【正文】 用軸承組合。 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。 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： 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。 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)。 最大與最小機(jī)械傳動(dòng)剛度： 25m a x 0 . 0 3 1 5 2 . 1 1 0 1 6 3 5 . 7 /4 0 . 1s AEK N mL ? ?? ? ?? ? ?? 25m i n 0 .0 3 0 5 2 .1 1 0 1 0 2 .5 /4 0 .3s 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0. 02 4 / 30 0mm mm，所以， 24 1 / 5 m??? ? ?，可以滿足由于傳動(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。 數(shù)控車床工作時(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?；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)。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]。 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。 圖 。鑲條應(yīng)放在導(dǎo)軌受力較小的一側(cè)。通過生產(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。正偏刀為 1號(hào)刀， 2號(hào)割槽刀（寬 4mm）， 60176。 7） 換螺紋刀車雙 線螺紋。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，高品質(zhì)，高可靠性，高性價(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。 在三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在導(dǎo)師鄧朝暉教授的嚴(yán)格要求及悉心指導(dǎo)下，按時(shí)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，并在此過程中鞏固了本專業(yè)的知識(shí)，分析解決問題的能力也 得到了進(jìn)一步的提高。最后完成了典型零件的數(shù)控程序編制，對(duì)程序的代碼加深了印象，并對(duì)現(xiàn)代數(shù)控編程增進(jìn)了了解。 5） 精車外形輪廓至尺寸。 圖 數(shù)控系統(tǒng)連線圖 7 數(shù)控編程 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 編制如圖 ，材料為 45鋼，棒料 直徑為 40mm[16]。 其控制器： 具有免維護(hù)性能的 SINUMERIK 802D，其核心部件 PCU（面板控制單元）將 CNC、 PLC、人機(jī)界面和通訊等功能集成于一體。所以，雙矩形導(dǎo)軌窄式組合比寬式用得更多一些。再將矩形整體傾斜 45176。在動(dòng)導(dǎo)軌上鑲裝塑料具有摩擦系數(shù)低 、耐磨性高、抗撕傷能力強(qiáng)、低速時(shí)不易爬行、加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好、工藝簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在各類機(jī)床上都有應(yīng)用，特別是用在精密、數(shù)控和重型機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌上。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 床身與導(dǎo)軌為一體，床身材料的選擇應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇。這樣，機(jī)床在工作中，排屑性能和散熱性能要好，可以 減少床身在工作中吸收由于切削產(chǎn)生的熱量，從而減少床身的熱變形，使機(jī)床更好地保持加工精度。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著數(shù)控車床的制造成本；影響著車床各部件之間的相對(duì)位置精度和車床在工作中各運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響著工件的加工質(zhì)量；還影響著車床所用刀具的耐用度，同時(shí)也影響著機(jī)床的工作效率和壽命等。 由文獻(xiàn) [7， 8]得： 平移物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 2 4 22 0 0 0 0 . 0 1( ) 5 . 2 1 09 . 8 1 2J k g m? ? ?? ? ? 絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 2 2 21 1 1()8 8 4s s s s sJ m d d d L??? ? ? ? 34421 10 324 10 k g m?? ? ? ? ? ??? 10zJ kg m??? 415934 44 27 .1 / 42 29 7 / m i n4( 5. 2 1. 6 ) 103T rad s r? ?? ? ?? ? ? 顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率遠(yuǎn)大于 1500r/min，可以滿足要求。 已知：軸承的接觸剛度 108 0 /BK N m?? ，絲杠螺母的接觸剛度 716 .7 /CK N m?? ，絲杠的最小拉壓剛度 m in 545 .2 /sK N m?? （見后面計(jì)算）。 臨界壓縮負(fù)荷按下式計(jì)算： 211 m a x20cr f E IF K F NL??? () 式中 E—— 材料的彈性模量 E 鋼 = 1011(N/m2)； L0—— 最大受壓長(zhǎng)度 (m)； K1—— 安全系數(shù) ，取 K1=1/3； Fmax—— 最大軸向工作負(fù)荷 (N)； f1—— 絲杠支承方式系數(shù)； (支承方式為雙推 —— 雙推時(shí)，見下圖， f1=4，f2=) I—— 絲杠最小截面慣性矩 (m4)： 4420( 1 .2 )6 4 6 4 wI d d d??? ? ? ? () 式中 d0—— 絲杠公稱直徑 (mm)； dw—— 滾珠直徑 (mm)。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 3. 起動(dòng)力矩小。兩邊軸承分別為φ 20mm和φ 25mm。） ft—— 溫度系數(shù)；（查表：） fh—— 硬度系數(shù)；（查表：滾道實(shí)際硬度≥ HRC58時(shí)， fh=1。 PZk? = 0． 90 1． 0 1． 1 1． 2 1． 3 后刀面磨損限度 h= 0． 9 hPZk = 切削功率是切削時(shí)在切削區(qū)內(nèi)消耗的功率。 60176。 PZX 、 PZY —— 指數(shù)。采用螺旋傳動(dòng)，計(jì)算滾珠絲杠副尺寸規(guī)格，接著進(jìn)行絲杠的校核并進(jìn)行精度等驗(yàn)算，根據(jù)計(jì)算的扭矩選擇伺服電機(jī)。選擇合適的算法，根據(jù)計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，得出相關(guān)的結(jié)構(gòu)或零件。 4） 電機(jī)應(yīng)能隨頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。要使它成為一個(gè)既能使各部件互相配合協(xié)調(diào)工作，又能滿足相當(dāng)高的技術(shù)性能指標(biāo)的控制系統(tǒng)，的確是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。 數(shù)控機(jī)床集中了傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)床、精密機(jī)床和萬(wàn)能機(jī)床三者的優(yōu)點(diǎn)，將高效率、高精度和高柔性集中于一體。 2. 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，它的功能是接受載體送來(lái)的加工信息，經(jīng)計(jì)算和處理后去控制機(jī)床的動(dòng)作。為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展的需 要，數(shù)控系統(tǒng)正朝著高精度、高速度、高可靠性、多功能、智能化及開放性等方向發(fā)展。同時(shí)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品已能國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，自我配套率超過 60%。歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品進(jìn)程， 1990 年日本機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá) 75％，美國(guó)達(dá) 70． 1％，德國(guó)達(dá) 57％ 。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 1 緒論 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史及國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 1949年美國(guó)帕森公司首先提出了機(jī)床數(shù)字控制的概念。 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 。 在設(shè)計(jì)中，先通過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 hP ZPZk 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 21