數(shù)控課程設(shè)計車削加工設(shè)計

1、前 言隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化。由于數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，普通機械逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機械所代替，形成了巨大的生產(chǎn)力。專家們預(yù)言：二十一世紀(jì)機械制造業(yè)的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給機械制造業(yè)生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來深刻的變化。隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程逐步加快，數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)中越來越多地

2、得到應(yīng)用。目前，我國制造工業(yè)中，從事數(shù)控機床制造和生產(chǎn)的科技人員以及數(shù)控機床的操作員、程序員和維修人員都非常缺乏。特別是在我國的經(jīng)濟特區(qū)，數(shù)控人才非常搶手。因此，數(shù)控人才的缺乏是制約我國數(shù)控技術(shù)推廣應(yīng)用的極其重要的因素。 機床數(shù)控技術(shù)這門課是實踐性很強的課程，學(xué)生只有通過認(rèn)識和具體操作、使用數(shù)控機床才能加深理解所學(xué)的知識，并達(dá)到真正掌握的目的。為了配合機床數(shù)控技術(shù)的教學(xué)，鞏固數(shù)控編程的知識，我們安排了數(shù)控編程課程設(shè)計，編寫了課程設(shè)計說明書，達(dá)到掌握微機數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控編程的目的。本次數(shù)控課程設(shè)計是為了讓我們更清楚地理解怎樣確定零件的加工方案，對零件進(jìn)行編程，并在仿真軟件上進(jìn)行模擬加工。這樣的課程

3、設(shè)計對我們即將走上工作崗位的畢業(yè)生來說無疑是對我們說學(xué)知識的一次檢驗和提高。1、 課程設(shè)計目的本課程設(shè)計是學(xué)完數(shù)控編程之后，進(jìn)行的下一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，課程設(shè)計的目的在于：（1）鞏固和加深學(xué)生所學(xué)課程的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計、計算、繪圖、計算機應(yīng)用能力，使學(xué)生逐步樹立正確的設(shè)計思想。（2）掌握數(shù)控機床加工工藝的編制，學(xué)會使用常用功能指令和固定循環(huán)指令的編程方法及應(yīng)用；會用選刀、換刀、對刀、刀補和固定循環(huán)編制一個軸類、套類或箱體類零件的數(shù)控加工程序。（3）提高學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，逐步增強實際工程訓(xùn)練。（4）訓(xùn)練學(xué)生圍繞設(shè)計內(nèi)容查閱有關(guān)規(guī)范、設(shè)計手冊等資料的能力。二、課程設(shè)計題目及要

4、求 2.1本課程設(shè)計共有2類課題（1）車削類零件數(shù)控加工程序編制；（2）銑床工作臺設(shè)計。2.2課程設(shè)計基本要求（1）零件的工藝分析。（2）程編中工藝指令的處理。（3）編制數(shù)控車床加工工藝過程卡。 （4）編制數(shù)控加工程序，寫設(shè)計說明書。（5）工作臺的分析計算3、 課程設(shè)計內(nèi)容車削加工設(shè)計3.1.1設(shè)計題目.在數(shù)控車床上加工如圖2-34所示零件，其材料為45鋼。圖 2-34 零件圖分析零件數(shù)控加工工藝（1）確定裝夾定位方案根據(jù)毛坯和零件圖，確定工件的裝夾方式。由于該工件是一個盤類零件，采用工件的左端面和外圓作為定位基準(zhǔn)。使用普通三爪卡盤夾緊工件，并且兩次裝夾即可完成全部加工，取工件的右端面中心為工

5、件坐標(biāo)系的原點。（2）確定加工順序三爪卡盤夾住毛坯右端，首先加工左端面并鉆19通孔，加工內(nèi)孔及錐面之后加工左端外輪廓至尺寸要求調(diào)頭后加工右端面至長度尺寸要求，加工外輪廓，切外溝槽，加工外螺紋，加工內(nèi)孔，最后加工內(nèi)螺紋。（3）選擇刀具與切削用量1）由于毛坯材料為45#鋼材，采用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工。為了避免停車換刀，考慮粗、精加工以及端面加工采用不同刀具。根據(jù)加工方案和工件材料，編制11數(shù)控加工刀具卡加工內(nèi)容刀具號刀具名稱主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進(jìn)給速度(r/min)車端面T0145°偏刀4000.1鉆中心孔T02中心鉆頭2500.02鉆通孔T0319鉆頭2500.2粗車外圓精車外圓T0

6、490°偏刀4005000.250.1粗鏜內(nèi)孔精鏜內(nèi)孔T05內(nèi)孔鏜刀3503000.20.1車外環(huán)槽T06切斷刀2500.05車內(nèi)溝槽T07內(nèi)溝槽車刀2500.05加工外螺紋T08螺紋車道500加工內(nèi)螺紋T09內(nèi)螺紋車刀500（4）設(shè)計數(shù)控加工工序卡零件號零件名稱編制日期程序號編制工步號工步內(nèi)容刀具號切削速度/（r/min）進(jìn)給速度/(mm/r)切深/(mm)備注1裝夾50*72mm的毛坯右端外圓，車右端面T014000.112鉆中心孔T022500.0253鉆通孔T032500.24粗/精車外圓輪廓T044005000.250.11.50.55粗/精鏜內(nèi)孔T053503000.20

7、.110.56調(diào)頭裝夾7車端面T014000.118粗/精車外輪廓T044005000.250.11.50.59切外溝槽T062500.0510車外螺紋T0850011粗/精鏜孔T053503000.20.110.512切內(nèi)溝槽T072500.0513車內(nèi)螺紋T09500（5）數(shù)控加工走刀路線圖3.1.3編寫數(shù)控加工程序 00001;M41;G50 S1500;N1;G00 G40 G99 S400 T0101 M03 F0.1;X55.0 Z0;G96 S120;G01 X0;G00 G97 S500 Z80.0;G28 U0 WO TO M05;N2;G00 G40 G97 G99 S80

8、0 M03 T0202 F0.02;XO Z2.0;G74 R0.2;G74 Z-5.0 Q2000;G28 U0 W0 TO MO5;N3;G00 G40 G97 G99 S250 M03 T0303 F0.2;X0 Z2.0;G74 R1.0;G74 Z-72.0 Q3000;G28 U0 W0 T0 M05;N4;G00 G40 G97 G99 S400 M03 T0404 F1.5;X55.0 Z2.0;G71 U2.0 R0.5;G71 P10 Q11 U0.4 W0.1;N10 GOO X45.0;G02 X48.0 Z-3.0 R3;Z-10.0;G03 X48.0 Z-30.0

9、 R20;N11 Z-42.0;G70 P10 Q11;G01 G40 X55.0;G28 U0 W0 T0 MO5;N5;GOO G40 G97 G99 S350 T0505 M03 F0.2;X17.0 Z2.0;G71 U1.5 R0.5;G71 P12 Q13 U0 W0;N12 G00 G41 X35.0;G01 X27.0 Z0;X25.0 Z-20.0;Z-28.0;X20.0;N13 Z-50.0;G70 P12 Q13 F0.1;G01 G40.0 X17.0;G28 U0 W0 T0 M05;N6;G00 G40 G99 S400 T0101 M03 F0.1;X55.0

10、Z0;G96 S120;G01 X0;G00 G97 S500 Z80.0;G28 U0 WO TO M05;N7;G00 G40 G97 G99 S400 M03 T0404 F1.5;X55.0 Z2.0;G71 U2.0 R0.5;G71 P14 Q15 U0.4 W0.1;N14 GOO X36.0;G01 X38.0 Z-2.0;Z-10.0;X42.0 Z-26.0 ;Z-30.0;X46.0;G03 X48.0 Z-32 R2.0;G01 Z-40; N15 X50;G70 P14 Q15;G01 G40 X55.0;G28 U0 W0 T0 MO5;N8;GOO G40 G97

11、 G99 S500 T0606 M03 F0.05;X52.0 Z-28.0;G01 X38.0;G01 X52.0 F0.5;G28 UO WO TO M05;N9;G00 G40 G97 G99 S500 T0808 M03;X45.0 Z6.0;G92 X41.7 Z-36.0 R-3.0 F1.5;X40.2;X39.4;X38.7;X38.0;X37.5;X37.0;X36.7;X36.5;G28 UO WO TO M05;N10;G00 G40 G97 G99 S350 T0505 M03 F0.2;X42.0 Z2.0;G71 U1.5 0.5;G71 P16 Q17 U0 W0

12、;N16 GO0 G41 X25.0;G01 Z0;X24.0;X22.0 Z-2.0;Z-20.0;X20.0;N17 GO1 G40 X18.0;G70 P16 Q17 F0.1;G28 U0 W0 T0 M05;N11;G00 G40 G97 G99 S250 T0707 M03 F0.05;X20.0 Z-18.0;G01 X24;G01 X20 F0.2;G28 UO W0 TO MO5;N12;G00 G40 G97 G99 S500 T0909 M03;GOO X0 Z2.0;G99 G92 X-22.0 Z-18.0 F0.2;X-22.8;X-23.5;X-24.0;G00

13、X0;G28 U0 W0 TO MO5;M30;XK1632立式數(shù)控銑床工作臺（X軸）設(shè)計3.2.1概述數(shù)控銑床 定義:數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩都的加工工藝基本相同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動加工機床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別. 如圖所示，數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、冷卻潤滑系統(tǒng)等幾大部分組成： 1、主軸箱 包括主軸箱體和主軸傳動系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對加工有直接的影響。 2、 進(jìn)給伺服系統(tǒng) 由進(jìn)給電機和進(jìn)給執(zhí)行機構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實現(xiàn)刀具和工件之間的相對運動，包括直線進(jìn)給運動和旋轉(zhuǎn)

14、運動。 3、控制系統(tǒng) 數(shù)控銑床運動控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機床進(jìn)行加工。 4、輔助裝置 如液壓、氣動、潤滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。 5、機床基礎(chǔ)件 通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個機床的基礎(chǔ)和框架XK1632 立式數(shù)控銑床X6132X6132X6132X6132 特點與用途：XK1632立式數(shù)控銑床主要用于中小型零件模具等多品種加工，工件一次裝夾后，可自動高效、高精度的連續(xù)完成銑、鉆、鏜、鉸等工序。該機床主要構(gòu)件剛度高，主軸轉(zhuǎn)速恒功率范圍寬，低轉(zhuǎn)速扭矩大，可進(jìn)行強力切削。主軸軸承采用進(jìn)口軸承，主軸運轉(zhuǎn)時精度高、噪聲低、震動小、熱變形小。XK1632立式數(shù)控銑床技術(shù)參數(shù)項目單位

15、 參數(shù)型號 XK6132工作臺面尺寸mm 1250×330坐標(biāo)行程（X、Y、Z）mm 750×400×120主軸最高轉(zhuǎn)速rpu 4000主電機功率KW 3.7主軸鏜孔 MAS403 BT40工作臺最大承重kg350主軸端面至工作臺面距離 mm 125735定位精度mmX:0.06 Y:0.05 Z:0.04重復(fù)定位精度mm0.025數(shù)控系統(tǒng)HNC-21M/22M華中“世紀(jì)星”數(shù)控系統(tǒng)1.1技術(shù)要求X向拖板(上拖板)尺寸為: 長*寬*高=1250*330*120重量:按重量=體積*材料比重估算為:= 上導(dǎo)軌重量為電機重量夾具及工件重量:約1588NX-Y工作臺運動部

16、分總重量為:工作臺、工件和夾具的總重量=1000kg（所受的重力W=7600N），其中，工作臺的質(zhì)量=495kg（所受的重力=3860N）；工作臺的最大行程=750mm；工作臺快速移動速度=6000；工作臺采用貼塑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的動摩擦系數(shù)=0.15,靜摩擦系數(shù)=0.2；工作臺的定位精度為40，重復(fù)定位精度為25；機床的工作壽命為20000h（即工作時間為10年）機床采用主軸服電機，額定功率=3.7，機床采用端面銑刀進(jìn)行強力切削，銑刀直徑D=125mm，主軸轉(zhuǎn)速n=4000，切削狀況如表2-1所示表2-1數(shù)控銑床的切削狀況切削方式進(jìn)給速度/時間比例/(%)備注強力切削0.610主電動機滿功率條件下

17、切削一般切削0.830粗加工精加工切削150精加工快速進(jìn)給1510空載條件下工作臺快速進(jìn)給1.2總體方案設(shè)計為了滿足以上技術(shù)要求，采取以下技術(shù)方案。（1）工作臺工作面尺寸（寬度長度）確定為330mm1250mm。（2）工作臺的導(dǎo)軌采用矩形導(dǎo)軌，在與之相配的動導(dǎo)軌滑動面上貼聚四氟乙烯（PT-FE）導(dǎo)軌板。同時采用斜鑲條消除導(dǎo)軌導(dǎo)向面的間隙，在背板上通過設(shè)計偏心輪結(jié)構(gòu)來消除導(dǎo)軌背面與背板的間隙，并在與工作臺導(dǎo)軌相接觸的斜鑲條接觸面上和背板接觸面上貼塑。（3）對滾珠絲桿螺母副采用預(yù)緊措施，并對滾珠絲桿進(jìn)行預(yù)拉伸。（4）采用伺服電機驅(qū)動。（5）采用膜片彈性聯(lián)軸器將伺服電動機與滾珠絲桿直連。3.2.2設(shè)

18、計計算2.1主切削力及其切削分力計算（1）計算主切削力。根據(jù)已知條件，采用端面銑刀在主軸計算轉(zhuǎn)速下進(jìn)行強力切削（銑刀直徑D=125mm）時，主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動機的全部功率。此時，銑刀的切削速度為若主傳動鏈的機械效率，按式可計算主切削力；-機床主軸的計算轉(zhuǎn)速（主軸轉(zhuǎn)速全部功率時的最低切削速度，；-機床主傳動系統(tǒng)的傳動功率，一般取。（2）計算各切削分力。根據(jù)表2-2可得工作臺縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為表2-2 工作臺工作載荷與切向銑削力的經(jīng)驗比值切削條件比值對稱端銑不對稱端銑逆銑順銑端銑圓柱銑、立銑、盤銑和成形銑-2.2導(dǎo)軌摩擦力的計算（1）按式(2-8a)計算在切削狀

19、態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力。此時，動摩擦系數(shù)，、-主切削力的垂向切削分力（N）和橫向切削分力（N）；W-坐標(biāo)軸上移動部件的全部重量（包括機床夾具和工件的重量，N）；-摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形式不同而不同，對于帖塑導(dǎo)軌，=0.15；對于滾動直線導(dǎo)軌，=0.01；-鑲條緊固力（N）,其推薦值可查表2-3得鑲條緊固力=800N，則=0.15×(7600+800+107.45+62.21)N=1285.45N表2-3 鑲條緊固力推薦值導(dǎo)軌形式主電動機功率/kw2.23.75.57.5111518貼塑滑動導(dǎo)軌50080015002000250030003500滾動直線導(dǎo)軌254075100125150175(

20、2) 按式,計算在吧切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力和導(dǎo)軌靜摩擦力。=0.15×（7600+800）N=1260N=0.2×(7600+800)N=1680N2.3計算滾珠絲桿螺母副的軸向負(fù)載力（1）按式， -主切削力的縱向切削力=（45.24+1285.45）N=1330.69N（2）按式N計算最小軸向負(fù)載力=1260N2.4滾珠絲桿的動載荷計算與直徑估算1）確定滾珠絲桿的導(dǎo)程根據(jù)已知條件，取電動機的最高轉(zhuǎn)速，則由式得：2)計算滾珠絲桿螺母副得平均轉(zhuǎn)速和平均載荷（1）估算在各種切削方式下滾珠絲桿的軸向載荷。將強力切削時的軸向載荷定為最大軸向載荷，快速移動和鉆鏜定位時的軸向載荷定為最

21、小軸向載荷。一般切削(粗加工)和精細(xì)切削（精加工）時，滾珠絲桿螺母副的軸向載荷、分別可按下列公式計算：，并將計算結(jié)果填入表2-4。切削方式軸向載荷/N進(jìn)給速度/()時間比例/()備注強力切削1330.6910一般切削（粗加工）1526.1430精細(xì)加工（精加工）1326.5350快移和定鏜定位126010表2-4 數(shù)控銑床滾珠絲桿的計算(2) 計算滾珠絲桿螺母副在各種切削方式下的轉(zhuǎn)速（3）按式計算滾珠絲桿螺母副的平均轉(zhuǎn)速。3、 按式計算滾珠絲桿螺母副的平均載荷。3)確定滾珠絲桿預(yù)期的額定動載荷（1）按預(yù)定工作時間估算。查表2-5得載荷性質(zhì)系數(shù)。已知初步選擇的滾珠絲桿的精度等級為2級，查表2-6

22、得精度系數(shù)。查表2-7得可靠性系數(shù)，額定壽命 則由式得表2-5 載荷性質(zhì)系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊（很平穩(wěn)）輕微沖擊伴有沖擊或振動11.21.21.51.52表2-6精度系數(shù)精度等級1、2、34、571010.90.80.7表2-7可靠性系數(shù)可靠性/()90959697989910.620.530.440.330.21(2) 因?qū)L珠絲桿螺母副將實施預(yù)緊，所以可按式估算最大軸向載荷。查表2-8得欲加動載荷系數(shù)，則表2-8 欲加動載荷系數(shù)欲加載荷類型輕預(yù)載中預(yù)載重預(yù)載6.74.53.4（3）確定滾珠絲桿預(yù)期的額定動載荷。取以上兩種結(jié)果的最大值，即=N。4）按精度要求確定允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經(jīng)（1）

23、根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲桿的最大軸向變形。已知工作臺的定位精度為40，重復(fù)定位精度為25，根據(jù)公式重復(fù)定位精度和定位精度以及定位精度和重復(fù)定位精度的要求，得，取上述計算結(jié)果的較小值，即。（2）估算允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經(jīng)。本機床工作臺（X）軸滾珠絲桿螺母副的安裝方式擬采用兩端固定式。滾珠絲桿螺母副的兩個固定支承之間的距離為L=行程+安全行程+2×余程+螺母長度+支承長度（1.21.4）行程+（2530）取L=1.4×行程+30=（1.4×750+30×4）mm=1170mm,又=2460N，由式得3.2.3工作臺部件的裝配圖設(shè)

24、計將以上計算結(jié)果用于工作臺部件的裝配圖設(shè)計。其計算簡圖如下圖所示。 1389mm1225mm987.5mm612.5mm1095.5mm987mm375mm375mm3.2.4滾珠絲桿螺母副的承載能力校驗4.1滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗本工作臺的滾珠絲桿支承方式采用預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)，絲桿始終受拉而不受壓，因此，不存在壓桿補穩(wěn)定問題。4.2滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗根據(jù)以上的計算可得滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計算長度=987.5mm。已知彈性模量，材料密度，重力加速度，安全系數(shù)。查參考文獻(xiàn)表2-44得。滾珠絲桿的最小慣性矩為滾珠絲桿的最小截面積為故可由式得本絲桿螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1500，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

25、于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求。4.3滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗滾珠絲桿螺母副的壽命，主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠絲桿在相同的條件下回轉(zhuǎn)時，其中90不發(fā)生疲勞剝落的情況下運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)速查參考文獻(xiàn)附錄A表A-3得滾珠絲桿的額定動載荷，運轉(zhuǎn)條件系數(shù)，滾珠絲桿的軸向載荷,滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)速,由式，得，一般來講，在設(shè)計數(shù)控機床時，應(yīng)保證滾珠絲桿螺母副的總時間壽命故滿足要求3.2.5計算機械傳動系統(tǒng)的剛度5.1機械傳動系統(tǒng)的剛度計算(1)計算滾珠絲桿的拉壓剛度。本工作臺的絲桿支承方式為兩端固定，當(dāng)滾珠絲桿的螺母中心位于滾珠絲桿兩支承的中心位置時時，滾珠絲桿螺母副具有最小拉壓剛度，可按

26、式計算：當(dāng)或時（即滾珠絲桿的螺母中心位于行程的兩端位置時），滾珠絲桿螺母副具有最大拉壓剛度，可按式計算：（2）計算滾珠絲桿螺母副支承軸承的剛度。已知軸承接觸角，滾動體直徑，滾動體個數(shù)Z=17，軸承的最大軸向工作載荷,查參考文獻(xiàn)表2-45、2-46得4、 計算滾珠與滾道的接觸剛度查參考文獻(xiàn)附錄A表A-3得滾珠與滾道的接觸剛度，額定載荷，滾珠絲杠上所承受的最大軸向載荷，故由式得5、 計算進(jìn)給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度。由式得進(jìn)給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最大值為故。由式得進(jìn)給傳動系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最小值為故。5.2滾珠絲杠螺母副的扭轉(zhuǎn)剛度計算由以上計算可知，扭轉(zhuǎn)作用點之間的距離已知剪切模量，滾珠絲桿的

27、底徑。由式得3.2.6驅(qū)動電動機的選型與計算6.1計算折算到電動機軸上的負(fù)載慣量（1）計算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量。已知滾珠絲杠的密度，由式得（2）計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動量。（3）計算折算到電動機軸上的移動部件的轉(zhuǎn)動慣量。已知機床執(zhí)行部件（即工作臺、工件、夾具）的總質(zhì)量，電動機每轉(zhuǎn)一圈，機床執(zhí)行部件在軸上移動的距離,則由式得（4）由式計算加在電動機軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量。6.2計算折算到電動機軸上的負(fù)載力矩（1）計算切削負(fù)載力矩。已知在切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力，電動機每轉(zhuǎn)一圈，機床執(zhí)行部件在軸向移動的距離，進(jìn)給傳動系統(tǒng)總效率，由式得（2）計算摩擦負(fù)載力矩已知在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力（即為空載時的

28、導(dǎo)軌摩擦力），由式得（3）計算由滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩。已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程，滾珠絲杠螺母副的效率，由式得6.3計算坐標(biāo)軸折算到電動機軸上的各種所需的力矩（1）計算線性加速力矩已知機床執(zhí)行部件以最快速度運動時電動機的最高轉(zhuǎn)速，電動機的轉(zhuǎn)動慣量，坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量，進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益，加速時間，由式得 （2）計算階躍加速力矩。已知加速時間，由式得（3）計算坐標(biāo)軸所需的折算到電動機軸上的各種力矩。按式計算線性加速時空載啟動力矩。按式計算階躍加速時空載啟動力矩。按式計算快進(jìn)力矩。按式計算工進(jìn)力矩。6.4選擇驅(qū)動電動機的型號(1)選擇驅(qū)動電動機的型號根據(jù)以

29、上計算和查參考文獻(xiàn)表2-47，選擇日本FANUC公司生產(chǎn)的型交流伺服電動機為驅(qū)動電動機。主要技術(shù)參數(shù)如下:額定功率3kw；最高轉(zhuǎn)速3000；額定力矩12；轉(zhuǎn)動慣量；質(zhì)量。交流伺服電動機的加速力矩一般為額定力矩的5-10倍。若按5倍計算，則該電動機的加速力矩為60，均大于本機床工作臺的線性加速時所需 的空載啟動力矩以及階躍加速時所需的驅(qū)動力矩，因此，不管采用何種加速方式，本電動機均滿足加速力矩要求。該電動機的額定力矩為12，均大于本機床工作臺快進(jìn)時所需的驅(qū)動力矩以及工進(jìn)時所需的驅(qū)動力矩，因此，不管是快進(jìn)還是工進(jìn)，本電動機均滿足驅(qū)動力矩要求。（2）慣量匹配驗算。為了使機械傳動系統(tǒng)的慣量達(dá)到較合理

30、的匹配，系統(tǒng)的負(fù)載慣量與伺服電動機的轉(zhuǎn)動慣量之比一般應(yīng)滿足式而在本設(shè)計中，故滿足慣量匹配要求。3.2.7機械傳動系統(tǒng)的動態(tài)分析7.1計算絲杠-工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率已知滾珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度，而滾珠絲杠螺母副和機床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量（其中、分別是機床執(zhí)行部件的質(zhì)量（）和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量（），則 7.2計算扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的最低固有頻率折算到滾珠絲杠軸上的系統(tǒng)總當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量為已知絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度，則由以上計算可知，絲杠-工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率、扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的最低固有頻率都比較高。一般按的要求來設(shè)計機械傳動系統(tǒng)的剛度，故滿足要求。3.2.8計算傳動系統(tǒng)的誤差計算與分析8.1

31、計算機械傳動系統(tǒng)的方向死區(qū)已知進(jìn)給傳動系統(tǒng)的最小綜合拉壓剛度，導(dǎo)軌的靜摩擦力，則由式得即故滿足要求。8.2計算機械傳動系統(tǒng)由綜合拉壓剛度變化引起的定位誤差由式得即故滿足要求。8.3計算滾珠絲杠因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的誤差（1）計算由快速進(jìn)給扭矩引起的滾珠絲杠螺母副的變形量。已知負(fù)載力矩，由以上計算得扭轉(zhuǎn)作用點之間的距離，絲杠底徑，由式得由扭轉(zhuǎn)變形量引起的軸向移動滯后量將影響工作臺的定位精度。由式得3.2.9確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規(guī)格型號9.1確定滾珠絲杠螺母副的精度等級本機床工作臺采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，、應(yīng)滿足下列要求：滾珠絲杠螺母副擬采用的精度等級為1級，查參考文獻(xiàn)表2-20得；查參考文獻(xiàn)表2-21得，當(dāng)螺紋長度為8