【正文】 刀架：拆除原刀架，改裝自動回轉四方刀架總成。進給伺服系統(tǒng)機械部分的計算與選型內(nèi)容包括：確定脈沖當量、計算切削力滾珠絲杠螺母副的設計、計算與選型、齒輪傳動計算、步進電機的計算和選型等。計算簡圖如下圖所示：脈沖當量是指一個進給脈沖使機床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進給量,它是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本參數(shù)。因此,脈沖當量應根據(jù)機床精度的要求來確定。對經(jīng)濟型數(shù)控機床來說，,在CA6140的技術參數(shù)中。橫向脈沖當量為=。（1）滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠副是在絲杠和螺母間以鋼球為滾動體的螺旋傳動元件。滾珠絲杠副的結構原理示意圖如圖所示，它可將旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動，或者將直線運動轉變?yōu)樾D運動。因此，滾珠絲杠副既是傳動元件，也是直線運動與旋轉運動相互轉換的元件。滾珠絲杠螺母副的結構原理圖組成：主要由絲桿、螺母、滾珠和滾道（回珠器）、螺母座等組成。 工作原理：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當它們套裝在一起時便形成螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動，并經(jīng)回珠管作周而復始的循環(huán)運動?；刂楣軆啥诉€起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。 特點：①傳動效率高：機械效率可高達92%~98%。 ②摩擦力小：主要是用滾珠的滾動代替了普通絲桿螺母副的滑動。 ③軸向間隙可消除：也是由于滾珠的作用，提高了系統(tǒng)的剛性。經(jīng)預緊后可消除間隙。 ④使用壽命長、制造成本高：主要采用優(yōu)質合金材料，表面經(jīng)熱處理后獲得高的硬度。1）最大工作荷載計算滾珠絲杠的工作載荷（N）是指滾珠絲杠副的在驅動工作臺時滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進給牽引力。它包括滾珠絲杠的走到抗力及與移動體重力和作用在導軌上的其他切削分力相關的摩擦力。由于原普通CA6140車床的縱向導軌是三角形導軌，則用公式21計算工作載荷的大小。 （31） ①車削抗力分析車削外圓時的切削抗力有﹑﹑，主切削力與主切削速度方向一致垂直向下，是計算機床主軸電機切削功率的主要依據(jù)。切深抗力與縱向進給垂直，影響加工精度或已加工表面質量。進給抗力與進給方向平行且相反指向，設計或校核進給系統(tǒng)是要用它。切削時總切削力的分解縱切外圓時，車床的主切削力可以用下式計算： （32） =5360(N) 由《金屬切削原理》知：=1:: （33） 得 =1340(N) =2144(N)因為車刀裝夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力將傳遞到進給拖板和導軌上，車削作業(yè)時作用在進給托板的載荷﹑和與車刀所受到的車削抗力有對應關系。因此，作用在進給托板上的載荷可以按下式求出： 托板上的進給方向載荷 = =1340(N) 托板上的垂直方向載荷 = =5360(N) 托板上的橫向載荷 = =2144(N) 因此，最大工作載荷 =1340+(5360+90) =(N) 對于三角形導軌K=, =～,選=(因為是貼塑導軌)，G是縱向﹑橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向﹑橫向溜板箱的重量為75kg,刀架重量為15kg.②最大動載荷C的計算滾珠絲杠應根據(jù)額定動載荷Ca選用，可用式34計算： （34） L為工作壽命，單位為10r，L=60nt／10。n為絲杠轉速（r／min）,n=1000v／L0。v為 最大切削力條件下的進給速度（m／min）,可取最高進給速度的1/2～1/3。L0為絲杠的基本導程，查資料得L0=12mm。 為運轉狀態(tài)系數(shù)，因為此時有沖擊振動，所以取=.V縱向=1400r/min=2226mm/minn縱向=v縱向1/2/L0=22261/2/12=∴ L=60nt/106=6015000/106=則 ==11740（N） 初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應的額定動載荷Ca不得小于最大載荷C。因此有Ca＞C=11740N另外例如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運轉下工作并受載，那么還需考慮其另一種失效形式滾珠接觸面上的塑性變形。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷Fm,一般使=2～3.初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因為內(nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝。考慮到簡易經(jīng)濟改裝，所以采用外循環(huán)。因此初選滾珠絲杠的型號為型CD63，主要參數(shù)為=, =8mm, =63mm, =2o19 ’，圈數(shù)1 ③縱向滾珠絲杠的校核 1）傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 92% （35）2）剛度驗算 滾珠絲杠副的軸向變形將引起導程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運動平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠和螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。1 絲杠的拉壓變形量 （36） =177。2280/10π()2 =2 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量采用有預緊的方式，因此用公式 = （37） =在這里 =1/3=1/3=597N 63/= 1= 絲杠的總變形量= + =+=，故所選絲杠合格。3）壓桿穩(wěn)定性驗算滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時的臨界載荷為 （38）式中：E為絲杠材料彈性模量，對鋼E=104Mpa；I為截面慣性矩，對絲杠圓截面 (為絲杠的底徑)；L為絲杠的最大工作長度（mm）；為絲杠的支撐方式系數(shù)由下表查得。方式兩端端自由一端固定一端自由兩端固定兩端簡支由 且=, E=Mpa, ,L=2800mm為絲杠的長度由于I=519614mm =276276 所以絲杠很穩(wěn)定。經(jīng)濟型數(shù)控改造的橫向進給的設計比較簡單，一般是步進電機經(jīng)減速后驅動滾珠絲杠，使刀架橫向運動。步進電機安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進電機和機床大拖板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動精度。由于橫向進給系統(tǒng)的設計計算與縱向類似，所用到的公式不再詳細說明，只計算結果。電機初步估算轉速為1500r/min，進給速度=2。根據(jù)《機械設計手冊》可知；則： ；根據(jù)《機械設計手冊》可查到滾珠絲杠的標準系列，初選。已