【正文】 + [G180。(180δp180。) 178。/i180。178。g(πθb180。)178。] =6++(+)/ 178。+ kgcm178。= kgcm178。 （48）因步進電動機與傳動系統(tǒng)的慣量應相匹配：JΜ/ J∑180。=。（b）電動機轉(zhuǎn)矩的計算 1）快速空載起動轉(zhuǎn)矩T180。因數(shù)控機床對運動性能要求較高，確定電動機最大靜扭矩時應滿足快速空載起動時所需轉(zhuǎn)矩T180。的要求。 在快速空載起動時，加速轉(zhuǎn)矩占的比例較大，其計算公式為： T180。= T180。amax+ T180。f+ T180。0 （49）式中: T180。amax —快速空載起動時產(chǎn)生最大加速度所需的轉(zhuǎn)矩(Ncm) T180。f—克服摩擦所需轉(zhuǎn)矩(Ncm) —由于絲杠預緊時所引起折算到電機軸上的附加轉(zhuǎn)矩(Ncm)當工作臺快速移動時，電動機的轉(zhuǎn)速為： n180。max =υ180。max i180。 / L0180。=2300247。8 r/min =（50）起動加速時間 ta180。=30ms由動力學知：T180。amax= J∑180。180。 （51）式中：J∑180?！獋鲃酉到y(tǒng)折算到電動機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量（kgcm178。）； 180?！羌铀俣?180。=πn180。/30 ta180。 )。所以由公式（51）得： T180。amax= J∑180。180。= 247。30247。 Ncm =cm折算的電機軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為Tf 180。:Tf180。=F180。L0180。/2πη180。i180。=f180。(Fx+G180。)L0180。/2πη180。i180。 （52）式中 f180。=， G180。=4500N， π=， i180。=所以由公式（52）得： Tf180。 =（3960+4500）8247。2247。247。 247。m =cm= Ncm附加摩擦轉(zhuǎn)矩T0180。: T0180。= Fp180。L0180。 (1η0180。178。)/32πη180。i180。 （53）=26738(178。)247。3247。2247。247。 247。m=m=cm式中 Fp180?！A緊力（N ）， Fp180。= Fm180。/3；故空載起動轉(zhuǎn)矩 由公式（49）得： T180。=T180。amax+Tf180。+T0180。=++ Ncm= Ncm= Nm2）快速移動時需要的轉(zhuǎn)矩T180。 T1180。= Tf180。+T0180。=+ Ncm =cm= Nm （50）3）最大切削負載時的轉(zhuǎn)矩T1180。180。 T1180。180。= Tf180。+T0180。+ Tt180。= Tf180。+T0180。+Fx180。 L0180。/2πη180。i180。 （51） =++39608247。2247。247。247。cm= Ncm= Nm在三種情況下，快速空載起動所需的轉(zhuǎn)矩最大，即按此轉(zhuǎn)矩來校核步進電動機。在表35中查出，當步進電動機為三相6拍時λ= T180。 /Tjmax180。=，則最大靜轉(zhuǎn)矩為Mjmax180。 Tjmax180。= T180。 /m=m （52）從《簡明機械零件設計手冊》m，大于所需的最大靜轉(zhuǎn)矩，滿足要求。（c）校核步進電動機的起動距頻特性和運行距頻特性。從《簡明機械零件設計手冊》中可查出110BF02型步進電動機允許的最大空載起動頻率為2500Hz，運行頻率為15000Hz，在從步進電動機的起動矩頻特性和運行矩頻特性曲線圖?？梢钥闯霾竭M電動機不能滿足空載起動轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生失步現(xiàn)象，必須采用升降速軟件控制，并用高低壓驅(qū)動電路來改善。將步進電動機的輸出轉(zhuǎn)矩增大。而步進電動機在快速運動和切削時是滿足要求的。3垂直方向進給步進電動機的計算和選型 （1）初選步進電動機（a）計算步進電動機負載轉(zhuǎn)矩Tm180。180。Tm180。180。= Fm180。180。L0180。180。/2πη180。180。i180。180。 （53）式中: Fm180。180。—縱向進給牽引力(N), Fm180。=3840N。L0180。180?！?滾珠絲杠導程,取6mm； η180。180?！?電動機到絲杠的傳動效率，為齒輪，軸承，絲杠的效率之積， ，,計算為： 。 i180。180?！v向進給齒輪箱傳動比， 。所以由公式（53）得：Tm180。180。= Fm180。180。L0180。180。/2πη180。180。i180。180。=38406247。2 Nm= Nm　（b）估算步進電動機的起動轉(zhuǎn)矩Tq180。180。Tq180。180。= Tm180。180。/(∽)=247。 Nm =m （54）（c）計算最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax180。180。查表35取三相6拍，則： Tjmax180。180。= Tq180。180。/=247。=m （55）（d）計算步進電動機的運行頻率fe180。180。和最高空載頻率fmax180。180。 fe180。180。=1000υs180。180。/60δp180。180。=1000247。60247。=1000Hz （56）fmax180。180。=1000υmax180。180。/60δp180。180。=1000247。60247。= （57）（e）選電機的型號根據(jù)估算出的最大靜轉(zhuǎn)矩在《簡明機械零件設計手冊》m Tjmax180。180。=m可以滿足要求。因數(shù)控機床有較大的切削用量，應選稍大一點轉(zhuǎn)矩的步進電動機，以保證有一定的余量。此步進電機的最高空載起動頻率為8000Hz滿足fmax180。180。=。（2）校核步進電動機轉(zhuǎn)矩（a）等效轉(zhuǎn)動慣量的計算 傳動系統(tǒng)折算到電動機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量J∑180。180?？梢杂上率接嬎悖? J∑180。180。= JΜ180。180。+ J1180。180。+( J2180。180。+ J3180。180。)/ i180。180。178。+ [G180。180。 (180δp180。180。) 178。/i180。180。178。g(πθb180。180。 )178。] （58）式中: JΜ180。180?！? 步進電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量（kgcm178。）； J1180。180。, J2180。180。 — 齒輪的轉(zhuǎn)動慣量（kgcm178。）； J3180。180?！?滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量（kgcm178。）。 參考同類型的機床，應選的步進電動機為150BF002型，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量JΜ180。180。 JΜ180。180。=14kgcm178。對材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量可按下列公式估算： J=L （59）式中：D—圓柱零件直徑（cm）。 L—零件軸上長度（cm）；小齒輪的轉(zhuǎn)動慣量J1180。180。（小齒輪圓直徑為40mm,寬20 mm） J1180。180。=2 kgcm178。=cm大齒輪的轉(zhuǎn)動慣量J2180。180。（大齒輪圓直徑為100mm,寬20 mm） J2180。180。=2 kgcm178。=cm178。 滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量J3180。180。 （滾珠絲杠的總廠500 mm，名義直徑50 mm） J3180。180。=500 kgcm178。= kgcm178。托板的運動慣量：Jw180。180。= [G180。180。(180δp180。180。) 178。/i180。180。178。g(πθb180。180。)178。]=10000(180) 178。/178。10( )178。= kgcm178。 （60）代入式（58）可得：J∑180。180。=JΜ180。180。+J1180。180。+( J2180。180。+J3180。180。)/ i180。180。178。+ [G180。180。 (180δp180。180。) 178。/i180。180。178。g(πθb180。180。 )178。]=14++(+)/ 178。+ kgcm178。=cm178。因步進電動機與傳動系統(tǒng)的慣量應相匹配：JΜ/J∑=。（b）電動機轉(zhuǎn)矩的計算 1）快速空載起動轉(zhuǎn)矩T180。180。因數(shù)控機床對運動性能要求較高，確定電動機最大靜扭矩時應滿足快速空載起動時所需轉(zhuǎn)矩T180。180。的要求。 在快速空載起動時，加速轉(zhuǎn)矩占的比例較大，其計算公式為： T180。180。= Tamax180。180。+ Tf180。180。+ T0180。180。 （61） 式中: Tamax180。180?！焖倏蛰d起動時產(chǎn)生最大加速度所需的轉(zhuǎn)矩(Ncm) Tf180。180。—克服摩擦所需轉(zhuǎn)矩(Ncm) T0180。180?！捎诮z杠預緊時所引起折算到電機軸上的附加轉(zhuǎn)矩(Ncm)當工作臺快速移動時，電動機的轉(zhuǎn)速為： nmax180。180。=υmax180。180。 i180。180。 / L0180。=247。6 r/min =（62）起動加速時間 ta180。180。=30ms由動力學知：T180。180。amax= J∑180。180。180。180。 （63）式中：J∑180。180?！獋鲃酉到y(tǒng)折算到電動機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量（kgcm178。）； 180。180?！羌铀俣?180。180。=πn180。180。/30 ta180。180。 )。所以 由公式（63）得： Tamax180。180。= J∑180。180。180。180。= 247。30247。 Ncm =492Ncm折算的電機軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為Tf180。180。:Tf180。180。=F180。180。L0180。180。/2πη180。180。i180。180。 （64） =f180。(Fx+ Fz +G180。180。)L0180。180。/2πη180。180。i180。180。 式中 f180。=， G180。180。=10000N， π=， i180。180。=所以由公式（64）得： Tf180。180。=（3960+1080+10000）6247。2247。247。 247。m=m=93 Ncm附加摩擦轉(zhuǎn)矩T0180。180。: T0180。180。= Fp180。180。L0180。180。 (1η0180。180。178。)/32πη180。180。i180。180。 （65） =38406(178。)247。3247。2247。247。 247。m=m=cm式中 Fp180。180?！A緊力（N ）， Fp180。180。= Fm180。180。/3；故空載起動轉(zhuǎn)矩由公式（61）得: T180。180。=Tamax180。180。+Tf180。180。+T0180。180。=+93+ Ncm= Ncm=m2）快速移動時需要的轉(zhuǎn)矩T1180。180。 T1180。180。= Tf180。180。+T0180。180。=93+ Ncm =cm= Nm （62）3）最大切削負載時的轉(zhuǎn)矩T2180。180。T2180。180。= Tf180。180。+T0180。180。+ Tt180。180。= Tf180。180。+T0180。180。+(Fx180。180。+ Fz180。180。) L0180。180。/2πη180。180。i180。180。 =93++(3960+1080)6247。2247。247。247。cm=cm= Nm （63）在三種情況下，快速空載起動所需的轉(zhuǎn)矩最大，即按此轉(zhuǎn)矩來校核步進電動機。在表35中查出，當步進電動機為五相10拍時λ= T180。180。 /Tjmax180。180。=，則最大靜轉(zhuǎn)矩為Mjmax180。180。 Tjmax180。180。= T180。180。/m=m （64）從《簡明機械零件設計手冊》m，大于所需的最大靜轉(zhuǎn)矩，滿足要求。（c）校核步進電動機的起動距頻特性和運行距頻特性。從《簡明機械零件設計手冊》中可查出150BF002型步進電動機允許的最大空載起動頻率為2800Hz，運行頻率為8000Hz，在從步進電動機的起動矩頻特性和運行矩頻特性曲線圖，可以看出步進電動機完全能滿足空載起動轉(zhuǎn)矩而不產(chǎn)生失步現(xiàn)象，且步進電動機在快速運動和切削時是滿足要求的。8控銑床加工程序的編制數(shù)控銑床加工較復雜的零件輪廓編程舉例如圖所示圖形為四個獨立的二線凸臺輪廓曲線，每個輪廓均有各自的尺寸基準，而整個圖形的坐標原點為O。為了避免尺寸換算，在編制四個局部輪廓的數(shù)控加工程序時，分別將工件原點偏置到O1,O2,3,O4點。程序原點的偏置