毕业设计（论文）-数控铣床进给传动设计（全套图纸）.pdf

沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院 本 科 毕 业 设 计 题 目： 数控铣床进给传动设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 1202 学生姓名： 指导教师： 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 论文提交日期： 年 月 日 论文答辩日期： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 机械设计制造及其自动化 机制 1202 毕业设计（论文）题目：数控铣床进给传动设计 毕业设计（论文）内容： 切削力和切削功率的分析与计算，滚珠丝杠副的选型与计算，确定滚珠丝杠 的尺寸参数和型号、支撑方式、间隙调整和预紧、润滑和密封，直线滚动导轨的 选型与计算，寿命估算，联轴器选型，X、Y、Z 轴定位精度的验算等，装配图与 零件图设计。主要技术参数：行程 X/Y/Z：400/200/300 mm，定位精度：X/Y 轴， 0.022mm；Z 轴 0.032mm。重复定位精度：X/Y 轴，0.012mm；Z 轴 0.015mm 毕业设计（论文）专题部分： （1）切削力和切削功率的分析与计算 （2）滚珠丝杠副的选型与计算，确定滚珠丝杠的尺寸参数和型号、支撑方式、 间隙调整和预紧、润滑和密封 （3）直线滚动导轨的选型与计算，寿命估算 （4）联轴器选型，X、Y、Z 轴定位精度的验算等 （5）装配图与零件图设计 起止时间：2016.2.292016.6.17 指导教师： 签字 年 月 日 摘要摘要 机械制造业是我国经济的支柱之一，一个国家如果没有发达的机械 制造业，就不会有国民经济的发展。而机械制造业的发展水平反映了国 民经济的繁荣。数控机床技术在当今世界具有更重要的经济地位和战略 地位，目前工业发展趋势在世界经济和数控机床技术的体现，现在的核 心产业和现代技术都是建立在数控机床技术的，因此，数控机床技术是 反映一个国家的工业水平和现代技术水平的成熟程度。而数控机床技术 水平的高低，体现了国民经济的实力。目前，它是整个国家乃至全世界 第一个实现机床加工和数控技术的目标。 数控技术与数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益， 显示了其在国家现代化建设中的战略地位。数控技术是制造业实现自动 化、柔性化、集成化生产的基础，是现代计算机辅助设计、计算机辅助 设计等在数控技术中的应用。数控技术是一个国家战略地位，反映了国 家综合国力水平的重要基础产业，是衡量一个国家制造业现代化程度的 核心标志，实现加工机与数控加工的生产过程，是当今制造业发展的方 向。 这项任务使我们能够更熟练地运用专业知识，并使我们的专业知识 更实用。 关键词：关键词：数控机床、切削功率、滚珠丝杠副。数控机床、切削功率、滚珠丝杠副。 Abstract Machinery manufacturing industry is one of the pillars of Chinas economy, A country if there is no developed machinery manufacturing industry, Will not have the development of the national economy. And the level of the development of machinery manufacturing industry, Reflecting the prosperity of the countrys economy. CNC machine tools in todays world has a more important economic status and strategic position, The industrial development trend and the trend of economic development in the world, The technology of the numerical control machine tool reflects the core objective of the industrial industry, Some of the modern technology is based on the technology of CNC machine tools, So, the technology of the numerical control machine tool is a reflection of the level of a countrys industry and the maturity of the modern technology. And the level of the technical level of the numerical control machine tool reflects the strength of the national economy. At present, it is the first goal of the whole country and even the world to realize the machining of the machine tools and to make the numerical control technology. CNC technology and CNC machine tools in todays machinery manufacturing industry in an important position and great benefits, showing its strategic role in the modernization of the countrys basic industries. CNC technology is the manufacturing industry to achieve automation, flexible, integrated production base, modern CAD / CAM and so on are established in the numerical control technology. The numerical control technology is a national strategic position and reflected an important basic industry of the national comprehensive national strength level, the level is a measure of national manufacturing industry modernization degree of core markers, realizing the processing machine and the production process of NC, is todays manufacturing industry development direction. This task allows us to more skilled use of professional knowledge, and to make our professional knowledge more practical. Keywords: CNC machine tools,cutting power, ball screw. 目录 第一章 绪论1 1.1 现状发展趋势及分析1 第二章 切削力及切削功率2 2.1 工件及刀具材料的选择2 2.2 切削力及切削功率的计算4 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算11 3.1 XYZ 滚珠丝杠副的选型11 3.2 滚珠丝杠副的计算13 第四章 安装、调整、密封29 4.1 安装方式及位置29 4.2 设计轴承座结构30 4.3 调整、润滑36 第五章 估算寿命，选择电机及设计图36 5.1 直线滚动导轨寿命估算36 5.2 伺服电机联轴器38 第六章 协调检查，工作总结39 参考文献 40 致谢 41 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 现状现状 中国机床工业自建国以来开始发展，到现在已经走过了 60 多年的发展道路。中 国的数控机床行业在过去三十年中，取得了快速发展，在技术和生产，而且还适用于 各种行业。国内出口机械产品，并在四国际机床展览会上。 在“十一五”期间，中国的一系列行业高端技术的突破，加上我国自主生产能力的提 高，开始不再依赖国外生产，加入了高速数控机床的世界生产、高精度数控机床大国 行列。 从技术层面上看，随着主要高端数控机床的形成和基本生产设备的特殊任务，国 内机床工具对我国数控率从第十个“五年计划” 35.5%，突然增加到了 51.9%。在数 控系统方面，我国已开发出一系列的产品，如多轴、多轨、总线型高档数控装置等。 国产数控机床产品包括超高精度机床、 重型机床、 高精度机床、 锻造设备和专用机床、 机床等各类机床，尤其是在五轴联动数控机床、数控机床、立式铣床、数控车床、数 控机床等机床的数控加工机床，一些技术已经达到世界先进水平。随着国内五轴数控 机床的品种日益增多，一些较高的加工技术在国内的发展，改变了数控机床行业的垄 断力量，加快我国从机床生产大国向机床制造强国的进程。 从市场需求情况看，目前，我国是世界上最大的数控机床进口国和数控机床消费 国。在 2010，中国的机床消费量同比增长 43%，达到$，进口数量约为 94 亿美元。 虽然机床行业在五到第十一年的时间内实现快速发展， 但是高档数控机床的产值仅占 10 至 15%的金属加工机床行业的产值。面对如此庞大的消费市场，中国国内机床行 业产能，仍无法满足快速增长的市场需求，高端数控机床产品的大多数仍需要大量进 口。 1.2 发展趋势及分析发展趋势及分析 数控机床产业在我国的发展，将尝试解决主机的一系列问题，是关键技术差距大， 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 2 产品质量不稳定，整个行业经济效益差，将培养核心竞争力，定量融合，一定高度， 以提高自主创新和品牌建设，实现在十元的大目标，在国内市场占有主导地位的长期 目标， 努力在国内市场占有主导地位的长期目标， 并努力实现 “十二五” 计划的目标。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 切削力及切削功率 3 第二章 切削力及切削功率 2.1 工件及刀具材料的选择工件及刀具材料的选择 2.1.1 切削加工对刀具的要求切削加工对刀具的要求 金属在切削的过程中， 刀具的切削零件的部分是在比较大的切削压力和剧烈摩擦 及较高的切削温度下工作的。在切削不均匀或者断续加工的时候，刀具会受到非常大 的冲击力和振动，所以，刀具切削部分得材料应具备以下条件： 高硬度。硬度是刀具材料中最基本的一种性能，硬度必须高于工件材料的硬度， 工件上的切削量要超过切削量。 高耐磨性。高耐磨性是刀具抗切削的能力，刀具磨损小的是在摩擦作用下的。当 一个工具是一个很长的时间加工零件，如果刀具不耐用，磨损更迅速，它会影响工件 的加工精度和加工质量。 足够强的韧性。切削工件时，刀具要承受各种压力与冲击力。一般用冲击以及抗 弯强度来衡量材料韧性的高低。 化学稳定性与高耐热性。化学稳定性，是指不易指的高温和周围介质的材料或化 学反应的处理，包括氧化能力。较低的化学稳定性，更快的刀具磨损，更粗糙的加工 表面。耐热性高，指的是在高温条件下刀具仍能保持原有的强度、硬度、韧性和耐磨 性。 2.1.2 刀具的类型刀具的类型 平面加工铣刀： 铣平面离不开平面加工铣刀。常见的平面加工铣刀包括端面铣刀、圆柱铣刀以及 立铣刀。 （1） 圆柱铣刀圆柱铣刀 圆柱铣刀通常采用的是整体式结构，主要由高速钢制成。圆柱铣刀一般采用螺旋 形刀齿来提高切削工件时的平稳性，用于卧式铣床上半精铣平面以及粗铣。 （2） 端面铣刀端面铣刀 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 切削力及切削功率 4 端面铣刀一般采用的是镶齿式结构，刀齿采用硬质合金钢制成，生产效率高，加 工表面质量高，用于立式铣床上精铣、粗铣各种平面。 （3） 立铣刀立铣刀 立铣刀用于立式铣床上铣削侧面以及阶台平面。立铣刀除了用于铣平面外，还可 以用于铣螺旋槽、 沟槽以及工件上各种孔， 铣削各种圆柱凸轮与盘型凸轮， 靠模铣内、 外曲面等。 沟槽加工铣刀： 直槽有通槽和不通槽之分，较宽的通槽可以用三面刃铣刀加工，较窄的通槽可以用小 尺寸立铣刀或锯片铣刀加工，不通槽则应该用立铣刀加工。 （1） 三面刃铣刀三面刃铣刀 三面刃铣刀包括错齿、镶齿和直齿等几种结构形式，因为刀具的圆周和两个侧面 都有刀刃，可以获得更高的表面质量，主要用于铣各种槽、阶台平面、凸台平面及工 件表面等。 （2） 槽铣刀槽铣刀 槽铣刀用于铣各种槽及棒料、板料和各种材料的切断，但作为一对切割边，对维 修的光没有影响，所以铣槽的侧面质量相对较差 （3） 键槽铣刀键槽铣刀 主要用于铣削键槽铣削键槽铣刀，具有很高的精度。 （4） 燕尾槽铣刀燕尾槽铣刀 燕尾槽铣刀主要用于铣面机，如车上的燕尾槽。 （5） 角度铣刀角度铣刀 将角铣刀分为单角铣刀、对称双角铣刀和非对称双角铣刀。单角铣刀用于各种刀 具外圆的齿槽和各种锯齿形离合器以及棘轮的齿形加工； 双角铣刀用于铣削各种尖锐 齿的槽、梯形齿形离合器齿形；非对称双角铣刀主要用于各种角度的铣削加工。 成形面加工铣刀 普通铣床的成形面不能与成形铣刀进行分离，专用铣刀，如半圆形铣刀、异型刃形曲 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 切削力及切削功率 5 面和异形根沟。成形铣刀的缺点是制造成本较大，切削性能较差。 2.1.3 刀具的参数选择刀具的参数选择 （1） 切削参数的选用切削参数的选用 切削速度的选择主要取决于工件的材料， 进给速度的选择主要取决于工件的材料 和铣刀的直径。工具样品的一些工具制造商选择与切割参数。但切削参数的选择受机 床、刀具系统、工件形状等因素的影响，并影响了刀具的夹紧方式。应根据实际情况 调整切削速度和进给速度。当刀具寿命是一个优先级，切削和进给速度的程度可以降 低；当芯片边缘是不是好时，切削速度可以提高。 （2） 切削方式的先择切削方式的先择 光滑研磨是用来防止损坏的刀片，并提高生活的工具。但有两点要注意：1，如 使用普通机械加工，应尽可能消除之间的差距的进料机构。2、当工件表面铸造、锻 造过程中要形成氧化膜或其它硬化层，宜采用逆铣。 （3） 硬质合金立铣刀的使用硬质合金立铣刀的使用 高速钢端铣刀的应用范围和适用范围比较广，即使选择切削条件也不是一点，也 不会是一个大问题。硬质合金铣刀在高速切削时具有良好的耐磨性，但在高速钢铣刀 中却没有得到广泛的应用，切削条件必须严格符合刀具使用的要求。 2.2 切削力及切削功率的计算切削力及切削功率的计算 2.2.1 切削力的分解切削力的分解 Fc 切削力（主切削力或切向分力） 切于加工表面，与基面垂直，用于计算刀具 强度，确定机床功率，设计机床零件等。 Fp 背向力（切深分力或径向分力） 处于基面内，与进给方向垂直，用于计算与 加工精度有关的工件挠度，机床、刀具零件强度等，也可以作为在工件切削过程中产 生振动的主要作用力。 Ff 进给力（轴向分力或走刀分力） 处于基面内，同于进给方向，用于计算进给 功率，并设计机床进给机构等。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 切削力及切削功率 6 2.2.2 计算切削功率计算切削功率 切削功率错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ： 由机床设计手册可知切削功率： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （2 1） 式中 P主轴电动机功率，P=11kW； 主传动系数总功率，一般为 0.75-0.85，取 =0.8； K进给系统功率系数，取 K=0.96 则 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 切削功率应按在各种加工情况下遇到的最大铣削力（或转矩）和最大切削转速（或转 速）来计算。若按最大切削速度来算，取切削速度v=100m/min，根据公式： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 式中 Fz主切削力（N） ； v切削速度（m/min） ； 主切削力为： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 根据机床设计手册可得： 纵向切削分力： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 横向切削分力： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 取 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 进给牵引力 Fm 可根据机床设计手册中进给牵引力的实验公式计算则： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （22） 式中 Fx切削分力（N） ； K颠覆力矩影响的实验系数，K=1.15； f滑动导轨摩擦因数，f=0.15-0.18，取 f=0.16； G工作台承重，G=4000N 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 切削力及切削功率 7 则 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 2.2.3 计算切削力计算切削力 计算切削力的指数公式：常用的指数公式如下： 式中 Fc、Fp、Ff 分别为主切削力、背向力、进给力； CFc、CFp、CFf 决定于被加工材料和切削条件的系数； xFc、yFc、nFc、xFp、yFp、nFp、xFf、yFf、nFf 公式中切削用量的指数； KFc、KFp、KFf 三个分力计算中，当实际加工条件与求得经验公式的条件 不同时，各种因素对切削力影响的修正系数之积。 各系数、指数及修正系数之值可查阅金属切削手册 。 用单位切削力算主切削力 已取得了不同刀具、 工件材料及不同加工条件下的单位切 削力和单位切削功率的实验统计数据。从手册中可查到这些数据。表 3-2 几种常用材 料的单位切削力、单位切削功率，由式(3-13)计算出 Fc。 表 32 硬质合金外圆车刀切削常用金属材料的单位切削力、单位切削功率 工 件 材 料 单位切削功率 /KW/(mm3/s ) 单位切削 力 /(N/mm2 ) 实 验 条 件 名 称 牌号 制 造 热 处 理 状 态 硬度 /HBS 刀具几何参数 切削用量范围 钢 45 热 轧 或 正 火 187 1962 10-6 1962 =1 5 = 75 =0 前 刀 面 带 卷 屑 槽 br1=0 Vc=1.51.75m/ s ap=15mm f=0.10.5mm/r 调 质 ( 淬 火 高 温 回 火 ) 229 2305 10-6 2305 br1=0.10.15mm 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 切削力及切削功率 8 淬 硬 ( 淬 火 低 温 回 火 ) 44(HRC ) 2649 10-6 2649 r01=- 20 40Cr 热 轧 或 正 火 212 1962 10-6 1962 br1=0 调 质 ( 淬 火 高 温 回 火 ) 285 2305 10-6 2305 r01=-20br1=0.10.15 mm 灰 铸 铁 HT20 0 退 火 170 1118 10-6 1118 br1=0 平前刀面,无卷屑槽 Vc=1.171.42m /s ap=210mm f=0.10.5mm/r 指数形式的切削力经验公式应用比较广泛，其形式如下： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （23） 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （24） 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （25） 式中：Fc、Ff 、Fp切削力、进给力和背向力； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。取决于 工件材料和切削条件的系数； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找 到引用源。 错误！未找 到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。三个分力公式中背吃刀量 ap、进 给量 f 和切削速度 vc的指数； 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。当实际 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 切削力及切削功率 9 加工条件与求得经验公式的试验条件不符时，各种因素对各切削分力的修正系数。 式中各种系数和指数都可以在切削用量手册中查到。 用切削层单位面积切削力计算切削力 切削层单位面积切削力 kc（N/mm2）可按下式计算： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （26） 各种工件材料的切削层单位面积切削力 kc可在有关手册中查到。根据式可得到切削 力 Fc的计算公式： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （2 7） 式中：错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。切削条件修正系数。 用切削层单位面积切削力计算切削力工作功率 工作功率 Pe可分为两部分： A主运动消耗的功率 Pc(w)（切削功率） B进给运动消耗的功率 Pf(w)（进给功率） 所以，工作功率可以按下式计算： 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （28） 式中：Fc、Ff - - 切削力和进给力（N） ； vc切削速度（m/s） ； nw工件转速（r/s） ； f 进给量（mm/r） 。 由于进给功率 Pf相对于 Pc一般都很小（ am c=13589N （6） 确定滚珠丝杠副预紧力确定滚珠丝杠副预紧力 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （38） 其中错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。2200 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。733N （7） 行程补偿值与拉伸力行程补偿值与拉伸力 行程补偿值错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 式中错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （39） 查现代机床设计手册错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。950 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。110，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。（24）Ph15 t 温差取 2.5 代入数据得 C=32m 预拉伸力 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算 21 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （310） 代入得错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。4807N （8） 确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格 轴承所承受得最大轴向载荷 FBmax480722007007 轴承类型 两端固定的支承形式，选背对背 60 0c角接触推力球轴承 轴承内径 d 略小于 d240，FBP =1/3FBmax，取 d30 带入数据得 FBP2336N 轴承预紧力：预力负荷FBP 按现代机床设计手册选取轴承型号规格 当 d30mm，预加负荷为：FBP 所以送 7602030TVP 轴承 d30，预加负荷为 2900FBP2336N （9） 滚珠丝杠副工作图设计滚珠丝杠副工作图设计 丝杠螺纹长度错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 由表查得余程错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 两固定支承距离 L1，丝杠 L 行程起点离固定支承距离 L0 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。1290，L11350 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。1410，L030 （10） 传动系统刚度传动系统刚度 丝杠抗压刚度 丝杠最小抗压刚度 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （311） 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。:丝杠底径 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算 22 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ：固定支承距离 代入数据错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。782N/m 丝杠最大抗压刚度 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （312） 代入数据得 9000 N/m 支承轴承组合刚度 一对预紧轴承的组合刚度 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （313） 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ：滚珠直径 mm， Z：滚珠数 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ：最大轴向工作载荷 N 轴承接触角 由现代机床设计手册查得 7602030TVP 轴承错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。是预加载荷得 3 倍 kamax8700N/ m 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=375 N/m 支承轴承组合刚度 kb=2kbo Kb=750N/m 滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度 1/3 () 0.1 p cc a F kk c = （313） kc： 现代机床设计手册上的刚度 kc2150 N/ m , ca=2200N, Fp=733N 代入数据得 kc1491 N/ m （11） 刚刚度度验验算算及精及精度选择度选择 dQ=3.5，Z17， 0 60 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （314） 代入前面所算数据错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。1/30 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 （315） 代入前面所算数据得 1/kmin=1/476 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算 23 F0=0W1 已知 W1800N, 0=0.2, F0=160N F0:静摩擦力，0：静摩擦系数，W1：正压力 验算传动系统刚度 min k 0 1.6F 反向差值 ；已知反向差值或重复定位精度为 10 min k3025.6 传动系统刚度变化引起得定位误差 k 0 F （ min 1 k max 1 k ） ，代入 k 5 m （316） 确定精度 300 p v：任意 300mm 内行程变动量对系统而言 300 p v0.8定位精度 k 定位精度为 20 m /300 300 p v am c=13272N （4） 确定确定滚珠丝杠副预紧滚珠丝杠副预紧力力 P F = max 1 3 F 其中 max F2200 P F 733N （5） 行程补偿值与拉伸行程补偿值与拉伸力力 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算 27 行程补偿值 C=11.8 3 *10 u tl ，式中 u l 2 kna LLL+ 查现代机床设计手册 k L 950， n L 110， a L （24）Ph15 t温差取 0 2.5 c 代入数据得 C=32 m 预拉伸力 t F 1.95 t 2 2 d 代入得 t F 4807N （6） 确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格确定滚珠丝杠副支承用得轴承代号，规格 轴承所承受得最大轴向载荷 maxB F480722007007 轴承类型 两端固定的支承形式，选背对背 60 0c角接触推力球轴承 轴承内径 d 略小于 2 d 40， BP F= 1 3 maxB F，取 d30 带入数据得 BP F2336N 轴承预紧力：预力负荷 BP F 按现代机床设计手册选取轴承型号规格 当 d30mm，预加负荷为： BP F 所以送 7602030TVP 轴承 d30，预加负荷为 2900 BP F2336N （7） 滚珠丝杠副滚珠丝杠副工工作作图设计图设计 丝杠螺纹长度2 sue LLL=+ 由表查得余程 e L 两固定支承距离 1 L ，丝杠 L 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算 28 行程起点离固定支承距离 0 L s L 1290， 1 L 1350， e L 1410， 0 L 30 （8） 传动系统刚度传动系统刚度 丝杠抗压刚度 丝杠最小抗压刚度 mins k6 .6 2 2 2 1 *10 d l （322） 2 d :丝杠底径 1 l ：固定支承距离 代入数据 mins k 782N/ m 丝杠最大抗压刚度 maxs k6 .6 2 2 21 010 * *10 4 () dl l ll 代入数据得 9000 N/ m 支承轴承组合刚度 一对预紧轴承的组合刚度 25 3 0max 2*2.34*sin BQa Kd z F= （323） Q d ：滚珠直径 mm Z：滚珠数， maxa F ：最大轴向工作载荷 N 轴承接触角 由现代机床设计手册查得 7602030TVP 轴承 maxa F 是预加载荷得 3 倍 maxa k8700N/ m 0B K=375 N/ m 支承轴承组合刚度 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算 29 2 b k = 0B K b k 750 N/ m 滚珠丝杠副滚珠和滚道的接触刚度 1/3 () 0.1 p cc a F kk c = （324） c k ： 现代机床设计手册上的刚度 c k 2150 N/ m , a c =2200N, p F =733N 代入数据得 c k 1491 N/ m （9） 刚刚度度验验算算及精及精度选择度选择 Q d =3.5，Z17， 0 60 minmin 1111 sbc kkkk =+ （325） 代入前面所算数据 得 min 1 k 1 30 maxmax 1111 sbc kkkk =+ （326） 代入前面所算数据 得 max 1 k 1 476 = 001 Fw= 已知 1 w 800N, 0 =0.2, 0 F =160N 0 F :静摩擦力， 0 ：静摩擦系数， 1 w ：正压力 验算传动系统刚度 min k 0 1.6F 反向差值 已知反向差值或重复定位精度为 10 min k3025.6 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 滚珠丝杠副的选型与计算 30 传动系统刚度变化引起得定位误差 k 0 F （ min 1 k max 1 k ） ，代入 k 5 m 确定精度 300p v：任意 300mm 内行程变动量对系统而言 300p v0.8定位精度 k ；定位精度为 20 m /300 300p v14.3 m ,丝杠精度取为 3 级； 300p v12 m max n=1500 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 安装、调整、密封 31 第四章 安装、调整、密封 4.1 安装方式及位置安装方式及位置 数控铣床一般由数控系统、机床基础部件、主轴箱、进给伺服系统及辅助装置等 几大部分组成。 4.1.1 数数控系统控系统 数控系统是机床运动控制的中心，数控铣床一般都配有高性能、高精度和集成化 的微机控制系统，具有直线插补、圆弧插补、刀具补偿、固定循环、用户宏程序功能， 可以完成最基本的铣削和镗削、钻床和螺纹加工周期。 4.1.2 机床机床基础部基础部件件 通常是指底坐、立柱、工作台、横梁等，是整个机床的基础和框架。 4.1.3 主主轴轴箱箱 包括主轴箱和主轴驱动系统，用于安装工具和驱动的工具旋转，主要驱动力主要 用于特殊的无级调速电机驱动。 4.1.4 进给进给伺服伺服系统系统 由进料电机和进给机构，按照编程进给速度来实现刀具与工件之间的相对运动， 主轴垂直方向进给运动和横向和纵向进给运动均由各自的交流伺服电机驱动。 4.1.5 辅助辅助装装置置 包括液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 安装、调整、密封 32 图 41 X502 型立式铣床外形及传动系统 1电动机；2万向接头；3离合器；4手轮；5手柄； 6传动轴 ；7轴承 主轴不能进行起升运动。工作台的升降只能由轴 7 进行操作，并通过万向节 2 实现纵向机动。而水平和垂直的手动操作是通过手柄 5 和手轮 4。可以看出，设计的 进给轴与主轴的设计是一样的。其结果是，设计的进料轴应驱动，充分考虑在 2 个方 面，位置精度可以满足要求的这一标准。在数控铣床进给系统的设计中，根据水平和 垂直方向的不同精度要求，不同的运动质量和转动惯量等，解决了系统设计中的主要 矛盾。预期的设计结果能满足性能指标的要求，达到预期的效果，即满足设计任务的 要求。 4.2 设计轴承座结构设计轴承座结构 4.2.1 零零件的件的作作用用 轴承座是用于支承轴的零件，镗是要满足滚动轴承外圈和轴承座的要求，或与滑 动轴承外圈和轴承孔，2 个孔是固定轴承座的单方面固定是安装位置。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 安装、调整、密封 33 图 42 安装位置图 侧视图右侧面对基准 C（30 021 . 0 0 + mm 轴线）的垂直度公差为 0.03mm。 俯视图上、下两侧面平行度公差为 0.03mm。 主视图上平面对基准 C（30 021 . 0 0 + mm 轴线）的平行度公差为 0.03mm。 主视图上平面平面度公差为 0.008mm，只允许凹陷，不允许凸起。 铸造后毛坯要进行时效处理。 未注明倒角45。 材料 HT200。 4.2.2 材料安全材料安全 HT2