【文章內(nèi)容簡介】 ???? 3610 10hL 15000h 所以該軸承的選用也是合格的。 導(dǎo)軌的選擇 銑床上的直線運動部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等支承件上的導(dǎo) 軌進行運動的，導(dǎo)軌的作用概括地說是對運動部件起導(dǎo)向和支承作用。在導(dǎo)軌副摘 要 XVII （如工作臺和床身導(dǎo)軌）中，運動的另一方（如工作臺導(dǎo)軌）叫作動導(dǎo)軌，不動的另一方（如床身導(dǎo)軌）叫做支承導(dǎo)軌。 按摩擦性質(zhì)分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。在滑動導(dǎo)軌中有靜壓導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和普通滑動導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的原理和靜壓滑動軸承相同，該導(dǎo)軌多用于進給運動導(dǎo)軌。動壓倒軌，當(dāng)導(dǎo)軌面間的相對滑動速度達(dá)到一定值后，液體的動壓效應(yīng)是導(dǎo)軌的油腔處出現(xiàn)壓力油楔，把兩導(dǎo)軌面分開，從而形成以液體摩擦，這種導(dǎo)軌只能用于高速的場合，故僅用作主運動導(dǎo)軌，例如立式銑床導(dǎo)軌。 普通滑動導(dǎo)軌的摩擦狀態(tài)有的為混合摩擦。 按受力狀態(tài)可分為開式導(dǎo)軌和閉式導(dǎo)軌。在部件自重和外載作用下，導(dǎo)軌面在導(dǎo)軌全長上可以始終貼合的稱為開式導(dǎo)軌，如龍門銑床的工作臺和床身導(dǎo)軌。部件的自重不能使主導(dǎo)軌面始終貼合，就必須增加壓板，形成輔助導(dǎo)軌面，稱為閉式導(dǎo)軌。 （一）導(dǎo)軌選擇考慮的因素： （ 1） 導(dǎo)向精度 導(dǎo)軌在空載下運動和在切削條件下運動時，都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度。保證軸承運動的準(zhǔn)確性，是保證導(dǎo)軌工作質(zhì)量的前提。 （ 2） 幾何精度 直線運動導(dǎo)軌的幾何精度一般包括：導(dǎo)軌在豎直平面內(nèi)的直線度（簡稱 A項精度）；導(dǎo)軌在水 平平面內(nèi)的直線度（簡稱 B 項精度）；兩導(dǎo)軌面間的平行度，也叫作扭曲（簡稱 C 項精度）。在 A、 B 兩項精度中，都規(guī)定了導(dǎo)軌在每米長度上和導(dǎo)軌全長上，兩導(dǎo)軌面間在橫向每米長度上的扭曲值 ? 。 （ 3） 接觸精度 磨削和刮研的導(dǎo)軌表面，接觸精度按 2278JB 的規(guī)定，采用著色法進行檢查。用接觸面所占的百分比或 22525 mm? 面積內(nèi)接觸點數(shù)衡量。 （ 4）精度保持性 摘 要 XVIII 影響精度保持性的主要因素是磨損。提高耐磨性以保持精度，是提 高機床質(zhì)量的主要內(nèi)容之一，也是科學(xué)研究的一大課題。常見的磨損形式有磨料（硬粒）磨損、粘著磨損（或咬焊）和接觸疲勞。磨料磨損經(jīng)常發(fā)生在邊界摩擦和混合摩擦狀態(tài)。磨粒夾在導(dǎo)軌面間隨之相對運動，形成對導(dǎo)軌面的切削，使導(dǎo)軌面產(chǎn)生劃傷。磨料的硬度越高，相對滑動速度越大，壓強越大，對摩擦副的危害也越大。磨料磨損很難避免，是導(dǎo)軌防護的重點。粘著磨損也稱為分子 —— 機械磨損。當(dāng)兩個摩擦表面相互接觸時，在高壓強下材料產(chǎn)生塑性變形，相對運動時的摩擦，又使表面層的氧化膜破壞，在新暴露出來的金屬表面之間，就會產(chǎn)生分子間的相互吸引和滲透 ，使接觸點粘結(jié)而發(fā)生咬焊。接觸面的相對運動又要將咬焊點拉開，就造成撕裂性破壞。咬焊是不允許發(fā)生的。接觸疲勞發(fā)生在滾動摩擦副中，也是無法避免的。 （ 5）低速運動平穩(wěn)性 當(dāng)導(dǎo)軌作低速運動或微量位移時，應(yīng)保證導(dǎo)軌運動的平穩(wěn)性，即不出現(xiàn)滑移現(xiàn)象。低速運動平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料和潤滑，與動、靜摩擦系數(shù)的差值，與傳動導(dǎo)軌運動的傳動鏈的剛度有關(guān)。 （ 6）結(jié)構(gòu)簡單平穩(wěn)性好 大多數(shù)機床的導(dǎo)軌都要淬硬，因此導(dǎo)軌的精加工，不能淬硬。設(shè)計時要注意使導(dǎo)軌的制造和維修方便，刮研量少。如果采用鑲裝導(dǎo)軌，則應(yīng)盡量做到更換容易。 （二）導(dǎo) 軌的潤滑 （ 1）潤滑的目的、要求及方法 潤滑的目的是為了降低摩擦力、減少磨損、降低溫度和防止生銹。潤滑要求供給導(dǎo)軌清潔的潤滑油。油量可以調(diào)節(jié)。盡量采取自動和強制潤滑。潤滑元件要可靠。要有安全裝。例如靜壓導(dǎo)軌在未形成油膜之前不能開車和潤滑不正常有報警信號等。 導(dǎo)軌的潤滑方式有很多?？梢匀斯ざㄆ谙?qū)к壝鏉灿?。此法簡單易行，但不能?jīng)常保證足夠的潤滑。也可在運動部件上裝油杯，使油沿油孔流或滴向?qū)д? 要 XIX 軌面，也可在運動導(dǎo)軌面上裝潤滑電磁泵?；蚴謩訚櫥捅茫〞r拉動幾下供油。 為使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌面上較均勻的分布，保證潤滑效果， 需在導(dǎo)軌面上開出油溝。 （ 2）潤滑油的選擇 導(dǎo)軌常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂，滑動導(dǎo)軌用潤滑油，滾動導(dǎo)軌兩者都可用。 導(dǎo)軌潤滑油的粘度可根據(jù)導(dǎo)軌的工作條件和潤滑方式選擇。高速低載荷可用粘度較低的潤滑油，反之，則用粘度較高的潤滑油。低載荷，高、中速的中、小型機床進給導(dǎo)軌，可用 32N 導(dǎo)軌油；中載荷的中低速導(dǎo)軌，可采用 46N 導(dǎo)軌油；重型機床的低速導(dǎo)軌，可用 46N 或 100N 導(dǎo)軌油。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是用來聯(lián)接兩進給機構(gòu)的兩根軸使之一起回轉(zhuǎn)傳遞扭矩和運動的一種裝置。目前聯(lián)軸器的類型繁多，有液力式、電磁式和機械式。機械式聯(lián)軸器的應(yīng)用最為廣泛。 套筒聯(lián)軸器構(gòu)造簡單，徑向尺寸小，但裝卸困難（軸需作軸向移動）。且要求兩軸嚴(yán)格對中，不允許有徑向或角度偏差，因此使用時受到一定限制。 繞行聯(lián)軸器采用錐形夾緊環(huán)傳遞載荷，可使動力傳遞沒有方向間隙。 凸緣式聯(lián)軸器構(gòu)造簡單、成本的、可傳遞較大扭矩，常用于轉(zhuǎn)速低、五種及、軸的剛性大及對中性好的場合。他的主要缺點是對兩軸 的對中性要求很高。若兩軸間存在位移與傾斜，救在機件內(nèi)引起附加載荷，使工作狀況惡化。 由此，在進行數(shù)控銑床的設(shè)計時，具體選用何種聯(lián)軸器應(yīng)根據(jù)上述幾種類型各自的優(yōu)缺點予以全面考慮。 摘 要 XX 傳動裝置的選擇 傳動裝置種類繁多，一般選用閉式標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動。齒輪傳動的適用范圍很廣，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬千瓦，圓周速度可達(dá) 150m/s(最高可達(dá) 300m/s)。和其他機械傳動比較，齒輪傳動的主要優(yōu)點是工作可靠，使用壽命長；瞬時傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。 第四章 實驗型數(shù)控銑床機械部 分設(shè)計 由于所設(shè)計的實驗型數(shù)控銑床不同于一般實用加工型數(shù)控銑床，它主要用來教學(xué)實驗，加工材料主要是石蠟或塑料，機床設(shè)計手冊中沒有針對此種材料列出銑削力的計算公式，即使套用軟的材料來估算銑削力，也難免引起大的誤差，因此，不能完全按照前一章的設(shè)計計算方法來進行設(shè)計，必須綜合考慮，下面就來介紹實驗型數(shù)控銑床的主要設(shè)計過程。 步進電機的選擇 銑削力由刀具的材料、銑削工件的材料、切削用量等很多因素決定。對于本次銑床的設(shè)計，有特殊性，可采用三相異步電動機的電機功率和主軸上傳動的功率反估算出工作臺進給時的銑削力。 這里可以根據(jù)經(jīng)驗選用型號為56242?AO 三相異步電動機即可滿足實驗型數(shù)控銑床主軸驅(qū)動的要求，其功率為90W， min/1400 rn ? ， %58?? 。 該銑床的主傳動和進給傳動均用電機驅(qū)動，進給傳動的功率較小，可在主傳動功率上乘以一個系數(shù) k ，有機床設(shè)計手冊查的銑床 k =。 主傳動功率 P 包括銑削功率 mP ，空載功率 moP ，附加功率 mcP 三部分，即：P = mP + moP + mcP ，空載功率 moP 是當(dāng)機床無切削負(fù)載時主傳動系統(tǒng)所消耗的功率，對于一般輕載高速的中、小型機床，可達(dá)總功率的 %50 ，現(xiàn)取 moP =，附加功率 mcP 是指有了切削載荷后所增加的傳動件的摩擦功率，它直接與載荷大小有關(guān)，可以用下面的式子計算： mcP = mP)1( ?? ， 摘 要 XXI 故總功率為： P= mP + P+ mP)1( ?? ， mP =(2－ ? )， 在進給 傳動中銑削功率 )2/( ???? PkP ct ????? )( ??? 切削時主軸上的扭矩為：nPM ctn 974000? 現(xiàn)用 min/200rn? 代入得 00 3???nM = cmN? 設(shè)銑刀的最大直徑為 8mm，銑削力 NFc 1 ?? 銑削加工時銑削進給抗力 sF 與銑削力 cF 之間的比值由機床設(shè)計手冊查得sF / cF =~，取 sF / cF =，則 sF =。 垂直分力 zF 與 cF 的比值為 ~，取 zF / cF =，則 zF =。 （ 1） 脈沖當(dāng)量、步距角和絲杠導(dǎo)程的選擇 脈沖當(dāng)量 p? 、步距角 b? 、絲杠導(dǎo)程 oL 和降速比 i 之間的關(guān)系為： iLobp 360?? ? 其中 stepmmp /?? ， stepb / ??? ； 又由于無減速裝置，所以 i 取 1，可得 oL =4 mm。 （ 2） 步進電機轉(zhuǎn)軸上啟動力矩的計算 ? ? )2/()(36 ????? bzspq FGFT ??? 式中： p? — 脈沖當(dāng)量； sF — 銑削進給 抗力 （ N）； zF — 垂直 分 力 （ N） ； G— 移動部件的總重量 G=250N； ?— 摩擦系數(shù) 設(shè) ? =； 則 qT =36 [+（ 250+） ]/(2? ) = cmN? 摘 要 XXII 由手冊可知： qT / jmT =， 步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩 jmT = qT /=? （ 3） 確定步進電機最高工作頻率 pVf ?/1 0 00 m a xm a x ? ，假定 maxV =maxf =1000 （ 4）選擇步進電機 根據(jù)以上參數(shù)，初選混合式步進電機。 57BYG250E 采用兩相四拍的通電方式。相數(shù) :2；步距角 ?? ；電流 3A；靜力矩 110 cmN? ；轉(zhuǎn)動慣量 : 330 2gcm 。 滾珠絲杠的選擇 （ 1）進給率引力 mF 的估算 作用在滾珠絲杠上的進給率引力主要包括 切削時的走刀抗力以及移動件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力。因而其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的型式有關(guān)。 本次實驗型數(shù)控銑床采用圓柱形導(dǎo)軌，其相應(yīng)的 mF 計算公式為： zzm dMfFfF 2)( ??? 式中 xF 、 yF 、 zF — 切削分力； M — 主軸上的扭矩； zd — 主軸直徑； f — 軸套和軸架以及主軸的鍵上摩擦系數(shù)； 由經(jīng)驗取 zd =10 cm ?f ， 已知 zF = N 則 )( ???????mF N （ 2）最大動負(fù)載 C 的計算 摘 要 XXIII 選用滾珠絲杠副的直徑時，必須保證在一定的軸向負(fù)載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn) 100 萬轉(zhuǎn)后，在一定的滾道上不產(chǎn)生點蝕現(xiàn)象，這個軸向負(fù)載的最大值即稱為滾珠絲杠能承受的最大動負(fù)載 C ，可用下式計算： mwFfLC 3? 式中 L— 使用壽命 以 610 轉(zhuǎn)為一單位，61060nTL?； n — 絲杠轉(zhuǎn)速（ min/r ），用下式計算osL Vn 1000? ； sV — 最大銑削力條件下的進給速度（ min/m ），可取最高進給速度的1/2~1/3； oL — 絲杠導(dǎo)程，（ mm ）； wf — 運轉(zhuǎn)系數(shù)，見表 41： 表 41 運轉(zhuǎn)系數(shù) 運轉(zhuǎn)狀態(tài) 運轉(zhuǎn)系數(shù) 無沖擊運轉(zhuǎn) ~ 一般運轉(zhuǎn) ~ 有沖擊運轉(zhuǎn) ~ 因此 ????610 15000140060L1260h ； m i n/ 41400