【正文】 載荷的 1/3。這對(duì)效率、壽命和驅(qū)動(dòng)扭矩均有利。為此，螺母座和軸承支架宜增添加強(qiáng)筋，以減少受力變形；另外，它們與工作臺(tái)或床身的接觸面積要大，要有足夠的接觸剛度；聯(lián)接螺釘要粗而緊；定位銷要緊密配合，以免松動(dòng)。推力滾子軸承剛 度又比推力球軸承大一倍左右。 圖 12 “單推－單推”支承方式 本機(jī)床采用的支承方式：“單推－單推”。（ c）絲杠不會(huì)因溫升而伸長(zhǎng)，溫升時(shí)只不過減小了與拉伸應(yīng)力，這樣就提高了精度。當(dāng)溫升超過預(yù)計(jì)的溫升θ時(shí)，這種支撐方式就會(huì)產(chǎn)生軸向間隙。 其中 d1 ＝ l = 410cm I=* =33 (cm4) w= (kgf/cm) δ max = cm 6. 滾珠絲杠副的承載能力及其選用 滾珠絲杠副的承載能力用額定動(dòng)載荷（ C）和額定靜載荷（ C0）來表示，一般按額定動(dòng)載荷或額定靜載荷選用滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格；只有細(xì)長(zhǎng)而又承受壓縮載荷的滾珠絲杠副，才需作壓杠穩(wěn)定性核算 ；對(duì)轉(zhuǎn)速高，支承距離大的滾珠絲杠副，才做臨界轉(zhuǎn)速的核算；對(duì)精度要求高的滾珠絲杠副，才做剛度的核算。 其中 fh ＝ (h) fd =~ fH = fn = Pd =10000(kgf) C=(kgf) 查表 － 35 選用滾珠絲杠副的型號(hào)為 W6010 （ 2） 臨界轉(zhuǎn)速的核算 臨界轉(zhuǎn)速的核算是校核所選定的滾珠絲杠副的名義直徑，在給定支承條件下，其最高轉(zhuǎn)速是否有靠近橫向固有頻率而發(fā)生共振的危險(xiǎn)。與滑動(dòng)絲杠副、靜壓絲杠副相同。一般占的比重較小，常忽略不計(jì)。常為滾珠絲杠副系統(tǒng)剛度的薄弱環(huán)節(jié)，其變形量計(jì)算較為困難。 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形 δ 1 ： 選用的滾珠絲杠副為 W6010，從圖 － 95 查得 δ Q＝ 13μ ,進(jìn)行了預(yù)緊，δ 1＝ δ Q/2＝ 。 數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按控制形式有開環(huán)、半閉環(huán)及閉環(huán)三種形式。加在電機(jī)上的負(fù)載有兩種：負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載慣量。對(duì)于這一點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床選擇是一樣的。 （ 4） 加速轉(zhuǎn)矩應(yīng)等于最 大轉(zhuǎn)矩減去負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 第四章 運(yùn)動(dòng)仿真 運(yùn)動(dòng)仿真通過支持驅(qū)動(dòng)式動(dòng)力和基于動(dòng)力的全 3D 動(dòng)態(tài)仿真，來評(píng)估和優(yōu)化運(yùn)動(dòng)部件。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析還能幫助我們?cè)谌粘５墓I(yè)生產(chǎn)活 動(dòng)中，選擇合理的技術(shù)方案，改進(jìn)各種具體產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝，用最低的成本生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。下面對(duì)各零件的估價(jià)如下： 表 5－ 1 機(jī)床零件價(jià)格估價(jià)表 名 稱 數(shù) 量 價(jià) 格（元） 床 身 1 10000 立 柱 2 1000 橫 梁 1 1500 防 護(hù) 2 20xx 絲 杠 2 500 工 作 臺(tái) 1 20xx 排 屑 裝 置 1 3000 伺 服 電 機(jī) 2 3000 導(dǎo) 軌 2 1000 其 它 5000 合 計(jì) 37500 本設(shè)計(jì)采用了新式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與同類機(jī)床相比其穩(wěn)定性、定位精度都較高，使用壽命較長(zhǎng)。 總結(jié)與體會(huì) 經(jīng)過了近一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深的體會(huì)到畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)深化和升華的重要過程。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù) —— 龍門式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的床身、立柱、橫梁、工作臺(tái)、排屑裝置等部件的建模和運(yùn)動(dòng)仿真。另外，在設(shè)計(jì)當(dāng) 中我還學(xué)會(huì)了 PRO/E、 Inventor 等軟件的基本功能并運(yùn)用到具體設(shè)計(jì)中。 參考文獻(xiàn) [1]愈志豪，王組銘主編。機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社， 1996。新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1995。 機(jī)械設(shè)計(jì)，北 京 人民教育出版社， 1978。 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 2， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986?！?Pro/ENGINEER 20xxi 實(shí)用教程》， 人民郵電出版社，20xx。 ?！?Pro/ENGINEER 零件設(shè)計(jì) 基礎(chǔ)篇》上，下。機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 3， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1986。畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院，機(jī)械工程系， 1999。金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 1994。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1993。 [2]黃靖遠(yuǎn)，賈延林等主編。我會(huì)用我在大學(xué)期間及畢業(yè)設(shè)計(jì)所掌握機(jī)械制造相關(guān)新知識(shí)、新技術(shù)與自己的思維方式，應(yīng)用到我今后的工作中。 在設(shè)計(jì)過程中 ,我和同課題組的同學(xué)通過到北京第二機(jī)床廠、北京機(jī)電研究院等地調(diào)研，在生產(chǎn)的第一線上得到了許多相關(guān)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)；同時(shí)我還到本校圖書館、北京圖書館、北京機(jī)械信息情報(bào)所等地查閱了許多相關(guān)的資料及文獻(xiàn)，作為設(shè)計(jì)過程中知識(shí)的儲(chǔ)備。是綜合素質(zhì)和工程實(shí)際實(shí)踐能力鍛煉的最好 方法。進(jìn)入市場(chǎng)后，能很快占有優(yōu)勢(shì)。 本設(shè)計(jì)是龍門式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的床身、立柱、工作臺(tái)、橫梁、排屑、防護(hù)、導(dǎo)軌等裝置的設(shè)計(jì)。 第五章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 機(jī)械工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析任務(wù)，就是通過機(jī)械工業(yè)發(fā)展過程中各種技術(shù)政策、技術(shù)方案、技術(shù)措施的可行性分析和論證，正確的認(rèn)識(shí)和處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間的辯證關(guān)系，尋找技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀規(guī)律，謀求技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的最佳關(guān)系，實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性的統(tǒng)一。 由于進(jìn)給電機(jī)扭矩縱向?yàn)?39N m，橫向?yàn)?26Nm。 （ 3） 加速轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮負(fù)載慣量和電機(jī)慣量的匹配。選擇伺服電機(jī)應(yīng)能滿足下述條件： （ 1） 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩選擇電機(jī)。一般選擇原則為，精度 要求高時(shí)，應(yīng)采納閉環(huán)控制方式，因?yàn)楦鞣N影響定位精度的因素都可以得到補(bǔ)償。由于整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)能都是自動(dòng)控制的，因此它的設(shè)計(jì)是電、液自動(dòng)控制設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合技術(shù)。 因此，滾珠絲杠副剛度 的核算，主要是校核 δ 1 、δ 2 和 δ 3之和是否大于要求精度的一半。 由于滾珠絲杠多采用滾動(dòng)軸承，因此一般占的比重較大。 （ c） 由絲杠的扭轉(zhuǎn)變形而引起螺距的變化。為滾珠絲杠所獨(dú)有，且占相當(dāng)大的比 例，如預(yù)緊，且預(yù)緊力為軸向最大載荷的 1/3 時(shí)，此變形值可減少一半。 實(shí)際應(yīng)用中，由于預(yù)期的總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間、轉(zhuǎn)速、載荷性質(zhì)等與得到額定載荷值的條件不同，必須根據(jù)已知條件，按下式折算成與之相當(dāng)?shù)念~定動(dòng)載荷值，只要選用的滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷值等于或大于由計(jì)算所得 C 值，這些滾珠絲杠副就可在給定的工作條件下和預(yù)期的壽命內(nèi)安全地工作。 (2)撓度的計(jì)算 水平安裝的絲杠因自重產(chǎn)生的撓度，將引起傳動(dòng)誤差和使螺母工作條件惡化。 另外，絲杠螺母必須制成小于其名義尺寸，使預(yù)拉伸以后螺距加大成為準(zhǔn)確的名義值。這種支承方式可以對(duì)絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸安裝。使用接觸角為 60176。在相同尺寸條件下，推力球軸承軸向剛度比向心推力球軸承及圓錐滾子軸承的軸向剛度要大一倍以上。 Pa=Nf Py=1/3Pa 式中 Pa最大軸向載荷（ Mpa） Py預(yù)緊力（ kgf） N－移動(dòng)部件的最大重量（ kgf） f導(dǎo)軌摩擦系數(shù)， f=(查表 － 23) 其中 N=20xx0(kgf) Pa=20xx0*=1000 (kgf) Py=1/3*1000=333(kgf) (2)預(yù)緊后的附加摩擦扭矩 雙螺母預(yù)緊后，使摩擦力增 加，引起的附加摩擦扭矩 My為： My＝ PyS(1η 2 )/2лη () 式中 Py－預(yù)緊力（ kgf） ； S導(dǎo)程（ cm） ； η－未預(yù)緊時(shí)的效率 其中 Py＝ 333(kgf) S=1(cm) η =% My=(kgf) (3)預(yù)緊后的傳動(dòng)效率 滾珠絲杠副預(yù)緊后的傳動(dòng)效率 η y 為： η y ＝ η /［ 1+(1η 2)/n0］ 式中 n0 －預(yù)緊系數(shù)， n0 ＝ Pa/Py。但預(yù)緊力過大，將使效率和壽命降低，驅(qū)動(dòng)扭矩增加。 （ 2） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝性差，成本高。滾珠絲杠副因其摩擦小、效率高，預(yù)緊后仍能輕快地傳動(dòng)，因此它能通過預(yù)緊完全消除間隙，是反向時(shí)無空行程，且可通過預(yù)緊給予一定的預(yù)緊變形來提高軸向剛度。 （ 2） 由于是滾動(dòng)摩擦，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相對(duì)極小，無論是靜止，還是高、低速時(shí)，摩擦扭矩幾乎不變，因而靈敏度高，傳動(dòng)平穩(wěn)。 滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 摩擦小，效率高。 (查表 － 35) f`滾動(dòng)摩擦系數(shù)（ f`=） 查表 － 35 tgλ =3039` ρ＝ ｀ η＝ ＝ % （ 3） 驅(qū)動(dòng)扭矩 由參數(shù)可知縱向進(jìn)給電機(jī)扭矩為 39Nm 二 . 滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng) 滾珠絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)時(shí)在絲杠和螺母之間放入適量的滾珠，使絲杠與螺母之間由滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的螺旋傳動(dòng)。 1. 絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)的導(dǎo)程、效率和驅(qū)動(dòng)扭矩的計(jì)算 （ 1） 導(dǎo)程 S 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)時(shí)，當(dāng)回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)速為 n(r/min),移動(dòng)件的線速度為 v(m/min)時(shí)，則絲杠的導(dǎo)程 S S=1000v/n(mm) 設(shè)螺紋頭數(shù)為 k,則 s=kt,t 為螺距。用于進(jìn)給機(jī)構(gòu) 時(shí)，還可兼作測(cè)量元件。由于移動(dòng)的滑枕較重，垂直向上的切削力相對(duì)來說較??；移動(dòng)部件的重量作用在矩形導(dǎo)軌頂部水平面上，并且一部分重量由體重塊裝置來承擔(dān)，這就減少了該面上的比壓，同時(shí)卸荷力產(chǎn)生的力距可減少重力產(chǎn)生的顛覆力矩。此外，板條還可以做防護(hù)板之間的密封（約 ～ ）。防護(hù)板用青銅板條導(dǎo)向。 導(dǎo)軌的防護(hù)裝置應(yīng)滿足下列要求： （ 1） 能擋住外物進(jìn)入導(dǎo)軌，以免擦傷表面； （ 2） 能耐紅熱的切屑和冷卻液的腐蝕； （ 3） 清理導(dǎo)軌時(shí)便于裝卸； （ 4） 具有一定強(qiáng)度、剛度和使用壽命； （ 5） 外形美觀，制造容易，成本低。 （ 3） 避免 低速爬行并減小振動(dòng)。而且磨損后，更換塑料貼片容易。 （ 4） 工作環(huán)境與自身溫升的尺寸穩(wěn)定，強(qiáng)度不變。 （ 2） 良好的摩擦特性。 用于機(jī)床導(dǎo)軌的材料，應(yīng)具有以下性能： （ 1） 良好的耐磨性。設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮保證調(diào)整容易外，應(yīng)注意增強(qiáng)它們的剛性。 這時(shí)只要平均比壓不超過許用的平均比壓，則最大比壓必然不會(huì)超過許用的最大比壓。 此外，通過導(dǎo)軌的受力計(jì)算，可以求出牽引力的大小，判斷其配置是否合理；得知是否必須設(shè)置壓板。 1. 導(dǎo)軌的截面形狀 圖 8 導(dǎo)軌的截面形狀 這種導(dǎo)軌的特點(diǎn)：承載能力大，制造簡(jiǎn)便 ；必須留有側(cè)面間隙，磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，需用鑲條調(diào)整，將降低導(dǎo)向精度；應(yīng)注意導(dǎo)軌的防護(hù)。 高速鋼銑刀銑削力計(jì)算式 (查表 ) 在什么地方或標(biāo)準(zhǔn)？ Fc= 式中 CF—系數(shù) 見表 ae—銑削接觸弧 (mm) af—每齒進(jìn)給量 ( mm/齒 )