【正文】 1625233531800~100011915131717291540331000~12513101814191934294639 確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號為FFZL25063P3/585400，其具體參數(shù)如下=25 mm ， =6 mm=11500N= N== mm 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算由于縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與橫向類似，故計(jì)算過程省略。表32 精度系數(shù)精度等級357101表33 可靠性系數(shù)可靠性/(%)9095969798991表33 載荷性質(zhì)系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊（很平穩(wěn)）輕微沖擊伴有沖擊或振動1~~~2已知數(shù)控機(jī)床的預(yù)期工作時間= 15 000 h，滾珠絲杠的當(dāng)量載荷== N，查表34質(zhì)系數(shù)得，載荷性質(zhì)系數(shù)=；查表32精度系數(shù)數(shù)，有文獻(xiàn)[21617]查表2622精度選擇初步選擇滾珠絲杠的精度等級為3級精度，取精度系數(shù)=1；查表33系數(shù)得，可靠系數(shù)=1。 以知主切削力的垂向切削分力== N，橫向切削分力==,移動部件的全部重量(包括機(jī)床夾具和工件的重量)=㎏(所受重力=600N)，查表31鑲條緊固力=800N，取導(dǎo)軌動摩擦系數(shù)=，則 = (600＋800＋＋)= 表31 鑲條緊固力推薦值 （單位：N）導(dǎo)軌形式主電動機(jī)功率/kW1115貼塑滑動導(dǎo)軌5008001500200025003000滾動直線導(dǎo)軌254075100125150 在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算1. 坐標(biāo)軸導(dǎo)軌水平時，有= N (33) 2. 坐標(biāo)軸導(dǎo)軌垂直時，有= N (34) 坐標(biāo)軸導(dǎo)軌水平時，計(jì)算在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力和，由式(33)得==(600＋800)=210N==(600＋800)=280N 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 最大軸向負(fù)載力的計(jì)算滾珠絲杠螺母副的最大軸向負(fù)載力發(fā)生在機(jī)床電動機(jī)滿功率運(yùn)行的切削狀態(tài)時。在傳動系統(tǒng)擬定好以后，驗(yàn)算各主要傳動件的最大圓周速度應(yīng)不超過允許值[18]。這種聯(lián)軸器的工作原理是：聯(lián)軸節(jié)的左半部裝在電機(jī)軸上，當(dāng)擰緊螺釘2時，件3和件5相互靠近，擠壓內(nèi)錐環(huán)17和外錐環(huán)4，使外錐環(huán)內(nèi)徑縮小，內(nèi)錐環(huán)外徑脹大，使件5與電機(jī)軸1形成無鍵聯(lián)接。保證橫向、縱向脈沖當(dāng)量之比恒定為1：2，以方便編程。不能簡單地認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通車床聯(lián)接在一起就達(dá)到了數(shù)控車床的要求，應(yīng)該對主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。 普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性我國現(xiàn)有機(jī)床320多萬臺[8]，這些機(jī)床技術(shù)狀況老化嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國30%左右設(shè)備在16年以上，其中近30%的役齡超過26年[9]，這些都說明目前我國還沒有走上主要依靠科技進(jìn)步對機(jī)床進(jìn)行改造的軌道。 國內(nèi)數(shù)控狀況分析目前我國數(shù)控金切機(jī)床市場上高、中、低檔機(jī)床消費(fèi)比重，在消費(fèi)量上約為5:50:45，在消費(fèi)額上約為15:70:15[5]。 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機(jī)床[3]。摘 要分析了數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備在裝備制造業(yè)的地位，對CM6132精密車床的進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給進(jìn)行數(shù)控化改造，進(jìn)行了數(shù)控化改造的總體方案設(shè)計(jì)。對現(xiàn)有老機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造費(fèi)用低廉，符合我國的國情，并可普遍提高我國數(shù)控人員的制造水平[2]。第五代數(shù)控：從1974年開始采用微型電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)(MNC)[4]。 最近，國外主要的系統(tǒng)開發(fā)商在6軸聯(lián)動控制系統(tǒng)的研究上已經(jīng)取得和很大進(jìn)展，在6軸聯(lián)動加工中心上可以使用非旋轉(zhuǎn)刀具加工任意形狀的三維曲面，且切深可以很薄，但加工效率太低一時尚難實(shí)用化[7]。普通車床在進(jìn)行數(shù)控化改造時，應(yīng)盡量達(dá)到具有高的靜動態(tài)剛度、運(yùn)動副之間的摩擦系數(shù)小、傳動無間隙、功率大、便于操作和維修等要求。應(yīng)用滾珠絲杠替換原車床的普通絲杠進(jìn)行改造時的注意事項(xiàng)如下： [14]。圖21 撓性聯(lián)軸器圖21是現(xiàn)在廣泛采用的直接聯(lián)接電機(jī)軸和絲杠撓性聯(lián)軸節(jié)[16]。還應(yīng)該和先進(jìn)的同類機(jī)床比較，因?yàn)檫^大的轉(zhuǎn)速范圍不僅不能充分發(fā)揮其性能，而且還可能使結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)。 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 在切削狀態(tài)下坐標(biāo)導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算N (32)式中 ——主切削力的垂向切削分力(N)； ——橫向切削分力(N)；——坐標(biāo)軸上移動部件的全部重量（包括機(jī)床夾具和工件的重量，(N)；——摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形式不同而不同，對于貼塑導(dǎo)軌， =；對于滾動直線導(dǎo)軌， =；——鑲條緊固力(N)。 滾珠絲杠的動載荷計(jì)算與直徑估算 估算滾珠絲杠預(yù)期的額定動載荷根據(jù)滾珠絲杠螺母副的預(yù)期工作時間（h）計(jì)算 = N (310) 式中 ——滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速(r/min)； ——數(shù)控機(jī)床的預(yù)期工作時間(h)； ——滾珠絲杠的當(dāng)量載荷(N)； ——載荷性質(zhì)系數(shù)； ——精度系數(shù)； ——可靠系數(shù)，一般情況下取= 1。滾珠絲杠螺母副的安裝方式擬采用一端固定、一端游動支承方式，滾珠絲杠螺母副的兩個固定支承之間的距離為：=行程+安全行程+余程+螺母長度+支承長度≈（～）行程+（25～30） 取=+30= 160＋306=404 mm== 初步確定滾珠絲杠螺母副的精度等級本進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用開環(huán)控制系統(tǒng)，應(yīng)滿足下列要求==取滾珠絲杠螺母副的精度等級3級，查表35得=12，當(dāng)螺紋長度為400mm時，=13，=12=25=25故滿足設(shè)計(jì)要求。臨界轉(zhuǎn)速按以下公式計(jì)算：=r/min (314)式中 ——臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算長度(mm)； ——滾珠絲杠彈性模量(MPa),一般取=105 MPa； ——滾珠絲杠密度(g/mm3),一般取= N/mm3； ——滾珠絲杠的最小慣性矩(mm4),一般取=； ——重力加速度(mm/s2), = 103 mm/s2； ——滾珠絲杠的最小截面積(mm2)，一般取=； ——安全系數(shù)，取=； ——與支承方式有關(guān)的系數(shù)。m/rad第4章 驅(qū)動電動機(jī)的選型與計(jì)算 計(jì)算折算到電動機(jī)軸上的負(fù)載慣量 單個回轉(zhuǎn)體零件的轉(zhuǎn)動慣量的計(jì)算=㎏已知在切削狀態(tài)下的軸向負(fù)載力==，絲杠每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件軸向移動的距離=6mm=，進(jìn)給傳動系統(tǒng)的總效率=，則由式(43)得=== 折算到電動機(jī)軸上的摩擦負(fù)載力矩的計(jì)算 = Nm (47)空載時（快進(jìn)力矩），由公式(46)得=== Ncm2；對開環(huán)系統(tǒng)，一般取加速時間= s。 確定最大靜轉(zhuǎn)矩由表系統(tǒng)空載啟動力矩與所需的步進(jìn)電機(jī)的最大靜力矩的關(guān)系給出的機(jī)械傳動系統(tǒng)空載啟動力矩與所需的步進(jìn)電機(jī)的最大靜力矩的關(guān)系可得 = === N第5章 機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)分析 計(jì)算絲杠—工作臺縱向振動系統(tǒng)最低固有頻率滾珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度==144106 N/m，機(jī)床執(zhí)行部件的質(zhì)量和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量分別為、滾珠絲杠螺母副和機(jī)床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量為=，已知=，則========1448rad/s 計(jì)算扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的最低固有頻率折算到滾珠絲杠軸上的系統(tǒng)總當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量為===37 kg 計(jì)算滾珠絲杠因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的誤差 扭矩引起的滾珠絲杠螺母副的變形量的計(jì)算== （176。隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。步進(jìn)電機(jī)安裝在中拖板的后側(cè)。2001,616.10 [M].北京：高等教育出版社[M].2007,1132.11 鄭文緯,吳克堅(jiān)主編..機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社,2006,819.12 劉品，[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009,1421.13 孫恒，[M].北京：高等教育出版社，2009,927..14 2010基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2010,716.15 ABELE E,ALTNTAS Y,BRECHER tool spindle units[J].CIRP Annals:Manufacturing Technology,2010,59(2):781802.16 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005,917.17 [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1980,11432.18 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998,724.19 李洪. 實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊[M]. 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1999,943.20 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007,117135.21 羅素君,[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006,615.22 [M].北京：高等教育出版社,2006,438.23 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1995,523.