【正文】 ，不會(huì)磨損，不但能長(zhǎng)期保持導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度和好的吸振性，而且在低速下也不易產(chǎn)生爬行，而且可降低對(duì)導(dǎo)軌材料的要求。①液體動(dòng)壓導(dǎo)軌的特點(diǎn)：液體動(dòng)壓導(dǎo)軌是借助于導(dǎo)軌面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成壓力油楔而將運(yùn)動(dòng)部件浮起，這樣兩個(gè)導(dǎo)軌面隔開形成液體摩擦，提高了導(dǎo)軌的耐磨性。（2）閉式導(dǎo)軌 如果部件自重作用力不夠大，又有一個(gè)較大的顛覆力矩作用在部件上，此時(shí)必須增加輔助導(dǎo)軌面貼合，這樣的導(dǎo)軌稱為閉式導(dǎo)軌。目前，導(dǎo)軌尺寸參數(shù)的趨勢(shì)是減小導(dǎo)軌中心距，增大導(dǎo)軌面的寬度。機(jī)床上兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件的配合面組成一對(duì)導(dǎo)軌副，其中，不運(yùn)動(dòng)的配合面稱為固定導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)的配合面稱為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。速度的變化為 。 不是越大越vK好，系統(tǒng)增益太大，靈敏度太高，穩(wěn)定性就可能不夠。 ax2()60LnJt??? )(~2??.27Nm)??電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ，通過驗(yàn)算，所選伺服電機(jī)的 滿maxT?? maxT?足要求，能夠以所取的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行加速和減速。由于帶輪是鑄件，可以在設(shè)計(jì)時(shí)在帶輪上挖去幾個(gè)圓柱體或在帶輪的兩側(cè)挖出空心圓柱體，以減小帶輪的慣量。查文獻(xiàn)[23]選用伺服電動(dòng)機(jī)為永磁同步進(jìn)給電機(jī)，電機(jī)的型號(hào)為1FT6 0868AC7 12AG1，額定轉(zhuǎn)矩為 ，最大轉(zhuǎn)矩為 27 ，額定N? Nm?電流為 ，額定功率為 ，轉(zhuǎn)子慣量為 *104 ，重量為2kg，電機(jī)軸中心高 80mm。通常在電動(dòng)機(jī)慣量 與負(fù)載慣量 （折算至電動(dòng)機(jī)軸）之間推薦下列匹mJLJ配關(guān)系： 14LmJ?電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量，可以從產(chǎn)品樣本中查到。pF由前面的計(jì)算可知 =，則p 1850..31(Nm)29oT????????(.)()T?????所選伺服電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于此值。經(jīng)過上面計(jì)算滿足2m?m?nZ要求。Z帶輪幾何參數(shù)的計(jì)算：齒形角 40???節(jié) 距 (mm)???節(jié)圓直徑 (mm)678dmz頂圓直徑 (mm)113ah??頂圓齒距 (mm)??齒側(cè)間隙 (mm)徑向間隙 (mm).82c?頂圓齒槽寬 (mm)??齒槽深 (mm) 2hc?根圓直徑 (mm)1(2)???根圓齒槽寬 (mm)齒根圓角半徑 (mm).1..3fr??齒頂圓角半徑 (mm)?帶輪齒寬 (mm)(31)6Bb?:因 ，所以兩帶輪參數(shù)相同。gK表 4—2 工作情況系數(shù) Kg注:經(jīng)常反轉(zhuǎn)或使用張緊輪時(shí),表中 值應(yīng)乘以 。實(shí)踐證明，按這一準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的齒形帶，上述可能產(chǎn)生的破壞基本上都可得到控制。同步齒形帶的基本參數(shù)是節(jié)距 （帶上p相鄰兩齒中心線間沿節(jié)線度量的距離） 。29 / 751脈沖編碼器；2同步齒形帶輪；3滾珠絲杠；4同步齒形帶；5伺服電動(dòng)機(jī)圖 4—3 進(jìn)給系統(tǒng)用同步齒形帶傳動(dòng)同步齒形帶傳動(dòng)時(shí)的線速度可達(dá) 50m/s[10]（有時(shí)允許達(dá) 100m/s） ，傳動(dòng)功率可達(dá) 300kW，傳動(dòng)比可達(dá) 10（有時(shí)允許達(dá) 20） ，傳動(dòng)效率可達(dá) 。m極限轉(zhuǎn)速： 9000r/mind=30mm；D=62mm；B=16mm又由文獻(xiàn)[21]得知此軸承的最大預(yù)緊力為 2918N，現(xiàn)算得軸承最小預(yù)緊力為 350N，所以取軸承預(yù)緊力為 1000N 即可。軸承 1 和 2 背靠背組配，如圖 5—2 所示。在這個(gè)最佳值下，溫升不超過規(guī)定，剛度也高。開始時(shí)，預(yù)緊力對(duì)提高旋轉(zhuǎn)精度、壽命、剛度和阻尼，對(duì)降低噪聲的影響是明顯的。 預(yù)緊與發(fā)熱預(yù)緊后，滾動(dòng)體與滾道之間，滾動(dòng)體本身都有了彈性變形。預(yù)緊后參加工作的滾動(dòng)體數(shù)量增加，每個(gè)滾動(dòng)體承受的載荷降低了，因而可以把載荷比較均勻地分配給每個(gè)滾動(dòng)體。預(yù)緊后的軸承各個(gè)方向都有一定的預(yù)壓量。每個(gè)滾動(dòng)體，截面都不可能是絕對(duì)的圓形，各個(gè)滾動(dòng)體的直徑不可能絕對(duì)相同，滾道也會(huì)有一定的波紋。 軸承預(yù)緊力 軸承應(yīng)適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，適當(dāng)?shù)念A(yù)緊有助于提高軸承的工作能力存在間隙的軸承在載荷的作用下，只有對(duì)著受力方向的幾個(gè)滾動(dòng)體才承受載荷。 這種組配方式能承受徑向載荷但只能承受單向的軸向載荷。5）啟動(dòng)摩擦力矩小，可以降低滾珠絲杠副的驅(qū)動(dòng)功率，提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度。 接觸角的推力角接觸球軸承就是較好的與滾珠絲杠配套的專用軸承，它的特點(diǎn)是：1）接觸角大，保持架用增強(qiáng)尼龍注塑成型，壁薄，可容納較多的鋼球，因此軸向承載能力大、剛度好。而在國(guó)內(nèi)各類軸承中應(yīng)用得最多的是 60186。進(jìn)給系統(tǒng)要求運(yùn)動(dòng)靈活，對(duì)微小的位移（絲杠微小的轉(zhuǎn)角）要響應(yīng)靈敏。不同的一面是絲杠軸承所承受的載荷主要是軸向的。為了提高絲杠的拉壓剛度，可以兩端固定。表 3—2 臨界載荷系數(shù)(N)??而 (N)，遠(yuǎn)小于此值。m)??查文獻(xiàn)[20]可知 1 級(jí)精度滾珠絲杠的允差為 6181。m額定動(dòng)載荷為 大于計(jì)算結(jié)果 ，預(yù)緊力為額定動(dòng)負(fù)荷的10﹪，則 KN，只要軸向外載荷不超過 的三倍，???pF就不必對(duì)預(yù)緊力提出額外要求 [8]，今最大外載荷為 ，小于此值，故不必對(duì)預(yù)緊力提出額外的要求。表 3—1 臨界轉(zhuǎn)速系數(shù) f （3—2）124()0aspLFdm??N； =,將 、 值代入式（3—2）中，得10aFw?Lf=(mm)，故取 ≥11mm。無(wú)沖擊時(shí)取 1～；一般情況取 ～；有wf沖擊振動(dòng)時(shí)取 ～；絲杠的最大載荷為最大進(jìn)給力加摩擦力；最小載荷即摩擦力。 一般機(jī)床可取 =10000h、數(shù)控機(jī)床可取hhh=15000h。滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)其額定動(dòng)載荷選用。滾珠絲杠的長(zhǎng)度是受到精度的限制的 [20]。精度主要采用 1 級(jí)或 2 級(jí)。 滾珠絲杠副的軸向間隙消除和預(yù)加載荷 滾珠絲杠螺母副的軸向間隙消除主要有以下幾種：1）墊片消隙式 2）螺紋消隙式 3）齒差消隙式三種。其缺點(diǎn)是滾道接縫處很難做得平滑，影響滾珠滾動(dòng)的平穩(wěn)性，甚至發(fā)生卡珠現(xiàn)象，噪聲也較大。 特別是垂直安裝的絲杠，由于自身質(zhì)量的慣性力的作用，下降時(shí)當(dāng)傳動(dòng)切斷后，不能立即停止運(yùn)動(dòng)，故常需要添加制動(dòng)裝置。，無(wú)爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高 滾珠絲杠副基本是滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力小， 摩擦阻力的大小幾乎與運(yùn)動(dòng)速度完全無(wú)關(guān)。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠在滾道內(nèi)部既自轉(zhuǎn)有沿滾道循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。選取每轉(zhuǎn) 5000 脈沖的編碼器。要求定位精度為 ，絲杠ax2d的“任意 300mm 行程內(nèi)的行程變動(dòng)量 ”取為定位精度的 1/3～1/2，即30v～。工作臺(tái)要求的最高速度 10m/min。反饋信號(hào)發(fā)生器 5 發(fā)出反饋信號(hào)并送至伺服系統(tǒng)與數(shù)控裝置發(fā)來(lái)的指令相比較，檢查指令是否被正確的執(zhí)行。此外，進(jìn)給伺服水平以及 PC 功能也是衡量數(shù)控檔次的標(biāo)準(zhǔn)。高檔的還有三維動(dòng)態(tài)圖形顯示。m，11 / 75進(jìn)給速度為 15m/min~24m/min 為中檔；分辨率為 ，進(jìn)給速度為15m/min~100m/min 為高檔。半閉環(huán)系統(tǒng)的控制精度介于開環(huán)與閉環(huán)之間。所以，閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床主要用于一些精度要求高和速度高的精密大型數(shù)控機(jī)床，如鏜銑床、超精車床、超精磨床等。 這類機(jī)床數(shù)控裝置中插補(bǔ)器發(fā)出的指令信號(hào)與工作臺(tái)末端測(cè)得的實(shí)際位置反饋信號(hào)進(jìn)行比較。10 / 75 按伺服系統(tǒng)的類型分類根據(jù)有無(wú)檢測(cè)反饋元件及其檢測(cè)裝置，機(jī)床的伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)伺服、閉環(huán)伺服和半閉環(huán)伺服。 輪廓控制又稱為連續(xù)軌跡控制。 直線切削控制又稱平行切控制。加工中心是帶有自動(dòng)換刀裝置，在一次裝卡后可以進(jìn)行多種工序加工的數(shù)控機(jī)床。圖 2—1 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床主機(jī)的結(jié)構(gòu)有下面幾個(gè)特點(diǎn)：1）由于采用了高性能的主軸及進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，簡(jiǎn)化了數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)鏈較短；2）數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動(dòng)態(tài)特性，動(dòng)態(tài)剛度、阻尼精度、耐磨性以及抗熱變形性能，適應(yīng)連續(xù)自動(dòng)化加工；3）較多地采用高效傳動(dòng)件，如滾珠絲杠副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等。滾珠絲杠的支承采用兩端固定，可使絲杠具有最大的剛度。7 / 751 上工作臺(tái) 2頭架 3工件 4尾架圖 3—1 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)理MK1332 數(shù)控外圓磨床主要用于圓柱類零件、圓錐面和凸輪軸頸的磨削。而上工作臺(tái)還應(yīng)能夠進(jìn)行回轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)磨錐的需要。因此，行程不太長(zhǎng)的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)常用滾珠絲杠螺母副 [2]。如采用開環(huán)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制、機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作比較穩(wěn)定、調(diào)試方便，但精度不高；如采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制，可獲得穩(wěn)定的控制特性，還可以獲得比較滿意的精度和速度。動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的功率、液壓缸的牽引力、液壓馬達(dá)或步進(jìn)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。機(jī)床的尺寸參數(shù)是指機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)，通常包括以下尺寸。如果缺少完善的售后服務(wù)，往往不能及時(shí)排除設(shè)備故障，將會(huì)在一定程度上影響機(jī)床的利用率，這些因素都會(huì)增加綜合生產(chǎn)費(fèi)用。數(shù)控機(jī)床節(jié)省了大量的工藝裝備費(fèi)用，使綜合費(fèi)用下降。數(shù)控機(jī)床設(shè)備費(fèi)用高昂，與大批量生產(chǎn)采用的專用機(jī)床相比其效率還不夠高。數(shù)控機(jī)床在應(yīng)用中也有不利的一面，如提高了起始階段的投資，對(duì)設(shè)備維護(hù)的要求高，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求高等。使用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，分?jǐn)傇诿總€(gè)零件上的設(shè)備費(fèi)用是較昂貴的。數(shù)控機(jī)床能有效的減少這兩部分時(shí)間，因而加工生產(chǎn)率比一般機(jī)床高的多。3 / 75 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)利用數(shù)控機(jī)床加工改型零件，只需要重新編制程序就能實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工。數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透與發(fā)展，為適應(yīng)制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、自動(dòng)化發(fā)展需要，智能化正成為數(shù)控機(jī)床及發(fā)展的熱點(diǎn)，它不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程，還貫穿在產(chǎn)品的售后服務(wù)和維修中。提高生產(chǎn)率是數(shù)控機(jī)床追求的基本目標(biāo)之一。目前，在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中，我國(guó)和先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家之間還存在著不小的差距，但這種差距正在縮小。后來(lái)，又經(jīng)過改進(jìn)并開展自動(dòng)編程技術(shù)的研究，數(shù)控機(jī)床于 1955 年進(jìn)入實(shí)用階段，這對(duì)于加工復(fù)雜曲面的發(fā)展起了重要作用 [3]。1 / 75 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)控機(jī)床是在機(jī)械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。數(shù)控機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的，它為單件、小批生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。汽車、拖拉機(jī)與家用電器等行業(yè)的產(chǎn)品零件，為了解決高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的問題，多采用專用的工藝裝備、專用自動(dòng)化機(jī)床或?qū)Ｓ玫淖詣?dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)化車間進(jìn)行生產(chǎn)。關(guān)鍵詞 數(shù)控磨床 工作臺(tái) 滾珠絲杠 貼塑導(dǎo)軌I / 75AbstractAlong with the rapid development of the manufacturing sector, the traditional processing equipment has been unable to undertake the processing precision, plex parts of the surface, NC Machine good precision and CNC machining systems can meet this requirement. Abroad CNC machine tools more expensive than domestic prices high 50% ~ 60%. bine market research and graduate of the actual design, structural design workstations Grinder. CNC Grinder against the crawling stage, flutter, feed rigid lowball screw, determine the use of ball screw driven workstations, ball screw and motor uses synchronous belt link Guide laminating workstations, thereby improving the lubrication conditions, but also play a role in damping, MK1332 CNC Cylindrical Grinder crawl, flutter phenomenon to be an effective solution to improve the quality of the parts processing。針對(duì)數(shù)控磨床工作臺(tái)存在的爬行、顫振現(xiàn)象，進(jìn)給滾珠絲杠剛性低問題，確定了采用滾珠絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)，滾珠絲杠和電動(dòng)機(jī)之間采用同步齒形帶聯(lián)接，工作臺(tái)導(dǎo)軌貼塑，從而改善了潤(rùn)滑條件，同時(shí)也起到減振作用，MK1332 數(shù)控外圓磨床的爬行、顫振現(xiàn)象得到有效解決，提高了零件加工質(zhì)量；絲杠采用兩端固定支承，滾動(dòng)軸承背靠背組配，剛性可提高一倍。而國(guó)外的數(shù)控機(jī)床比較昂貴，其價(jià)格要比國(guó)內(nèi)高 50%~60%，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)研和畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)際，進(jìn)行磨床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本機(jī)床對(duì)提高加工質(zhì)量和效率、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期有積極的意義。傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難于適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高效高質(zhì)量加