【正文】 (N/μ m)。 3) 螺母座的剛度可近似估算為 1000。 臨界轉(zhuǎn)速 222 2 22 m a x30 9910cr ccf f dEIn k nL A L??? ? ? () 式中 A—— 絲杠最小橫截面： 2 6 4 22 3 1 . 5 1 0 7 . 8 1 044A d m?? ??? ? ? ? ? ? cL —— 臨界轉(zhuǎn)速計算長度： 1 1 2 5 0 0 3 5 01 8 0 4 0 3 5 1 . 5 0 . 422cLm?? ? ? ? ? ? 取 1 L m?? ， 2k —— 安全系數(shù)，一般取 2 ? ； ? —— 材料的 密度： 10 /kg m? ?? ； 2f —— 絲杠支承方式系數(shù)，查表得 2 ? ， 2 m a x20 . 0 3 1 59 9 1 0 4 . 7 3 0 4 3 6 5 0 / m in 1 5 0 0 / m in0 . 4crn r n r? ? ? ? ? ? 滿足要求。 臨界壓縮負(fù)荷 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。 為了易于吸收滾珠螺母與軸承之間的不同軸度，推薦采用正面組合形式。 2. 不需要預(yù)調(diào)整。選用成對絲杠專用軸承組合。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113 0 /cK N m?? ，絲杠底徑 27. 9mm，螺母長度為 112mm，取絲杠的精度為 3級。） fk—— 可靠性系數(shù)； (查表：可靠性為 90%時， fk =。 n1， n2—— 軸向載荷 maxF ， minF 作用下的轉(zhuǎn)速(r/min)。 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 ()： 0 . 7 51 6 7 5 0 .3 1 .0 9 0 .9 1 .0 8 1 .3 1 .0 54 8 9 .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 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 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； 刀架估計質(zhì)量： 150kg； 滑板的估計尺寸（長 ?寬 ?高）： 400mm?200mm?80mm； 材料選為 HT200。 10176。 90176。 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。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。 錯誤 !未指定書簽。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)。根據(jù)縱橫向長度定外觀總長度，布局圖如附錄 1所示。最后，完成硬件連接設(shè)計，編制典型零件的車削 程序，撰寫說明書。 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)計思想、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，加強(qiáng)團(tuán)隊合作精神。使伺服控制技術(shù)從模擬方式、混合方式 走向全數(shù)字方式。 3） 為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如下圖所示： 由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同，它們對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，但通?？筛爬橐韵聨追矫妫嚎赡孢\行；速度范圍寬；具有足夠的傳動剛度和高的速度穩(wěn)定性；快速響應(yīng)并無超調(diào)；高精度；低速大轉(zhuǎn)矩。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械傳動部件間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。 伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。伺服電動機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī)、電液馬達(dá)、直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)。硬件除計算機(jī)外，其外圍設(shè)備主要包括光電閱讀機(jī)、 CRT、鍵盤、面板、機(jī)床接口等。數(shù)控機(jī)床也可采用操作面板上的按鈕和鍵盤將加工信息直接輸入，或通過竄行口將計算機(jī)上編寫的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。機(jī)械件材質(zhì)、加工精度、加工工藝、裝配工藝比較好；軟硬件設(shè)計有專門的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計規(guī)范合理，配套件齊全，標(biāo)牌標(biāo)示清楚齊全；使用的元器件質(zhì)量好，故障率低；新技術(shù)的應(yīng)用及時領(lǐng)先；概括來說，精度及可靠性高、性能穩(wěn)定故障率低 [3] 。 我國進(jìn)行改革開 放后，由于政策的開放，使得金屬切削行業(yè)得以和世界上先進(jìn)的機(jī)床制造國家進(jìn)行技術(shù)交流，并通過引進(jìn)技術(shù)，到 80年代初，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)入實用化階段， 1991年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)值數(shù)控化率為 14． 3％，到 1997年數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率為 24． 5％。尤其是基于 PC 機(jī)的開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)，可實施多軸控制，具備聯(lián)網(wǎng)進(jìn)線等功能既可作為獨立產(chǎn)品，又是一代開放式的開發(fā)平臺，為機(jī)床廠 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 及軟件開發(fā)商二次開發(fā)創(chuàng)造了條件。 我國數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 數(shù)控技術(shù)狀況 目前，我國數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過渡的關(guān)鍵時期，也是由封閉型向開放型過渡的時期。綜上所述，由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也隨著不斷更新，發(fā)展非常迅速，幾乎 5年左右時間就更新?lián)Q代一次 [1]。 20世紀(jì) 50年代末，完全由固定布線的晶休管元器件電路所組成的第二代數(shù)控系統(tǒng) —— 晶體管數(shù)控系統(tǒng)被研制成功，取代了昂貴的、易壞的、難以推廣的電子管控制裝置。 1952年第一代數(shù)控系統(tǒng) —— 電子管數(shù)控系統(tǒng)的誕生。應(yīng)用一個或多個計算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心組件的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)稱為計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) (CNC)。目前世界數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量超過 15萬臺，品種超過 1500多種 [2]。例如，曾長期困擾我國、并受到西方國家封鎖的多坐標(biāo)聯(lián)動技術(shù) 對我們已不再是難題， m? 當(dāng)量的超精密數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控仿型系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)、實時多任務(wù)操作系統(tǒng)都已研制成功。這些成功為中國數(shù)控系統(tǒng)的自行 開發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ) [1]。而國外數(shù)控車床無論是設(shè)計水平，還是制造水平，都要高出國內(nèi)數(shù)控車床。 伺服系統(tǒng)的特點 數(shù)字控制，是一種自動控制技術(shù)，是用數(shù)字化信號對控制對象加以控制的一種方法。常用的信息載體有穿孔帶等，通過相應(yīng)的輸入裝置將信息輸入到數(shù)控系 統(tǒng)中。它由硬件和軟件組成。 3. 伺服系統(tǒng) 它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和機(jī)床移動部件 ,它接受數(shù)控裝置發(fā)來的各種動作命令，驅(qū)動受控設(shè)備運動。而數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平的提高首先依賴于進(jìn)給和主軸驅(qū)動特性的改善以及功能的擴(kuò)大，為此數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置控制、速度控制、伺服電機(jī)、機(jī)械傳動等方面都有很高的要求。這些軸有的帶動工作臺，有的帶動刀架，通過幾個坐標(biāo)軸的綜合聯(lián)動，使刀具相對于工件產(chǎn)生各種復(fù)雜的機(jī)械運動，加工出所要求的復(fù)雜形狀工件。提高伺服系統(tǒng)的技術(shù) 性能和可靠性，對于數(shù)控機(jī)床具有重大意義，研究與開發(fā)高性能的伺服系統(tǒng)一直是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)之一。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載 46倍而不損壞。 隨著微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)已開始采用高速、高精度的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 圖 伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 設(shè)計的內(nèi)容、目的和方法 本次設(shè)計的內(nèi)容是機(jī)床總體方案設(shè)計及總體布局圖繪制、縱向及橫向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制裝配圖、典型零件繪制、數(shù)控系統(tǒng)（硬件連接圖）設(shè)計、典型零件的數(shù)控車削加工程序編制及外文資料文獻(xiàn)翻譯，并撰寫畢業(yè)設(shè) 計論文。在圖紙的繪制中，充分利用軟件的先進(jìn)性，完成三張 A0 圖紙。布置。 主切削力的計算 切削力的大小可用各種測力儀測得，也可用實驗得出的近似公式計算： PZ PZXYZ PZP C t s k? () vP Z P Z P Z hP ZPZk 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、切削用量和刀具幾何形狀等。一般情況下 PZX PZY 。 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。 70176。 0176。當(dāng)切削速度為已知時，切削功率可用下式計算： 1 0 2 6 0 6 1 2 0ZZP v P vN kw???切 削 () 在校驗機(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）； ?