【正文】 ，在伺服方式上選擇最廣泛應(yīng)用的半閉環(huán)方式。采用螺旋傳動，計(jì)算滾珠絲杠副尺寸規(guī)格，接著進(jìn)行絲杠的校核并進(jìn)行精度等驗(yàn)算，根據(jù)計(jì)算的扭矩選擇伺服電機(jī)。 主切削力的計(jì)算 切削力的大小可用各種測力儀測得，也可用實(shí)驗(yàn) 得出的近似公式計(jì)算： PZ PZXYZ PZP C t s k? () vPZ PZ PZ hPZPZk k k k k k??? 料 () P Z P ZXYZ P Z v P Z P Z P Z h P ZPZP C t s k k k k k??? 料 ( 公 斤 力 ) () 式中 PZC —— 系數(shù)。決定于工件材料和加工方法，在一定的切削條件（ v、s、 t 固定）下， PZC 為一常數(shù)。 PZC 大表示工件材料的加工性差； PZC 小表示工件材料的加工性好。 k—— 總的修正系數(shù)。決定于工件材料、切削用量和刀具幾何形狀等。 錯誤 !未指定書簽。 vPZ PZ PZ hPZPZk k k k k??料 —— 分別為工件材料、切削速度、主偏角、前角、刀具磨損限度對 P的修正系數(shù)。 PZX 、 PZY —— 指數(shù)。一般情況下 PZX PZY 。這說明吃刀深度對切削力的影響要比走刀量對切削力的影響大。 下表所列為的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)。這些系數(shù)在下列條件下制定：刀片材料為硬質(zhì)合金，工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼， 27 5 /b? ? 公 斤 力 毫 米， 50 /v? 米 分 ，45?? ， 10??? ， 0?? ，后刀面磨損限度 ? 毫 米，切削時不用冷卻液，車削外圓。 它們的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)之值也各有不同，可從有關(guān)手冊中查得。 表 系 數(shù) 及 指 數(shù) 工件材料 PZC PZX PZY 結(jié)構(gòu)鋼 167 1． 0 0． 75 修 正 系 數(shù) 工 件 材 料 b?? 40 50 50 60 60 70 70 80 80 90 90 100 PZk料 = 0． 84 0． 90 0． 95 1． 0 1． 04 1． 09 切 削 速 度 v= 50 100 200 300 400 500 vPZk = 1． 0 0． 90 0． 82 0． 77 0． 74 0． 71 主 偏 角 φ= 30176。 45176。 60176。 70176。 90176。 PZk? = 1． 08 1． 0 0． 94 0． 94 0． 89 前 角 γ= +20176。 +10176。 0176。 10176。 20176。 PZk? = 0． 90 1． 0 1． 1 1． 2 1． 3 后刀面磨損限度 h= 0． 9 hPZk = 切削功率是切削時在切削區(qū)內(nèi)消耗的功率。當(dāng)切削速度為已知時，切削功率可用下式計(jì)算： 1 0 2 6 0 6 1 2 0ZZP v P vN kw???切 削 () 在校驗(yàn)機(jī)床選用的電動機(jī)功率時應(yīng)使 N N k??切 削 過電 機(jī) () 式中 N電 機(jī) —— 機(jī)床電動機(jī)名義功率（千瓦）； ? —— 機(jī)床效率（一般齒輪機(jī)床 ? = ）； k過 —— 電動機(jī)超載時容許的系數(shù)（一般 k過 =） [5][7]。 如表 ，取其中各參數(shù)的最大值進(jìn)行估算： 取 PZC =167， PZX =， ? ， PZk料 =， PZk? =， PZk? =， hPZk =， vPZk = 取 切深 t=5mm，進(jìn)給量 s=則由公式 ()： 5 9 8 547974800ZPNN? ? ? ? ? ? ? ????公 斤 力 : : 1 : 0 . 2 5 : 0 . 4: : 4 8 0 0 : 1 2 0 0 : 1 9 2 0XYXYFFFF ???ZZ而 F F () 切削功率：取切削速度為 105m/min，由公式 ()()得 : 4 8 9 .5 1 0 5 8 .46120Nk????切 削 NNkk???? ??切 削電 機(jī)過 取 11Nk??切 削 3 橫向進(jìn)給系統(tǒng) 已知技術(shù)參數(shù) 橫向最大行 程（ X軸） 180 mm； 工作進(jìn)給速度為 1 8000mm/min； 橫向快速進(jìn)給速度： 8 m/min； 刀架估計(jì)質(zhì)量： 150kg； 滑板的估計(jì)尺寸（長 ? 寬 ? 高）： 400mm? 200mm? 80mm； 材料選為 HT200。 滾珠絲杠的計(jì)算及 選擇 滾珠絲杠導(dǎo)程的確定 在本設(shè)計(jì)中，電機(jī)和絲杠直接相連，傳動比為 1i? ，設(shè)電機(jī)的最高工作轉(zhuǎn)速為 m ax 1500 / m innr? ，則絲杠導(dǎo)程為： maxmaxhvP n? () 38 10 hP ???，取 6hP? 確定絲杠的等效轉(zhuǎn)速 / minhvnrP? () 由公式 (),最大進(jìn)給速度時絲杠的轉(zhuǎn)速： 3m a xm a x 8 1 0 1 3 3 3 . 3 3 / m i n6hvnrP ?? ? ? 最小進(jìn)給速度時絲杠的轉(zhuǎn)速： m i nm i n 1 0 .1 6 7 / m i n6hvnrP? ? ? 絲杠等效轉(zhuǎn)速：（取 122tt? ） m a x 1 m in 212 / m inmn t n tnrtt?? ? () 1t ， 2t —— 轉(zhuǎn)速 maxn ， minn 作用下的時間 (s)。 m a x 1 m i n 212 8 8 8 . 9 4 / m i nmn t n tnrtt???? 估計(jì)工作臺質(zhì)量及工作臺承重 刀架質(zhì)量： 1 15 0 9. 8 14 70GN? ? ? 滑板： 392 4 0 0 2 0 0 8 0 7 . 8 5 1 0 9 . 8 1 1 0 5 2 0?? ? ? ? ? ? ? ? 總質(zhì)量： 12 1 4 7 0 5 2 0 2 0 0 0G G G N? ? ? ? ? 確定絲杠的等效負(fù)載 工作負(fù)載是指機(jī)床工作時，實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向壓力，它的數(shù)值可用進(jìn)給牽引力的試驗(yàn)公式計(jì)算。選定導(dǎo)軌為滑動導(dǎo)軌，取摩擦系數(shù)為 ， K為顛覆力矩影響系數(shù)，一般取 ，現(xiàn)取為 ，則絲杠所受的力為（如圖）： m a x22() 1200 ( 2020 4800) 1920 2020X Z YF K F f G F F G? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? =2020N () min 0FN? 其等效負(fù)載可按下式估算 （取 21tt? ， 212nn? ）： t1， t2—— 軸向載荷 maxF ， minF 作用下的時間 (s)。 n1， n2—— 軸向載荷 maxF ， minF 作用下的轉(zhuǎn)速 (r/min)。 133 3m a x 1 1 m i n 2 21 1 2 21396m F n t F n tFNn t n t?????????? () 確定絲杠所受的最大動載荷 圖 受力分析 1 / 360610F f T nm w h mCNa f f f ft h a k???? ???? () fw—— 負(fù)荷性質(zhì)系數(shù)；（查表：當(dāng)一般運(yùn)轉(zhuǎn)時， fw 為 ，取 fw=。） ft—— 溫度系數(shù)；（查表：） fh—— 硬度系數(shù)；（查表：滾道實(shí)際硬度≥ HRC58 時， fh=1。） fa—— 精度系數(shù)；（查表：當(dāng)精度等級為 3時， fa=。） fk—— 可靠性系數(shù)； (查表：可靠性為 90%時， fk =。 ) Fm—— 等效負(fù)荷 (N)； nm—— 等效轉(zhuǎn)速 (r/min)； Tn—— 工作壽命 (h)。（查表得：數(shù)控機(jī)床： Th=15000。） 由公式 () 66 0 6 0 1 5 0 0 0 8 8 8 . 9 4 8 0 0 1 0hmTn ? ? ? ? ? n?cr 13660 1684710 hma m w TnC F f N? ???????? 選擇滾珠絲杠型號 由文獻(xiàn) [7,8]可知，查表選定絲杠為外循環(huán)插管式墊片預(yù)緊導(dǎo)珠管埋入型，型號： CDM32063。絲杠公稱直徑為φ 32mm，基本導(dǎo)程 6hP mm? ，其額定動載荷 16917aCN? ，額定靜載荷 45968oaCN? ，圈數(shù) ? 列數(shù) =? 2，絲杠螺母副的接觸剛度為 1130 /cK N m?? ，絲杠底徑 27. 9mm，螺母長度為 112mm，取絲杠的精度為 3級。在本設(shè)計(jì)中采用雙螺母墊片預(yù)緊。兩邊軸承分別為φ 20mm和φ 25mm。 本設(shè)計(jì)中絲杠采用兩端固定的支承方式。選用成對絲杠專用軸承組合。 滾珠絲杠支承用專用軸承： 軸承特點(diǎn)： 1. 剛性大。由于采用特殊設(shè)計(jì)的尼龍成形保持架，增加了鋼球數(shù)，且接觸角為60176。軸向剛性大。 2. 不需要預(yù)調(diào)整。對每種組合形式，生產(chǎn)廠家已作好了 能得到最佳預(yù)緊力的間隙，故用