数控机床课程设计说明书

1、精选文库广西科技大学数控机床课程设计说明书课题名称X-Y 数控工作台设计学院机械工程学院专业机械工程及自动化班级学号姓名指导教师2015年 6月 25 日-精选文库摘要数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益， 显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。 X-Y 数控工作台是数控机床的重要组成部分，其制造精度对数控机床的精度有着重要的影响。X-Y 数控工作台通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺

2、母副以及伺服电动机等部件构成。本次课程设计内容主要是对数控铣床的 X-Y数控工作台的滚珠丝杠螺母副、步进电机、导轨副的计算和选用。关键词：数控机床开环控制滚珠丝杠步进电动机滚动导轨-精选文库目录一、设计的目的1二、设计任务1三、设计主要步骤1（一）确定设计总体方案11.机械传动部件的选择。12.控制系统的设计，完成进给控制系统原理框图及步进电机的控制驱动。. 2（二）机械传动部件的计算与选型21. 导轨上移动部件的重量估算。22.计算切削力。3（三）滚珠丝杠传动的设计计算及效验。41.最大工作载荷的计算。42.最大计算动载荷的确定。43.规格型号的初选。54.传动效率的计算。65.刚度的验算。

3、76.稳定性的验算。77.临界转速的验算。88.滚珠丝杠的选型及安装连接尺寸的确定。.9（四）步进电动机的传动计算及电动机选用。121. 传动计算122. 步进电动机的计算及选型。123.步进电动机转轴上的等效负载转矩M的计算。 .15（五）滚动导轨的设计计算181. 工作载荷的计算。182.小时额定工作寿命的计算。193.距离额定寿命的计算。194.额定动载荷计算。195.导轨副选型206. 安装连接尺寸。21四、控制系统的设计22五、机械部分装配图的绘制22结束语23致谢23参考文献24-精选文库一、 设计的目的数控机床课程设计是一个重要的实践性教学环节，要求学生综合运用所学理论知识，独立

4、进行的设计训练，主要目的是：1）通过本设计，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基本知识，学习总体方案拟定、分析与比较的方法。2）通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法及选用原则。3）通过伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式。4）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思想。5）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。二、设计任务设计一套供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下：1）立铣刀最大直径d15mm；立铣刀齿数 Z3 ；最大铣削宽度

5、ac15mm；最大背吃刀量a p8 ；加工材料为碳素钢或有色金属。2） X 、 Y 方向的定位精度均为0.02mm。3）工作台尺寸为220mm240mm，加工范围为 240mm260mm；4）工作台空载最快移动速度 vx maxvy max3000mm / min ，工 作台进给最快移动速度vx maxvy max400mm / min ，加减速 0.4s。三、设计主要步骤（一）确定设计总体方案1. 机械传动部件的选择。（ 1）丝杠螺母副的选用。由于该立式铣床为经济型机床，由于精度要求不高，因此采用开环控制，在工作中需把电动机的旋转运动转换成直线运动，而且对定位精度有要求，因此选择定位丝杠。由

6、于需要达到0.02mm的定位精度，初选 0.01mm的脉冲当量。而滑动丝杠副的定位精度普遍为0.05mm ，达不到所要求的定位精度，因此选择滚珠丝杠螺母副，根据数控机床系统设计 P95-P97 可知滚珠丝杠螺母副具有摩擦损耗低、传动效率高、 动/ 静摩擦变化小、低速时无爬行及使用寿命长等优点，并可通过丝杠螺母的预紧消除间隙，提高传动刚度。1）精度等级的确定-精选文库由现代数控机床设计典例P229选取滚珠丝杠的精度等级为P4。2）滚珠循环方式的确定由数控机床系统设计 P96-P97 可知外循环回路转折平缓，便于滚珠循环，同时结构简单，加工方便。因此滚珠丝杠螺母副的滚珠循环方式选择外循环。3）预紧

7、方式的选择由数控机床设计实践指南 P105可知垫片预紧具有结构简单、装卸方便、刚度高等优点，考虑到本机床为经济型机床，定位精度要求不高，因此选择垫片预紧。4）支承形式的选择已知工作台最快移动速度v3000mm / min ，定位精度为0.02mm ，加工范围为240mm260mm，转速不高，有位置精度要求，由现代数控机床设计典例P57 选择一端固定，一端游动的支承形式。这种支承形式的特点是压杆稳定性更高和临界转速更高。（ 2）导轨副的选用。由于本机床为经济型数控机床，工作台直线运动，载荷不大，运动速度低，定位精度要求为0.02mm，由数控机床系统设计P180-P181可知滚动导轨运动灵敏度高，

8、摩擦系数小，定位精度高等优点，因此选择双导轨循环式滚珠导轨。由现代数控机床设计典例表 2.4-1 ，选择滚动导轨精度等级为P3，预载荷等级为 P2，预载荷值为 0.025C。（ 3）伺服电动机的选用。由于本机床为经济型立式数控铣床，伺服进给系统采用开环系统，定位精度要求较低，脉冲当量为 0.01mm，定位精度为 0.02mm，最快移动速度为 3000mm/ min 。由数控机床系统设计 P107，从经济实用角度出发，选用步进电机。（ 4）减速装置的选用。由于本机床为经济型立式数控铣床，伺服进给系统采用开环系统，从而为了简化机械结构，保证较高的传动精度和传动刚度， 首先初定电动机通过联轴器直接与

9、丝杠联接。2. 控制系统的设计，完成进给控制系统原理框图及步进电机的控制驱动。根据机床设计要求，绘制进给控制系统原理框图如图控制数控伺服工作台介质装置机构（二）机械传动部件的计算与选型1. 导轨上移动部件的重量估算。按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算。包括工件、夹具、工作平台、上层电-精选文库动机、减速箱、滚珠丝杆副、直线滚动导轨副、导轨座等，估计重量约为800N。2. 计算切削力。根据题目所给要求，确定加工材料主要是碳素钢或有色金属，由切削用量简明手册表 3.28 可得切削力计算公式CF apxF f zyF aeuF zFCdq F nwF0式中d0 铣刀直径，由任务书中可知d0 15

10、mm；a p 最大背吃刀量， ap 8mm；fz 每齿进给量，由目前刀具应用范围， 选择机床所用刀具主要是硬质合金立铣刀，查数控加工工艺与编程表 1-9选择 fz0.12mm/ z；ae 最大铣削宽度，由任务书中可知 ae15mm；z 齿数，由任务书中可知 z3；n 转速，由于切削力随着主轴转速的增大而减小，而数控铣床的主轴转速普遍在 300r / min 以上，因此在此确定 300r / min 为切削力最大时的主轴转速；CF 查切削用量简明手册表3.28 可知 CF119 ；xF 查切削用量简明手册表3.28 可知 xF1.0 ；yF 查切削用量简明手册表3.28 可知 yF0.75 ；u

11、F 查切削用量简明手册表3.28 可知 uF0.85 ；kFc 查切削用量简明手册表3.28 可知 kFc1；qF 查切削用量简明手册表3.28 可知 qF0.73 ；wF 查切削用量简明手册表3.28 可知 wF0.13 ；代入数据计算可得11981.00.120.75150.853FC150.73300 0.131691.7N由于铣削对象主要是碳素钢和有色金属，选择铣削方式为不对称逆铣，查金属切削原理和刀具表 15.4 选择各铣削分力的经验比值如下水平进给力： Ff / Fc1.1-精选文库垂直进给力： F fN/ Fc0.25轴向进给力： Fo / Fc0.38代入数据计算可得水平进给力

12、： F f1.1Fc1.1 1691.7 1860.87N垂直进给力： F fN0.25Fc0.251691.7422.93N横向进给力： Fo0.38Fc0.381691.7642.85N（三）滚珠丝杠传动的设计计算及效验。1. 最大工作载荷的计算。由经验公式F F f( FfN FeG )式中 Ff 水平进给力，由上可知 F f1860.87N；F fN 垂直进给力，由上可知 F fN422.93N ；Ff 横向进给力，由上可知 Fe642.85N ；G 工作台重量，由上可知 G800N ； 摩擦系数，查数控机床系统设计P180可得0.003代入数据计算可得F 1860.87 0.003(

13、422.93 642.85 800) 1866.47N2. 最大计算动载荷的确定。（ 1）初定丝杠导程查机械设计手册第5 卷 P34-19 ，根据公称导程的优先系列，初定滚珠丝杠的导程 Ph5mm 。（ 2）动载强度计算已知工作台在进给时，最高速度为400mm/ min ，根据转速计算公式计算可得400n80r / min5由数控机床系统设计P89 可知当转速 n10r / min 时，滚珠丝杠螺母副的主要-精选文库破坏形式是工作表面的疲劳点蚀，因此需要进行动载强度的计算。查数控机床设计实践指南P114可得动载强度计算公式Cc3 Tfd fH Feq式中fd 动载荷系数，查数控机床设计实践指南

14、表4-14 ，由于机床承受的一般为中等冲击，选择 f d 1.3；fH 硬度系数，查数控机床设计实践指南表4-15 ，由硬度58HRC ，选择 fH1.0 ；Feq 当量动载荷，查数控机床设计实践指南P114得Feq2FmaxFmin3式中 Fmax 最大工作载荷，由上可得 FmaxF1866.47N ；Fmin 最小工作载荷，由上可得FmaxG0.003800 2.4N ；代入数据计算可得Feq21866.472.41245.12N3T 寿命，以 106 转为 1 单位，查数控机床设计实践指南P114得T60neqT106式中 T 使用寿命，一般数控机床工作年限为10 年，每天工作8 小时，

15、因此T 10300 8 24000 h ；neq 当量转速，由上可知 neq80r / min ；代入数据计算可得T608024000115.2(106 )106最终代入数据计算可得Cc3 115.21.31.01245.127875N3. 规格型号的初选。-精选文库根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，上网查询有关厂家产品资料，从经济实用角度出发，选择 BSS2505的外循环插管式滚珠丝杠副，由厂家提供产品规格，我们可以得知：其公称直径为 25mm，导程为 5mm，循环滚珠为 2.5 圈× 1 列，由厂家提供的资料查得额定动载荷 Ca9463N ，满足 Ca Cc7875N 的要

16、求。其详细参数如表 3-1 。表 3-1 滚珠丝杠主要尺寸参数名称符合计算公式公称直径d025mm导程Ph5mm接触角45丝杠滚道钢球直径DwDw3.175mm螺纹滚道法面半径ss1.81mm偏心距ee0.71mm螺纹升角3.64丝杠外径dd24.5mm丝杠丝杠内径d1d121.1mm螺杆接触点直径dkdk24mm螺母螺纹大径DD27.2mm丝杠螺母螺母内径D1D125.73mm4. 传动效率的计算。查机电一体化技术基础及应用P33 可得传动效率计算公式tantan(1 )式中 螺纹升角，由表2.1可知3.641 摩擦角，一般取10；代入数据计算可得tan4.55100%96.45%tan(4

17、.5510 )-精选文库5. 刚度的验算。按最不利的情况考虑， 螺纹螺距因受轴向力引起的弹性变形与受转矩引起的弹性变形方向是一致的。查机电一体化技术基础及应用 P32 可得弹性变形的计算公式s16T1 s24Fs2Gd 4Ed 211式 中T1 FmD0 tan(1) ，其中由 上可 知 FmFeq1245.12N ， D020mm ，24.55， 110，代入计算 T1 1245.122010 3tan(3.6410 )1.03N m ；2 摩擦系数，取0.003 ；d1 丝杠内径，由表 2.1 可知 d1 21.1mm ；s 螺距，由上可知 SPh 5mm ；G 剪切模量，查实用机床设计手

18、册表1.1-4选择 G83.3GPa ；E 弹性模量，查实用机床设计手册表1.1-4选择 E2.21011 Pa ；代入数据计算可得s161.03(510 3)21064 1.03106 510 32 83.3 1011(21.110 3)42.21011(21.1 10 3)22.5310 5 m6.69 10 2 m 6.7010 2m每米螺纹上长度上的螺纹距离的弹性变形为s6.710 213.4 m / ms510 3查机械设计手册第5 卷得有效行程内的平均偏差ep16m ，行程变动量up16 m ，平均行程变动量 vu16 m ，已知定位精度为0.02mm，即 20 m 。因为sepv

19、up16 m ， s20 mss所以刚度验算通过，丝杠螺母副刚度符合要求。6. 稳定性的验算。细长丝杠在受压缩载荷时，应验算压杆稳定性，不会发生失稳的最大压缩载荷为临-精选文库界载荷 Fer 。查数控机床系统设计P100 临界载荷计算公式10f d4Fer 3.4 1012L02d2d01.2Dw式中d0 丝杠公称直径，由上部分可知d025mm0.025m ；Dw 滚珠丝杠直径，由上部分可知Dw3.175mm ；L0 丝杠最大受压长度，由于工作台范围最大为260mm，因此取丝杠有效行程为 280mm，因此丝杠最大受压长度为 280mm，即 0.28m。f1 丝杠支承方式系数，当一端固定，一端游

20、动时，f12.0；代入数据计算可得d20.0251.23.17510 30.02119mFer1020.021194174870.5N3.4 100.282174870.5NFer1401245.12N因此经过稳定性检验，所选丝杠符合要求。7. 临界转速的验算。对于高速长丝杠有可能发生共振，需要验算其临界转速，不会发生共振的最高转速为临界转速 nc 。查数控机床系统设计 P100可得计算公式f2nc2 d299102Lcd2d0 1.2Dw式中Lc 临界转速计算长度， 经查资料确定为支承间长度， 由上部分可知螺母长度为 67mm，由上可知丝杠有效行程为280mm，可知Lc280mm67mm34

21、7mm0.347m；fc 丝杠支承方式系数，当一端固定，一端游动时，f2 3.927 ；代入数据计算可得-精选文库d2 d01.2Dw25 1.23.17521.19mm 21.19 10 3 mn99103.927221.1910 326894.7r / minc0.3472nc26894.7r / minneq80r / min经验算，转速符合要求。8. 滚珠丝杠的选型及安装连接尺寸的确定。（ 1）支承部件轴承座的选择由于丝杠受用一端固定一端游动的支承方式，经查机械设计手册 第 3 卷 P20-96确定在固定端选用成对角接触球轴承（背对背），在游动端选择深沟球轴承，这样的轴承组合具有可承受

22、较大的径向和轴向载荷，结构简单和调整方便等特点。经上网查询，从经济实用和结构紧凑的角度考虑，厂家比对，固定端选用上海锐湛轴承有限公司生产的 BK20 轴承座，此类轴承座内含一对角接触球轴承，背对背配置；游动端选用上海锐湛轴承有限公司生产的 BF20 轴承座，此类轴承座内含一个深沟球轴承，具体参数如图3-1 和 3-2 所示。图 3-1 BK 系列轴承参数-精选文库图 3-2 BF 系列轴承参数（ 2）联轴器的选择由于丝杠与电动机主轴相连，需考虑振动等情况，因此选用弹性膜片联轴器，经上网查询，选择天津腾骥科技发展有限公司生产的TJ-A-050SA 型的联轴器。具体规格尺寸如图 3-1 所示图 3

23、-1 联轴器规格和尺寸-精选文库（ 3）丝杠长度的计算查得丝杠长度计算经验公式LL有L螺L联B轴L余式中L有 有效行程长度，由上可知L有280mm；L螺 螺母长度，由上可知L螺48mm ；L联 联轴器伸入长度，由上可知L联20.5mm ；L轴 轴承座长度总和，由所选轴承座几何参数可知L轴2635869mm；B螺预紧螺母宽度总和，选用M 20的螺母， B螺12mmL余 余程，取 L余20.5mm ；代入数据可得L2804820.56955.5473mm具体安装尺寸如图3-2 和图 3-3 所示图 3-2 滚珠丝杠尺寸示意图图 3-3 滚珠丝杠技术数据图-精选文库（四）步进电动机的传动计算及电动机

24、选用。1. 传动计算由于本机床要求的位置精度为0.02mm，选用的脉冲当量为 0.01mm，由于总体方案中选择电动机主轴通过联轴器与丝杠相连，因此可知传动比i1。查数控机床系统设计 P110中可得计算公式360it式中 脉冲当量，由上可知0.01mm；i 传动比，由上可知 i1；t 滚珠丝杠的导程，由上可知 t 5mm ；代入数据计算可得3600.0110.725因此需选择步距角0.72 的步进电机。2. 步进电动机的计算及选型。（ 1）步进电动机转轴上的总转动惯量J 的计算。总转动惯量 J 主要包括电动机转子的转动惯量、 减速装置与滚珠丝杆一级移动部件等折算到电动机转轴上的转动惯量等。1）旋

25、转运动部件惯量的计算 联轴器的惯量由所选的联轴器的生产厂家提供的参数可知JGt76.2610 6 kg m2 ； 丝杠转动惯量的计算J0.77D 4L10 12式中 D 圆柱体直径，本式中按丝杠外径计算，因此D24.5mm ；L 圆柱体长度，由上可知 L457mm；代入数据计算可得J 0.77 24.54473 10 121.3410 4 kg / m22）直线运动部件转动惯量的计算查数控机床系统设计P123可得沿直线轴移动物体的惯量的计算公式P26J()M10-精选文库式中M 工作台（含工件）质量，由任务书可知G80081.6kg ；M9.8gP 丝杠螺距，选择得到丝杠为单头螺纹，因此 P

26、Ph5mm；代入数据计算可得J (5)2 81.6 1065.16 10 5 kg m223）负载惯量的计算JLJ丝J联J工作台式中J 丝 丝杠惯量， J丝1.34 10 4 kg / m2 ；J 联 联轴器惯量， J联76.26 10 6 kg / m2 ；J工作台 工作台惯量， J工5.1610 5 kg / m2 ；代入数据计算可得JL1.3410 476.2610 65.1610 52.62 10 4 kg / m2查机械设计手册第5 卷 35-85 选用 BYG系列混合式步进电机，经过上网查询厂家产品信息，根据步距角0.72 等要求，经过分析比对，初选北京和利时电机技术有限公司的 9

27、0BYG550B-SAKRML-0307的步进电机。具体技术参数如图 3-4 、图 3-5 和图 3-6 所示图 3-4 电动机技术数据-精选文库图 3-5 电动机矩频图图 3-6 电动机外形尺寸-精选文库4）总转动惯量查数控机床系统设计 P124可知J J LJM式中J L 负载惯量，由上可知 JL2.62 10 4 kg m2 ；J M 电动机转动惯量，由厂家提供的技术资料可知 J M 4.510 4 kg m2 ；代入数据计算可得J 2.62 10 44.5 10 47.12 10 4 kg m2J12.620.59JM4.5查数控机床系统设计P126 可得小惯量直流伺服电动机的匹配关系

28、为1.3J12 ，而因为J12.620.59 ，所以所选的步进电机满足要求。J M3JM4.53. 步进电动机转轴上的等效负载转矩 M的计算。由于负载转矩在不同工况下是有区别的，而最大切削负载时所需力矩和快速空载启动时所需力矩是最大的，因此考虑最大切削负载时电动机所需力矩。由数控机床系统设计 P122可得最大切削负载时电动机所需力矩计算公式和快速空载启动时所需力矩计算公式M 最M at M f M o M tMM a maxM f M o式中M at 切削时折算到电动机轴上的加速力矩，查数控机床系统设计表5-5可得计算公式M atJr n9.6T（式中J r 折算到电动机轴上的总惯量，由上可知

29、Jr 7.12 10 4 kg / m2 ；T 系统时间常数，由任务书中可知 T0.4s ；n 电机转速，由上可知 n80r / min ， nmax600r / min ；代入数据计算可得-精选文库MMat7.12104800. 015 N m）9 .60. 47 .12104600a max9 . 60 .40 .11 N mM f 折算摩擦力矩，查数控机床系统设计得计算公式M fFo S10 32 i（式中Fo 导轨摩擦力，由上可知 Fo(Fe G) 0.003 (642.85 800) 4.33NS 丝杠螺距，即 SPh5mm ；i 齿轮降速比，由于本进给传动系统没有采用减速装置，因此

30、i1； 传动链总效率，由数控机床系统设计P122 取0.8；代入数据计算可得M f4.33 510 34.31 10 3 N m ）20.81M o 由于丝杠预紧引起的折算到电动机轴上的附加摩擦力矩，查数控机床系统设计表 5-5 可得计算公式M oFa max S (1o2 )10 32 i（式中 Fa m ax 最大轴向载荷，由上可知Fa max1866.47N ；S 丝杠螺距，即 SPh5mm ；i 齿轮降噪比，由上可知i1； 传动链总效率，由上可知0.8 ；0 滚珠丝杠未预紧时的效率，取00.95；代入数据计算可得M o1866.475 (1 0.952 ) 10 30.19N m ）2

31、0.81M t 折算到电动机轴上的切削负载力矩，查数控机床系统设计表5-5 得计算公式-精选文库Ft SM t2i（式中Ft 进给方向的最大切削力，由上可得Ft1860.87N ；S 丝杠螺距，即 SPh5mm ；i 齿轮降噪比，由上可知i1； 传动链总效率，由上一个参数计算过程可知0.8 ；代入数据计算可得M t1860.87510 31.86Nm ）20.81代入各部分数据计算可得M 最 0.015 4.31 10 30.19 1.862.07N mM 空0.114.3110 30.19 0.31N m从所选电机的生产参加提供的产品资料可查得电机的额定转矩为4N m ，由于4N m2.07

32、N m ，因此所选的电机符合要求。（ 3）步进电动机的初选。由第（四）部分中的第 2 点可知初选北京和利时电机技术有限公司的90BYG550B-SAKRML-0307的步进电机。（ 4）步进电动机的性能校核。1）最快工作进给速度时电动机输出转矩校核。由（ 2）可知 M 最2.07N m ，因为 M 最2.07N m4N m，所以所选电动机最快工作进给速度时电动机输出转矩符合要求。2）最快空载移动时电动机输出转矩校核。由（ 2）可知 M 空0.31N m ，因为 M 空0.31N m4N m ，所以所选电动机最快空载移动时电动机输出转矩符合要求。3）最快空载移动时电动机运行频率校核。由机电一体化

33、技术基础及应用P137可得步进电机工作时最高运行频率计算公式f max1000vmax60式中vmax 机床运行最高速度，由任务书中可知 vmax3000mm/ min ； 脉冲当量，由上可知0.01mm/ Hz ；-精选文库代入数据计算可得fmax10003000103600.015000Hz由机械设计手册第5 卷 P35-85 可查得 90BYG5502型的电动机的空载运行频率为 30000Hz 以上，由 5000Hz 30000Hz 可知所选电动机符合要求。4）启动频率的校核。查机电一体化技术基础及应用P139可得启动频率计算公式1Tlf slf sTeJl1Jr式中f sl 、 f s

34、 步进电机负载及空载时的起动频率，由厂家提供的技术资料图可得fs2.7KHz ；J r 、 Jl 步进电机转子和负载的转动惯量，由上可知Jr4.510 4 kg m2 ，Jl2.62 10 4 kg m2 ；Tl 负载摩擦转矩，由上可知Tl4.31 10 3 N m ；Te 电动机输出转矩，由厂家提供的矩频特性图可查得Te3.6N m ；代入数据计算可得14.3110 333.6f sl 2.7 1010 42141.9Hz12.624.510 4因此要想保证步进 电动机起动时不失步 ，任何时候的起动频 率都必须小于2141.9Hz 。实际上，在采用软件升降频时，起动频率选得更低，通常只有 1

35、00Hz 。综上所述，本次设计中工作台的进给传动系统选用的北京和利时电机技术有限公司的 90BYG550B-SAKRML-0307的步进电机完全满足设计要求。（五）滚动导轨的设计计算1. 工作载荷的计算。因为工作载荷是影响导轨副适用寿命的重要因素，对于水平布置的十字工作台，多采用双导轨、四滑块的支承形式。考虑到有可能在实际加工时发生的最不利的情况，即-精选文库垂直于台面的铣削力分力全部作用在其中一个滑块上， 则单个滑块座上所承受的工作载荷为Fmax1 G Fe4式中G 移动部件重量，已知 G800N ；Fe 轴线进给力，由上可知Fe642.85N ；代入数据计算可得F1800642.85842

36、.85Nmax42. 小时额定工作寿命的计算。由上可知， T10300824000h 。3. 距离额定寿命的计算。由额定工作寿命计算公式L103Lh可以反推出距离额定寿命计算公式2nS60LLh2ns60103式中L 距离额定寿命，单位为 km；N 移动件每分钟往复次数 ( 可取 4-6 次 / 分钟 )取 5次每分钟；S 移动件行程长度，一般与有效行程一致，因此S280mm 0.28m ；代入数据计算可得24000250.2860L1034032km4. 额定动载荷计算。根据数控机床系统设计P185中的预期寿命计算公式L 50( Ca fH fT fc )3 Ff w反推出额定动载荷的计算公

37、式Ff w3 LCa50fHfT fc式中L 滚动导轨的预期寿命，由上可知L 4032km ；-精选文库F 导轨块的工作载荷，由上可知 F842.85N ；fH 硬度系数，由导轨面硬度系数普遍在58HRC以上可查数控机床系统设计 P185得 fH 1.0 ；fT 温度系数，由于本机床工作环境低于100 C ，查数控机床系统设计 P185得 fT1.0 ；fc 接触系数，由于本导轨副具有四个导轨块，查数控机床系统设计 P185得 fc0.66 ；fw 载荷系数，由于本机床工作时，无明显冲击振动，而速度v 5m/ min ，查数控机床系统设计 P185得 fw1.2 ；代入数据计算可得842.851.234032Ca10.66506620.87N 6.63KN15. 导轨副选型根据额定动载荷计算公式LFf w 350CafH fT fc可知若需满足距离额定寿命， 所选导轨副的额定动载荷需满足CaC 。根据机械设计手册第 2 卷，上网查询产品资料，选用南京工艺装备制造厂生产的GGB20BA型导轨，由厂家提供的产品资料显示，该型号额定动载荷为 1