般外圓車削時：</p><p><b>　　, </b></p><p><b>　　取 </b></p><

47、p>　　3.1.3 滾珠絲杠設(shè)計計算</p><p>　　由文獻(xiàn)[6]可知，綜合導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力：</p><p>　　式中K=1.4,=0.2</p><p>　　則 =1.4×940+0.2×(940+800)=1664N</p><p><b>　　1. 強度計算</b><

48、;/p><p><b>　　壽命值 </b></p><p>　　取工件直徑 ，查表得</p><p><b>　　則r/min</b></p><p><b>　　最大動負(fù)載 </b></p><p><b>　　查表得 運轉(zhuǎn)系數(shù)&

49、lt;/b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　根據(jù)最大動負(fù)載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。由文獻(xiàn)[7,8]可知，型號：CDM3205-E。絲杠公稱直徑為32mm，基本導(dǎo)程PK=10mm，其額定動載荷，額定靜載荷，圈數(shù)列數(shù)=1.52，絲杠螺母副的接觸剛度為，絲杠底徑27. 9mm，螺母長度為112mm，取絲杠的精度為E級。在本設(shè)計中

50、采用雙螺母墊片預(yù)緊。兩邊軸承分別為20mm的深溝球軸承，型號6204。25mm的角接觸球軸承，型號7305C。</p><p><b>　　2. 效率計算</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[12]可知，絲杠螺母副的傳動效率為</p><p>　　滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù),其摩擦角=，螺旋升角</p><p><

51、b>　　則</b></p><p><b>　　3. 剛度驗算</b></p><p>　　滾珠絲杠工作時受軸向力和扭矩的作用，它將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，因滾珠絲杠受扭時引起的導(dǎo)程變化量較小，可忽略不計，故工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量</p><p>　　式中cm，E=20.6×</p><p>

52、;　　滾珠絲杠截面積 </p><p>　　“+”用于拉伸時，“-”用于壓縮時。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略，即 =，所以，導(dǎo)程變形總誤差為</p><p>　　查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15μm/m,故剛度足夠。</

53、p><p><b>　　4. 穩(wěn)定性驗算</b></p><p>　　滾珠絲杠的支承方式對絲杠的剛度影響很大，采用兩端固定的支承方式并對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸，可以最大限度地發(fā)揮絲杠的潛能。所以設(shè)計中采用兩端固定的支承方式。</p><p>　　長壓杠失穩(wěn)時的臨界負(fù)荷可依據(jù)材料力學(xué)中的歐拉公式計算：</p><p>　　式中 E

54、——材料的彈性模量鋼=21×106()；</p><p>　　L——絲杠工作長度(cm)；</p><p>　　u——絲杠軸端系數(shù)，u=1/2</p><p>　　I——絲杠最小截面慣性矩()：</p><p>　　式中 d0——絲杠公稱直徑(cm)；</p><p>　　dw——滾珠直徑(cm)。<

55、/p><p><b>　　則</b></p><p>　　臨界負(fù)載與工作負(fù)載P之比稱為穩(wěn)定性安全系數(shù)</p><p>　　一般，對于水平絲杠，考慮自重影響可取</p><p>　　則該壓杠安全，不致失穩(wěn)。</p><p>　　3.1.4 選擇步進(jìn)電機(jī)的有關(guān)計算</p><p>

56、;　　1. 計算降速比 </p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量，選步進(jìn)電動機(jī)的步距角α =</p><p>　　式中——步進(jìn)電動機(jī)的步距角，（0）/step</p><p>　　——脈沖當(dāng)量，mm/step</p><p><b>　　——絲杠螺距，mm</b></p><p>　　2.

57、 轉(zhuǎn)動慣量計算</p><p>　　(1) 計算絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 </p><p>　　(2) 計算工作臺的轉(zhuǎn)動慣量</p><p>　　(3) 負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：</p><p>　　3. 電動機(jī)力矩計算</p><p>　　(1) 計算加速力矩</p><p><

58、b>　　當(dāng)，</b></p><p><b>　　當(dāng)</b></p><p><b>　　當(dāng)時</b></p><p><b>　　當(dāng)時預(yù)加載荷，</b></p><p>　　則 </p><p>　　==0

59、.0569N·m</p><p>　　=0.8995N·m</p><p>　　所以，快速空載啟動所需力矩</p><p>　　=5.3+0.152+0.0569=5.5089N·m</p><p><b>　　切削時所需力矩</b></p><p>　　==1.26

60、+0.152+0.0569+0.8995=2.3684N·m</p><p>　　快速進(jìn)給時所需力矩=0.153+0.0569=0.2099N·m</p><p>　　由以上分析可知，所需最大力矩發(fā)生在快速啟動時=5.5089N·m</p><p><b>　　N·m</b></p><

61、;p>　　(2) 選取電動機(jī)</p><p>　　為滿足最小步距要求,電動機(jī)選用五相十拍工作方式,查表知,</p><p>　　所以,步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩N·m，</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率HZ。</p><p>　　根據(jù)以上計算，綜合考慮,查表選用130BF003型電機(jī)。其安裝尺寸及相關(guān)參數(shù)可由手冊中直接查處

62、，此處不再一一列出。</p><p>　　在儀表數(shù)控車床進(jìn)給傳動系統(tǒng)中，驅(qū)動電動機(jī)與滾珠絲杠的連接是儀表數(shù)控車床穩(wěn)定工作的重要環(huán)節(jié)之一。目前，在直線進(jìn)給傳動系統(tǒng)中，驅(qū)動電動機(jī)與滾珠絲杠的連接方式主要有聯(lián)軸器、套筒、齒輪和同步帶。根據(jù)本設(shè)計的初始結(jié)構(gòu)與要求，縱向進(jìn)給選擇采用同步帶將伺服電動機(jī)與滾珠絲杠相連。</p><p>　　3.2 橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計與計算</p><

63、p>　　3.2.1 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　125專用儀表數(shù)控車床的橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計比較簡單，一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠，使刀架橫向運動。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動精度。</p><p>　　橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算</p><p>　　由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算與縱向類似

64、，所用到的公式不再詳細(xì)說明，只計算結(jié)果。</p><p>　　由文獻(xiàn)[6]可知，取125專用儀表數(shù)控車床的參數(shù)如下：</p><p><b>　　工作臺重量： </b></p><p>　　時間常數(shù)： T=25ms</p><p>　　滾珠絲杠基本導(dǎo)程： =5mm</p><p><

65、b>　　行程： </b></p><p>　　脈沖當(dāng)量：=0.005mm/step</p><p><b>　　步距角： =</b></p><p>　　快速進(jìn)給速度： =1m/min</p><p>　　3.2.2 切削力計算</p><p>　　橫向進(jìn)給量為縱向的，則切

66、削力約為縱向的1/3。</p><p><b>　　1880=627N</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[11]可知，主切削力</p><p><b>　　查表得 MPa</b></p><p><b>　　則可計算如下表所示</b></p><p>

67、;<b>　　表3-2</b></p><p>　　當(dāng)=627N時，切削深度=1mm,走刀量f=0.3mm/r,以此參數(shù)作為下面計算的依據(jù)。</p><p>　　切斷工件時：=0.5627=313.5N</p><p>　　3.2.3 滾珠絲杠設(shè)計計算</p><p><b>　　1. 強度計算</b

68、></p><p><b>　　對于綜合型導(dǎo)軌：</b></p><p>　　式中K=1.4,=0.18~0.22,取為0.2</p><p>　　則P=1.4313.5+0.2(627+400)=644N</p><p>　　壽命值 </p><p>　　取工

69、件直徑 D=125mm，查表得=15000h</p><p>　　則 </p><p>　　最大動負(fù)載 </p><p><b>　　查表得 運轉(zhuǎn)系數(shù)</b></p><p><b>　　則 N</b></p><p&

70、gt;　　根據(jù)最大動負(fù)載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。由文獻(xiàn)[7,8]可知，型號： CDM3205-E。絲杠公稱直徑為20mm，基本導(dǎo)程PK=10mm，其額定動載荷Ca =16917N，額定靜載荷Cal=45968N，圈數(shù)列數(shù)=1.52，絲杠螺母副的接觸剛度為Kc=1130N/μm，絲杠底徑15.9mm，螺母長度為112mm，取絲杠的精度為E級。在本設(shè)計中采用雙螺母墊片預(yù)緊。軸承為17mm的深溝球軸承，型號6203。</p>

71、<p><b>　　2. 效率計算</b></p><p>　　由文獻(xiàn)[12]可知，絲杠螺母副的傳動效率為</p><p>　　滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù),其摩擦角=，螺旋升角</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　3. 剛度驗算</b&

72、gt;</p><p>　　滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量</p><p>　　式中E=20.6N/cm2</p><p><b>　　滾珠絲杠截面積 </b></p><p>　　“+”用于拉伸時，“-”用于壓縮時。</p><p><b>　　則 </b&g

73、t;</p><p>　　滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略，即 =，所以，</p><p><b>　　導(dǎo)程變形總誤差為</b></p><p>　　查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15μm/m,故剛度足夠。</p><p><b>　　4. 穩(wěn)定性驗算</b></p&

74、gt;<p>　　絲杠的支承方式對絲杠的剛度影響很大，采用兩端固定的支承方式并對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸，可以最大限度地發(fā)揮絲杠的潛能。所以設(shè)計中采用兩端固定的支承方式。</p><p>　　長壓杠失穩(wěn)時的臨界負(fù)荷可依據(jù)材料力學(xué)中的歐拉公式計算：</p><p><b>　?。∟）</b></p><p>　　式中 E——材料的彈性模量E

75、鋼=21×106(N/cm2)；</p><p>　　L——絲杠工作長度(cm)；</p><p>　　u——絲杠軸端系數(shù)，u=1/2</p><p>　　I——絲杠最小截面慣性矩()：</p><p>　　式中 d0——絲杠公稱直徑(cm)；</p><p>　　dw——滾珠直徑(cm)。</p&g

76、t;<p><b>　　則（N）</b></p><p>　　臨界負(fù)載與工作負(fù)載P之比稱為穩(wěn)定性安全系數(shù)</p><p>　　一般，對于水平絲杠，考慮自重影響可取</p><p>　　則該壓杠安全，不致失穩(wěn)。</p><p>　　3.2.4 選擇伺服電機(jī)的有關(guān)計算</p><p>

77、　　1. 計算降速比 </p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量，選步進(jìn)電動機(jī)的步距角α =</p><p>　　式中——步進(jìn)電動機(jī)的步距角，（0）/step</p><p>　　——脈沖當(dāng)量，mm/step</p><p>　　——絲杠螺距，mm </p><p>　　2. 轉(zhuǎn)動慣量計算</p>

78、<p>　　(1) 計算絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 </p><p>　　(2) 計算工作臺的轉(zhuǎn)動慣量</p><p>　　(3) 負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為</p><p>　　3. 電動機(jī)力矩計算</p><p>　　(1) 計算加速力矩</p><p><b>　　當(dāng)，</b>

79、</p><p><b>　　=0.465N·m</b></p><p><b>　　當(dāng)</b></p><p><b>　　當(dāng)時</b></p><p>　　則 </p><p>　　==0.0095N·

80、m</p><p><b>　　=0.015N·m</b></p><p>　　所以，快速空載啟動所需力矩</p><p>　　=0.465+0.038+0.0095=0.5125N·m</p><p><b>　　切削時所需力矩</b></p><p>

81、　　M==0.036+0.038+0.0095+0.015=0.0985N·m</p><p>　　快速進(jìn)給時所需力矩=0.038+0.0095=0.0475N·m</p><p>　　由以上分析可知，所需最大力矩發(fā)生在快速啟動時=0.5125N·m</p><p><b>　　N·m</b></p

82、><p>　　(2) 選取電動機(jī)</p><p>　　為滿足最小步距要求,電動機(jī)選用五相十拍工作方式，查表知</p><p>　　所以,步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩N·m</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率HZ</p><p>　　根據(jù)以上計算，綜合考慮,查表選用110BF003型電機(jī)。其安裝尺寸及相關(guān)參數(shù)可由手

83、冊中直接查處，此處不再一一列出。</p><p>　　在儀表數(shù)控車床進(jìn)給傳動系統(tǒng)中，驅(qū)動電動機(jī)與滾珠絲杠的連接是儀表數(shù)控車床穩(wěn)定工作的重要環(huán)節(jié)之一。目前，在直線進(jìn)給傳動系統(tǒng)中，驅(qū)動電動機(jī)與滾珠絲杠的連接方式主要有聯(lián)軸器、套筒、齒輪和同步帶。根據(jù)本設(shè)計的初始結(jié)構(gòu)與要求，橫向進(jìn)給選擇采用套筒將伺服電動機(jī)與滾珠絲杠直連。</p><p>　　第4章 進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p>&

84、lt;p>　　4.1 床身和導(dǎo)軌</p><p><b>　　1. 床身</b></p><p>　　對于數(shù)控機(jī)床來說，作為主要支承件的床身至關(guān)重要，其結(jié)構(gòu)性能的好壞直接影響著機(jī)床的各項性能指標(biāo)。它支撐著數(shù)控車床的床頭箱，床鞍，刀架，尾座等部件，承受著切削力、重力、摩擦力等靜態(tài)力和動態(tài)力的作用。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著數(shù)控車床的制造成本；影響著車

85、床各部件之間的相對位置精度和車床在工作中各運動部件的相對運動軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響著工件的加工質(zhì)量；還影響著車床所用刀具的耐用度，同時也影響著機(jī)床的工作效率和壽命等。因此，床身特別是數(shù)控車床的床身具有足夠的靜態(tài)剛度和較高的剛度/質(zhì)量比；良好的動態(tài)性能；較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力；并易于加工制造，裝配等，才能滿足數(shù)控車床對床身的要求。</p><p>　　數(shù)控車床工作時，受切削力的作用，床身發(fā)生彎曲，其中，影響最大的是床

86、身水平面內(nèi)的彎曲。因此，在床身不太長的情況下，主要應(yīng)提高床身在水平面內(nèi)的彎曲剛度。所以，在設(shè)計床身時，采用與水平面傾斜45°的斜面床身。這種結(jié)構(gòu)的特點是：(1)在加工工件時，切屑和切削液可以從斜面的前方(即床身的一側(cè))落下，就無需在床身上開排屑孔，這樣，床身斜面就可以做成一個完整的斜面。(2)切屑從工件上落到位于床身前面的排屑器中，再由排屑器將切屑排出。這樣，機(jī)床在工作中，排屑性能和散熱性能要好，可以減少床身在工作中吸收由于切

87、削產(chǎn)生的熱量，從而減少床身的熱變形，使機(jī)床更好地保持加工精度。(3)由于在床身上無需開排屑孔，就可以增加與底座連接的床身底面的整體性，從而可增加床身底面的剛性?；谝陨咸攸c使得床身抵抗來自切削力在水平和垂直面內(nèi)的分力所產(chǎn)生的彎曲變形能力，以及它們的合力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形能力顯著增強。從而大幅度提高了床身的抗彎和抗扭剛度。床身在彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷作用下，床身的變形與床身的截面的抗彎慣性矩及抗扭慣性矩有關(guān)。材料、截面相同，但形狀不同的床身，截面的慣

88、性矩相差很大。截面積相同時，采用空形截面，加大外輪廓尺寸，在工藝</p><p>　　圖4-1 床身結(jié)構(gòu)</p><p>　　床身與導(dǎo)軌為一體，床身材料的選擇應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇。鑄鐵具有良好的減震性和耐磨性，易于鑄造和加工。床身材料采用機(jī)械性能優(yōu)良的HT250，其硬度、強度較高，耐磨性較好，具有很好的減震性。[3,4]</p><p><b>　　2.

89、 導(dǎo)軌</b></p><p>　　車床的導(dǎo)軌可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌兩種?；瑒訉?dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點。但傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大且磨損快，動、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前，數(shù)控車床已不采用傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點。在動導(dǎo)軌上鑲裝塑料具有摩擦系數(shù)低、耐磨性高、抗撕傷能力強、低速時

90、不易爬行、加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好、工藝簡單、成本低等優(yōu)點，在各類機(jī)床上都有應(yīng)用，特別是用在精密、數(shù)控和重型機(jī)床的動導(dǎo)軌上。塑料導(dǎo)軌可與淬硬的鑄造鐵支承導(dǎo)軌和鑲鋼支承導(dǎo)軌組成對偶摩擦副。</p><p>　　機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度、工作能力和使用壽命。導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。車床的床身導(dǎo)軌屬于進(jìn)給導(dǎo)軌，進(jìn)給運動導(dǎo)軌的動導(dǎo)軌與支承的靜導(dǎo)軌之間的相對運動速度較低。</p><p

91、>　　直線運動滑動導(dǎo)軌截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形，并可互相組合。由于矩形導(dǎo)軌制造簡單，剛度高，承載能力大，具有兩個相垂直的導(dǎo)軌面。且兩個導(dǎo)軌面的誤差不會相互影響，便于安裝。再將矩形整體傾斜45°后，側(cè)面磨損能自動補償，克服了矩形導(dǎo)軌側(cè)面磨損不能自動補償?shù)娜毕?，使其?dǎo)向性更好。</p><p>　　綜上，本數(shù)控銑床對導(dǎo)軌的確定方案為：工作臺的導(dǎo)軌采用三角形導(dǎo)軌，在與之相配的動導(dǎo)軌滑動面

92、上貼聚四氟乙烯（PT-FE）導(dǎo)軌板。同時采用斜鑲條消除導(dǎo)軌導(dǎo)向面的間隙，在背板上通過設(shè)計偏心輪結(jié)構(gòu)來消除導(dǎo)軌背面與背板的間隙，并在與工作臺導(dǎo)軌相接觸的斜鑲條接觸面上和背板接觸面上貼塑。</p><p>　　圖4-2為三角形導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的剛度高，當(dāng)量摩擦系數(shù)比其他導(dǎo)軌低，承載能力高，加工、檢驗和維修都方便，而被廣泛地采用。特別是數(shù)控機(jī)床，三角形導(dǎo)軌存在側(cè)向間隙，必須用鑲條進(jìn)行調(diào)整。</p><

93、p>　　滾珠絲杠 螺栓 鑲條</p><p>　　圖4-2 三角形導(dǎo)軌</p><p>　　鑲條是用來調(diào)整三角形形導(dǎo)軌和燕尾導(dǎo)軌的側(cè)隙，以保證導(dǎo)軌面的正常接觸。鑲條應(yīng)放在導(dǎo)軌受力較小的一側(cè)。[8]</p><p>　　4.2 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計</p><p>　　4.

94、2.1 滾珠絲杠螺母副的形式</p><p>　　滾珠絲杠螺母副是直線運動與回轉(zhuǎn)運動能相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置，在絲杠和螺母上都有半圓弧形的螺旋槽，當(dāng)他們套裝在一起時便形成了滾珠的螺旋滾道。螺母上有滾珠的回路管道，將幾圈螺旋滾道的兩端連接起來構(gòu)成封閉的螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾珠在滾道內(nèi)既自轉(zhuǎn)又沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動，因而迫使螺母軸向移動。</p><p>　　滾珠絲杠螺母副具

95、有以下特點：</p><p>　　1）傳動效率高，摩擦損失小。滾珠絲杠螺母副的傳動效率為0.92-0.96，比普通絲杠高3-4倍。因此，功率消耗只相當(dāng)于普通絲杠的1/4-/3.</p><p>　　2）若給于適當(dāng)預(yù)緊，可以消除絲杠和螺母之間的螺紋間隙，反向時還可以消除空載死區(qū)，從而使絲杠的定位精度高，剛度好。</p><p>　　3）運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動精度高

96、。</p><p>　　4）具有可逆性，既可以從螺旋運動轉(zhuǎn)換成直線運動，也可以從直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動。也就是說，絲杠和螺母可以作為主動件。</p><p>　　5）磨損小，使用壽命長。</p><p>　　6）制造工藝復(fù)雜。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度也要求高，故制造成本高。</p><p>　　7）不能自鎖。特別是垂直

97、安裝的絲杠，由于其自重和慣性力的不同，下降時當(dāng)傳動切斷后，不能立即停止運動，故還需要增加制動裝置。</p><p>　　本次設(shè)計采用的是外循環(huán)的絲杠螺母副，精度為E級，兩端采用了小圓螺母為軸向定位絲杠螺母副采用的預(yù)緊方式為雙螺母墊片消除間隙方法。它是改變墊片的厚度尺寸，可使雙螺母重新獲得所需預(yù)緊力而實現(xiàn)預(yù)緊。這種調(diào)隙方法結(jié)構(gòu)簡單，剛性高，預(yù)緊可靠，不容易松動，使用中不便隨時調(diào)整預(yù)緊力。 </p>&

98、lt;p>　　滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對絲杠的軸向精度和軸向剛度應(yīng)有較高要求，其兩端支承的配置情況有：一端軸向固定一端自由的支承配置方式，通常用于短絲杠和垂直進(jìn)給絲杠；一端固定一端浮動的方式，常用于較長的臥式安裝絲杠；以及兩端固定的安裝方式，常用于長絲杠或高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度的絲杠，這種配置方式可對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸。因此在此課題中采用兩端固定的方式，以實現(xiàn)高剛度、高精度以及對絲杠進(jìn)行拉伸。&

99、lt;/p><p>　　絲杠中常用的滾動軸承有以下兩種：滾針—推力圓柱滾子組合軸承和接觸角為60°角接觸軸承，在這兩種軸承中，60°角接觸軸承的摩擦力矩小于后者，而且可以根據(jù)需要進(jìn)行組合，但剛度較后者低，目前在一般中小型數(shù)控機(jī)床中被廣泛應(yīng)用。 [3][4][8]</p><p>　　在此課題中采用了以面對面配對組合的60°角接觸軸承，組合方式為DDB。以容易實現(xiàn)自

100、動調(diào)整。滾珠絲杠工作時要發(fā)熱，其溫度高于床身。為了補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，如圖4-5為滾珠絲杠螺母及其支承結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖4-5 滾珠絲杠結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.2.2 滾珠絲杠螺母副的計算</p><p>　　1、 計算滾珠絲杠螺母副的徑向負(fù)載力</p>&l

101、t;p>　　（1） 按式， ---主切削力的縱向切削力</p><p>　?。?） 按式N計算最小徑向負(fù)載力</p><p>　　2、 初步確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號</p><p>　?。?） 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程</p><p>　　根據(jù)已知條件，取電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，則由式</p><p><

102、b>　?。?.3）</b></p><p><b>　　得：</b></p><p>　　（2） 計算滾珠絲杠螺母副得平均轉(zhuǎn)速和平均載荷</p><p>　　估算在各種切削方式下滾珠絲杠的徑向載荷。將強力切削時的徑向載荷定為最大徑向載荷，快速移動時的徑向載荷定為最小徑向載荷。一般切削(粗加工)和精細(xì)切削（精加工）時，滾珠絲杠

103、螺母副的徑向載荷、分別可按下列公式計算：</p><p>　　并將計算結(jié)果填入下表：</p><p>　　專用儀表數(shù)控車床滾珠絲杠螺母副的計算表</p><p>　　（3） 計算滾珠絲杠螺母副在各種切削方式下的轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　　按式</b></p><p>　　計算滾珠絲杠螺母

104、副的平均轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　?。?）按式</b></p><p>　　計算滾珠絲杠螺母副的平均載荷：</p><p>　　3、 初步確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號</p><p>　　根據(jù)計算所得的、、，初步選擇型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母副CDM3205-E,其公稱直徑、基本導(dǎo)程、額定動載荷和絲杠底

105、徑如下： </p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　故滿足式，的要求。</b></p><p>　　4、 滾珠絲杠螺母副臨界壓縮載荷的校驗</p><p>　　本工作臺的滾珠絲杠支承方

106、式采用預(yù)壓結(jié)構(gòu)，絲杠始終受壓而不受拉，因此，不存在拉杠補穩(wěn)定問題。</p><p>　　5、 滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗</p><p>　　根據(jù)以上的計算可得滾珠絲杠螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計算長度=1116.5mm。已知彈性模量，材料密度，重力加速度，安全系數(shù)。查表。</p><p>　　滾珠絲杠的最小慣性矩為</p><p>　　滾珠絲杠的

107、最小截面積為</p><p><b>　　故可由式得</b></p><p>　　本絲杠螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1500，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求。</p><p>　　6、 滾珠絲杠螺母副額定壽命的校驗</p><p>　　滾珠絲杠螺母副的壽命，主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠絲杠在相同的條件下

108、回轉(zhuǎn)時，其中90％不發(fā)生疲勞剝落的情況下運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)速查表得滾珠絲杠的額定動載荷，運轉(zhuǎn)條件系數(shù)，滾珠絲杠的徑向載荷：</p><p><b>　　滾珠絲杠螺母副轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　由式</b></p><p><

109、b>　　，</b></p><p>　　得 ，</p><p>　　一般來講，在設(shè)計數(shù)控車床時，應(yīng)保證滾珠絲杠螺母副的總時間壽命故滿足要求。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是對我們大學(xué)期間所學(xué)知識的一次總結(jié)與運用，是對以前每門課程設(shè)計的綜合

110、，是對所學(xué)知識的徹底檢驗。剛開始選擇課題的時候，我因為對儀表數(shù)控車床比較感興趣，所以選擇了關(guān)于儀表數(shù)控車床方面的課題。我的設(shè)計是一臺專用儀表數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計。開始設(shè)計之前，我首先上網(wǎng)搜索了有關(guān)車床方面的知識，對儀表數(shù)控車床的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有了進(jìn)一步的了解，也讓我學(xué)習(xí)到了很多新的知識。設(shè)計的時候，我們對學(xué)校的一些儀表數(shù)控車床進(jìn)行了觀察，我主要觀察了機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時并結(jié)合自己的課題對機(jī)床的總體布局做了進(jìn)一步的研究，并通過

111、查閱資料和相關(guān)圖冊，設(shè)計出了滿足數(shù)控車床需要的橫向進(jìn)給系統(tǒng)及縱向進(jìn)給系統(tǒng)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是我們走向工作崗位的最后一次練兵，是一次理論和實踐完美結(jié)合的過程。在近三個月的畢業(yè)設(shè)計當(dāng)中，使我更加認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性，只有理論而不去進(jìn)行實踐是不行的。在設(shè)計過程中，我參考了一些圖紙，在參考的基礎(chǔ)上，理解并分析其優(yōu)缺點，取長補短，對自己其中不合理的部分進(jìn)行了充分改進(jìn)。通過這次設(shè)計，自己在查閱資料、運用資

112、料、中英文翻譯、運用專業(yè)知識及CAD繪圖等方面的能力有了較大地提高，對如何將機(jī)、電互相結(jié)合起來有了較深刻的認(rèn)識，彌補了原來學(xué)習(xí)中的很多不足之處，為以后從事機(jī)械方面的工作打下了一定的基礎(chǔ)，積累了一定的經(jīng)驗，對設(shè)計工作有了一定的認(rèn)識。</p><p>　　總之，這次設(shè)計順利完成使我受益匪淺，不但鞏固了我以前學(xué)習(xí)的東西，而且學(xué)到了很多新東西，為我走向社會打下了深厚的基礎(chǔ)。同時也使我懂得了一個真正設(shè)計的步驟以及方法。&l

113、t;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　非常感謝張文生老師以及所有答辯組指導(dǎo)老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計階段給我指導(dǎo)，從最初的定題、CAD繪圖，到資料收集，到說明書的寫作、修改，到畢業(yè)設(shè)計的定稿，你們給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計，你們放棄了自己的休息時間，這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我奉上誠摯的謝意。同時

114、，感謝所有任課老師和同學(xué)在這四年來的指導(dǎo)和幫助，是你們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于你們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 范超毅.數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007.&l

115、t;/p><p>　　2 戴 曙.金屬切削機(jī)床設(shè)計[M].大連：機(jī)械工業(yè)出版社，1981.</p><p>　　3 馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　4 嚴(yán)曉光.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).[M]武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　5 張新義.數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)

116、出版社,2007.</p><p>　　6 陳蟬娟.數(shù)控機(jī)床設(shè)計[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　7 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　8 吳宗澤,羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[S].北京:高等教育出版社,2006.</p><p>　　9 王愛玲，白恩遠(yuǎn).現(xiàn)代數(shù)控

117、機(jī)床[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　10 汪星橋，盛伯浩.機(jī)床設(shè)計手冊[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.</p><p>　　11 陳日曙.金屬切削原理[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，2002.</p><p>　　12 孫恒，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.</p><p&g

118、t;　　13 Voswinchel.Process Management for Stretch Reducing Tube Rolling Mills[J].Tube International，1995，64(14)：75-79．</p><p>　　14 謝希德．創(chuàng)造學(xué)習(xí)的新思路[N]．人民日報，1998-12-25（10）．</p><p>　　15 謝紅，高健．加工中心的工作臺和