【正文】 削力Fz，銑刀的切削速度為： ，Fz計算如下：（2） 切削分力的計算查閱參考文獻[3]表21可得： 式中：F1——縱向切削分力； Fv——垂向切削分力； Fc——橫向切削分力。 fg——鑲條緊固力（N）,查[3]表23得：fg=1500N.不切削時，摩擦力Fμ0計算如下：（3）查閱參考文獻[3]式（210a）得，進給牽引力為： 矩形導軌結構簡單，使用維護方便，能承受較大載荷，能較好地滿足工藝要求，本次設計中，導軌選用矩形導軌，工作臺運動過程中，會與導軌產生摩擦，這對工作臺的平穩(wěn)運行十分不利，為此，在導軌和工作臺之間加上一層用特殊材料制成的軟帶可以顯著提高工作臺的工作性能，防止出現爬行現象，貼塑導軌具有良好的工作性能，但它與矩形導軌相互配合時，在磨損后不能自動補償間隙，當磨損量過大，使間隙過大時，會使工作太的運動失去準確性，難以定位，故需要對導軌間隙進行調整，如下圖所示，才用修復刮研式方法調整間隙，當間隙過大時，可以刮研左邊平面，當間隙過小時，可以刮研右邊平面。上述計算可得如下結論：，故查閱參考文獻[2]附錄表A3可選絲杠型號為FFZD32063,其基本參數如下： 滾珠絲杠滾珠絲杠螺母副的預加負荷為： 取Fp=13000/9=1444N滾珠絲杠預拉伸力Ft的計算： 支承軸承的選用(1)軸承的軸向負載力：(2)軸承的預緊力Fp計算如下：(3) 軸承的當量軸向載荷計算如下(4) 基本額定動載荷C計算如下：查參考文獻[3]表225得，徑向系數X=,軸向系數Y=,故在安裝時，要對滾珠絲杠螺母副進行預拉伸，在支承形式的選擇上，選用兩端固定的支承形式，60176。 承載能力校驗（1）滾珠絲杠臨界轉速校核（2）滾珠絲杠螺母副額定壽命的校驗 由上述計算結果知，絲杠的額定動載荷大小為13000N,在機床一般工作情況下，,計算轉速為500r/min，故滾珠絲杠螺母副的額定壽命為：該滾珠絲杠滿足要求。m^2。m^2范圍之內。m^2,。如選用GK60616AC31FE電動機，總慣量為： 一般情況下，數控銑床伺服系統的開環(huán)增益為20Hz，工作臺加速到最大速度所需的時間為ta=3/ks=：由上式可知，該伺服電機能夠滿足要求。 KM是伺服電機的增益，可近似認為KM=1/Ke。V/rad，電樞直流電阻RM=，故工作臺的直線剛度計算如下： 滾珠絲杠的固定方式不同，其拉壓剛度也會不同，本次設計中，絲杠為一端軸向定位結構，工作臺的縱向行程為已知參數600mm，當工作臺移動到離固定支承最遠時，滾珠絲杠有最小拉壓剛度，當工作臺移動到離固定支承最近時，它們不可直接接觸，中間還應該有一段距離，假設為150mm，故可得絲桿 的最大距離為750mm，即lmax=,代入參考文獻[2]式（）可得絲杠的拉壓剛度為：式中，di為絲杠的最小螺紋底徑，E是鋼的彈性模量，E=200Gpa，則： 滾珠絲杠的固定端所選用的軸承位7205B角接觸球軸承，其基本參數為：鋼球數Z=12，鋼球直徑大小db=，由前述計算可知，其預加載荷F0大小為1444N，導軌的摩擦力，故軸向載荷Fa=F0+F181。 進給傳動系統的動態(tài)特性分析 在前述的計算中，查閱參考文獻[3]表A3可得滾珠絲杠的滾珠絲杠螺母副的質量為：機床工作臺和工件夾具的質量m為510kg，所以上述兩者的等效質量md為：分析計算結果，ωnc數值較大，在設計機械傳動系統的剛度時，ωnc一般取為300rad/s，故ωnc=。查閱參考文獻[3]附表A6得，聯軸器型號為02，聯軸器簡圖如下： 彈性聯軸器本章是本次設計的第二個主要部分，從驅動環(huán)節(jié)到執(zhí)行環(huán)節(jié)，每一部分都有具體的設計要求與設計任務。機床導軌選用矩形導軌，為了降低導軌面的摩擦力，使工作臺運動更加平穩(wěn)，在導軌間隙貼塑，機床工作臺的重量為210kg，最大承重為300kg，帶有三個T行槽，其具體結構設計在裝配圖中完成。4數控機床控制系統設計 控制系統硬件的基本組成 概述 數控機床與普通機床的最大不同便是多了一個數控系統，數控系統主要有輸入輸出裝置，控制裝置，伺服裝置，輔助裝置組成，其結構大致如下圖所示：驅動系統控制對象（設備）控制微機鍵盤顯示輔助控制檢測 控制系統目前市場上能生產數控系統的大型公司主要有華中數控，廣州數控，北京凱恩帝數控，本次設計中，采用華中數控公司的HNC21MD數控系統和HSV160型全數字交流伺服驅動單元及GK6交流永磁同步伺服電機和變頻主軸。主要由以下幾個部分組成：l 工業(yè)PC機l 中央處理單元（CPU）高性能32位微處理器l 存儲器（DRAM RAM）SMB RAMl 程序斷電存儲區(qū)Flash ROM 16MBl 顯示器：480l NC鍵盤l RS232 接口RS232 波特率為19200l 網絡接口 以太網接口l 控制軸數3軸HNC21MD主要參數如下： HNC21MD參數CNC功能最大控制軸：36進給軸+1主軸 加工過程圖形仿真顯示和實時跟蹤MDI功能 M、S、T功能固定銑削循環(huán)CNC編程最小編程尺寸：、度 公/英制編程絕對/相對指令編程 自動控制倒角（圓角、直角）插補功能直線插補，最大6個軸圓弧插補刀具補償功能刀具長度補償 刀尖半徑補償操作功能 防靜電薄膜編程面板與機床操作面板PC標準鍵盤接口 網絡通訊功能（選件）進給軸功能無限旋轉軸功能 最高設定速度43000mm/min進給修調0%150% 快移修調0%100%多種回參考點功能：單向、雙向主軸功能主軸轉速：最大32000rpm主軸修調：從0%150%n n 提供標準PLC例程PWM方式 正弦波驅動全數字串行絕對式編碼器、HiperFACE協議、TAMAGAWA協議A/B相通用復合增量式編碼器，A/B/Z/、U/V/W信號差動輸入（RS422電平）控制信號輸 入使能、復位、觸發(fā)信號、用戶指定輸 出報警、用戶指定正面面板?按鍵 5個、②八段數碼管 6個（組合顯示）、③LED 2個再生制動內置再生制動電阻，可選配外部制動電阻控制模式①位置控制、②速度控制、③轉矩控制、④位置/速度控制監(jiān)視功能轉速、當前位置、位置偏差、電機轉矩、運行狀態(tài)等（1） plc連接電路圖如下 plc連接電路圖5總結 經過為期三個月的設計，本次數控機床的進給傳動機構設計總算是完成了，在整個設計過程中，不僅運用到了以前學過的基礎知識，也接觸到了許多以前不了解的新的領域，對設計者的整體水平都有巨大的提升。本次設計中完成的第二項主要工作就是進給機構的設計，這個過程主要包含四個部分，第一部分是滾珠絲杠的設計，滾珠絲杠屬于標準件，只需計算出幾個主要參數就可以根據國標選擇出具體的型號，選用絲杠后，對其進行了剛度校核，以驗算其是否滿足設計要求，第二部分是工作臺的設計，工作臺的尺寸是以知的，其結構設計只能根據前人的設計經驗，在裝配圖的設計中完成了這一項工作，第三部分是導軌的選用，目前市場上通用的導軌形式只有幾種，本次設計選用了矩形貼塑導軌，這種導軌結構形式簡單，且有著良好的工作性能，第四部分是伺服驅動電機的選擇，主要是根據系統的轉動慣量與轉速來確定，本次設計主要完成了數控系統中伺服裝置的設計，在控制部分只是選擇了主要的控制核心，在電氣控制回路和plc控制程序方面仍有大量工作有待完成。rb