（独家原创）CK6136数控卧式车床机械结构设计（全套CAD图纸完整版）㊣精品文档值得下载

册可得工作载荷为式中分别为工作台进给方向载荷垂直载荷和横向载荷，可由切向铣削力求出，单位为为移动部件的重力，单位为，本次设计中，主要包括工作台工件等的重力，取它们的质量和分别为考虑颠覆力矩影响的实验系数和导轨上的摩檫系数，不同的导轨，其值不同。

对于燕尾形导轨，取对于铣床，切向铣削力是沿着铣刀主运动方向的分力，它消耗铣床主电动机的功率即铣削功率最多，因此切向铣削力可按铣削功率或主电动机的功率计算出其中为机床传动系统的传动效率为主轴传递全部功率时的最低切削速度，次设计由前面的设计可取.。

而的值为则切向铣削力的值为.则切削时各个方向的载荷为则最大工作载荷的值为最大动载荷的计算首先根据切削力和运动部件的重量引起的进给抗力，计算出丝杠的轴向载荷，再根据要求的寿命值计算出丝杠副应能承受的最大动载荷。

式中运转状态系数，般运转取，有冲击的运转取滚珠丝杠工作载荷精度系数，当丝杠精度为级时为级时，.工作寿命，单位为，可按下式计算式中滚珠丝杠的转速使用寿命时间，数控机床取。

其中为最大切削力条件下的进给速度，可取最高进给速度的为丝杠基本导程，计算时，可初选数值，等刚度验算后再确定则万转根据工作负载寿命，计算出滚珠丝杠副承受的最大动负载，因本次所设计的情况无冲击，所以取.所以得根据滚珠丝杠所承受的最大动载荷必须小于其额定动载荷的原则，查机床设计手册，可选择丝杠的型号。

本次设计选择滚珠丝杠的直径为，其导程为，螺旋升角为，型号为.，其额定动载荷是，强度足够用。

传动效率的计算根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为式中丝杠的螺旋升角，本次设计所选丝杠的为摩擦角，其值约等于。

则.刚度验算滚珠丝杠工作时受轴向力和扭矩的作用而发生变形，它将引起导程发生变化，从而影响其定位精度和运动平稳性。

滚珠丝杠副的轴向变形包括丝杠的拉压变形丝杠与螺母之间滚道的接触变形丝杠的扭转变形引起的纵向变形以及螺母座的变形和滚珠丝杠轴承的轴向接触变形。

滚珠丝杠的扭转变形较小，对纵向变形的影响更小，可忽略不计。

螺母座只要设计合理，其变形量也可忽略不计。

丝杠轴承的轴向接触变形计算方法可参考机械设计手册，只要滚珠丝杠支撑的刚度设计得好，轴承的轴向接触变形在此也可以不必考虑。

因此，在进行滚珠丝杠的刚度验算时，只需要考虑轴向力的作用。

式中弹性模数，对钢，滚珠丝杠截面积按丝杠内径确定，.用于拉伸时，用于压缩时。

则丝杠长度上导程变形总误差级精度丝杠允许的螺距误差为，故刚度足够。

压杆稳定的校核滚珠丝杆通常属于受轴向力的细长杆，若轴向力工作负荷过大，将使丝杆失去稳定而产生纵向屈曲，即失稳。

失稳时的临界载荷为式中为丝杆的弹性模量，对于钢，.，为截面惯性矩为丝杆底径，为丝杆最大工作长度，为丝杆支承方式系数.所以对于两端简支的情况.因此.临界载荷与丝杆工作载荷之比称为稳定性安全系数，如果大于许用稳定性安全系数，则该滚珠丝杆不会失稳。

般取.，考虑到丝杆自重对水平滚珠丝杆的影响可取所以因此压杆稳定。

齿轮传动比的确定根据已知系统的脉冲当量.，初步选则步进电机的步距角则.步进电机的选择负载转动惯量估算折算到步进电机轴上的转动惯量可按下式估算式中折算到电机轴上的转动惯量分别为齿轮的转动惯量丝杠的转动惯量。

对材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量可按下式估算式中圆柱零件的直径零件轴向长度。

所以总惯量转矩计算及最大静矩选择根据能量守恒原理，电机等效负载转矩若不考虑起动时运动部件惯性的影响，则起动转矩取安全系数为.，则.对于工作方式为三相六拍的步进电机因数控机床对动态性能要求较高，确定电机最大转矩时应满足快速空载起动时所需转矩的要求式中快速空载起动时产生最大加速度所需的转矩克服摩擦所需的转矩由于丝杆预紧所引起，折算到电机轴上的附加转矩当工作台快速移动时，电机的转速.由动力学知式中角加速度，式中丝杆未加预紧时的效率，.预加载荷，般为最大轴向载荷的，即.步进电机的最高频率.根据以上计算，综合考虑，查表选用型电机。

其所选外形，安装尺寸及外形图如下图表表系列三相异步电动机所选电动机型号同步转速额定功率满载转速.表电机的外形及安装尺寸安装尺寸外形尺寸图电机的外形控制系统设计.绘制控制系统结构框图根据总体方案及机械结构的控制要求，数控卧式车床控制系统选用系列单片机组成，纵向横向及垂直方向均采用步进电机控制，三个坐标均采用硬件环形分配器，控制系统的功能包括向向给伺服运动键盘显示面板管理行程控制其他功能例如光隔离电路功率放大电路红绿灯显示硬件电路主要由以下几部分组成主控制器，即中央处理单元总线，包括数据总线地址总线和控制总线存储器，包括和接口，即输入输出接口电路外部设备，如键盘，显示器及光电输入等。

控制系统结构框图如图.所示图控制系统结构框图.选择中央处理单元的类型在微机控制系统中的选择主要考虑以下因素时钟频率和字长，这个指标将控制数据处理的速