XK712数控铣床Z向步进进给系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 引 言 制造 业 是一 个国 家或 地区经济发 展的重要支柱，其 发 展水平 标 志 着该国 或 地区经济 的 实 力，科技水平，生活水平和 国 防 实 力。 国际 市 场的竞争归 根到底是各国 制造生 产 能力及机械制造 装备 的 竞争 。 随着 社 会 生 产 和科 学技术的发 展，机械 产 品的性能和 质 量的提高。 产 品的更新 换代 也不 断 的加快。因此 对 机床 不仅 要求迅速 适应产 品零件的 换代 有教高的精度和生 产 率，而且 应有教 高的精度和生 产 率，生 产 的需要促使 数 控机床的 产 生。随着电 子技 术 ，特 别 是 计 算机技 术的发 展， 数 控机床迅速 发 展起 来 。 数 控机床的进 一 步设计 的必要性可以解 决形状 复 杂 小批零件的加工 问 题，稳 定加工 质 量和提高生 产 率。但是由于受其它 条 件的限制，例如价格、精度等 问题 。所 以设计 改 造数 控机床的 进给 系 统 是刻不 容缓 的。 数 控机 床进给传动 系 统 的 设计 ，其中包括 进给 系 统 的 轴 向 负载计 算， 导轨的设计 与 选 型， 滚 珠 丝 杠螺母副的 选 型 计 算， 进给传动 系 统 的 动态 特性分析 误 差 计 算， 驱动电动 机的 选 型 计 算， 驱动电动 机与 滚 珠丝 杠的 连 接等等。 通 过这次毕业设计 ，可以 达 到以下目的： 1，培 养综 合 运用专业 基 础 知 识 和专业 技能 来 解 决 工程 实际问题的 能力； 2， 强 化工程 实践 能力和意 识 ,提高本人 综合素 质 和 创 新能力； 3，使本人受到 从 事本 专业工 程技 术 和科 学 研究工作的基本训练 ,提高工程 绘图 、 计 算、 数 据 处 理、使用 计 算机、使用文 献资 和手 册 、文字表 达 等各方面的能力； 4，培 养 正确的 设计 思想和工 程经济观点 ， 理论联 系 实际的工作作 风，严肃认 真的科 学态 度以及 积极 向上的 团队 合作精神。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 第一章 数控铣床概述 4 控机床的 产 生 和发 展 4 控机床的 产 生 4 系 统的发 展 5 我 国数 控技 术的发 展概 况 5 技 术 再 国 民 经济 中的重要地位 5 数 控机床 发 展存在的 问题 与 对 策 6 控机床 的发 展 趋势 7 控 铣 床的主要功能及特 点 8 控 铣 床的 分类 和 应 用 8 控 铣 床的 分类 8 控 铣 床的 应 用 9 第二章 控 铣 床 Z 向的 总 体方案 设计 . 三 章 机床 . 10 10 削力的计算 10 10 F 10 轨的设计与选型 11 轨概述 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 珠丝杠螺母副的设计计算与选型 14 14 14 15 18 珠 滚珠丝杠螺母副的承载能力校荷 21 23 24 25 26 惯量 26 27 29 29 30 则 30 号 的选用 31 31 32 第四章 微机数控系统的设计 33 33 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 择中央处理单元（ 类型 34 35 35 36 口电路及辅助电路设计 36 36 37 38 课设小结 39 参考文献 39 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 数 控 铣 床概述 数 控 铣 床是一种加工功能很 强 的 数 控机床，目前迅速 发 展起 来 的加工中心、柔性加工 单 元等都是 在数 控 铣 床、 数 控 镗 床的基 础上产 生的， 两 者都离不 开铣 削方式。由于 数 控 铣 床 工艺 最复 杂， 需要解 决 的 问题 很多，因此，目前人 们 在研究和 开发数 控系 统 及自 动编 程 语 言 软 件 时 ，也一直把 铣 削加工作 为 重 点 。 控机床的 产 生 和发 展 随着 社 会 生 产 和科 学技术 的迅速 发 展，机械 产 品日 趋 精密复 杂，且 要求 频 繁改型，特 别 是在宇航、造船、 军 事等 领 域所需的机械零件，精度要求高，形 状 复杂， 批量小。加工 这类产 品需要 经 常改 装 或 调 整 设备 ，普通机床或 专 用化程度高的自 动 化机床一般 不能 适应这 些要求。 为 了解 决上 述 问题， 一种新型的机床 数 控机床 应运 而生。 这 种新 型机床具 有适应性强 、加工精度高、加工 质 量 稳 定和生 产 效率高等优 点 。他 综 合 应 用 电 子 计 算机、自 动 控制、伺 服驱动 、精密 测 量和新型机 械结 构等多方面的技 术 成果。 控机床的 产 生 世界上第一台成功研制的 数 控机床是一台三坐 标 的 数 控 铣 床，于 1952 年由美 国 帕森斯公司和麻省理工 学 院合作完成。早在 1948 年，美 国 在研制加工直升机 叶 片 轮 廓 检 查用 样 板的技工机床任 务时 ，就提出了研制 数 控机床的初始 设 想。1949 年，在美 国 空 军部门 的支持下，帕森斯公司正式接受委托，与麻省理工 学院伺服机构 实验 室合作， 开始从 事 数 控机床的研制工作。 经过 三年 时间 的研究，于 1952 年 试 制成功世界上第 一台数 控机床 试验性样 机。 这 是一台采 用脉冲 乘法器原理的直 线插补 三坐 标连续 控制 铣 床。其控制 装 置由 2000 多 个电 子管 组 成，占用一 个 普通 实验 室那么大。 这台数 控 铣 床的 诞 生， 标 志 着机 械制造的 数 字控制时 代的 开始 。 控系 统的发 展 数 控机床 的发 展是 随着数 控技 术的发 展 而发 展的。 数 控系 统的发 展 经历 了 电子管 分立式晶体管 小规 模集成 电 路 大 规 模集成 电 路 小 型计 算机 超大买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 规 模集成 电 路 微机式的 数 控系 统等 几 个发 展 阶 段。 20世 纪 90年代以 来 ， 数 控系 统 朝 着 以通用微机 为基础 、体系 结 构开 放和智能化方向 发 展。以上的三代 数 控系 统 是由 计 算机硬件和 软件组 成，利 用内 存里的软 件控制系 统 工作，因此 称为 或 软 件控制系 统 。 这 种系 统容 易 扩 大功能，柔性好，可靠性高。 我 国数 控技 术的发 展概 况 控技 术 再 国 民 经济 中的重要地位 数 控技 术 是 用数 字信息 对 机械 运动 和 过 程 进 行控制的技 术 ，是 20 世 纪 后半叶 最重要 ，发 展最快的 工业 技 术之 一，它以制造 过 程 为对 象，以信息技 术为 手段，以 数 字坐 标方 式 对运动 部件 进 行位置控制 为 主要特征， 为单件 小批量生 产 的自 动化 开 辟了可行的技 术 途 径 ，也 为现 代柔性制造技 术 奠定了重要 的技 术 基 础 。 数 控机床是以 数 控技 术为 代表的新技 术对传统 制造 业 和 新兴 制造 业 的 渗 透形成的机 电 一体化 产 品，其技 术 覆 盖 很多 领 域。其中，精密机械制造技 术 ，信息处 理、加工、 传输技术 ，自 动 控制技 术 ，伺 服驱动 技 术 ， 传 感器 及检测 技 术 和 计算机技 术 是 数 控技 术 涵 盖 的主要 领 域。 数 控机床 还 是 运 用高新技 术对传统产业进行改 进 和提升的重 要载 体。 以信息 化带动工业 化， 实现社会 生 产 力的跨越式 发 展， 将 在一定程度上取 决于 数 控机床的技 术进 步。它代表 着装备工业 的技 术 水准和 现 代化程度。而 装备工业 的技 术 水准和 现 代化程度 决定着 整 个国 民 经济 的水平和 现 代化程度， 数 控技 术及 装备 是 发 展 新兴高新技术产业 和尖端 工业 （如信息技 术 及其 产业 、生物技 术 及其 产业 、航空航天等 国 防 工业产业 ）的使能技 术 和重要 装备 。 数 控技 术 又是 当 今先 进 制造技 术 和 装备 最核心的技 术 。 现 在世界各 国 制造 业广泛 采 用数 控技 术 ，以提高制造能力和水平，提高 对动态多变市场的适应 能力和 竞争能 力。此外，世界上各 工业发达国 家 还将数 控技 术 及 数 控 装备 列 为国 家的 战 略物 资 ， 不仅 采取重大措施 来发 展自己的 数 控技 术 及其 产业 ，而且在“高、精、尖” 数 控 关键 技 术 和 装备方 面 对 我 国实 行封 锁 和限制政策。 总 之，大力 发 展以 数 控技 术为 核心的先 进 制造技 术 已成 为 世 界各发达国 家加速 经济发 展、提高 综 合 国力 和 国 家地位的重要 途 径 。 数 控机床 发 展存在的 问题 与 对 策 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 当 前， 国 外 数 控技 术发 展很快，呈 现 出高速度、高精度、高可靠性、多 轴 控制、 工艺 复合、集成化、智能化、网 络 化和 环 保化 发 展的 态势。 与 国 外 数 控技 术的发 展相比，我 国数 控技 术的发 展仍然存在 着较 大差距，主要体 现 在以 下四个 方面。 (1)在技 术 水准上， 国 外 对 加工中心的研究已 经转向 高速、精密、多 轴 、复合、智慧和 环 保等技 术 的研究。我 国 加工中心的 总 体技 术 水准与 国 外同 类产 品的先 进 水平相比大 约 落后 10“高、精、尖” 技 术 方面 则 更大。 (2)在 产 品 结 构上，高端市 场 （即高速、精密、多 轴 、复合加工中心市 场 ）基本上被美 国 、日本和 欧 洲 发达工业国 家所 垄断 ， 国内开发的五轴联动数 控机床、复合加工中心、高速加工中心等 产 品， 虽然 已 经 投人使用，但多 数产 品与商品化尚有一段距离，而且在技 术 水准和性能 参数 上与 欧 、美、日等地的 产 品 还 有 较 大差距。低端市 场 （即普及型 数 控机床市 场 ）受到周 边 的日本、 韩国 和我 国 台 湾地区产 品的 冲击较 大，形成激烈 竞争 。多年 来 ， 国产数 控机 床产 量小、 进 口 产 品量大的局面一直存在。 (3)产 品 开发 能力上， 国内生产 企 业 缺乏 对产 品 竞争前数 控技 术 的深人研究与 开发， 特 别 是 对 加工中心 应用领 域的拓展力度不 强 ，集中体 现 在： 产 品 开发 能力较 弱， 对产品标 准 规 范的研究、制定 滞 后，技 术创 新能力不 强 。 导 致 开发 出的产 品技 术 先 进 性不明 显 ，市 场针对 性不 强 ，缺乏市 场竞争 力。 (4)产业 化水平上，市 场占 有率低，品种覆 盖 率小。 从总 体上看，加工中心还没 有形成 规 模生 产 ；功能部件 专业 化生 产 水平及配套能 力较 低； 产品质 量不高，主要体 现 在可靠性不高，商品化程度不足 ，关键 功能部件 没 有自己配套的主管道；数 控系 统 的推 广应 用 还 不 够 等等。 这 些 问题 已 经 引起了 国 家有 关部门 的高度重 视 ， 并正在采取措施加以改 进。2006 年 6 月， 国务 院 发 布了 关于 加快振 兴装备 制造 业 的若干意 见 ）（以下 简称 意 见 ）， 装备 制造 业 得到了 国 家前所未有的重 视 ，意 见将 在三 个 方面重点 下四 点 : 第一，加 快开发 高 档数 控机床品种， 缩 短与世界先 进 水平的差距，提升我国 机床工具行 业 整体水平， 对 市 场 急需的高 档数 控机床品种，要集中力量，重 点突破，加大科技投人，加 强 基 础 研究和 开发研 究，提高原始 创 新和集成 创 新能力，掌握一批高 档数 控 关键产 品 开发的 核心技 术 ，推出一批高 档数 控机床品种， 满 足重 点 用 户 急需，精心培育高 档数 控机床市 场 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二， 积极 促 进 功能部件 产业 化，培育一批功能部件的 龙头 企 业 ，加大政策支持力度，重 点发 展高 档数 控系 统、 高速主 轴单 元、 精密滚动 功能部件、 动 力刀架、精密 转 台、高速 导轨 防 护装 置等高水平的功能部件，加快 产业 化 进 程，培育 国产 品牌， 实现 功能部件与 数 控机床同步 发 展。 第三， 进 一步 发 展普及型 数 控机床，我 国 普及型 数 控机床技 术 已 经 成熟，产业 化迫在眉捷，急需 进 一步提高可靠性和 质 量， 及时 供 应 市 场， 提高 产业 集中度， 实现稳 定、可靠、快速地 满 足市 场， 以提高制造能力和生 产 集中度 为 重 点 ，支持骨干企 业 快速 发 展。 第四，努力提高 国产数 控 机床市 场占 有率，是“十一五”期 间 行 业发 展的重中之重，要 从质 量、可靠性、服 务等方 面入手， 创 品牌、 扩 市 场 、 挡进 口、 争出口， 争 取在五年 内使国产数 控机床 国内 市 场占 有率有 较 大提高。 意 见 切中了我 国数 控机床 发 展中 的关键问题，为发 展 国产数 控机床提供了良好的政策 环 境。毫 无疑问 ， 随着 意 见 的 贯彻实 施，多年 来 困扰我 国 机床工具行 业发 展的 数 控机 床产业 化和自 主开发 能力偏低的 问题，将得 到一定程度的解 决 ， 国产数 控机床在 国内 市 场占 有 率长期 不高的局面 将 被扭 转 。高等 学 校作为国 家各 类 人才的培 养基 地， 为装备 制造 业 培 养 急需的 数 控机床 开发 与 应 用人才，是 义 不容 辞的责 任。 控机床 的发 展 趋势 随着 科 学技术的发 展，制造技 术 的 进 步，以及社 会对产品质 量和品种多 样化的要求越 来 越 强 烈。中、小批量生 产 的比例明 显 增加，要求 现 代 数 控机床成为 一种精密、高效、复合、集成功能和低成本的自 动 化加 工设备 。同 时 ， 为 了满 足制造 业 向更高 层 次 发 展， 为 柔性制造 单 元、柔性制造系 统 ，以及 计 算机集成制造系 统 提供基 础设备 ，也要求 数 控机床向更高水平 发 展。 当 前， 数 控机床技 术 呈 现 如下 发 展 趋势 ：（ 1） 高精度化；（ 2） 运动 高速化；（ 3）柔性化；（ 4）高自 动 化；（ 5）高可靠性；（ 6）智 能化；（ 7）复合化；（ 8）网 络 化；（ 9） 开 放式体系 结 构。 控 铣 床的主要功能及特 点 数 控 铣 床的可分 为 立式、 卧 式和立 卧两 用式 数 控 铣 床，各种 铣 床适用的 数 控买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 系 统 不同，其功能也不 尽 相同。除各有其特 点 之外，常具有下列主要功能： 点 位控制功能； 连续轮 廓控制功能； 刀具半 径 自 动补偿功 能； 刀 具长 度 补偿功 能； 镜 像加工功能； 固定循 环 功能； 特殊功能 。 具 备 自 适应 功能的 数 控 铣 床可以在加工 过 程中把感受到的切削 状况 的 变化，通 过适应 性控制系 统及时 控制机床改 变 切削用量，使 铣 床及刀具始 终 保持最佳 状 态 ， 从 而可 获 得 较 高的切削效率和加工 质 量，延 长 刀具使用 寿命 。 数 控 铣 床的主要特 点 ：（ 1） 高柔性及工序复合化；（ 2） 加工精度高；（ 3）生 产 效率高；（ 4） 减轻操 作者的 劳动强 度。 铣 床的 分类 和 应 用 控 铣 床的 分类 ： 按 运动 方式分：（ 1） 点 位控制 数 控 铣 床 (2）直 线 控制 数 控 铣 床（ 3） 轮 廓控制 数 控 铣 床； 按控制方式分： (1） 开环 控制 数 控 铣 床 (2）死循 环 控制 数 控 铣 床 (3）半死循环 控制 数 控 铣 床； 按主轴的布局形式分：（ 1）立式数控铣床：（ 2）卧式数控铣床（ 3）立 卧两用式 数 控 铣 床等等 控 铣 床的 应 用 数 控 铣 床主要用于加工平面和曲 面轮 廓的零件 ，还 可以加工复 杂 型面的零件、 样 板、模具、螺旋槽等。同 时 也可以 进 行 钻 、 扩 、 铰 、 锪和镗孔的 加工，但因子控 铣 床不具自 动换 刀功能，所以不能完成复 杂孔 的加工。 数控铣床主要应用于汽车制造业、模具制造业、机床制造业、航空航天业、造船业、军事工业及其它行业 第二章 控 铣 床 Z 向 的 总 体方案 设计 总 体方案的确定 : 根据 设计 任 务书 ，有三种方案可供 选择 ： 方案一： 将 工作台升降（ 纵向 （ 横 向（ 进给设计买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 为 微机控制， 实现 三坐 标 控制，三坐 标 联动 的 开环 控制。 方案二： 将 主 轴 升降（ 纵向 （ X 向）、 横 向（ 进给设计为微机控制， 实现 三坐 标 控制，任意 两 坐 标联动 的 开环 控制。 方案三： 仅将 工作台 X、 进给运动设计为 微机控制， 实现两 坐 标 控制， 两 坐 标轴联动 的 开环 控制。 对 上述三 个设计 方案 的综 合考 虑 ，在符合 单 片机控制的（ 经济 型） 数 控铣 床 设计 的一般 原则 的前提下， 选择 确定第 二 种方案 ,如下图所示： 第 三 章 机床 Z 向步进进给系统机械部分设计计算 2、 程： 3003、 主轴箱 总重 ： 4004、最高 运 行速度： 2m/、系 统 分辨率： 开环 模式： 、 统 定位精度 8复定位精度为 5削力的计算 铣削力定功率 床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径 D=125轴转速范围： 50 4200r/可计算主切买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 削力： 310 (3式中： v 主轴的计算转速（此时为主轴传递主轴全部功率为最低切削速度， m/s）； 取 =， n 主轴转速取 n=750r/v=6060 m/s=m/s 310 = 310 N= 表 3工作台工作载荷与切向铣削力的经验比值 铣削 7 条件 比值 对称端铣 不对称端铣 逆铣 顺铣 端铣)1/ 0 0 z 0 v/5 5 圆柱铣、立铣、盘铣和成形铣 0 z 0 z 0 注： 表 3 数控技术课程设计的 表 2 根据表 2向切削力 F =F =F =计与 选型 轨概述 导轨主要用来支撑和引导运动部件沿一定的轨道运动。如图 3动的一方称为支承导轨。动导轨相对与支承导轨运动，通常作 直线运动和回转运动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 导轨应满足的基本要求： （ a）导向精度 导向精度主要是指动导轨沿支承导轨运动的直线度或圆度。影响它的因素有：导轨的几何精度、接触精度、结构形式、刚度、热变形、装配质 量 以 及 液 体 动 压 和 静 压 导 轨 的 油 膜 厚 度 、 油 膜 刚 度 等 。 图 3轨外形图 （ b）耐磨性 是指导轨在长期使用过程中能否保持一定的导向精度。因导轨在工作过程中难免有所磨损，所以应力求减小磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。 （ c）疲劳和压溃 导轨面由于过载或接触应 力不均勾而使导轨表面产生弹性变形，反复运行多次后就会形成疲劳点，呈塑性变形，表面形成龟裂、剥落而出现凹坑，这种现象就是压溃。疲劳和压溃是滚动导轨失效的主要原因，为此应控制滚动导轨承受的最大载荷和受载的均匀性。 （ d）刚度 导轨受力变形会影响导轨的导向精度及部件之间的相对位置，因此要求导轨应有足够的刚度。为减轻或平衡外力的影响，可采用加大导轨尺寸或添加辅助导轨的方法提高刚度。 （ e）低速运动平稳性 低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行现象。低速运动的平稳性与导轨的结构和润滑，动、静摩擦系数的差值，以 及导轨的刚度等有关。 （ f）结构工艺性 设计导轨时，要注意制造、调整和维修的方便，力求结构简单，工艺性及经济性好。 根据要求 ， 需要使用 滚动导轨 ，并且 滚动导轨 在数控机床上应用非常广泛，因为其摩擦系数 f = ；动、静摩擦系数很接近，几乎不受运动速度的变化的影响，运动轻便、灵活，所需驱动功率小，摩擦发热小，磨损小，精度保持性好；低度运动时不易出现爬行 现象，因而定位精度高，所以选用滚动导轨。 （一）、 滚动导轨的额定动载荷的计算 由于要计算额定动载荷首先需要计算出作用在滚动导轨副上的载荷 ,由资料文献可知作用在滚动导轨副上的载荷计算公式如下： 图 2作台及导轨块的放置买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中的 W 为作用于同一平面内的若干套导轨副的总载荷在这里我的设计任务中指出了 ， 470 。则 式中 1L 、 2L 、 2l 、3601 ， 002 , 502 ，503 将上面的数据代入相应的公式中可得到 1P 2P 3P 0 21602 6 72134 滑块上的工作 载荷 一般是根据导轨的承载量，先根据经验确定导轨的规格，然后进行寿命计算。导轨的承载量与导轨规格一般有表 4表 4载量 /N 3000 以下 3000 5000 5000 10000 10000 25000 2500050000 5000060000 导轨规格 30 35 45 55 65 85 根据工作载荷选 导轨 型号为 参数为 ，。 （二） 、滚动导轨副的额定寿命 1、额定寿命计算 其计算公式如下： )*(50Cf 3（ 3 式中 L 额定寿命； C 额定动载荷； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 滑块上的工作 载荷； 温度系数；运行时的温度小于 100 查相关资料可的 00.1 接触系数；导轨上的滑块数为 2 查相关资料 81.0 精度系数；精度等级为 4级查相关资料 1 载荷系数； 1 硬度系数；滚道硬度不得低于 通常取 1 使用寿命 用公式 60h （ 3 式中 单向行程，50； N 每分钟往返次数 。 sv 3 初选直线导轨副型参为 定动载 C=3420N。 代入公式计算得： 0)(5033（ 3 2、寿命时间的计算 3h 15000h （ 3 故初选型号满足设计要求 。 珠丝杠螺母副的设计计算与选型 轨摩擦力计算 （ 一 ） 、 计算在切削状态下的 柱）导轨摩擦力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ W + （ 3 式中： 切削力的 垂 向切削力（ N）和横向切削力。 W 移动部件的全部重量。 导轨摩擦系数，取 = 导轨预紧力， 其中5N。 由于要求设计的主轴箱采用平衡物，丝杠只承受 25%主轴箱重量，属于轻载型，已知选用主轴箱重量 M=400主轴箱上的负载折算到丝杠上的重量为100虑到其他因数，取计算重量 M=150W=150470N。 则： （ W + = 1470+75+= （ 二 ） 、 计算在不切削状态下的导轨摩擦力0F。 0F =（ W+=（ 1470+75） N= 轴向负载力 的计算 在立柱上，滚珠丝杠螺母副轴向负载力是指滚珠丝杠螺母副在驱动主轴箱时滚珠丝杠所受的轴向力，也称为进给牵引力。 （ 1） 最大轴向负载力 F+K 1F = 2）最小轴向负载力F= 珠丝杠的动负载荷的计算与直径的估算 （一）、 确定滚珠丝杆 的导程 （ 3 式中： 移动部件的最高移动速度（ mm/ i 传动比，当滚珠丝杆与电动机直接连接时 i=1； 电动机的最高转速 r/据已知条件 ,快速 进给 2m/步进电动机的最高转速 00 r/ 0 0 0a xm a 0为 5 （二）、 计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 数控机床上使用的滚珠丝杠，应该是在变动转速和变动载荷的工作下工作，因此，在进行滚珠丝杠寿命计算时，必需将滚珠丝杠的变动转速和变动载荷折算成当量转速 当连载荷 设滚珠丝杠副在你 ， 种转速下工作，各种转速的工作时间占用总时间的百分比分别为 承受载荷为 2,， nm=nn 001001002211 r/ （ 3 322321131 100100100 N （ 3 1、 估算在各种切削方式下滚珠丝杠的轴向载荷 将强力切削是的轴向载荷定为最大轴向载荷 速移动和钻镗定位时的轴向载荷定为最小轴向载荷 般切削（粗加工）和 精细切削（精加工）时，滚组丝杠螺母副的轴向载荷 别可按下式计算 0% ； %般情况下，计算滚珠丝杠的当量转速 当量载荷 ，只取滚珠丝杠的最大、最小轴向载荷 工和精加工时的轴向载荷 及相应的转速 关系如下表所示： 表 3数控铣床滚珠丝杠的计算 切削方式 轴向载荷 /N 进给速度 /（ m/ 时间比例 /（ %） 备注 强力切削 0 加工 0 0%加工 50 %移和钻镗定位 10 ： 表 3 数控技术课程设计中的表 4 2、 计算滚珠丝杠螺母副在各种切削方式下的转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 m 00m 052m 00m 051m 60m 20m 3、 按式计算滚珠丝杠螺母副 的平均（当量）转速 nm m i n/200m i n/)40010010200100501601003012010010(100100100 2211 4、 按表计算滚珠丝杠螺母副的平均（当量）载荷 1= 0%0% % 公式计算滚珠丝杠螺母副的平均载荷 0102 0 04 0 0502 0 02 0 0302 0 01 6 0102 0 01 2 61 0 01 0 03 3333332321131 （三）、 确定滚珠丝杆预期的额定动载荷 1、 按预定工作时间估算。 00603N （ 3 式中： 滚珠丝杠的当量转速，取00r/ 数控机床的预期工作时间，由已 知条件可知道0000 h； 滚珠丝杠的当量载荷，取文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 可靠性系数，一般情况下可靠性系数应达到 97%，取 精度系数，根据初步选择滚珠丝杠的精度等级为 2级精度，取； 负荷系数，查表 2据负荷性质，有轻微冲击，取 00603= 2、 因为滚珠丝杠预期的额定动负荷 中： 预加负荷系数，按中预载选取 3、 确定滚珠丝杠预期的额定动负荷 取以上两种结果的最大值， （四）、 按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径 1、 根据定位精度和重复定位精度的要求估算允许的滚珠丝杠的最大轴向变形量 必须满足下式： =（2131）重复定位精度 m 从定位精度的角度考虑，规定滚珠丝杠允许的最大轴向变形量须满足下式： （4151）定位精度 m 已 知机床的定位精度为 8 m，重复定位精度为 5 m，则 （3121） 5 m=（ 2,5） m =（ 1514） 8 m=（ 2） m 取上述计算结果较小的值，m，即允许滚珠丝杠的最大轴向变形越小越好。 2、 估计 允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径 滚珠丝杠螺母副的安装方式拟采用两端固定的支承方式，则 10 = （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中： L 滚珠丝杠螺母副的两个固定支承之间的距离。 L=行程 +安全行程 +2余程 +螺母长度 +支承长度 （ 程 +螺母长度 +（ 2530） 0L =（ 300 95+30 5） =665 2 = 步确定滚珠丝杠螺母副 及相应轴承 的规格型号 (一 )、 确定滚珠丝杠螺母副 根据计 算所得的 0L 、 结构的需要，按滚珠丝杠副的额定动载荷0C 大于 原则，以及老师和前辈的经验， 根据实用数控机床技术手册表 2005滚珠丝杠 ， 具体参数如下： 型号 公称 直径 程径圈数 动负载 N 静负载N 最小螺纹底径0050 5 15887 52271 、 确定滚珠丝杠螺母副的预紧力 31 1 = 2、 计算目标行程补偿值 t 。 t=1 610 （ 3 式中： t 温度变化值（ 2 3 C ），取 t =2 C ； 丝杠的线膨 胀系数（ m/ C ），取 =11 610 m/C ； 滚珠丝杠副的有效行程（）。 轴行程 +安全行程 +2余程 +螺母长度 =（ 300+101+2 10+95） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 =516 t=1 610=11 2 516 610 = 3、 计算滚珠丝杠的预拉伸力 =t 22d N （ 3 式中： 2d 滚珠丝杠螺纹底径（），取 2d = E 弹性模量（ 取 E=510 滚珠丝杠轴的截面积 2 t 滚珠丝杠的温升变化值（ 2 3C ），取取 t =2C 。 tF= =t 22d N=2 =5043 N （二）、 确定滚珠丝杠螺母副支承用轴承的规格型号 1、 计算轴承所承受的最大轴向载荷 a m a a x 2、 计算轴承的预紧力 m a x 3、 计算轴承的当量轴向载荷 7 0 8F 4、 计算轴承的基本额定动载荷 C。 已知轴承的工作转速 n= 230r/