卧式加工中Z向进给机构的设计

- 1 -1 前言1.1 设计的目的本次毕业设计是为了让我们更清楚地综合运用所学的理论知识，独立进行设计，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础。数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，给产品结构带来了深刻的变化，而且也给传统的机械和机电专业的人才带来新的机遇和挑战。数控机床是一种高科技的机电一体化产品,是精密测量、综合应用计算机技术及现在机械制造技术等各种先进技术相结合的产物。数控机床作为计算机集成制造系统、实现柔性制造系统和未来工厂自动化的基础已成为现在制造技术中不可缺少的生产手段。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段因此，将卧式数控加工中心的设计作为毕业设计题目，迎合了装备制造业发展趋势。目的主要有：(1)、通过对机械设计，掌握伺服电机的工作原理、控制驱动和计算控制方法方式。(2)、掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方法。(3)、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其相关知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。(4)、锻炼提高学生应用手册、撰写科技论文的能力及查阅文献资料的能力。1.2 设计任务 收集加工中心设计资料，了解数控加工中心的工作原理，对典型卧式数控加工中心的结构进行比较，提出本次设计的总体方案。了解加工中心进给机构的类型及工作原理，并对 Z 向进给机构进行详细设计。设计参数如下：加工中心的加工范围为 800500600，工作台面尺寸 12001000主轴输出功率 10KW，采用 BT40 标准刀柄。- 2 -2 绪论2.1 加工中心的构成加工中心是在数控铣床的功能于一身的一种由计算机来控制的自动化程度、高效的机床。应用加工中心这一概念，还派生了自动交换砂轮的磨削中心；在冲压加工中心自动交换模具的板材加工中心；在电火花加工中自动交换电极等。2.2 加工中心的优势(1)生产效率高 减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的 80%左右（普通机床仅为 15%20%） ；缩短了生产周期，同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，具有明显的经济效益。(2)工序高度集中 工件在一次装夹后，数控系统根据加工需要，自动选择并更换刀具，根据粗精加工的不同要求自动改变进给量、机床主轴的转速和刀具相对于工件的运动轨迹以及其他辅助功能，依次完成多工序的加工。因为减少了安装次数，故减少了被加工件产生误差的机会。而且这样加工的一批零件，都是在同样的安装方式、安装基准和同一加工程序下加工的，所以加工中心批量加工的零件精度一致性好，保证了像汽车这样大批生产产品精度的一致性和零配件的互换性。(3)操作者的劳动强度减轻 加工中心对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了装卸零件、操作键盘、进行关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行繁重的重复性手工性操作，劳动强度和紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到很大的改善。(4)固定循环和宏程序功能 由于一般加工中心的数控系统都有固定循环和用户宏程序功能，这不仅简化了程序编制，而且也减少了零件的划线工作，节约了辅助时间，进一步提高了生产效率。2.3 加工中心的进给运动伺服系统是数控装置和机床的联系环节，是实现切削刀具与工件间运动的进给驱动和执行机构，是数控机床的“四肢” 。机床的进给运动系统是伺服系统的主要组成部分，它将伺服电动机的旋转运动转变为执行部件的直线移动或回转运动。由于机床的进给运动时数字控制的直接对象，被加工工件的最后轮廓精度、位置精度和表面粗糙度都受进给系统定位精度、灵敏度和稳定性的影响。为了确保系统的定位精度、快速响应特性和稳定性要求，无论是开环、半闭环还是闭环伺服进给系统，机械传动装置必须具有低摩擦阻力、高灵敏度、高刚度、无传动间隙和较高的寿命等。- 3 -2.4 加工中心的分类（1）卧式加工中心 17 卧式加工中心指主轴为水平状态的加工中心，卧式加工中心通常都带有自动分度的回转工作台，它一般具有 35 个运动坐标，常见的有三个直线运动坐标加一个回转运动坐标，工件在一次装卡后，除完成安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加上箱体类零件。与立式加工中心相比较，卧式加工中心加工时排屑容易，对加工有利，但结构复杂，价格较高。（2）立式加工中心 立式加工中心是指主轴为垂直状态的加工中心，其结构形式多为固定立柱，工作台为长方形，无分度回转功能，适合加工盘、套、板类零件，它一般具有二个直线运动坐标轴，并可在工作台上安装一个沿水平轴旋转的回转台，用以加工螺旋线类零件。立式加工中心装卡方便、便于操作、易于观察加工情况，调试程序容易，而且应用广泛。但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件，在加工型腔或下凹的型面时，切屑不易排出，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺利进行。（3）五轴加工中心 五轴加工中心具有立式加工中心和卧式加工中心的功能，五轴加工中心，工件一次安装后能完成除安装面以外的其余五个面的加工。常见的五轴加工中心有两种形式：一种是主轴可以旋转 900，对工件进行立式和卧式加工；另一种是主轴不改变方向，而由工作台带着工件旋转 900。完成对工件五个表面的加工。 （4）龙门式加工中心 龙门式加工中心的形状与数控龙门铣床相似，龙门式加工中心主轴多为垂直设置，除自动换刀装置以外，还带有可更换的主轴头附件，数控装置的功能也较齐全，能够一机多用，尤其适用于加工大型工件和形状复杂的工件。（5）虚轴加工中心 虚轴加工中心改变了以往传统机床的结构，通过连杆的运动，实现主轴多自由度的运动，完成对工件复杂曲面的加工。3 确定机床总的设计方案3.1 机床主要部件及运动方式的选定（1）伺服电机的选择 本次设计选用交流伺服电机，根据本进给系统定位精度的要求，初步选用半闭- 4 -环伺服系统。如果经计算后半闭环系统不能满足定位精度要求，可改用全闭环伺服系统。交流伺服电机有交流同步电机和交流感应电机。交流感应电机结构简单，与同容量的直流伺服电动机相比较，质量轻、价格便宜。缺点是不能经济的实现范围较大的平滑调速。所以数控机床的进给系统中一般不采用这种电动机。 交流同步电动机的转速与所用电源的频率之间存在一种严格的关系，即在电源电压和频率固定不变时，它的转速是稳定不变得。由变频电源供电给同步电动机时，便可方便地获得与频率成正比的可变速度。并可得到非常硬的机械特性及宽的调速范围。其结构虽然比感应电动机复杂，但比直流电动机简单。同步电动机又分为电磁式和非电磁式两大类。在后一类中又有磁滞式、永磁式和反应式多种。在数控机床的进给驱动系统中，多采用永磁式同步电动机。在数控机床进给驱动中，采用具有大转矩、宽调速并装有反馈元件的机电一体化的永磁式交流同步电动机已十分普及。（2）滚珠丝杠螺母副的选择 滚珠丝杠具有高精度、高刚度、高效率及无间隙等优点。特别是在半闭环加工系统中，滚珠丝杠自身的精度对机床加工精度有很大的影响，定位精度在很大程度上受到滚珠丝杠精度的影响。滚珠螺母副 4的滚珠循环方式一般会分为外循环和内循环两种。对于内循环方式，滚珠在循环过程中始终保持与滚珠丝杠接触。内循环滚珠丝杠螺母副工作滚珠数目少，径向尺寸紧凑，摩擦损失少，流畅性好，传动效率高，轴向刚度好，但回珠器槽行比较复杂，需三坐标数控机床才能进行加工。外循环过程中滚珠与丝杠脱离接触，目前使用插管完成滚珠循环的结构，结构简单，工艺性好，但滚道管子突出于螺母外面，所以外循环滚珠丝杠螺母径向尺寸较大。滚珠和滚珠丝杠螺母副接触处有过盈配合，即两者达到预紧；滚珠丝杠螺母副事先通过调节左右螺母的相互离开和靠近消除间隙。常用的消除间隙或预紧的办法有垫片是调隙结构、螺纹式调隙结构和齿差式调隙结构。本次设计采用垫片式调隙结构。（3）导轨副的选用 要设计的进给机构的导轨选用贴塑导轨，它属于滑动导轨，是在机床的动导轨面上贴上一层抗磨软带，导轨副的另一个固定导轨面为淬火磨削面。这样就会使导轨摩擦系数变为 0.030.05，导轨速度可达 30m/min，刚度比较高，动、静摩擦系数差值小，没有爬行。耐磨性与铸铁对铸铁导轨副相比可提高 13 倍。3.2 机床总体布局的确定卧式加工中心按立柱是否运动分为固定立柱型和移动立柱型。本设计选用移动立柱式，布局为 T 字型，工作台左右移动，立柱前后移动，如下图所示。- 5 -图 3.1 机床布局4 Z 向进给系统的设计计算4.1 传动系统设计从产品目录中查得交流伺服电动机的最高转速为 1500r/min，取交流伺服电动机通过联轴器与丝杠直接相连，即 i=1。立柱最高进给速度是 15m/min ,取电机的最高转速是 1500m/min，所以丝杆的最高转速是 1500m/min,基本丝杠的导程是：(mm） (4.1)105max10nvPh根据精度要求，数控机床的脉冲当量可定为 =0.01mm/脉冲。伺服电动机每转应发出的脉冲数=1000 (4.2)10.iPhb- 6 -图 4.2 伺服系统的系统传动图伺服系统中常用的位置反馈器有旋转变压器和脉冲编码器 4。当采用脉冲编码器方案时，因脉冲编码器有每转 2000、2500、5000 脉冲等数种产品，故编码器后应加倍频器。如果采用旋转变压器方案，因旋转变压器的分解精度为每转 2000 个脉冲，则在伺服电机和旋转变压器轴之间安装 5:1 的升速轮。图 4.3 伺服系统的系统传动图在速度反馈装置中，与旋转变压器配套的，可采用测速发电机。测速发电机的转速为 1000r/min 时，输出一定的电压量 （例如，1000r/min 输出 6v） 。如采用脉Ug冲编码器方案，则可在倍频器后加频率/电压转换比例为每 p/min 输出电压为 。107Ug即相当于测速发电机转速达到 1000r/min 时，才能输出 6v 的电压，而此时脉冲编码器应实现 p/min。107上述 2 种方案的传动系统图。本次设计选用图 3.3 的方案.- 7 -4.2 滚珠丝杠的选择4.2.1 滚珠丝杠的精度查阅滚珠丝杠的样本选择丝杠精度为 5 级精度等级，初步设计现设丝杠在有效行程 500630mm 时，行程偏差允许达到 30m。4.2.2 滚珠丝杠参数的计算（1）最大工作载荷的计算丝杠的最大载荷为切削时的最大进给力加摩擦力，最小载荷即为摩擦力。设此台加工中心 Z 向的最大进给力 =5000N，导轨上面移动部件的重量约为 500，Ff贴塑导轨的摩擦系数为 0.04，故丝杠的最小载荷（即摩擦力）（N ） 1968.504.minfgF(4.3)丝杠最大载荷是：50001965196（N） (4.4)Fmax平均载荷是：= = 3529（N ） FmFinax231319652(4.5)（2）当量动载荷的计算 滚珠丝杠副类型的选择主要是根据导程和动载荷两个参数,其选择的原则为:滚珠丝杠的静载荷 Coa 不能大于额定静载荷 Coam,即 CoaCoam;滚珠丝杠的动载荷Ca 不能大于额定动载荷 Cam,即 CaCam。丝杠最高转速为 1500r/min，工作台最小进给速度为 1mm/min，故丝杠的最低转- 8 -速为 0.1r/min，可取为 0，则平均转速 n=750r/min。丝杠使用寿命 T=15000h，故丝杠的工作寿命= =675（ r） (4.6)106nTL10657106当量动载荷值： (4.7)KaLpFmC3式中： 载荷性质系数，无冲击取 1-1.2，一般情况取 1.2-1.5，有较大冲击Kp振动时取 1.5-2.5；精度影响系数，对 1、2、3 级精度的滚珠丝杠取 =1.0，对 4、5a Ka级精度的丝杠取 =0.9。Ka根据要求去 =1.5， =0.9，代入数据得Kpa51.59（KN） (4.8)9.0367512Cm根据计算所得最大动载荷和初选的丝杠导程，查滚珠丝杠样本，选择 FF5010-5型内循环浮动返回器双螺母对旋预紧滚珠丝杠副，其公称直径为 50mm，导程为10mm，循环滚珠为 5 圈2 列，精度等级取 5 级，额定动载荷为 55600N，大于最大计算动载荷 =51590N，符合设计要求。Cm表 4.1 滚珠丝杠螺母副的几何参数名 称 符 号 计算公式和结果公称直径（mm）0d50螺距(mm) P 10接触角 6.30钢球直径(mm) wd7.144螺纹滚道法面半径(mm)R715.352.0dW偏心距(mm) e0.009- 9 -螺纹升角(mm) =dPharctg6.30丝杠外径(mm) 1d49.5丝杠底径(mm) 244.3螺杆接触直径(mm)z42.87螺母螺纹外径(mm)D412.5720Red螺母内径(mm)（内循环）149.64（3）传动效率的计算将公称直径 =50mm，导程 =10mm，代入 =arctan ，的丝杠螺旋升d0PdP0角 = 。将摩擦角 ，代入 = ，得传动效率 =94.7%。6.01tan（4）刚度的验算本传动系统的丝杠采用一端轴向固定，一端浮动的结构形式。固定端采用一对面对面角接触球轴承和一个角接触球轴承，另一端也采用角接触球轴承，这种安装适应于较高精度、中等载荷的丝杠。滚珠丝杠螺母的刚度的验算可以用接触量来校核。a、滚珠丝杠滚道间的接触变 1根据公式 Z= ，求得单圈滚珠数 Z=22，改型号丝杠为双螺母，滚珠的圈dw0数列数为 52，代入公式 圈数列数，得滚珠总数量 =220。丝杠预ZZ紧时，取轴向预紧力 =1732（N） 。查相关公式得滚珠丝杠与螺纹滚道3maxFy间接触变形(4.9)301.ZydwPa式中 = 51590N。代入数据得；PaCm- 10 -= = 0.013(mm)301.ZFydwPa 3320174.5190.0因为丝杠有预紧力，且为轴向负载 ，所以实际变形量可以减少一半，取=0.0065mm。1b、丝杠在工作载荷 作用下的抗压变形Fmax2丝杠采用的是两端都为角接触球轴承，轴承的中心距 a=1100mm，钢的弹性模量 E= ,由表 2.1 中可知，滚珠直径 =7.144mm，丝杠底径105.2PMdw=44.3mm，则丝杠的截面积： =1540.6( )d 42Sm2根据公式 代入数据得：ESFeq2=0.018(mm)6.1540.29C、总的变形 总= =0.0065+0.018=0.0245mm,丝杠的有效行程为 600， 丝杠在有效行总 21程 500630mm 时，行程偏差允许达到 30m,，可见丝杠刚度足够。（5）稳定性的验算(4.10)KLEIfkPa2公式中取支撑系数 =2，fk由丝杠底径 =44.3mm 求的截面惯性矩 =188957.7( )，压杆稳d2642dIm4定安全系数 K 取 3（丝杠卧式水平安装） ，滚珠螺母至轴向固定处的距离 取最aL大值 1200mm，代入公式得：- 11 -=181129.6()31207.895.4.3Pa则 f=181129.6N 大于 =51590N，故不会失稳，满足使用要求。Cm（6）临界转速的验算 对于滚珠丝杠还有可能发生共振，需要验算其临界转速，设不会发生共振的最高转速为临界转速 。nc查资料得公式 ： (4.11)Lcdfnc2910其中： (mm)；43.1.752.10dwd为临界转速计算长度 =1200(mm)；LcLc为丝杠支承方式系数 （一端固定，一端游动）f292.f代入数据得： 4397(r/min),临界速度远大于丝杠所需转速，故不会发生共振。nc（7）滚珠丝杠选型和安装尺寸的确定由以上验算可以知道，丝杠型号为 FF50105，完全符合所需要求，故确定选用该型号，安装尺寸查表可知。（8）丝杠支承的选择滚珠丝杠的主要载荷是轴向载荷，径向载荷主要是卧式丝杠的自重。因此对丝杠的轴向精度和轴向刚度应有较高要求。其两端支承的配置情况为轴向固定方式。本次设计丝杠支承选用一端固定，另一端浮动。 4.3 伺服电机的选择4.3.1 最大切削负载转矩的计算所选伺服电机的额定转矩应大于最大切削负载转矩。最大切削负载转矩 T 可根据以下公式计算，即- 12 -(4.12)iTfpPhFT02max从前面的计算可以知道，最大载荷 N，丝杠导程 =10mm=0.01m，5196axPh预紧力 = N，根据计算的滚珠螺母丝杠的机械效率CaFp41139056=0.947，因为滚珠丝杠预加载荷引起的附加摩擦力矩：（Nm） (4.13)7.48.29013.0PhFTp查手册得单个轴承的摩擦力矩为 0.32Nm，故一对轴承的摩擦力矩=0.64Nm。简支端轴承步预紧，其摩擦力矩可忽略不计。伺服电动机与丝杠Tf0直接相连，其传动比 =1，则最大切削负载转矩：i(Nm)7.146.0947.02156T所选的伺服电机额定转矩应该大于此值。4.3.2 负载惯量的计算伺服电机的转动惯量 应与负载惯量 相匹配。JMJL负载惯量可以按一下次序计算。立柱与主轴箱的质量为 500，折算到电动机轴上的惯量 可按下式计算，J1(kg) (4.14)025.1.802PhmvJ丝杠名义直径 =50mm=0.05m，长度 L=1.2m 丝杠材料（钢）的密度 =7.8d0 。根据公式计算丝杠加在电动机轴上的惯量103m- 13 -() (4.15)057.32.4108.740321dlJ联轴器加上锁紧螺母等的惯量 可直接查手册得到，即 ()J01.3J故负载总的惯量为()092.1.057.2.313 JJ电动机的转子惯量 应与负载惯量 相匹配。通常要求 不小于 ，MJLJMJL但 也不是越大越好。因 越大，总的惯量 就越大，加速度性能受影响。为JMJ了保证足够的角加速度，以满足系统反应的灵敏的，将采用转矩较大的伺服电动机和它的伺服控制系统。根据有关资料的推荐，匹配条件为：(4.16)41JLM则所选交流伺服电动机的转子惯量 应在 0.00920.036范围之内。根据上述计算可选用表 4.2 中的交流伺服电机 22/3000i型，其额定转矩为22Nm，最高 ，转动惯量 J=0.012。min30axrn表 4.2 FANUC(HV)i 系列交流伺服电机型号 1/ 5000i 2/ 5000i 4/ 4000i 8/ 3000i 12/ 3000i 22/3000i输出功率/kw 0.5 0.75 1.4 1.6 3 4额定转矩(Nm)1 2 4 8 12 22最高转速 min15000 5000 4000 3000 3000 3000转动惯量 0.00031 0.00053 0.0014 0.0026 0.0026 0.012- 14 -()质量 3 4 8 12 18 29伺服放大器规格20i 20i 20i 40i 80i 80i4.3.3 空载加速转矩计算当执行件从静止以阶跃指令加速到最大移动（快速）速度时，所需要的空载加速转矩 按下式求，Ta(4.17)tacnJT60mx2空载加速时，主要克服的是惯性，选用的 22/3000i型交流伺服电动机,总惯量0.0120+0.0092=0.0212()JLM加速度时间 通常取 的 34 倍，故 =(34) =(34)6=1824(ms)，则tactmtactm(Nm)173060154.321.0tcT4.4 滑动导轨的选择计算 常用的导轨截面有矩形、三角形、燕尾形和圆形的。如图 4.2 所示。根据支承导轨的凸凹状4态，又可分为凸形和凹形两类导轨。凹形容易存油，但也容易积存切屑和尘粒，因此适用于具有良好的防护环境。凸形需要有良好的润滑条件。目前数控机床使用的导轨主要有三种：塑料导轨、静压导轨和滚动导轨。- 15 -图 工作载荷的计算影响导轨副寿命的重要因素是工作载荷，假设立柱所有重量加在贴塑滑动导轨的一根导轨上，则导轨所承受的最大垂直方向上的载荷是：(4.18)2maxGF上式中 G 是立柱和主轴箱的重量，即 G=50010=5000(N)，代入上式得：=2500(N)Fax4.4.2 小时额定工作寿命的计算预计机床的工作寿命是 10 年，一年是 365 天，工作时间是 350 天，每天工作8 小时，因此得到小时额定工作寿命 28000(h)。83501Lh4.4.3 距离额定工作寿命的计算根据公式 得：60213nSLh(4.19)10362nSLh- 16 -公式中： 为小时额定工作寿命；Lhn 为移动部件每分钟往返次数(4-6)取 5：S 为移动部件的行程，即 S=600mm。代入数据得：L=10080km 。4.4.4 额定动载荷计算及选型由公式 得：FCaL325.6(4.20)25.6L公式中： 为额定动载荷；CaL 为距离工作寿命，由上面的计算可以知道为 10080km；F 为导轨的工作载荷，即 F=2500N。代入数据得： =29318N。 a由计算的动载荷值本次设计选用的是贴塑滑动导轨，它是在数控机床的动导轨4面，是塑料导轨的一种。导轨副的另一固定导轨面为淬火磨削面。软带是以聚四氟乙烯为基材，添加合金粉（青铜粉、二硫化钼） 、玻璃纤维和氧化物的高分子复合材料。其厚度有 0.8、1.1、1.4、1.7、2mm，宽 150mm、300mm 等几种。塑料滑动导轨与其他导轨相比，具有以下特点：（1）动静摩擦系数相近：运动平稳性和爬行性能较铸铁导轨副好。（2）吸收振动：具有良好的阻尼性，优于接触刚度较低的滚动导轨和易漂浮的静压导轨。（3）摩擦系数低而稳定：比铸铁导轨副低一个数量级。（4）化学稳定性好：耐磨、耐低温、耐强酸、强碱、强氧化性剂及各种有机溶剂。（5）耐磨性好：有自身润滑作用，无润滑油也能工作，灰尘磨粒的嵌入性好。（6）维护修理方便：软带耐磨，损坏后更换容易。（7）经济型好：结构简单，成本低，约为滚动导轨的 1/20，为三层复合材料DU 导轨成本的 1/4。其中导轨贴塑板选用扬中市天一高分子新材料有限公司生产的 TY 导轨贴塑板。- 17 -4.5 联轴器的选择 金属弹性元件挠性联轴器是由各种片状、圆柱状、卷板状等形状的金属弹簧，利用金属弹簧的弱性变形以达到补偿两轴相对偏移 和减振、缓冲功能，构成不同结构、性能的挠性联轴器。金属弹性元件比非金属弹性元件强度高，使用寿命长，传递载荷能力大，,适用于高温工况，弹性模最大且稳定。如图 4.5 所示膜片联轴器是由几组膜片（不锈钢薄板）用螺栓交错地与两半联轴器联接，每组膜片由数片叠集而成，膜片分为连杆式和不同形状的整片式。膜片联轴吕靠膜片的弹性变形来补偿报联两轴的相对位移，是一种高性能的金属弱性元件挠性联轴器，结构较紧凑，强度高，不用润滑，使用寿命长，无旋转间隙，不受温度和油污影响，具有耐酸、耐碱、防腐蚀的特点，适用于高速、高温、有腐蚀介质工况环境的轴系传动，广泛用于各种机械装置的轴系传动 。图 4.5 DJM5 金属膜片挠性联轴器4.6 轴承的选择滚珠丝杠中经常使用的滚动轴承有以下两类。（1）接触角为 的角接触球轴承 60这是目前国内外广泛采用的滚珠丝杠轴承，这种轴承可以组合配置。一种为面对面方式，另一种为背靠背组合方式。这两种方式都可承受双向轴向推力，还有一种是通向组合方式，其承受能力较高，但只承受一个方向的轴向力，同向组合时的额定动载荷 等于单个轴承的 乘下列系数：2 个为 1.63;3 个为 2.16；4 个为CaCa2.64。由于螺母与丝杠的同轴度在制造安装的过程中难免有误差，而且采用面对面组合方式时两接触线与轴线交点间的距离 a 比背对背的小，故容易实现自动调整。因此在进给传动中面对面组合用的较多。- 18 -（2）滚针推力圆柱滚子组合轴承 外圈与箱体固定不转，内圈和隔套内圈随轴转动，滚针承受径向载荷，圆柱滚子分别承受两个方向的轴向载荷，修磨隔套内圈的宽度可调整轴承的轴向预紧量。本次设计选用角接触球轴承，根据轴的直径选用型号为表 4.3 中的 7009 GB/T 2921994。表 4.3 角接触球轴承5 床身的设计加工中心的床身是铸造而成的，因此就与铸造工艺有关，对于一些相关的数据可以从表 5.1，表 5.2，表 5.3 中看出。比如根据床身的尺寸可以知道铸件的最小壁厚、筋厚的选择和加强筋的高度选择。通过图中的数据进行比较厚，床身的设计如图 5.4 所示，床身的最小壁厚为 30mm。- 19 -表 5.1 砂型铸造铸铁件的最小厚壁 （mm）表 5.2 灰铸铁件的壁厚与筋厚 (mm)表 5.3 铸铁平板加强筋的高度 (mm)- 20 -图 5.1- 21 -6 结 论数控技术的发展必定是未来制造业的发展方向，数控机床的伺服系统由各坐标的驱动电动机控制单元、机械传动部件、执行件和控制反馈环节组成，显然伺服系统是数控机床的关键环节。所以数控机床对伺服系统的设计基本要求为：定位精度高，跟踪指令信号的响应要快；系统的稳定性好。反应在伺服系统性能指标上，即稳定性、精度和快速响应特性。为满足这些要求，机械传动结构的设计中用尽量采用低摩擦传动副，如滚动导轨、静压导轨、贴塑导轨、滚珠丝杠等，以减少摩擦力；通过选用最佳降速比来降低惯量；采用预紧的办法提高传动刚度；用消除的办法减少反向死区误差等，其中最重要的是提高传