（其他） X52K进给系统经济型数控改造设计说明书.doc

（图纸） 典型零件加工.dwg

（其他） 目录.doc

（其他） 任务书.doc

（图纸） 蜗杆工作图.dwg

（图纸） 蜗轮.dwg

（图纸） 铣床数控总图.dwg

（图纸） 圆锥齿轮.dwg

（图纸） 总装配图.dwg

1、数，查表得镶条紧固力,则按式计算在不切削状态下的导轨摩擦力和.计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力按式计算最大轴向负载力按式计算最小轴向负载力.滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算确定滚珠丝杠的导程根据已知条件取电动机的最高转速得计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷各种切削方式下滚珠丝杠的轴向载荷。强力切削时的轴向载荷定为最大轴向载荷，快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，滚珠丝杠螺母副的轴向载荷分别可按下式计算并将计算结果填入表表数控铣床滚珠丝杠的计算切削方式轴向载荷进给速度时间比例备注强力切削.般切削粗加工.精细切削精加工.快移和镗钻加工计算滚珠丝杠螺母副在各种切削方式下的转速。按式计算滚珠丝杠螺母副的平均转速。按式计算滚珠丝杠螺母副的平均载荷确定滚珠丝杠预期的额定动载荷按预定工作。

2、螺母副临界转速的计算长度.。已知弹性模量，材料密度，重力加速度.，安全系数.。由表查得滚珠丝杆的最小惯性矩为滚珠丝杆的最小截面积为故可由公式得.本工作台滚珠丝杆螺母副的最高转速为，远远小于其临界转速，故满足要求。.滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验滚珠丝杆螺母副的寿命，主要是指疲劳寿命。它是指批尺寸规格精度相同的滚珠丝杠在相同的条件下回转时，其中不发生疲劳剥落的情况下运转的总转速。查附录表得滚珠丝杆额定动载荷，运转条件系数，滚珠丝杆的动载荷，滚珠丝杆螺母副转速即般来讲，在设计数控机床时，应该保证滚珠丝杆螺母副的总时间寿命，姑满足要求。.计算机械传动系统的刚度.机械传动系统的刚度计算计算滚珠丝杆的拉压刚度。本工作台的丝杠支承方式为两端固定，当滚珠丝杠的螺母中心位于滚珠丝杆两支承的中心位置，时，滚珠丝杆螺母副具有最小拉压刚度，。

3、配，系统的负载惯量与伺服电动机的转动惯量之比般应满足式，即而在本例中故满足惯量匹配要求。.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级本机床工作台采用半闭环系统，应满足下列要求滚珠丝杠螺母副拟采用的精度等级为二级，查表得，查表得，当螺纹长度为时，故满足设计要求。.滚珠丝杠螺母副的规格型号滚珠丝杠螺母副的规格型号为，其具体参数如下。公称直径与导程,螺纹长度丝杠长度类型与精度类，级精度。凸轮加工程序数控铣床铣削加工程序图示为压缩机壳焊接机上的仿形零件，零件曲线是二段圆弧和三条直线构成，零件的上下两面和中心孔已加工好，现要在数控铣床上铣削零件的轮廓曲线，并次铣削加工成形。零件的交点坐标，。刀具偏移号为偏移方向为刀具的左侧。设工件表面，厚度为。在数控铣床上铣削加工程序如下.设计总结在这次的课程设计中，。

4、行部件即工作台工件和夹具的总质量，电动机每转圈，机床执行部件在轴向移动的距离，则由式得加在电动机轴上总的负载转动惯量的计算.计算折算到电动机轴上的负载力矩计算切削负载力矩。已知在切削状态下坐标轴的轴向负载力.,电动机每转圈，机床执行部件在轴向移动的距离.,进给传动系统的总效率η.，由式得.计算摩擦负载力矩。已知在不切削状态下坐标轴的轴向负载力即为空载时的导轨摩擦力，由式得.计算由滚珠丝杠得预紧而产生的附加负载力矩。已知滚珠丝杠螺母副的预紧力.，滚珠丝杠螺母副的基本导程.，滚珠丝杠螺母副的效率.，由式得.计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩计算线性加速度力矩。已知机床执行部件以最快速度运动时电动机的最高转速，电动机的转动惯量，坐标轴的负载惯量.，进给伺服系统的位置环增益，加速时间.，由式得计算阶跃加速力矩。已知加速。

5、面成型表面及具有定斜度的平面。经改造后与原来机床加工相比可实现其自动化铣削，且具有高精高效及加工产品范围广等特点。具体研究内容如下对普通铣床的基本机械传动结构进行了解分析对数控机床的基本机械传动结构及电气控制系统结构进行详细分析系统的总体方案设计，研究其各个部分的设计原理，拟定设计方案系统的详细设计，对机械传动系统的设计和控制系统的设计等总结自己的设计理念及设计思路，得出本课题的设计流程。.技术要求数控铣床的切削状况切削方式进给速度时间比例备注强力切削.主电动机满功率条件下切削般切削.粗加工精加工切削精加工快速进给空载条件下工作台快速进给.总体设计方案为了满足以上技术要求，采取以下技术方案工作台工作面尺寸宽度长度确定为。工作台导轨采用矩形导轨，在与之相配的动导轨滑动画面上贴聚四氟乙烯导轨板。同时采用斜镶条消除导轨导向。

6、计算为当.或.时即滚珠丝杆的螺母副中心位于行程的两端位置时，滚珠丝杆螺母副具有最大拉压刚度计算得计算滚珠丝杠螺母副支撑轴承的刚度。已知轴承的接触角，滚动体直径.，滚动体个数,轴承的最大轴向工作载荷.,由表，表得计算滚珠与滚道的接触刚度。查附录表得滚珠与滚道的接触刚度，额定动载荷，滚珠丝杠上所承受的最大轴向载荷.，故由式得.计算进给传动系统的综合拉压刚度。由式得进给传动系统的综合拉压刚度的最大值为故.由式得进给传动系统的综合拉压刚度的最小值为故滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算由图可知，扭矩作用点之间的距离.。已知剪切模量,滚珠丝杠的底径。由式得驱动电动机的选型与计算.计算折算到电动机轴上的负载惯量。计算滚珠丝杠的转到惯量。已知滚珠丝杠的密度.,由式得计算联轴器的转动惯量.折算到电动机轴上的移动部件的转动惯量的计算已知机床。

7、时间估算。查表得载荷性质系数.。已知初步选择的滚珠丝杠的精度等级为级，查表得精度系数，查表得可靠性系数.，则由式得因对滚珠丝杠螺母副将实施预紧，所以可按式估算最大轴向载荷。查表得预加载荷系数.，则确定滚珠丝杠预期的额定动载荷。取以上两种结果的最大值，.。按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径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。已知工作台的定位精度为，重复定位精度为，根据式式以及定位精度和重复定位精度的要求，得.取上述计算结果的较小值，即。估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径。本机床工作台轴滚珠丝杠螺母副的安装方式拟采用两端固定方式。滚珠丝杠螺母副的两个固定支承之间的距离为行程安全行程余程螺母长度支承长度行程取.行程.又，由式得初步确定滚珠丝杠螺母副的规格型号根据计算所得的，初步选择型内循。

8、环垫片预紧螺母式滚珠丝杠螺母副见本书附录表，其公称直径基本导程额定动载荷和丝杠直径如下，.故满足式的要求。由式确定滚珠丝杠螺母副的预紧力计算滚珠丝杠螺母副的目标行程补偿值与预紧拉力按式计算目标行程补偿值。已知温度变化值，丝杠的膨胀系数，滚珠丝杠螺母副的有效行程工作台行程安全行程余程螺母长度故.按式计算滚珠丝杠的预拉伸力。已知滚珠丝杠螺纹底径.，滚珠丝杠的温升变化值，则确定滚珠丝杠螺母副支承用轴承的规格型号按式计算轴承所承受的最大轴向载荷。计算轴承的预紧力。计算轴承的当量轴向载荷。按式计算轴承的基本额定动载荷。已知轴承的工作转速，轴承所承受的当量轴向载荷.，轴承的基本额定寿命。轴承的径向载荷和轴向载荷分别为因为，所以查表得，径向系数.，轴向系数.，故确定轴承的规格型号。因为滚珠丝杠螺母副拟采取预拉伸措施，所以选用角接触。

9、.计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力.滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算.工作台部件的装配图设计.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验.滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验.滚珠丝杆螺母副临界转速的校验.滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验.计算机械传动系统的刚度.机械传动系统的刚度计算.滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算.驱动电动机的选型与计算.计算折算到电动机轴上的负载惯量。.计算折算到电动机轴上的负载力矩.计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩.选择驱动电动机的型号.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级.滚珠丝杠螺母副的规格型号.设计总结.参考文献.概述由上面的介绍可以看出，如今对现有普通机床的数控化改造具有十分重要的意义。本课题设计重点则是对铣床纵向传动机构的数控化改造，该型普通铣床主要用于加工中小型零件的平。

10、面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴膜。对滚珠丝杠螺母副采用预紧，并对滚珠丝杠进行拉伸预。采用伺服电动机驱动。采用膜片弹性联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠连接。.滚珠丝杠螺母副的选型和计算.主切削力及其切削分力计算计算主切削力。根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切削铣刀直径，主轴具有最大扭矩，并能传递主电动机的全部功率，此时铣刀的切削速度为已知机床主电动机的额定功率为.，主轴计算转速。根据公式得刀具的切削速度为取机床的机械效率为，则由式得主切削力计算各切削分力工作台的纵向切削力横向切削力和垂向切削力分别为.导轨摩擦力的计算在切削状态下坐标轴导轨摩擦力的计算可以查课程设计指导书根据式计算在切削状态下的导轨摩擦力。此时导轨动摩擦。

11、时间，由式得计算坐标轴所需的折算到电动机轴上的各种力矩。按式计算线性加速时空载启动力矩按式计算线性加速时空载启动力矩按式计算快进力矩按式计算工进力矩.选择驱动电动机的型号选择驱动电动机的型号根据以上计算和表，选择日本公司生产的型交流伺服电机为驱动电机。主要技术参数如下额定功率最高转速额定力矩，.,转动惯量质量,。交流伺服电动机的加速力矩般为额定力矩的倍。若按倍计算，则该电动机的加速力矩为.，均大于本机床工作台的线性加速时所需的空载启动力矩以及阶跃加速时所需的空载启动力矩，因此，不管采用何种加速方式，本电动机均满足加速力矩要求。该电动机的额定力矩为.，均大于本机床工作台快进时所需的驱动力矩以及工进时所需的驱动力矩，因此，不管是快进还是工进，本电动机均满足驱动力矩要求。惯量匹配验算。为了使机械传动系统的惯量达到较合理的匹。

12、轴承组背对背安装，以组成滚珠丝杠两端固定的支承形式。由于滚珠丝杠的螺纹底径为.，所以选择轴承的内径为，以满足滚珠丝杠结构的需要。在滚珠丝杠的两个固定端均选择国产角接触球轴承两件组背对背安装，组成滚珠丝杠的两端固定支承方式。轴承的型号为，尺寸内径外径宽度为，选用脂润滑。该轴承的预载荷能力为，大于计算所得的轴承预紧力.。并在脂润滑状态下的极限转速为，高于滚珠丝杠的最高转速，故满足要求。该轴承的额定动载荷为，而该轴承在工作总寿命下的基本额定动载荷，也满足要求。.工作台部件的装配图设计将以上计算结果用于工作台部件的装配图设计。.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验.滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验工作台的滚珠丝杆支承方式采用预拉伸结构，丝杠始终受拉而不受压。因此，不存在压杆不稳定问题。.滚珠丝杆螺母副临界转速的校验根据图可得滚珠丝杆。

参考资料：

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[8]HLJIT5H100变速器设计（第2354040页，发表于2022-06-24 19:33）

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[15]HLJQZ100整体式驱动桥设计（第2354033页，发表于2022-06-24 19:32）

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