【正文】 表34質(zhì)系數(shù)得，載荷性質(zhì)系數(shù)=；查表32精度系數(shù)數(shù)，有文獻(xiàn)[21617]查表2622精度選擇初步選擇滾珠絲杠的精度等級為3級精度，取精度系數(shù)=1；查表33系數(shù)得，可靠系數(shù)=1。滾珠絲杠的基本導(dǎo)程=6 mm，進(jìn)給傳動鏈的脈沖當(dāng)量= mm/脈沖，則進(jìn)給傳動鏈的傳動比得=== 5按最小慣量條件，從圖滾珠絲杠螺母副的圈數(shù)和列數(shù)和圖滾珠絲杠螺母副的尺寸系列查得該減速器應(yīng)采用2級傳動，傳動比可以分別取=2，=。）； ——滾珠絲杠的基本導(dǎo)程(mm)； ——機(jī)床執(zhí)行部件的脈沖當(dāng)量(mm)。則最大軸向負(fù)載力為== (+) = 最小軸向負(fù)載力的計(jì)算滾珠絲杠螺母副的最小軸向負(fù)載力發(fā)生在機(jī)床空載運(yùn)行時(shí)。 以知主切削力的垂向切削分力== N，橫向切削分力==,移動部件的全部重量(包括機(jī)床夾具和工件的重量)=㎏(所受重力=600N)，查表31鑲條緊固力=800N，取導(dǎo)軌動摩擦系數(shù)=，則 = (600＋800＋＋)= 表31 鑲條緊固力推薦值 （單位：N）導(dǎo)軌形式主電動機(jī)功率/kW1115貼塑滑動導(dǎo)軌5008001500200025003000滾動直線導(dǎo)軌254075100125150 在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算1. 坐標(biāo)軸導(dǎo)軌水平時(shí)，有= N (33) 2. 坐標(biāo)軸導(dǎo)軌垂直時(shí)，有= N (34) 坐標(biāo)軸導(dǎo)軌水平時(shí)，計(jì)算在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力和，由式(33)得==(600＋800)=210N==(600＋800)=280N 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 最大軸向負(fù)載力的計(jì)算滾珠絲杠螺母副的最大軸向負(fù)載力發(fā)生在機(jī)床電動機(jī)滿功率運(yùn)行的切削狀態(tài)時(shí)。由車削抗力和可以按下列比例：：= 1 : : (31)由式(31)得= = == = =式中 ——主切削力；——走刀方向的切削分力；——垂直走刀方向的切削分力。切削深度及進(jìn)給量取半精車中碳鋼，故=1mm, =, =190m/s, 由公式(24)和公式(25)得====== kW取= kW 計(jì)算轉(zhuǎn)速有文獻(xiàn)[18,1013]可知=== 93第3章 進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算 橫向進(jìn)給傳動鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算主切削力以知機(jī)床主電動機(jī)的額定功率=，最大工件直徑=320mm，主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速=93 r/min。在機(jī)床的最低、最高轉(zhuǎn)速，其中經(jīng)濟(jì)加工切削速度硬質(zhì)合金車刀具精車中碳素鋼， =200～220m/min ，取=200m/min，取高速鋼刀具精車絲杠=15m/min。在傳動系統(tǒng)擬定好以后，驗(yàn)算各主要傳動件的最大圓周速度應(yīng)不超過允許值[18]。 尺寸參數(shù)1. 通過主軸孔最大棒料直徑＝＝320＝32mm2. 車床寬度＝＝243mm3. 經(jīng)濟(jì)合理的工件或刀具直徑按照以下經(jīng)驗(yàn)公式估定=（～）= = 320 = 192mm=（～）= = 320 = 32mm 運(yùn)動參數(shù)最高和最低轉(zhuǎn)速不能僅用計(jì)算方法來確定。同樣，彈性鋼片組15的另外兩個(gè)對角孔通過球面墊圈116和螺栓13與右半部聯(lián)接，墊圈16與件5沒有任何聯(lián)接關(guān)系。左半部通過彈性鋼片組15的兩個(gè)對角孔與螺栓6球面墊圈8相聯(lián)。這種聯(lián)軸器的工作原理是：聯(lián)軸節(jié)的左半部裝在電機(jī)軸上，當(dāng)擰緊螺釘2時(shí)，件3和件5相互靠近，擠壓內(nèi)錐環(huán)17和外錐環(huán)4，使外錐環(huán)內(nèi)徑縮小，內(nèi)錐環(huán)外徑脹大，使件5與電機(jī)軸1形成無鍵聯(lián)接。1—電機(jī)軸；12—螺釘；3—法蘭；4—外錐環(huán)；5—左本體；13—螺栓；116—墊片；9—右本體；10—法蘭；11—絲杠。由于現(xiàn)在的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動能力很強(qiáng)，步距角也比原來小了很多，所以步進(jìn)電機(jī)和絲杠之間用聯(lián)軸器連接，1:1傳動。,其結(jié)構(gòu)可采用調(diào)隙式齒輪[15]。保證橫向、縱向脈沖當(dāng)量之比恒定為1：2，以方便編程。在使用滾珠絲杠副時(shí)應(yīng)注意，由于滾珠絲杠副具有可逆?zhèn)鲃犹匦?，沒有自鎖能力，在高速大慣量系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置制動機(jī)構(gòu)。通常的改造部位有導(dǎo)軌副、傳動元件及聯(lián)軸器等。為此應(yīng)選擇間隙小，傳動精度高，運(yùn)動平穩(wěn)，效率高以及傳遞扭矩大的傳動元件。不能簡單地認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通車床聯(lián)接在一起就達(dá)到了數(shù)控車床的要求，應(yīng)該對主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。該車床具有分離運(yùn)動，加工精度高等特點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)控改造更有實(shí)際意義[911]。2. 撤掉進(jìn)給箱、溜板箱，改用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動縱、橫向進(jìn)給[8]。但據(jù)資料介紹，我國的金屬切削機(jī)床年產(chǎn)量僅占同類設(shè)備擁有量的1/28，如將每年生產(chǎn)的全部機(jī)床用來更換舊機(jī)床需要28年所以，我國目前解決設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的主要途徑是機(jī)床改造[410]。 普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性我國現(xiàn)有機(jī)床320多萬臺[8]，這些機(jī)床技術(shù)狀況老化嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國30%左右設(shè)備在16年以上，其中近30%的役齡超過26年[9]，這些都說明目前我國還沒有走上主要依靠科技進(jìn)步對機(jī)床進(jìn)行改造的軌道。1. 數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展；2. 數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展；3. 數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展；4. 數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；5. 數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展；6. 數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展； 7. 數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動化方向發(fā)展。 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了半個(gè)世紀(jì)歷程。相應(yīng)地，國產(chǎn)機(jī)床產(chǎn)品調(diào)整步伐仍不夠快速和及時(shí)，國產(chǎn)床的國內(nèi)市場占有率僅為27%[6]，且產(chǎn)品構(gòu)成大多以低檔為主，如數(shù)控車床中70%是由單板機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，電加工機(jī)床中80%以上是經(jīng)濟(jì)型的，這兩類床占了我國床產(chǎn)量的一半以上。 國內(nèi)數(shù)控狀況分析目前我國數(shù)控金切機(jī)床市場上高、中、低檔機(jī)床消費(fèi)比重，在消費(fèi)量上約為5:50:45，在消費(fèi)額上約為15:70:15[5]。 第四代數(shù)控： 從1970年開始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)(CNC)。 第二代數(shù)控：從1959年開始采用晶體管電路的NC系統(tǒng)。近半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了五代的發(fā)展。 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機(jī)床[3]。因此，現(xiàn)在國內(nèi)的主要先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床都是進(jìn)口的，即使自己做的車床中的精密部件如精密絲杠都是靠進(jìn)口的，價(jià)格昂貴，沒法靠自己的技術(shù)來制造。 ball screws。改造后的機(jī)床成本低，提高了加工精度、具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。摘 要分析了數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備在裝備制造業(yè)的地位，對CM6132精密車床的進(jìn)給系統(tǒng)的進(jìn)給進(jìn)行數(shù)控化改造，進(jìn)行了數(shù)控化改造的總體方案設(shè)計(jì)。通過確定基本系數(shù)、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)，選擇了滾珠絲杠和聯(lián)軸器。關(guān)鍵詞：CM6132數(shù)控化改造；滾珠絲杠；步進(jìn)電機(jī)AbstractAnalysis of the numerical control technology and equipment in the equipment manufacturing industry status, the CM6132 precision lathe feed for feeding system of NC transformation, for the NC transformation of the overall scheme determining the basic factor, movement parameters and dynamic parameters, selection of the ball screw and the transformation of the machine tool with low cost, high machining precision, and has considerable economic benefit.Key Words：CM6132 NC transformation。 stepper motor目 錄摘要 I第1章 緒論 1 選題的意義 1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史 1 國內(nèi)數(shù)控狀況分析 2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 2 普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性 3第２章 總體方案的設(shè)計(jì) 4 計(jì)算參數(shù)和技術(shù)要求 4 總體方案的擬定 4 進(jìn)給電機(jī)伺服系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì) 5 聯(lián)軸器 5 尺寸參數(shù) 7 運(yùn)動參數(shù) 7 動力參數(shù) 8 計(jì)算電機(jī)功率 8 計(jì)算轉(zhuǎn)速 9第3章 進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算 10 橫向進(jìn)給傳動鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 計(jì)算主切削力 10 計(jì)算各切削分力 10 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 11 在切削狀態(tài)下坐標(biāo)導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 11 在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 12 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 12 最大軸向負(fù)載力的計(jì)算 12 最小軸向負(fù)載力的計(jì)算 13 確定進(jìn)給傳動鏈的傳動比和傳動級數(shù) 13 滾珠絲杠的動載荷計(jì)算與直徑估算 14 估算滾珠絲杠預(yù)期的額定動載荷 14 估算允許的滾珠絲杠的最大軸向變形 16 按精度確定允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑 16 初步確定滾珠絲杠螺母副的精度等級 17 確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號 18 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 滾珠絲杠螺母副的承載能力校驗(yàn) 19 滾珠絲杠