【文章內(nèi)容簡介】 第四章 銑削主軸系統(tǒng)設計 工作臺受力最大的情況是用盤狀銑刀加工零件，所使用的最大盤銑刀是YT15硬質(zhì)合金端銑刀，其直徑是100mm，齒數(shù)5個表41 YT15硬質(zhì)合金端銑刀銑削的銑削速度及功率T/min/z/mm/(mm/z) 銑削深度/mm35 9 12V/(m/min)/kwV/(m/min)/kwV/(m/min)/kwV/(m/min)/kw180100/560173150135119166144130114157135121108 加工中取刀具T=180 , /z=100/5，最大=，則由上表可知 =3mm時,V=135m/min，=（1）求圓周力Fc （41）（2）求各橫向縱向進給力Fx ,Fy ,Fz表42銑削時各切削力與圓周力比值銑削條件 比值對稱端銑 不對稱銑逆銑順銑端銑立銑、圓柱銑、盤銑和成型銑 切削條件：端銑 ，由上表可知 ① （42）② （43）③ （44）由計算結(jié)果可得知，在銑削過程中橫向進給力Fx=Fy=，縱向進給力Fz=選擇CyMill公司CS25135A電主軸，功率10kw，，具有自動換刀裝置，裝配HSKA63刀柄刀具。電主軸結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖 41 電主軸圖片 V帶傳動的選擇與計算在此車床主軸傳動機構(gòu)中，第一級用普通V帶傳動， ,轉(zhuǎn)速n1=1500r/min ,傳動比i= ，每天工作八小時（1）確定計算功率Pca由表87查的工作情況系數(shù)Ka= ，故 （45）（2）選擇V帶的帶型根據(jù)Pca ，n ,由圖811(機械設計第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室 編著)選用Y型（3）確定帶輪的基準直徑Dd1 并驗算帶速V①最開始選擇小帶輪的基準直徑Dd1 由表86和表88，選取小帶輪的基準直徑Dd1=40mm，② 驗算帶速V ，按式（46）驗算帶的速度 （46） 因為，故帶速合適③ 計算大帶輪的基準直徑，根據(jù)式（47）計算大帶輪的基準直徑Dd2Dd2=i*Dd1=*40=60mm （47）根據(jù)表88，圓整為Dd2=63mm（4）確定V帶的中心距a和基準長度ld①根據(jù)式（48），初定中心距110mm②由式（48）計算帶所需的基準長度 （48） 由表85初步選擇帶的基準長度ld=400mm③按式（49）計算實際中心距a （49）（5）驗算小帶輪上的包角 （410）（6）計算帶的根數(shù)z①計算單根V帶的額定功率Pr 由Dd1=40mm和n1=1500r/min ,查表840a,得P0= 根據(jù)n1=1500r/min ,i= ,和Y型帶，查表84b得， 查表85得, ， 查表82得， ，于是 （411）②計算V帶的根數(shù)Z （412）故取1根（7）計算單根V帶的初拉力的最小值（F0）min由表83得，Y型帶的單位長度質(zhì)量q=所以 （413）應使帶的實際初拉力（8）計算壓軸力Fp 壓軸力的最小值為 （414）第五章 滾珠絲杠設計計算與校核 滾珠絲杠特點介紹滾珠絲杠的特性是將螺旋運動轉(zhuǎn)化為上下直線或左右直線運動或直線運動轉(zhuǎn)換為螺旋運動的一種機構(gòu)，本文所用到的是滾珠絲杠前一個特性——將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。它是由螺桿，滾珠，螺母三大部件組成的，它的重要意義就是將運動由某一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，由于摩擦阻力小，可逆性，高效率，精度較高等特點，滾珠絲杠被廣泛應用于很多種工業(yè)和精密儀器設備。（1）方案的選擇——滾珠絲杠和滑動絲杠因為滾動絲杠副的運動是靠絲杠軸與螺母之間的很多圓形滾珠在做滾動運動，所以相對滑動絲杠相比，所使他們運動的驅(qū)動力矩不同，滾珠絲杠的驅(qū)動力矩約是滑動絲杠副的三分之一，在省電方面很有幫助（2）微進給由于滾動絲杠是靠很多圓形的滾珠施以運動，啟動力矩小，不會出現(xiàn)滑動爬行現(xiàn)象，嫩保證精確的微進給。（3）高速進給 滾珠絲杠由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進給(運動)（4）剛性高，無側(cè)間隙因為滾珠與螺母產(chǎn)生斥力，而滾珠絲杠給滾珠施加予壓力予壓力也可使軸向間隙達到負值，從而能使絲母剛性得到加強。工作臺重量=30KG=300N工件及夾具最大重量=100N工作臺最大行程=200mm工作臺導軌的摩擦系數(shù)為u=快速進給速度 =4m/min定位精度為20um/300mm全行程25um重復定位精度為10um 要求壽命為10000小時（單班制工作十年）各種切削方式的縱向切削力Fa , 時間比例q , 速度V 及其他見下表 表1 各種切削方式的縱向切削力Fa,速度V和時間比例q切削方式縱向切削力Pxi(N)垂向切削力Pzi(N)進給速度Vi(m/min)工作時間百分比%絲杠軸向載荷(N)絲杠轉(zhuǎn)速r/min強力切削20001200 102200 60一般切削 1000 500 30 1150 80精切削 500 200 1 50 620 100快速進給 0 0 ４ ５ 1000 375（1） 確定滾珠絲杠副的導程 （51） ：工作臺最高移動速度：電機最高轉(zhuǎn)速；I ：傳動比電機與絲杠間為直接連接式，i=1由上表查得=4m/min，=1200r/min 查《現(xiàn)代機床設計手冊》取4mm（2）確定當量載荷與當量轉(zhuǎn)速 ① 各種切削方式下，滾珠絲杠轉(zhuǎn)速由上表查的=, =, =1, =4代入得， （52）② 各種切削方式下，滾珠絲杠軸向載荷 ：絲杠軸向載荷 ，：垂向切削力 ，：縱向切削力 由上表得， (i=1,2,3,4)分別為1200N,500N,200N,0N (i=1,2,3,4)分別為2000 N,1000N,500N,0N 又得知，＝300 N，＝100 N 代入得(i=1,2,3,4)分別得 （53） （54） （55） （56） ③ 當量轉(zhuǎn)速 T1,t2 ,t3……tn 工作時間百分比: 當量轉(zhuǎn)速 r/min （57）④ 當量載荷 （58）（3）初選滾珠絲杠副查《現(xiàn)代機床設計手冊》公式得知， （59）查表（）——表（）得＝1，＝1，＝1，＝，=又得知，＝10000h代入數(shù)據(jù)可求得＝13589N=（4）確定所允許的最小螺紋底徑 ① 估算滾珠絲杠所允許的最大軸向變形量 （1/3—1/4）重復定位精度 (1/4—1/5 )定位精度：最大軸向變形量已知重復定位精度10定位精度25①＝3，②＝6取兩種結(jié)果最小值＝3② 估算最小螺紋底徑 滾珠絲杠需要預拉伸，故取兩端固定的支撐形式 （510） ：最小螺紋底徑mm L＝（—）行程+(10—13) （511） 靜摩擦力= 已知行程200mm，＝300N, = 代入數(shù)據(jù)得L=280mm，＝60N, =5mm（5）確定滾珠絲杠副得規(guī)格代號① 選內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭，直筒螺母型墊片預緊形式② =4 =22000N=13589N由計算出的，在《現(xiàn)代機床設計手冊》中選取相應規(guī)格的滾珠絲杠副FF1604（6）確定滾珠絲杠副預緊力 = 其中＝3600 ＝1/3*3600=1200N（7）行程補償與拉伸力① 行程補償值 C= （512）式中＝查《現(xiàn)代機床設計手冊》＝200＝110，＝（2—4）＝15溫差取代入數(shù)據(jù)得C=30② 預拉伸力＝ （513）代入得＝4807N（8）確定滾珠絲杠副支承用得軸承代號，規(guī)格① 軸承所承受得最大軸向力 （514）② 所選軸承類型 選擇兩端支點固定支撐形式，選背對背60度角接觸圓錐滾子軸承③ 軸承內(nèi)徑d略小于＝20， = （515）取d＝15帶入數(shù)據(jù)得＝1/3*8308=2770N④ 軸承預緊力：預力負荷⑤ 按《現(xiàn)代機床設計手冊》選取軸承型號規(guī)格當d＝15mm，預加負荷為：所以選15TAC 47A型號規(guī)格的軸承內(nèi)徑：15mm外徑：47mm寬 ：15mm圓角：1mm（9）傳動系統(tǒng)剛度① 絲杠抗壓剛度絲杠最小抗壓剛度＝ （516）：固定支承距離:絲杠底徑代入數(shù)據(jù)＝528N/絲杠最大抗壓剛度 ＝6 .6 （517）代入數(shù)據(jù)得7200N/② 支承軸承組合剛度 1)一對預緊軸承的組合剛度 （518） Z：滾珠數(shù)：滾珠直徑mm ：軸承接觸角：最大軸向工作載荷N 由《現(xiàn)代機床設計手冊》查得15TAC 47A軸承是預加載荷得3倍＝6800N/ =245N/2)支承軸承組合剛度 ＝490N/ 3)滾珠絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度 （519）：《現(xiàn)代機床設計手冊》上的剛度＝2150 N/, =Fmax=3600N, =1200N代入數(shù)據(jù)得＝1621N/（10） 剛度驗算及精度選擇 =2，Z＝17，＝① （520）代