【正文】 的型號(hào)選擇與校核步驟 （ 1）選擇型號(hào) 1）最大工作載荷計(jì)算 由于導(dǎo)向?yàn)橘N塑導(dǎo)軌，則： k= f’ =,F1 為工作臺(tái)進(jìn)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(dòng)載荷的計(jì)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(hào)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(dòng)效率η計(jì)算 η ==tgλ /tg(λ +φ )=tg2o11 ’ /tg(2o11 ’ +10’ )=93% 2) 剛度驗(yàn)算 1. 絲杠的拉壓變形量 δ 1=177。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為 Fk Fk=fz2EI/L2 式中： E 為絲杠材料彈性模量，對(duì)鋼 E= 104Mpa； I 為截面慣性矩，對(duì)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(zhǎng)度（ mm）； fz為絲杠的支撐方式系數(shù)由表 1查得。 2280/ 10π ()2 = 2 . 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ 2 采用有預(yù)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(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為 ，故所選絲 杠合格。 1 . 絲杠的拉壓變形量δ 1 δ 1=177?？紤]到簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。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(yùn)轉(zhuǎn)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。L0為絲杠的基本導(dǎo)程，查資料得 L0=12mm。n 為絲杠轉(zhuǎn)速（ r／ min） ,n=1000v／ L0。 縱切外圓時(shí)，車床的主切削力 Fz 可以用下式計(jì)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?yàn)?車刀裝夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力將傳遞到進(jìn)給拖板和導(dǎo)軌上，車削作業(yè)時(shí)作用在進(jìn)給托板的載荷 F1﹑ Fv 和 Fc 與車刀所受到的車削抗力有對(duì)應(yīng)關(guān)系。切深抗力 Fy 與縱向進(jìn)給垂直，影響加工精度或已加工表面 質(zhì)量。 由于原普通 CA6140 車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，則用公式計(jì)算 工作載荷的大小。 縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號(hào)選擇與校核步驟 （ 1）最大工作荷載計(jì)算 滾珠 絲杠的工作載荷 Fm（ N）是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)時(shí)滾珠絲 杠所承受的軸向力（進(jìn)給牽引力）。對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來說，常采用的脈沖當(dāng)量為 ,在CA6140 的技術(shù)參數(shù)中，要求縱向脈沖當(dāng)量 fp 為 。 計(jì)算及設(shè) 計(jì)簡(jiǎn)圖如圖 3 所示： 圖 3 計(jì)算及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 脈沖當(dāng)量是指一個(gè)進(jìn)給脈沖使機(jī)床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量 ,它是衡量數(shù)控機(jī) 床加工精度的一個(gè)基本參數(shù)。 刀架：拆除原刀架，改裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)四方刀架。 溜板箱部分：全部拆除，在原來安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操 作按鈕。 3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)與計(jì)算 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì) 進(jìn)給系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)需要改動(dòng)的主要部分有掛輪架、進(jìn)給箱、溜板箱、 刀架等； 以下是一種方案： 掛輪架系統(tǒng)：全部拆除，在原掛輪主動(dòng)軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。 刀具補(bǔ)償量 進(jìn)給傳動(dòng)鏈間隙補(bǔ)償量 縱向 橫向 自動(dòng)升降速性能 具備 其它要求 （ 1） 原機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)布局基本不變，盡量減少改動(dòng)量 ，以降低成本 縮短改造周期。 刀杠支承面至中心的距離 26mm 刀杠截面 B H 25 25mm 頂尖套莫氏錐度 5 尾座 橫向最大移動(dòng)量 177。1900mm 最大行程 140mm 刀架 最大回轉(zhuǎn)角 177。900。1400。 原普通車床 CA6140 技術(shù)數(shù)據(jù)： 名稱 技術(shù)參數(shù) 在床身上 400mm 工件最大直徑 在刀架上 210mm 頂尖間最大距離 650。 （ 8）采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。 （ 6）設(shè)計(jì)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。 （ 4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中除了 CPU外，還包括擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 I/O接口電路；包括能輸入加工程序和控制命 令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其它輔助電路。 圖 1 步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制 （ 3）根據(jù)普通車床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟(jì)性要求，自動(dòng)化改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般采用 8 位微機(jī)。 （ 1）普通車床自動(dòng)化改造后應(yīng)具有定位、縱向和橫向的直線插 補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)功能，還要求能暫停，進(jìn)行循環(huán)加工和螺紋加工等，因此 選連續(xù)控制數(shù)控系統(tǒng)。改造花費(fèi)少、針對(duì)性強(qiáng)，改造后的機(jī)床大多能克服原機(jī)床的缺點(diǎn)和存在的問題，生產(chǎn)效率高。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè) 永恒 的課題。 目 錄 1. 前言 ............................................................. 4 2 設(shè)計(jì)要求 .......................................................... 5 總體方案設(shè)計(jì)要求 .............................................. 5 設(shè)計(jì)參數(shù) ...................................................... 6 其它要求 ...................................................... 8 3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)與計(jì)算 .................................... 8 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì) ...................................... 8 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部 分的計(jì)算與選型 .............................. 9 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 ......................................10 縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號(hào)選擇與校核步驟 ..............10 橫向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核步驟 .................12 4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 ........................................... 13 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ............................................... 13 步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)選用的基本原則 ..................................... 14 步距角α ................................................15 精度與啟動(dòng)頻率 ..........................................15 轉(zhuǎn)矩 ....................................................15 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 ............................................. 16 CA6140 縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 .......................16 橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 .....