【正文】 2Z142 b=20mm m2? ??0? 64d1 8Zd2 8h*aa?h*aa? ff 591?ff 752?d721?? 轉 動 慣 量 計 算工 作 臺 質 量 折 算 到 電 機 軸 上 的 轉 動 慣 量 221 ??????????????絲 杠 的 轉 動 慣 量 244 ..7JLDs???齒 輪 的 轉 動 慣 量 242z ???? m39電 機 轉 動 慣 量 很 小 可 忽 略 。?　 　 　 ——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。 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)(mkFpn??式 中 　 ( )——許 用 穩(wěn) 定 性 安 全 系 數(shù) ， 一 般 取 ～ 4。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 。 ??????(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 程 變mF形 量 是 否 符 合 絲 杠 精 度 要 求 。10 / 47(5)傳 動 效 率 計 算滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 傳 動 效 率 ???39。?????(4)選 擇 滾 珠 絲 杠 副滾 珠 絲 杠 的 選 擇 見 表 21。 產 生 大 的 塑 性 變 形 量 的 負 載 稱 為 允 許 的 最 大 靜 負 荷 。 計 算 步 驟 如 下 ：C絲 杠 轉 速 其 中 = 0Lns????壽 命 （ ）610TL????最 大 動 負 荷 NFjLCMw ?(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min0r?副 的 破 壞 形 式 主 要 是 在 滾 珠 接 觸 面 上 產 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 。 ??(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 100 萬 轉 后 ， 在 它 的 滾 道 上 不 產 生 點 蝕 現(xiàn) 象 。 的 計 算 公 式 如 下 :mF縱 向 進 給 導 軌 為 三 角 形 ， 則 ： )(39。圖 21 雙 螺 母 螺 紋 調 隙 式 結 構、 單 螺 母 3平 鍵 4調 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 軌 上 的 摩 擦 力 。d0Ljk本 設 計 中 選 擇 滾 珠 循 環(huán) 方 式 為 內 循 環(huán) 方 式 中 的 固 定 式 。 由 《 機 床 設 計 手 冊 》 可 知 ， 切 削 功 率2ax?V KPc?式 中 P—電 動 機 功 率 ， 查 機 床 說 明 書 ， P=4kW—主 傳 動 系 統(tǒng) 總 功 率 ， 一 般 為 ～ ， 取 ?K—進 給 系 統(tǒng) 功 率 系 數(shù) ， 取 K=則 kPc ???切 削 功 率 應 按 在 各 種 加 工 情 況 下 經 常 遇 到 的 最 大 切 削 力 和 最 大 切 削 速度 來 計 算 ， 即 3106???vFPzc式 中 —主 切 削 力 （ N）zF V—切 削 速 度 （ m/min）設 按 最 大 切 削 速 度 來 計 算 ， 取 v=100m/min,則 主 切 削 力 NvPFcz ??????8 / 47由 《 機 床 設 計 手 冊 》 可 知 ， 在 外 圓 車 削 時，??~1???~1.?Nz 8749?y ..6.. 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 設 計 、 計 算 和 選 型滾 珠 絲 杠 螺 母 副 的 設 計 首 先 要 選 擇 機 構 類 型 ： 確 定 滾 軸 循 環(huán) 方 式 ， 滾 珠絲 杠 副 的 預 緊 方 式 。 本 設 計 所 要 求 的 C620?的 脈 沖 當 量 為 ： 縱 向 （ Z 向 ） 脈 沖 當 量 為 ， 橫 向 （ X 向 ） 脈沖 當 量 為 。 定 系 統(tǒng) 的 脈 沖 當 量在 數(shù) 控 機 床 中 ， 一 個 脈 沖 所 產 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 定 單 位 。(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 。(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 。(4) 定 位 精 度 和 重 復 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 緊 進 行 預 拉 伸 以 補 償 熱 膨 脹 。(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 。(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 。 為 延 長 工 作 壽 命 ， 可 設 置 潤 滑 件 和 密 封 件 。 螺 母 上 設 有 返 向 器 ， 與螺 紋 滾 道 構 成 滾 珠 的 循 環(huán) 通 道 。6 / 47第二章 機械部分的改造設計 縱 向 進 給 系 統(tǒng) 的 改 造 設 計 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 生滾 動 摩 擦 ?？v 、 橫 向 進 給 機 構 都 采 用 了 一 級 齒 輪 減 速 ， 并 用 雙 片 齒 輪 錯 齒 法 消 除 間隙 。 保 留 原 手 動 機 構 ， 用 于 微 進 給 和 機 床 刀 具 對 零 操作 ， 原 有 的 支 承 結 構 也 保 留 。 這 樣 可 減 小 改 裝 工 作 量 ， 并 由 于 滾 珠 絲 杠 的 摩 擦 系 數(shù) 小 于 原 絲 杠 ，從 而 使 縱 向 進 給 整 體 剛 度 只 可 能 增 大 。 拆 除 原 機 床 的 光 杠 ， 利 用 原 機 床 進 給 箱 的 安 裝孔 和 銷 釘 孔 安 裝 齒 輪 箱 體 。 其 優(yōu) 點 是 螺 母 的 軸 向 尺 寸 小 ， 而 已 經 預 加 載 荷 消 除間 隙 。步 進 電 機 縱 向 選 用 110BF00 橫 向 選 用 90BF002 。 并 將 8031 單 片 機 組 成 的 微 機 作 為 數(shù) 控裝 置 的 核 心 ， 由 I/O 接 口 、 環(huán) 形 分 配 器 與 功 率 放 大 器 一 起 控 制 步 進 電 機 轉6 / 47動 ， 經 齒 輪 減 速 后 帶 動 滾 珠 絲 杠 轉 動 ， 從 而 實 現(xiàn) 車 床 的 縱 向 、 橫 向 進 給 運 動 。 車 床 的 縱 向（ Z 軸 ） 和 橫 向 （ X 軸 ） 進 給 運 動 采 用 步 進 電 機 驅 動 。 總 體 方 案 的 確 定 經 總 體 設 計 方 案 的 論 證 后 ， 確 定 C620 車 床 經 濟 型 數(shù) 控 改 造 方 案 。 在 我 國 ， 普 通 機 床 數(shù) 控 改 造 方 面 應 用 較 普 遍 的 是 Z80CPU 和 MCS51 系列 單 片 機 ， 主 要 是 因 為 它 們 的 配 套 芯 片 便 宜 ， 普 及 性 、 通 用 性 強 ， 制 造 和 維修 方 便 ， 完 全 能 滿 足 經 濟 型 數(shù) 控 機 床 的 改 造 需 要 。 有 了 硬 件 ， 軟 件 才 能 有 效 地運 行 。 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 硬 件 電 路 設 計 任 何 一 個 數(shù) 控 系 統(tǒng) 都 由 硬 件 和 軟 件 兩 部 分 組 成 。 因 為 開 環(huán) 控制 具 有 結 構 簡 單 、 設 計 制 造 容 易 、 控 制 精 度 較 好 、 容 易 調 試 、 價 格 便 宜 、 使用 維 修 方 便 等 優(yōu) 點 。 此 設 計 過 程 主 要 是 縱 向 進 給 和 橫 向 進 給 的改 造 ， 關 鍵 是 步 進 電 機 和 滾 珠 絲 杠 的 選 用 。同 時 ， 為 了 提 高 傳 動 剛 度 和 消 除 間 隙 ， 采 用 有 預 加 負 載 荷 的 結 構 。 機 械 部 分 的 改 造 設 計 為 了 實 現(xiàn) 機 床 所 要 求 的 分 辨 率 ， 采 用 步 進 電 機 經 齒 輪 減 速 再 傳 動 絲 杠 。 利 用 單 片 機 對 縱 、 橫向 進 給 系 統(tǒng) 進 行 控 制 ， 縱 向 （ Z 向 ） 脈 沖 當 量 為 ， 橫 向 （ X向 ） 脈 沖 當 量 為 ， 驅 動 元 件 采 用 步 進 電 機 ， 傳 動 系 統(tǒng) 采 用 滾珠 絲 杠 副 。 所以 說 ， 本 畢 業(yè) 設 計 實 例 具 有 典 型 性 和 實 用 性 。 到 目 前 為 止 ， 已 有 很 多 廠 家 生 產 經 濟 型 數(shù)控 系 統(tǒng) 。 我 國 經 濟 資 源 有 限 ， 國 家 大 ， 機 床 需 要 量 大 ， 因 此 不 可 能 拿 出相 當 大 的 資 金 去 購 買 新 型 的 數(shù) 控 機 床 ， 而 我 國 的 舊 機 床 很 多 ， 用 經 濟 型 數(shù) 控系 統(tǒng) 改 造 普 通 機 床 ， 在 投 資 少 的 情 況 下 ， 使 其 既 能 滿 足 加 工 的 需 要 ， 又 能 提高 機 床 的 自 動 化 程 度 ， 比 較 符 合 我 國 的 國 情 。 在 國 內工 廠 的 技 術 改 造 中 ， 機 床 的 微 機 數(shù) 控 化 改 造 已 成 為 重 要 方 面 。 舊 機 床 的 數(shù) 控 化 改 造 ， 顧 名 思 義 就 是 在 普 通 機 床 上 增 加 微 機 控 制 裝 置 ，使 其 具 有 一 定 的 自 動 化 能 力 ， 以 實 現(xiàn) 預 定 的 加 工 工 藝 目 標 。 我 國 是 一 個 機 床 大 國 ， 有 三 百 多 萬 臺 普 通 機 床 。 我 國 數(shù) 控2 / 47機 機 床 近 幾 年 在 產 業(yè) 化 和 產 品 開 發(fā) 上 取 得 了 明 顯 的 進 步 ， 特 別 是 在 機 床 的 高速 化 、 多 軸 化 、 復 合 化 、 精 密 化 方 面 進 步 很 大 。 2. 加 工 精 度 高 ； 3. 生 產 效 率 高 ； 4. 減 輕 勞 動 強 度 ， 改 善 勞 動 條 件 ； 5. 良 好 的 經 濟 效 益 ； 6. 有 利 于 生 產 管 理 的 現(xiàn) 代 化 。 數(shù) 控 機 床 是 以 數(shù) 字 化 的 信 息 實 現(xiàn) 機 床 控 制 的 機 電 一 體 化 產 品 ， 它 把 刀 具和 工 件 之 間 的 相 對 位 置 ， 機 床 電 機 的 啟 動 和 停 止 ， 主 軸 變 速 ， 工 件 松 開 和 夾緊 ， 刀 具 的 選 擇 ， 冷 卻 泵 的 起 停 等 各 種 操 作 和 順 序 動 作 等 信 息 用 代 碼 化 的 數(shù)字 記 錄 在 控 制 介 質 上 ， 然 后 將 數(shù) 字 信 息 送 入 數(shù) 控 裝 置 或 計 算 機 ， 經 過 譯 碼 ，運 算 ， 發(fā) 出 各 種 指 令 控 制 機 床 伺 服 系 統(tǒng) 或 其 它 的 執(zhí) 行 元 件 ， 加 工 出 所 需 的 工件 。隨 著 計 算 機 的 發(fā) 展 ， 數(shù) 控 機 床 也 得 到 迅 速 的 發(fā) 展 和 廣 泛 的 應 用 ， 同 時 使 人 們對 傳 統(tǒng) 的 機 床 傳 動 及 結 構 的 概 念 發(fā) 生 了 根 本 的 轉 變 。Reform process as follows:(1)The reformation of machine part, include to enter lengthways to the reformation of the direction with horizontal enter to direction of reformation. Mainly include to roll the ball screw shaft nut and the calculation choice of reaction stepping motor and the establishment of lengthways, horizontal anization assemble diagra