【正文】 5 5 167 .93 92. 36VZF F N N? ? ? ? 表 22 工作臺(tái)工作載荷與切向銑削力的經(jīng)驗(yàn)比值 切削條件 比值 對(duì)稱端銑 不對(duì)稱端銑 逆銑 順銑 端銑（( 0 .4 0 .8 ) , 0 .1 0 .2 )efdaa?? 1 ZFF CZFF VZFF 圓柱銑、立銑、盤(pán)銑和成形銑 1 ZFF 0 .9 0 .9 5 1 6 7 .9 3 1 5 9 .5 3CzF F N? ? ? ? 9 (00 .0 5 , 0 .1 0 .2efa d a??) VZFF CZFF 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 （ 1）按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 28a )計(jì)算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力 F? 。 此時(shí)，動(dòng)摩擦系數(shù) ?? ， cF主切削力的垂向切削分力（ N） VF 橫向切削分力（ N）； W坐標(biāo)軸上移動(dòng)部件的全部重量（包括機(jī)床夾具和工件的重量， N）； ? 摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形式不同而不同，對(duì)于帖塑導(dǎo)軌， ? =；對(duì)于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，? =； gf鑲條緊固力（ N） ,其推薦值可查表 23 得鑲條緊固力gf=2021N，則 F? =? （ W+ gf + cVFF? ） = (8820+2021++)N= 表 23 鑲條緊固力推薦值 導(dǎo)軌形式 主電動(dòng)機(jī)功率 /kw 11 15 18 貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌 500 800 1500 2021 2500 3000 3500 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌 25 40 75 100 125 150 175 （ 2）按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 29a )， 計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力 0uF 和導(dǎo)軌靜摩擦力 0F 0 ( ) 0. 15 ( 95 00 25 00 ) 18 00gF W f? ?? ? ? ? ? ?N 10 0F=0()gW f? ?= (9500+2500)N=2400N 計(jì)算滾珠絲桿螺母 副的軸向負(fù)載力 （ 1）按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 210a )計(jì)算最大軸向負(fù)載力 maxaF max 1aFF???（ W+gf+cVFF?） , 1F 主切削力的縱向切削力 max 1 aFF???（ W+gf+cVFF?） =+（ 9500+2500++） N= （ 2）按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 211a )計(jì)算最小軸向負(fù)載 minaF min 0aFF??=1800N 滾珠絲桿的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算 1）確定滾珠絲桿的導(dǎo)程 根據(jù)已知條件，取電動(dòng)機(jī)的最 高轉(zhuǎn)速m ax 15 00 m inrn ?，則由式 max0 maxVL in?得： max0maxVL in? = 150001 1500mm? =10mm 2)計(jì)算滾珠絲桿螺母副得平均轉(zhuǎn)速和平均載荷 （ 1） 估算在各種切削方式下滾珠絲桿的軸向載荷。 將強(qiáng)力切削時(shí)的軸向載荷定為最大軸向載荷maxaF，快速移動(dòng)和鉆鏜定位時(shí)的軸向載荷定為最小軸向載荷minaF。一般切削 (粗加工 )和精細(xì)切削（精加工 ） 時(shí)，滾珠絲桿螺母副的軸向載荷2F、3F分別可按下列公式計(jì)算： 2F=minaF+20％maxaF，3F=minaF+5％maxaF， 并將計(jì)算結(jié)果填入表 24。 表 24 數(shù)控銑床滾珠絲桿的計(jì)算 切削方式 軸向載荷 /N 進(jìn)給速度 /( minm ) 時(shí)間比例/(％ ) 備注 11 強(qiáng)力切削 1V = 10 1F?maxaF 一般切削（粗加工） 2V = 30 2F = minaF +20％ maxaF 精細(xì)加工（精加工） 3V =1 50 3F = minaF +5％ maxaF 快移和定鏜定位 1800 4 maxVV? 10 4F? minaF 1 ? , 2 ? , 3 ? , 4 1800FN? (2)計(jì)算滾珠絲桿螺母副在各種切削方式下的轉(zhuǎn)速in 1 3100 . 6 m in 6 0 m in10 10 rrXvn L ?? ? ?， 3 3301 m in 1 0 0 m in10 10 rrXvn L ?? ? ? 2 3200 . 8 m in 8 0 m in10 10 rrXvn L?? ? ?， 4 34015 m in 1 5 0 0 m in10 10 rrXvn L ?? ? ? （ 3） 按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 217 )計(jì)算滾珠絲桿螺母副的平均 轉(zhuǎn)速mn。 31 2 41 2 3 41 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 01 0 3 0 5 0 1 06 0 8 0 1 0 0 1 5 0 0 2 3 0 / m in1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0mqq q qn n n n nr? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 4）按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 218 )計(jì)算滾珠絲桿螺母副的平均載荷 mF 。 3 3 31 1 2312100 100 100n n nmnm m mNqqq nnnF F F Fn n n? ? ? ? ? 12 3 3 31 1 2 23123 3 3 333100 100 10060 10 80 30 100 50 1500 10 1800230 100 230 100 230 100 230 100 1080041493 1478948069 380347826 1nnmnm m mnqn q n qF F F Fn n nNN? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??3)確定滾珠絲桿預(yù)期的額定動(dòng)載荷amC （ 1）按預(yù)定工作時(shí)間估算。 查表 25得載荷性質(zhì)系 數(shù) ?wf 。已知初步選擇的滾珠絲桿的精度等級(jí)為 2 級(jí)，查表 26得精度系數(shù) 1af ?。查表 27得可靠性系數(shù)cf ?????，則由式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 219 )得 3 60 100 m wham macfFCn L ff? = 3 1 8 7 0 . 1 2 1 . 36 0 2 3 0 2 0 0 0 0 1 0 0 1 0 . 4 4?? ? ? ?? = 表 25 載荷性質(zhì)系數(shù)wf 載荷性質(zhì) 無(wú)沖擊（很平穩(wěn)） 輕微沖擊 伴有沖擊或振動(dòng) wf 1~ ~ ~2 表 26 精度系數(shù)af 精度等級(jí) 3 5 7 10 af 1 表 27 可靠性系數(shù)cf 可靠性/(％ ) 90 95 96 97 98 99 13 cf 1 (2)因?qū)L珠絲桿螺母副將實(shí)施預(yù)緊，所以可按式amC ef maxFN 估算最大軸向載荷。查表 28 得欲加動(dòng)載荷系數(shù)ef ????，則 amC? ef maxaF= = 表 28 欲加動(dòng)載荷系數(shù)ef 欲加載荷類(lèi)型 輕預(yù)載 中預(yù)載 重預(yù)載 ef （ 3）確定滾珠絲桿預(yù)期的額定動(dòng)載荷amC。 取以上兩種結(jié)果的最大值，即amC=。 4）按精度要求確定允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經(jīng)2md （ 1） 根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲桿的最大軸向變形。 已知工作臺(tái)的定位精度為 20 m? ，重復(fù)定位精度為 12 m? ，根據(jù)公式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 223 )、 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 224 )以及定位精度和重復(fù)定位精度的要求，得 m a x 1 ( 1 3 1 2) 12 mm??? ? ? ?～ （ 4 ～ 6 ） m a x 2 ( 1 5 1 4) 20 mm??? ? ? ?～ （ 4 ～ 5 ） 取上述計(jì)算結(jié)果的較小值，即max 4 m?? ?。 （ 2）估算允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經(jīng)2md。 本機(jī)床工作臺(tái)（ X）軸滾珠絲桿螺母副的安裝方式擬采用兩端固定式。滾珠絲桿螺母副的兩個(gè)固定支承之間的距離為 L=行程 +安全行程 +2余程 +螺母長(zhǎng)度 +支承長(zhǎng)度 ≈（ ～ ）行程 +（ 25～ 30）0L 取 L=行程 +30 0L =（ 600+30 10） mm=1140mm, 又 0F =2164N，由式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 226 )得 14 2 2 4 0 0 1 1 4 00 . 0 3 9 3 2 . 2 54md m m??? 5）初步確定滾珠絲桿螺母副的規(guī)格型號(hào) 根據(jù)計(jì)算所得的0L、amC、2md，初步選擇 FFZD 型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲桿螺母副 FFZD40105（見(jiàn) 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》附錄 A表 A3） ,其公稱直徑0d、基本導(dǎo)程0L、額定動(dòng)載荷aC和絲桿底徑2d如下： 0 40mmd ?，0 10mmL ? 46 50 0 35 97 4. 6a a mNNCC? ? ? 2234 .3 32 .2 5mm m m mdd? ? ? 故滿足式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 227 )的要求。 6） 由式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 229 )確定滾珠絲桿螺母副的預(yù)緊力PF m a x11 1 8 9 6 . 5 6 6 3 2 . 1 933Pa NNFF? ? ? ? 7） 計(jì)算滾珠絲桿螺母副的目標(biāo)行程補(bǔ)償值和預(yù)拉伸力 （ 1） 按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 231 )計(jì)算目標(biāo)行程補(bǔ)償值t? t?目標(biāo)行程補(bǔ)償值； t? 溫度變化值（℃），一般情況下為 2~3℃； ?絲桿的線膨脹系數(shù)（ 1/℃ ） ,一般情況下為 11 610? /℃ 。uL滾珠絲桿副的有效行程(mm)。已知溫度變化值 t? =2℃，絲桿的線膨脹系數(shù) ?= 61110?? m? /℃，滾珠絲桿副的有效行程 uL=工作臺(tái)行程 +安全行程 +2余程 +螺母長(zhǎng)度 =（ 600+100+2 20+146） mm=886mm 故 t? 611 10utL ?? ? ? =11 2 886 610? mm= (2) 按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 232 )計(jì)算滾珠絲桿的預(yù)拉伸力tF。 已知滾珠絲桿螺紋底徑 2d =,滾珠絲桿的溫度變化值 t? =2℃，則 2 2t 21 .8 1 1 .8 1 2 3 4 .3 4 2 5 8 .8 9t N NdF ? ? ? ? ? ? 8)確定滾珠絲桿螺母副支承用軸承的規(guī)格型號(hào) （ 1）按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 233 )計(jì)算軸承所承受的最大軸向載荷 maxBF 。 15 m a x m a x11 ( 4 2 5 8 . 8 9 3 1 1 9 . 9 4 ) 5 8 1 8 . 8 622B t a NNF F F? ? ? ? ? ? （ 2） 計(jì)算軸承的預(yù)緊力BpF m a x11 5 2 0 7 .1 7 1 7 3 5 .7 233B p BF F N N? ? ? ? (3)計(jì)算軸承的當(dāng)量軸向載荷 BamF ( 17 35 .7 2 18 70 .1 2) 36 05 .8 4B am B p mF F F N N? ? ? ? ? (4)按式 ( 《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》 215 )計(jì)算軸承的基本額定動(dòng)載荷 C。 已知軸承的工作轉(zhuǎn)速 230 / m inmn n r?? ,軸承所受的當(dāng)量軸向載荷 BamF =,軸承的基本額定壽命 L=20210h。軸承的徑向載荷 rF 和軸向載荷 aF 分別為 cos 60r BamFF? = = sin 60a BamFF? = = 因?yàn)?3 1 3 7 .0 8 1 .7 4 2 .1 71 8 0 2 .9 2arFF ? ? ?，所以查表 29 得，徑向系數(shù) X=，軸向系數(shù)Y=，故 P= raXF YF? =( + )N= 3 60100 hPCnL? = 35 2 8 3 . 4 1 6 0 2 3 0 2 0 0 0 0 3 4 3 9 5100 NN? ? ? 表 29 載荷系數(shù) 組合列數(shù) 2列 3 列 4 列 承載列數(shù) 1列 2列 1 列 2 列 3列 1列 2 列 3 列 4列 組合形式 DF DT DFD DFD DTD DFT DFF DFT DTT ? X Y ? X 16 Y