【正文】 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，高品質(zhì)，高可靠性，高性?xún)r(jià)比的 CNC系統(tǒng)具有豐富的功能，為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了充足的物質(zhì)技術(shù)條件。 7） 換螺紋刀車(chē)雙線螺紋。正偏刀為 1 號(hào)刀， 2號(hào)割槽刀（寬 4mm）， 60176。通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUS 將驅(qū)動(dòng)器、輸入輸出模塊連接起來(lái) ； 模塊化的驅(qū)動(dòng)裝置SIMODRIVE611Ue 配套 1FK6 系列伺服電機(jī)，為機(jī)床提供了全數(shù)字化的動(dòng)力。鑲條應(yīng)放在導(dǎo)軌受力較小的一側(cè)。 圖 為雙矩形導(dǎo)軌。 機(jī)床導(dǎo)軌 的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度、工作能力和使用壽命。床身材料采用機(jī)械性能優(yōu)良的HT250，其硬度、強(qiáng)度較高，耐磨性較好，具有很好的減震性 [13]?；谝陨咸攸c(diǎn)使得床身抵抗來(lái)自切削力在水 平和垂直面內(nèi)的分力所產(chǎn)生的彎曲變形能力，以及它們的合力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形能力顯著增強(qiáng)。 數(shù)控車(chē)床工作時(shí)，受切削力的作用，床身發(fā)生彎曲，其中，影響最大的是床身水平面內(nèi)的彎曲。 最大與最小機(jī)械傳動(dòng)剛度： 25m a x 10 /4 AEK N mL ? ?? ? ?? ? ?? 25m in 10 /4 AEK N mL ? ?? ? ?? ? ?? 最大和最小機(jī)械傳動(dòng)剛度： m a x m i n 11 2 4 0 . 6 5 /1 / 1 / 1 / 1 / 5 4 5 . 2 1 / 7 1 6 . 7 1 / 1 0 8 0o s C BK N mK K K ?? ? ?? ? ? ? m a x m a x 11 3 4 1 /1 / 1 / 1 / 1 / 1 6 3 5 . 7 1 / 7 1 6 . 7 1 / 1 0 8 0o s C BK N mK K K ?? ? ?? ? ? ? 由于機(jī)械傳動(dòng)裝置引起的定位誤差為 0 0 m in 0 m a x11()k FmKK???? () 111 4 5 6 . 6 ( ) 1 . 7 82 4 0 . 6 5 3 4 1k m??? ? ? ? 對(duì)于 3 級(jí)滾珠絲杠，其任意 300mm 導(dǎo)程公差為 12m?? ，機(jī)床定位精度 / 300mm mm，所以， 2 4 1 / 5 4 .8k m??? ? ?，可以滿(mǎn)足由于傳動(dòng)剛度變化所引起的定位誤差小于（ 1/3 1/5）機(jī)床定位精度的要求。 1 1 1 1 14 1 0 8 0 7 1 6 . 7 1 0 0 0 4 5 4 5 . 2eK ? ? ? ??? 324 /eK N m??? 絲杠系統(tǒng)軸向拉壓振動(dòng)的固有頻率： /eB K rad sm? ? () 式中 m—— 絲杠末端的運(yùn)動(dòng)部件與工件的質(zhì)量和 (N/μ m)； Ke—— 絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度 (N/μ m)。 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(jì)算長(zhǎng)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： 337 .8 5 1 0 /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(mǎn)足要求。 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。選用成對(duì)絲杠專(zhuān)用軸承組合。） fk—— 可靠性系數(shù)； (查表：可靠性為 90%時(shí)， fk =。 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 ()： 5 9 8 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(guò) 取 11Nk??切 削 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(jì)質(zhì)量： 150kg； 滑板的估計(jì)尺寸（長(zhǎng) ? 寬 ? 高）： 400mm? 200mm? 80mm； 材料選為 HT200。 90176。這說(shuō)明吃刀深度對(duì)切削力的影響要比走刀量對(duì)切削力的影響大。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)。最后，完成硬件連接設(shè)計(jì)，編制典型零件的車(chē)削程序，撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。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。 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(duì)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\(yùn)行；速度范圍寬；具有足夠的傳動(dòng)剛度和高的速度穩(wěn)定性；快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào)；高精度；低速大轉(zhuǎn)矩。 伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。硬件除計(jì)算機(jī)外，其外圍設(shè)備主要包括光電閱讀機(jī)、 CRT、鍵盤(pán)、面板、機(jī)床接口等。數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。 我國(guó)進(jìn)行改革開(kāi) 放后，由于政策的開(kāi) 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(guó)家進(jìn)行技術(shù)交流，并通過(guò)引進(jìn)技術(shù)，到 80 年代初，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)入實(shí)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％。 我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)狀況 目前，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開(kāi)發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，也是由封閉型向開(kāi)放型過(guò)渡的時(shí)期。 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。 數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)機(jī)械，是最典型的多品種、小批量、高科技含量的機(jī)電一體化產(chǎn)品。特別重要的是，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的可靠性已有很大提高， MPBF 值可以在15000h 以上。 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)性能日臻完善，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。高級(jí)的數(shù)控系統(tǒng)可能還包含一套自動(dòng)編程機(jī)或者 CAD/CAM 系統(tǒng)。 4. 機(jī)床 它是用于完成各種切削加工的機(jī)械部分，是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但也做了很多改進(jìn)和提高，它的主要特點(diǎn)是：由于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用了高性能的主軸及伺服傳動(dòng)系統(tǒng)，因此數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈較短；為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)地自動(dòng)化加工，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動(dòng)態(tài)剛度、阻尼精度及耐磨性，熱變形較??；更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾珠絲杠副、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等；不少數(shù)控機(jī)床 還采用了刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置以提高機(jī)床工作效率 [1]。它包含機(jī)械、電子、電機(jī) (早期產(chǎn)品還包含液壓 )等各種部件，并涉及到強(qiáng)電與弱電控制，是一個(gè)比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。電機(jī)應(yīng)具有耐受 4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保證電機(jī)可在 以?xún)?nèi)從靜止啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速。 在設(shè)計(jì)中，先通過(guò)參觀及查閱等了解有關(guān)系統(tǒng)的工作原理，作用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是連接數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床主體的重要部分，在設(shè)計(jì)中，在伺服方式上選擇最廣泛應(yīng)用的半閉環(huán)方式。 vPZ PZ PZ hPZPZk k k k k??料 —— 分別為工件材料、切削速度、主偏角、前角、刀具磨損限度對(duì) P的修正系數(shù)。 45176。 20176。 133 3m a x 1 1 m i n 2 21 1 2 21396m F n t F n tFNn t n t?????????? () 確定絲杠所受的最大動(dòng)載荷 圖 受力分析 1 / 360610F f T nm w h mCNa f f f ft h a k???? ???? () fw—— 負(fù)荷性質(zhì)系數(shù)；（查表：當(dāng)一般運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， fw 為 ，取 fw=。在本設(shè)計(jì)中采用雙螺母墊片預(yù)緊。對(duì)每種組合形式，生產(chǎn)廠家已作好了 能得到最佳預(yù)緊力的間隙，故用戶(hù)在裝配時(shí)不需要再調(diào)整，只要按廠家作出的裝置序列符號(hào)（＞）排列后，裝緊即可。所以設(shè)計(jì)中采用兩端固定的支承方式 [9]。 4) 絲杠本身的拉壓剛度： 對(duì)絲杠支承組合方式為兩端固定的方式： 61 0 /s A E lK N ma l a ??????????? () 式中 A—— 絲杠最小橫截面， 222 ()4A d mm??； E—— 材料的彈性模量， E=? 1011(N/m2)； l—— 兩支承間距 (m)； a—— 螺母至軸向固定處的距離 (m)。 m2)。