【文章內容簡介】 根據(jù)機床精度的要求來確定。對經濟型數(shù)控機床來說，常采用的脈沖當量為 ,在CA6140 的技術參數(shù)中，要求縱向脈沖當量 fp 為 。橫向脈沖當量為fp=。 縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號選擇與校核步驟 （ 1）最大工作荷載計算 滾珠 絲杠的工作載荷 Fm（ N）是指滾珠絲杠副的在驅動工作臺時滾珠絲 杠所承受的軸向力（進給牽引力）。它包括滾珠絲杠的走到抗力及與移動體重力和作用在導軌上的其他切削分力相關的摩擦力。 由于原普通 CA6140 車床的縱向導軌是三角形導軌，則用公式計算 工作載荷的大小。 Fm=KFL+f’ (Fv+G) （ 1） 1）車削抗力分析 車削外圓時的切削抗力有 Fx﹑ Fy﹑ Fz，主切削力 Fz 與主切削速度方向一致 垂直向下，是計算機床主軸電機切削功率的主要依據(jù)。切深抗力 Fy 與縱向進給垂直，影響加工精度或已加工表面 質量。進給抗力 Fx 與進給方向平行且相反指向，設計或校核進給系統(tǒng)是要用它。 縱切外圓時，車床的主切削力 Fz 可以用下式計算： Fz=CFzα PXFzfyFzVnFz KFz =5360(N) （ 2） 由《金屬切削原理》知： Fz:Fx:Fy=1:: 得 Fx=1340(N) Fy=2144(N) 因為 車刀裝夾在拖板上的刀架內，車刀受到的車削抗力將傳遞到進給拖板和導軌上，車削作業(yè)時作用在進給托板的載荷 F1﹑ Fv 和 Fc 與車刀所受到的車削抗力有對應關系。 因此，作用在進給托板上的載荷可以按下式求出： 托板上的進給方向載荷 F1=Fx=1340(N) 托板上的垂直方向載荷 Fv=Fz=5360(N) 托板上的橫向載荷 Fc=Fy=2144(N) 因此，最大工作載荷 Fm=KFL+f’ (Fv+G) = 1340+ (5360+90 ) =(N) 對于三角形導軌 K=, f’ =～ ,選 f’ =(因為是貼塑導軌 )， G是縱向﹑橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向﹑橫向溜板箱的重量為 75kg,刀架重量為 15kg. （ 2）最大動載荷 C的計算 滾珠絲杠應根據(jù)額定動載荷 Ca選用，計算： C=3L fmm （ 3） L為工作壽命，單位為 10r， L=60nt／ 10。n 為絲杠轉速（ r／ min） ,n=1000v／ L0。v為 最大切削力條件下的進給速度（ m／ min） ,可取最高進給速度的 1/2～ 1/3。L0為絲杠的基本導程，查資料得 L0=12mm。fm 為運轉狀態(tài)系數(shù)，因為此時有沖擊振動，所以取 fm=. V 縱向 = 1400r/min=2226mm/min n 縱向 =v縱向 1/2/L0=2226 1/2/12=∴ L=60nt/106=60 15000/106= 則 C=3L fmFm =3 =11740（ N） 初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應的額定動載荷 Ca 不得小于最大載荷 C。因此有 Ca＞ C=11740N 另外例如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運轉下工作并受載，那么還需考慮其另一種失效形式 滾珠接觸面上的塑性變形。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷Coa 是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷 Fm,一般使 Coa/Fm=2～ 3. 初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因為內循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡易經濟改裝，所以采用外循環(huán)。 因此初選滾珠絲 杠的型號為型 CD63 型，主要參數(shù)為 Dw=,Lo=8mm,dm=63mm,λ =2o19 ’，圈數(shù)列數(shù) 1 （ 3）縱向滾珠絲杠的校核 1）傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為η η =tgλ /tg(λ +φ )=tg2o19 ’ /tg(2o19 ’ +10’ )=92% （ 4） 2）剛度驗算 滾珠絲杠副的軸向變形將引起導程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運動平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠和螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。 1 . 絲杠的拉壓變形量δ 1 δ 1=177。 Fml/EA （ 5） =177。 2280/ 10π ()2 = 2 . 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ 2 采用有預緊的方式，因此用 公式δ 2=3 200 ?? Dw FyjZFm （ 6） = 3 ?? = 在這里 Fyj =1/3Fm=1/3 =597N Z=π dm/Dw= 63/= Z∑ = 1= 絲杠的總變形量δ =δ 1+δ 2=+= 查表知 E 級精度絲杠允許的螺距誤差為 ，故所選絲 杠合格。 3）壓桿穩(wěn)定性驗算 滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失 去穩(wěn)定而產生縱向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時的臨界載荷為 Fk Fk=fz2EI/L2 式中： E 為絲杠材料彈性模量，對鋼 E= 104Mpa； I 為截面慣性矩，對絲杠圓截面 I=π dl4/64(mm4)(dl 為絲杠的底徑 )； L 為絲杠的最大工作長度（ mm）； fz為絲杠的支撐方式系數(shù)由表 1查得。 表 1 絲杠的支撐方式系數(shù) 方式 兩端端自由 一端固定一端自由 兩端固 定 兩端簡 支 Fz 由 Fk=fzπ 2EI/L2 且 fz==, E= 104Mpa, I=π dl4/64mm4,L=2800mm 為絲杠的長度 由于 I=π dl4/64 （ 7） =π ()4/64 = =519614mm Fk=2 104 519614/28002 =276276 Nk=276276/1875 =1494 所以絲杠很穩(wěn)定。 橫向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核步驟 （ 1）選擇型號 1）最大工作載荷計算 由于導向為貼塑導軌，則： k= f’ =,F1 為工作臺進給方向載荷， Fl=2141N,Fv=5360N,Fc=1340N,G=60kg,t=15000h, 最大工作載荷： Fm=kF1+f’ (Fv+2Fc+G) = 2144+(5360+2 1340+ 75) = 2）最大動載荷的計算 V橫 =1400r/min n橫絲 =v 橫 1/2/L0縱 =1106 1/2/4= L=60nt/=60 15000/106= C=3L fmFm =3 = 初選滾珠絲杠型號為： CD50 其基本參數(shù)為 Dw=,λ =2o11’ ,L0=6mm,dm=50mm,圈數(shù) 列數(shù) 1 (2) 橫向滾珠絲杠的校核 1）傳動效率η計算 η ==tgλ /tg(λ +φ )=tg2o11 ’ /tg(2o11 ’ +10’ )=93% 2) 剛度驗算 1. 絲杠的拉壓變形量 δ 1=177。 Fm L/EA=177。 320/ 104π 252=177。 3 200 ??? Dw F yjZFm? 3 400 ???? = 在這里 Fyj=Fm/3= Z=π dm/Dw= 50/= Z∑ = 1= 絲杠的總變形量 δ =δ 1+δ 2=+= 查表知 E 級精度允許的螺距誤差為 ，故所選絲杠合格 （ 3）滾珠絲杠螺母副的精度等級： 數(shù)控機床根據(jù)定位精度的要求通常選用 15 級精度的滾珠絲杠， 15級 度絲杠的行程公差數(shù)值如表２所示： 表 2 滾珠絲杠行程公差 /μ m 項目 符號 有效行程 lm/mm 精度等級 1 2 3 4 5 目標行程公差 ep ＜ 315 6 8 12 16 23 315~400 7 9 13 18 25 400~500 8 10 15 20 27 500~630 9 11 16 22 30 行程變動量公差 Vmp ＜ 315 6 8 12 16 23 315~400 6 8 12 17 25 400~500 7 10 13 19 26 500~630 7 11 14 21 29 任意 300mm 內行程變動量 V300p