【文章內(nèi)容簡介】 最高頻率。～。所以取 : 縱向進(jìn)給的脈沖當(dāng)量為：； 橫向進(jìn)給的脈沖當(dāng)量為：； 垂直進(jìn)給的脈沖當(dāng)量為：。3切削力的計(jì)算切削力的計(jì)算：由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》可知，切削功率為：N切削功率=KηN額=1=6（KW） （1）式中：N額—主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率，取N額=(KW)η—主傳動(dòng)系統(tǒng)總功率，取η=；η=（∽）；K—進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，K =1。 主切削力Fz(N)按經(jīng)驗(yàn)公式估算（取為η=）Fz=60000N切削功/V線=600006247。100=3600N （2）式中取 V線=100m/min 端銑時(shí)銑削力的經(jīng)驗(yàn)比值 端銑方式比值對稱端銑不對稱逆銑不對稱順銑F縱/Fz~~~F垂/Fz~~~F橫/Fz~~~端銑時(shí)由表格選取參數(shù)計(jì)算得銑削時(shí)切削力各分力為： F縱=Fz=3600=1260N F垂=Fz=3600=3240NF橫=Fz=3600=1908N 周銑方式比值逆銑順銑F縱/Fz~~F垂/Fz~~F橫/Fz~~圓柱銑刀的銑削時(shí)由表格選取參數(shù)計(jì)算得銑削時(shí)切削力各分力為：F縱=Fz=3600=3960NF垂=Fz=3600=1440NF橫=Fz=3600=1080N以上是從刀具角度進(jìn)行計(jì)算,從機(jī)床和夾具設(shè)計(jì)角度為便于和機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)一,在機(jī)床坐標(biāo)系中:端銑時(shí):Fz = F縱=1260NFy = F垂=3240NFx= F橫=1908N圓柱銑刀的銑削時(shí):Fx = F縱=3960NFy= F垂=1440NFz = F橫=1080N4機(jī)床導(dǎo)軌的選擇縱向方向上絲杠帶著工作臺沿導(dǎo)軌移動(dòng)，要求移動(dòng)部件對指令信號作出快速響應(yīng)的同時(shí)，還要求有恒定的摩擦阻力和無爬行現(xiàn)象。且運(yùn)動(dòng)部件重量不大，切削力也不大，行程較小，所以確定采用有預(yù)加載荷燕尾形滾動(dòng)導(dǎo)軌。橫向、垂直方向上絲杠傳動(dòng)，螺母帶著工作臺移動(dòng)，承載較大一些，采用矩形滑動(dòng)導(dǎo)軌。5滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型工作臺負(fù)載Fm計(jì)算公式矩形導(dǎo)軌Fm= KFx+f39。(Fz+Fy+G)燕尾形導(dǎo)軌Fm=KFx+f39。(Fy+2Fz+G)三角形導(dǎo)軌Fm=KFx+f39。(Fz+G)圓形導(dǎo)軌Fm=Fx+f表中：Fx, Fy, Fz—切削分力(N)。G—移動(dòng)部件的重力(N)；K—考慮顛覆力矩影響的試驗(yàn)系數(shù)；f39。—導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)；f—軸套和軸架以及主軸鍵上的摩擦系數(shù)；T—主軸上的扭矩()?！鬏S直徑（mm）。G:為縱向溜板及工件的重力；1縱向進(jìn)給絲杠的計(jì)算和選型（選導(dǎo)軌為燕尾形導(dǎo)軌）（1）計(jì)算進(jìn)給牽引力Fm(N) 縱向進(jìn)給時(shí)：Fm=KFx+f39。(Fy+2Fz+G)=[+(1440+2+2200)]N =551 6N （3）正常情況下燕尾形導(dǎo)軌?。篕=；f39。=；G=2200N；（2）計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載= （4） 式中：—最大動(dòng)負(fù)載(N)； —工作負(fù)載(N), =5516N。 —運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù), —；—；取=； —硬度系數(shù)，硬度為60HRC時(shí)=；硬度小于60HRC時(shí)＞； L—壽命（以單位1，）；壽命L可按下列公式計(jì)算：L= （5） 式中：n—滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速()。 T—使用壽命時(shí)間（h）。取數(shù)控機(jī)床T=1500h。n=1000υs/L （6）式中：υs— 最大切削力下的進(jìn)給速度,可取最高進(jìn)給速度的1/2∽1/3,； L0— 滾珠絲杠導(dǎo)程,初取6mm；所以由公式（4）（5）（6）計(jì)算得： n=1000υs/L0=10001247。6r/min= r/minL=60nT/ =6015000247。 = ==5516N= （3）滾珠絲杠螺母副的選型查閱《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》，可采用WCh5012型（無襯套）外循環(huán)齒差調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，其額定動(dòng)負(fù)載為40500N，精度等級查表選為4級。（4）傳動(dòng)效率計(jì)算 η=tanγ/tan(γ+φ) （7）式中：γ— 螺紋的螺旋升角,取4186。22185。；φ— 摩擦角，取10185。；所以由公式（7）得： η=tan4186。22185。/tan(4186。22185。+10185。)= 滾珠絲杠的行程公差項(xiàng)目符號有效行程lu/mm 精 度 等 級 1 2 3 4 5目標(biāo)行程公差 ep315 6 8 12 16 23315∽400 7 9 13 18 25400∽500 8 10 15 20 27500∽630 9 11 16 22 30行程變動(dòng)量公差υmp315 6 8 12 16 23315∽400 6 8 12 17 25400∽500 7 10 13 19 26500∽630 7 11 14 21 29300內(nèi)行程變動(dòng)量 υ300p 6 8 12 16 232π弧度內(nèi)行程變動(dòng)量υ2p 4 5 6 7 8（5）剛度的驗(yàn)算（絲杠螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)載的1/3。）滾珠絲杠工作時(shí)受軸向力和扭矩的作用，它將引起導(dǎo)程L0發(fā)生變化。因滾珠絲杠受扭時(shí)引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計(jì)，故工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量： ΔL=177。 （8） 式中： E —彈性模量，鋼為E=N/ mm178。F —滾珠絲杠截面積（mm178。），（按絲杠底徑d1=46 mm確定）； F= mm178。= mm178。“+”用于拉伸時(shí)，“—”用于壓縮時(shí)；則由公式（8）得：ΔL=177。551612/ mm=177。 所以導(dǎo)程變化的總誤差：Δ=100ΔL/ L0=100 因?yàn)?級精度的絲杠允許的螺距誤差為20 um/m，故剛度足夠。2橫向進(jìn)給絲杠的計(jì)算和選型(選導(dǎo)軌為矩形導(dǎo)軌)（1）計(jì)算進(jìn)給牽引力 Fm180。(N) Fm180。=KFZ180。+f180。(FY180。+FX180。+G180。)式中： K=。 f180。=。 G=4500N所以 Fm180。=1080+(1440+3960+4500)N=2673N（2）計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載FQ180。FQ180。= （9） 式中： FQ180。 —最大動(dòng)負(fù)載(N)； Fm180?！ぷ髫?fù)載(N), =2673N。 —運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù), —；—；取=； —硬度系數(shù)，硬度為60HRC時(shí)=；硬度小于60HRC時(shí)＞； L—壽命（以轉(zhuǎn)為單位1，）；壽命L可按下列公式計(jì)算：L= （10）式中：n—滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速()。 T—使用壽命時(shí)間（h）。取數(shù)控機(jī)床T=15000h。 n=1000υs/L0 （11） 式中：υs— 最大切削力下的進(jìn)給速度,可取最高進(jìn)給速度的1/2∽1/3,； L0— 滾珠絲杠導(dǎo)程,初取6mm；所以由公式（9）（10）（11）計(jì)算得： n=1000υs/L0=10001247。6r/min= r/minL=60nT/ =6015000247。= ==2673N= （3）選擇滾珠絲杠螺母副查閱《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》，可采用WCh4008型（無襯套）外循環(huán)齒差調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，其額定動(dòng)負(fù)載為19700N，精度等級查表選為3級。（4）傳動(dòng)效率的計(jì)算 η=tanγ/tan(γ+φ) （12）式中：γ— 螺紋的螺旋升角,取3186。39185。；φ— 摩擦角，取10185。；所以由公式（12）得： η=tan3186。39185。/tan(3186。39185。+10185。)=（5）剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠工作時(shí)受軸向力和扭矩的作用，它將引起導(dǎo)程L0發(fā)生變化。因滾珠絲杠受扭時(shí)引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計(jì)，故工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量： ΔL180。=177。 （13） 式中： E —彈性模量，鋼為E=N/ mm178。F180?！獫L珠絲杠截面積（mm178。），（按絲杠底徑d1=36 mm確定）； F180。= mm178。= mm178?！?”用于拉伸時(shí)，“—”用于壓縮時(shí)； 由公式（13）得：ΔL180。=177。30158/ mm=177。 所以導(dǎo)程變化的總誤差：Δ180。=100ΔL180。/ L0180。=100 因?yàn)?級精度的絲杠允許的螺距誤差為15 um/m，故剛度足夠。3 垂直方向進(jìn)給絲杠的計(jì)算和選型(選導(dǎo)軌為矩形導(dǎo)軌)（1）計(jì)算進(jìn)給牽引力 Fm180。180。(N) Fm180。180。=KFy180。180。+f180。(Fz180。180。+Fx180。180。+G180。180。) （14）式中： K=。 f180。=。 G180。180。=10000N所以 Fm180。180。=1440+(1080+3960+10000)N=3840N（2）計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載FQ180。180。FQ180。180。= （15） 式中：FQ180。180。 —最大動(dòng)負(fù)載(N)； Fm180。180?！ぷ髫?fù)載(N), 180。180。=3840N。 —運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù), —；—；取=； —硬度系數(shù)，硬度為60HRC時(shí)=；硬度小于60HRC時(shí)＞； L—壽命（以轉(zhuǎn)為單位1，）；壽命L可按下列公式計(jì)算：L= （16）式中：n—滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速()。 T—使用壽命時(shí)間（h）。取數(shù)控機(jī)床T=15000h。 n=1000υs/L0 （17）式中：υs— 最大切削力下的進(jìn)給速度,可取最高進(jìn)給速度的1/2∽1/3,； L0— 滾珠絲杠導(dǎo)程,初取6mm；所以由公式（15）（16）（17）計(jì)算得： n180。180。=1000υs180。180。/L0180。180。=1000247。6r/min= r/minL=60nT/ =6015000247。= ==3840N= （3）選擇滾珠絲杠螺母副查閱《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》，可采用WCh5006型（無襯套）外循環(huán)齒差調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，其額定動(dòng)負(fù)載為18200N，精度等級查表選為3級。（4）傳動(dòng)效率的計(jì)算 η=tanγ/tan(γ+φ) （18）式中：γ— 螺紋的螺旋升角,取2186。11185。；φ— 摩擦角，取10185。；所以由公式（18）得： η=tan2186。11185。/tan(2186。11185。+10185。)=（5）剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠工作時(shí)受軸向力和扭矩的作用，它將引起導(dǎo)程L0發(fā)生變化。因滾珠絲杠受扭時(shí)引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計(jì)，故工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量：ΔL180。180。=177。 （19）式中： E —彈性模量，鋼為E=N/ mm178。F180。180。—滾珠絲杠截面積（mm178。），（按絲杠底徑d1=36 mm確定）； F180。180。=mm178。= mm178。“+”用于拉伸時(shí)，“—”用于壓縮時(shí)； 由公式（19）得：ΔL180。180。=177。38406247。 mm=177。 所以導(dǎo)程變化的總誤差：Δ180。180。=100ΔL180。180。247。 L0180。180。=100247。=9 um/m因?yàn)?級精度的絲杠允許的螺距誤差為15 um/m，故剛度足夠。4 縱向、橫向及垂直方向滾珠絲杠副的幾何參數(shù) 滾珠絲杠的幾何參數(shù) 參 數(shù) 名 稱符號 關(guān) 系式WCh5012WCh4008WCh5006螺紋滾道公 稱 直 徑d 05040 50 導(dǎo) 程L0 128 6接觸 角β4186。22185。3186。39185。2186。11185。鋼 球直徑dq 滾道法面半徑R