【正文】 功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，具有很高的性價(jià)比。 負(fù)載 步進(jìn)電機(jī) 功率放大器 步進(jìn)控制器 脈沖信號 被控量 （ 5）縱向和橫向進(jìn)給是兩套獨(dú)立的傳動鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副、絲杠螺母副組成，其傳動比應(yīng)滿足機(jī)床的要求。 （ 7）為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，配備有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙，齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。 (9)改造總 體方案圖如圖 2 圖 2改造總體方案圖 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù)一般包括車床的部分技術(shù)參數(shù)和自動化改造設(shè)計(jì)數(shù)控自動進(jìn)給伺服系統(tǒng)所需要的參數(shù)。900。1900mm 宋制螺紋 mm 112(20 種 ) 加工螺紋范圍 英制螺紋 t/m 224(20 種 ) 模數(shù)螺紋 mm (11 種 ) 徑節(jié)螺紋 t/m 796(24 種 ) 最大通過直徑 48mm 孔錐度 莫氏 6 主軸 正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù) 24 正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍 10— 1400r/min 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù) 12 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍 141580r/min 縱向級數(shù) 64 進(jìn)給量 縱向范圍 橫向級數(shù) 64 橫向范圍 滑板行程 橫向 320mm 縱向 650。1400。 90176。 10mm 外形尺寸 長寬高 2418 1000 1267mm 圓度 工作精度 圓柱度 200: 平面度 表面粗糙度 Ra m 主電動機(jī) 電動機(jī)功率 總功率 改造設(shè)計(jì)參 數(shù)如下 : 最大加工直徑 在床面上 400mm 在床鞍上 210mm 外形尺寸 長寬高 2264 840 1258mm 最大加工長度 1000mm 快進(jìn)速度 縱向 橫向 最大切削進(jìn)給速度 縱向 橫向 溜板及刀架重力 縱向 800N 橫向 600N 脈沖分配方式 逐點(diǎn)比較法 輸入方式 增量值、絕對值編程通用 控制坐標(biāo)數(shù) 方向 脈沖當(dāng)量 縱向 橫向 機(jī)床定位精度 177。 （ 2）機(jī)械結(jié)構(gòu)改裝部分應(yīng)注意裝配的工藝性，保正安裝、調(diào)試、拆卸方便，需經(jīng)常調(diào)整的部位調(diào)整應(yīng)方便。 進(jìn)給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成 絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠， 滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾座端原來裝軸承座的部分。 橫溜板箱部分：將原橫溜板的絲杠的、螺母拆除，改裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺 母副、橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型內(nèi)容包括：確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型、齒輪傳動計(jì)算、步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型等。因此 ,脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī)床精度的要求來確定。橫向脈沖當(dāng)量為fp=。它包括滾珠絲杠的走到抗力及與移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。 Fm=KFL+f’ (Fv+G) （ 1） 1）車削抗力分析 車削外圓時(shí)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(jì)算機(jī)床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。進(jìn)給抗力 Fx 與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它。 因此，作用在進(jìn)給托板上的載荷可以按下式求出： 托板上的進(jìn)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(dǎo)軌 K=, f’ =～ ,選 f’ =(因?yàn)槭琴N塑導(dǎo)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(jì)算 滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動載荷 Ca選用，計(jì)算： C=3L fmm （ 3） L為工作壽命，單位為 10r， L=60nt／ 10。v為 最大切削力條件下的進(jìn)給速度（ m／ min） ,可取最高進(jìn)給速度的 1/2～ 1/3。fm 為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)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(yīng)的額定動載荷 Ca 不得小于最大載荷 C。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?yàn)閮?nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝。 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(jì)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(yàn)算 滾珠絲杠副的軸向變形將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運(yùn)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(zhuǎn)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。 Fml/EA （ 5） =177。 3）壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細(xì)長桿，若軸向工作負(fù)載過大，將使絲杠失 去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。 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。 Fm L/EA=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(jī)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(xiàng)目 符號 有效行程 lm/mm 精度等級 1 2 3 4 5 目標(biāo)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(nèi)行程變動量 V300p 6 8 12 16 23 2π rad 內(nèi)行程變動量 V2π p