【文章內(nèi)容簡介】 開 動 率 和 精 度 保 持 性 ， 應(yīng)充 分 考 慮 機 床 導(dǎo) 軌 的 耐 磨 性 。 當 前 國 內(nèi) 普 通 機 床 床 身 等 大 件 多 采 用 普 通 鑄 鐵 ，其 摩 擦 系 數(shù) 較 大 。 改 造 中 ， 在 對 達 不 到 預(yù) 定 要 求 的 原 機 床 導(dǎo) 軌 進 行 修 磨 、 刮研 后 ， 要 在 上 面 貼 上 耐 磨 、 吸 振 的 聚 四 氟 飛 烯 軟 帶 。 （ 3） 拖 板 。 拖 板 是 數(shù) 控 系 統(tǒng) 直 接 控 制 的 對 象 。 不 論 是 點 位 控 制 、 直 線控 制 ， 還 是 輪 廓 控 制 ， 被 加 工 零 件 的 最 終 坐 標 精 度 都 將 受 到 拖 板 運 動 精 度 、靈 敏 度 和 穩(wěn) 定 性 的 影 響 。 除 拖 板 及 相 配 件 精 度 要 高 外 ， 由 驅(qū) 動 電 機 到 絲 杠 間的 傳 動 齒 輪 也 要 采 用 間 隙 消 除 結(jié) 構(gòu) 。 以 滿 足 傳 動 精 度 和 靈 敏 度 的 要 求 。 常 用的 消 隙 方 法 有 剛 度 調(diào) 整 法 和 柔 性 調(diào) 整 法 兩 種 。 剛 性 調(diào) 整 法 傳 動 剛 度 較 好 ， 結(jié)構(gòu) 簡 單 ， 但 調(diào) 整 起 來 很 費 時 ； 柔 性 調(diào) 整 法 ， 一 般 用 彈 簧 彈 力 自 動 消 除 齒 側(cè) 間四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 論 文 10 隙 ， 傳 動 剛 度 較 低 ， 傳 動 平 穩(wěn) 性 差 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 。 改 造 中 ， 可 根 據(jù) 機 床 加 工 目標 選 用 。 具 體 選 用 可 參 考 有 關(guān) 資 料 。 縱 向 滾 珠 絲 杠 副 的 選 用滾 珠 螺 旋 傳 動 是 在 絲 杠 和 螺 母 滾 道 之 間 放 人 適 量 的 滾 珠 ， 使 螺 紋 間 產(chǎn) 生滾 動 摩 擦 。 絲 杠 轉(zhuǎn) 動 時 ， 帶 動 滾 珠 沿 螺 紋 滾 道 滾 動 。 螺 母 上 設(shè) 有 返 向 器 ， 與螺 紋 滾 道 構(gòu) 成 滾 珠 的 循 環(huán) 通 道 。 為 了 在 滾 珠 與 滾 道 之 間 形 成 無 間 隙 甚 至 有 過盈 配 合 ， 可 設(shè) 置 預(yù) 緊 裝 置 。 為 延 長 工 作 壽 命 ， 可 設(shè) 置 潤 滑 件 和 密 封 件 。滾 珠 螺 旋 傳 動 與 滑 動 螺 旋 傳 動 或 其 它 直 線 運 動 副 相 比 ， 有 下 列 特 點 ：(1) 傳 動 效 率 高 一 般 滾 珠 絲 杠 副 的 傳 動 效 率 達 90％ ~95％ ， 耗 費 能量 僅 為 滑 動 絲 桿 的 1/3。(2) 運 動 平 穩(wěn) 滾 動 摩 擦 系 數(shù) 接 近 常 數(shù) ， 啟 動 與 工 作 摩 擦 力 矩 差 別 很小 。 啟 動 時 無 沖 擊 ， 預(yù) 緊 后 可 消 除 間 隙 產(chǎn) 生 過 盈 ， 提 高 接 觸 剛 度 和 傳 動 精 度 。(3) 工 作 壽 命 長 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 摩 擦 表 面 為 高 硬 度 (HRC58—62)、高 精 度 ， 具 有 較 長 的 工 作 壽 命 和 精 度 保 持 性 。 壽 命 約 為 滑 動 絲 桿 副 的4~10 倍 以 上 。(4) 定 位 精 度 和 重 復(fù) 定 位 精 度 高 由 于 滾 珠 絲 桿 副 摩 擦 小 、 溫 升 小 、無 爬 行 、 無 間 隙 ， 通 過 預(yù) 緊 進 行 預(yù) 拉 伸 以 補 償 熱 膨 脹 。 因 此 可 達 到 較 高 的 定位 精 度 和 重 復(fù) 定 位 精 度 。(5) 同 步 性 好 用 幾 套 相 同 的 滾 珠 絲 桿 副 同 時 傳 動 幾 個 相 同 的 運 動 部件 ， 可 得 到 較 好 的 同 步 運 動 。(6) 可 靠 性 高 潤 滑 密 封 裝 置 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 維 修 方 便 。(7) 不 能 自 鎖 用 于 垂 直 傳 動 時 ， 必 須 在 系 統(tǒng) 中 附 加 自 鎖 或 制 動 裝 置 。四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 論 文 11 (8) 制 造 工 藝 復(fù) 雜 滾 珠 絲 桿 和 螺 母 等 零 件 加 工 精 度 、 表 面 粗 糙 度 要求 高 ， 故 制 造 成 本 較 高 。 確 定 系 統(tǒng) 的 脈 沖 當 量在 數(shù) 控 機 床 中 ， 一 個 脈 沖 所 產(chǎn) 生 的 坐 標 軸 位 移 量 叫 做 脈 沖 當 量 ， 通 常 用表 示 ， 也 稱 機 床 的 最 小 設(shè) 定 單 位 。 脈 沖 當 量 是 衡 量 數(shù) 控 機 床 加 工 精 度 的 一?個 基 本 技 術(shù) 參 數(shù) ， 按 機 床 設(shè) 計 的 加 工 精 度 選 定 。 本 設(shè) 計 所 要 求 的?CK5116A 的 脈 沖 當 量 為 ： 縱 向 （ Z 向 ） 脈 沖 當 量 為 ， 橫 向（ X 向 ） 脈 沖 當 量 為 。 車 削 力 的 計 算在 設(shè) 計 機 床 進 給 伺 服 系 統(tǒng) 時 ， 計 算 傳 動 和 導(dǎo) 向 元 件 ， 選 用 伺 服 電 機 等 都要 用 到 切 削 力 。 現(xiàn) 我 們 利 用 經(jīng) 驗 公 式 計 算 主 切 削 力 。車 床 的 主 切 削 力 可 用 下 式 計 算 ：)(NFZ ?式 中 ——車 床 床 身 加 工 的 最 大 直 徑 單 位 為 mm。maxD因 CK5116A 床 身 加 工 的 最 大 直 徑 410mm， 則 ：..???按 以 下 比 例 分 別 求 出 分 力 和 ，xFy :251:?yxZF則 ： ，Nx19y6 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 設(shè) 計 、 計 算 和 選 型滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 設(shè) 計 首 先 要 選 擇 機 構(gòu) 類 型 ： 確 定 滾 軸 循 環(huán) 方 式 ， 滾 珠絲 杠 副 的 預(yù) 緊 方 式 。 結(jié) 構(gòu) 類 型 確 定 后 ， 再 計 算 和 確 定 其 他 參 數(shù) ， 包 括 ： 公 稱直 徑 、 導(dǎo) 程 、 滾 珠 的 工 作 圈 數(shù) 、 列 數(shù) 、 精 度 等 級 等 。d0Ljk本 設(shè) 計 中 選 擇 滾 珠 循 環(huán) 方 式 為 內(nèi) 循 環(huán) 方 式 中 的 固 定 式 。 滾 珠 絲 杠 副 的 預(yù)緊 方 法 選 擇 雙 螺 母 螺 紋 預(yù) 緊 。四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 論 文 12 圖 21 雙 螺 母 螺 紋 調(diào) 隙 式 結(jié) 構(gòu)、 單 螺 母 3平 鍵 4調(diào) 整 螺 母(1)計 算 進 給 率 牽 引 力 mF作 用 在 滾 珠 絲 杠 上 的 進 給 率 牽 引 力 主 要 包 括 切 削 力 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 形式 有 關(guān) 。 的 計 算 公 式 如 下 :mF縱 向 進 給 導(dǎo) 軌 為 三 角 形 ， 則 ： )(39。GFfKzxm??N)(.( ??N24三 角 形 導(dǎo) 軌 選 取 參 數(shù) ： f8,.,.39。 ??(2)計 算 最 大 動 負 荷 C選 用 滾 珠 絲 杠 副 的 直 徑 時 ， 必 須 保 證 在 一 定 軸 向 負 載 作 用 下 ， 絲 杠0d在 回 轉(zhuǎn) 100 萬 轉(zhuǎn) 后 ， 在 它 的 滾 道 上 不 產(chǎn) 生 點 蝕 現(xiàn) 象 。 這 個 軸 向 負 載 的 最 大值 即 稱 為 該 滾 珠 絲 杠 能 承 受 的 最 大 動 負 荷 。 計 算 步 驟 如 下 ：C絲 杠 轉(zhuǎn) 速 其 中 = 0Lns????壽 命 （ ）610T????最 大 動 負 荷 NFjLCMw ?四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 論 文 13 (3)計 算 最 大 靜 負 荷當 滾 珠 絲 杠 副 在 靜 態(tài) 或 低 速 （ ） 情 況 下 工 作 時 ， 滾 珠 絲 杠min10r?副 的 破 壞 形 式 主 要 是 在 滾 珠 接 觸 面 上 產(chǎn) 生 變 形 ， 當 塑 性 變 形 超 過 一 定 限 度 就會 破 壞 滾 珠 絲 杠 副 的 正 常 工 作 。 一 般 允 許 其 塑 性 變 形 量 不 超 過 滾 珠 直 徑 的 萬分 之 一 。 產(chǎn) 生 大 的 塑 性 變 形 量 的 負 載 稱 為 允 許 的 最 大 靜 負 荷 。 選 取 靜0C態(tài) 安 全 系 數(shù) =2， 滾 珠 絲 杠 的 最 大 軸 向 負 荷 故 最 大 靜sf ??254maxF負 荷 為 ： 。?????51084max0FC(4)選 擇 滾 珠 絲 杠 副見 表 215)傳 動 效 率 計 算滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 傳 動 效 率 ???39。039。 ??????表 21 滾 珠 絲 杠 副 參 數(shù)型 號公 稱直 徑??m基 本 導(dǎo)程螺 旋 升角絲 杠 外徑 )(m絲 杠 內(nèi)徑額 定 動載 荷 )(N絲 杠 長度??m額 定 靜 載 荷)(?639。 (6)剛 度 校 核主 要 校 核 滾 珠 絲 杠 在 工 作 負 載 和 扭 矩 T 共 同 作 用 下 引 起 的 每 導(dǎo) 程 變mF形 量 是 否 符 合 絲 杠 精 度 要 求 。L? 每 導(dǎo) 程 變 形 量 可 按 以 下 公 式 計 算L???2021LEFLm????四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 論 文 14 GJTL0???選 取 )(?? 221)(?EL501 103..???????4402 2218???其 中 ： ?????則 ： 1L??????m4092L/??/049.查 表 所 得 ， 所 選 用 的 級 絲 杠 精 度 允 許 誤 差 為 ， 滿 足 要 求 。Dm/10?(7) 穩(wěn) 定 性 校 核　 　 機 床 在 進 給 時 滾 珠 絲 杠 通 常 是 受 軸 向 力 的 一 壓 桿 。 若 軸 向 力 過 大 ，將 使 絲 杠 失 去 穩(wěn) 定 而 產(chǎn) 生 翹 曲 ， 所 以 選 用 時 必 須 進 行 穩(wěn) 定 性 校 核 。 如 果 滿 足穩(wěn) 定 性 安 全 系 數(shù) 大 于 許 用 穩(wěn) 定 性 安 全 系 數(shù) ( )， 則 絲 杠 安 全 ， 不 會 失 穩(wěn) ：knkn)(kmkFpn??式 中 　 ( )——許 用 穩(wěn) 定 性 安 全 系 數(shù) ， 一 般 取 ～ 4。k　 　 　 ——絲 杠 失 穩(wěn) 時 的 臨 界 負 載 ， 由 ：kp )(lEJpk???式 中 　 ——絲 杠 長 度l四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 論 文 15 　 　 　 ——絲 杠 軸 端 系 數(shù) ， 由 支 承 條 件 定 。?　 　 　 ——截 面 慣 性 矩 ， 對 實 心 圓J 416dJ??對 于 水 平 絲 杠 要 考 慮 自 重 影 響 可 取 ( ) 4。kn?將 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 代 入 上 式 中 可 得 Npk 1576)120(. ????457kknn?絲 杠 不 會 失 穩(wěn) 。 步 進 電 機 的 選 用CK5116A 型 普 通 車 床 數(shù) 控 化 改 造 ， 采 用 了 一 種 比 較 簡 單 但 是 較 為 典 型的 改 裝 方 案 ， 改 造 后 的 車 床 進 給 運 動 由 步 進 電 機 A 和 B 驅(qū) 動 ， 它 們 分 別 安裝 在 床 頭 箱 內(nèi) （ 或 床 身 尾 部 ） 和 拖 板 后 方 ， 通 過 減 速 齒 輪 和 縱 橫 向 絲 杠 帶動 車 床 的 縱 橫 進 給 運 動 。 為 使 改 造 后 的 車 床 能 充 分 發(fā) 揮 數(shù) 控 車 床 的 效 能 ，縱 橫 向 絲 杠 螺 母 副 一 般 需 要 調(diào) 換 成 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 。 當 利 用 原 絲 杠 螺 母 副 時 ，為 了 減 少 改 造 工 作 量 ， 縱 向 驅(qū) 動 電 機 及 減 速 箱 一 般 裝 在 床 身 尾 部 ， 這 時 連 接車 床 原 傳 動 系 統(tǒng) （ 主 軸 系 統(tǒng) ） 和 縱 向 絲 杠 傳 動 的 離 合 器 尚 未 拆 除 ， 工 作 時 應(yīng)使 處 于 脫 開 位 置 。 同 理 ， 脫 落 蝸 桿 等 原 橫 向 自 動 進 給 機 構(gòu) 若 未 拆 除 ， 工 作 時也 應(yīng) 使 其 處 于 空 檔 （ 空 擋 ） 位 置 。 改 造 后 的 進 給 脈 沖 當 量 的 量 值 靠 步 進 電 機步 距 角 、 減 速 齒 輪 比 、 絲 杠 導(dǎo) 程 三 者 協(xié) 調(diào) 確 定 。 三 者 之 間 換 算 關(guān) 系 可 以 以 下式 表 示 ： （ θ /360） （ ac/bd） T=δ 式 中 θ ——步 進 電 機 步 聚 角 （ 度 ） ； T——所 驅(qū) 動 絲 杠 導(dǎo) 程 （ mm） 。 a,b,c,d——齒 輪 齒 數(shù) ， 當 單 級 減 數(shù) 時 ， 令 c、 d 等 于 1； δ ——脈 沖 當 量 值 （ mm） 。四 川 工 程 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 畢 業(yè) 論 文 16 步 進 電 機 的 參 數(shù) 根 據(jù) 阻 力 矩 及 切 屑 用 量 的 大 小 和 機 床 型 號 來 選 擇 ， 普 通車 床 （ 如 C61 CK5116A 等 ） 的 數(shù) 控 改 造 中 多 采