每转个脉冲，如采用此方案，则须在伺服电动机和旋转变压器之间安装变速齿轮。另种方案是用脉冲编码器作为位置反馈装置，用倍频器调节每秒脉冲的多少。本系统采用第二种方案。图半闭环伺服系统横向进给系统方案为使机床的结构紧凑，宽度方向上的尺寸较小，横向进给系统采用伺服电机通过同步带驱动滚珠丝杠，从而带动刀架作横向进给。伺服进给系统的设计要求稳定性稳定性是伺服进给系统能够正常工作的最基本条件。所谓稳定性系统，即系统在起动状态或外界干扰下，系统的输出经多次衰减和振荡后，能迅速地稳定在新的或原有的状态下。它包括绝对稳定性和相对稳定性。精度所谓伺服进给系统的精度，是表示输出量复现输入量的精确程度。它包括动态误差稳态误差静态误差三方面的内容。快速响应性所谓快速响应特性是指系统对主令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度。它包括系统的响应时间传动系统的加速能力等。纵向进给系统的设计主要工作条件的确定车削时最大进给抗力已由前面计算出要求刀具切削时的进给速度快速进给系统。导轨采用矩形滑动导轨，表面粘贴聚四氟乙烯软带，其摩擦系数估算拖板重量定位精度要求，重复定位精度。传动系统设计根据定位精度要求，初步选用半闭环系统。伺服电动机最高转速或电动机通过联轴器直接与丝杠连接，即传动比取电动机最高转速，则丝杠的最高转速也为。丝杠基本导程公式根据精度要求，数控机床的脉冲当量可定为脉冲，伺服电机每转发出的脉冲数本系统采用纵向进给传动方案二，选用每转个脉冲的编码器，倍频器的倍数为。滚珠丝杠的选择根据本系统所要达到的要求，取滚珠丝杠的精度为级，即级精度丝杠。丝杠的最大载荷为切削时的最大进给力加上摩擦力最小载荷即摩擦力。故丝杠最小载荷丝杠最大载荷平均载荷丝杠最高转速为，拖板最小进给速度，故丝杠的最低转速为。则平均速度。丝杠使用寿命系数查表得。故丝杠的工作寿命丝杠当量载荷查表选择南京工艺设备厂双螺母浮动式反向器内循环滚珠丝杠副。规格代号为，其基本参数额定动载，静载为，螺母长度，公称直径，丝杠底径，预紧力，轴向刚度。丝杠支撑方式的选择本系统的丝杠支撑采用端轴向固定，端浮动的结构形式，固定端采用双型角接触球轴承面对面布置简支端支承采用型深沟球轴承，只承受丝杠的重力。选择伺服电动机最大切削负载转矩计算从前面的计算已知最大进给抗力，丝杠导程，预紧力。查表得滚珠丝杠螺母副的效率，因丝杠预紧载荷引起的附加摩擦力矩选用型角接触球轴承单个轴承摩擦力矩为，故对轴承的摩擦力矩。简支端轴承不预紧，摩擦力矩可忽略不计。伺服电机与丝杠直接相连，其传动比。则最大切削负载转矩负载惯量计算拖板最大重量，折算到电动机轴上的惯量为丝杠的名义直径，长度。丝杠材料钢的密度。则丝杠加在电动机轴上的惯量联轴器加上锁紧螺母等的惯量由表查得。故负载总惯量由中小型数控机床惯量匹配条件，所选伺服电动机的转子惯量应在范围内。根据上述计算由表初步确定交流伺服电动机型号为，额定转矩为，最大转矩，转子惯量，反电动势系数，转矩系数，电枢电阻，机械时间常数。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移动速度时所需的空载加速转矩加速时间通常取，故取，则空载加速转矩不允许超过伺服电动机的最大输出转矩。伺服电动机，满足设计要求。伺服系统增益通常取系统增益，这里取。时间常数拖板达到的最大加速度伺服系统要求达到的最大加速度发生在系统处于时间常数内，拖板的速度从增加到时略大于，因而按照加速能力选择是合适的。精度验算伺服刚度式中为伺服电动机的增益，其近似值速度控制环的开环增益，取反电动势系数，则电枢直流电阻。故折合到拖板的直线刚度滚珠丝杠的抗压刚度最小抗压刚度发生在拖板螺母离定位点最远的位置。已知拖板的纵向行程为，丝杠最大跨距。丝杠的拉压刚度式中为丝杠的弹性模量。。则丝杠轴承的轴向刚度查表得型轴承的刚球直径，刚球数，接触角，预加载荷，轴向外载荷为导轨摩擦力。故轴向载荷丝杠轴承轴向载荷刚度滚珠丝杠螺母的接触刚度由表查得。挠性联轴节扭转刚度由表查得。折合到工作台拖板的直线刚度综合刚度由式得弹性变形数控车床的定位精度是在不切削空载的条件下检验的，故轴向载荷仅为导轨的摩擦力。因引起的弹性变形定位误差验算本系统中滚珠丝杠任意内的导程误差，加上弹性变形，再加上些次要因素，将不会超过要求的定位误差，能满足定位精度的设计要求。横向进给系统的设计主要工作条件的确定车削时最大吃刀抗力已由前面计算出横向进给切槽或切断时采用低速切削，取主轴转速为，查表得最大进给量，所以最大切削速度最小切削速度取快速进给速度。导轨采用矩形滑动导轨，表面粘贴聚四氟乙烯软带，其摩擦系数估算刀架重量定位精度要求，重复定位精度。传动系统设计根据定位精度要求，初步选用半闭环系统。伺服电动机最高转速或电动机通过同步齿形带与丝杠连接，取传动比电动机最高转速，则丝杠的最高转速也为。丝杠基本导程公式根据精度要求，数控机床的脉冲当量可定为脉冲，伺服电机每转发出的脉冲数本系统选用每转个脉冲的编码器，倍频器的倍数为。滚珠丝杠的选择根据本系统所要达到的要求，取滚珠丝杠的精度为级，即级精度丝杠。丝杠的最大载荷为切削时的最大吃刀力加上摩擦力，最小载荷即摩擦力。故丝杠最小载荷丝杠最大载荷平均载荷丝杠最高转速为，拖板最小进给速度，故丝杠的最低转速为。则平均速度。丝杠使用寿命系数查表得。故丝杠的工作寿命丝杠当量载荷查表选择南京工艺设备厂双螺母浮动式反向器内循环滚珠丝杠副。规格代号为，其基本参数额定动载，静载为，螺母长度，公称直径，丝杠底径为，预紧力，轴向刚度。丝杠支承方式的选择因横向进给系统与纵向进给系统所选得丝杠型号相同，故本系统的丝杠支承也采用端轴向固定，端浮动的结构形式，固定端采用双型角接触球轴承面对面布置简支端支承采用型深沟球轴承，只承受丝杠的重力。选择伺服电动机最大切削负载转矩计算所选电机的额定转矩应大于最大切削负载转矩最大吃刀抗力，丝杠导程，预紧力。查表得滚珠丝杠螺母副的效率，因丝杠预紧载荷引起的附加摩擦力矩选用型角接触球轴承单个轴承摩擦力矩为，故对轴承的摩擦力矩。简支端轴承不预紧，摩擦力矩可忽略不计。其传动比。则最大切削负载转矩负载惯量计算刀架最大重量，折算到电动机轴上的惯量为丝杠的名义直径，长度。丝杠材料钢的密度。则丝杠加在电动机轴上的惯量联轴器加上锁紧螺母等的惯量查表查得。故负载总惯量中小型数控机床惯量匹配条件，所选伺服电动机的转子惯量应在范围内。所以横向进给系统也需选用交流伺服电动机。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移动速度时所需的空载加速转矩式中。加速时间通常取，故取，则前进阶段计算输出功率第章润滑与冷却系统设计润滑装置对数控车床的正常运行起着非常重要的作用。机床主轴箱内的轴承和传动齿轮般都设有专门的油箱，单独供油润滑，并通过润滑油的流动带走部分主轴在运转中产生的热量。有的机床由液压站直接供油润滑，润滑油在循环过程中经过专门设置的空气冷却器冷却，这不仅改善了润滑条件，还能降低主轴温升，减少热变形。机床不同部位需要的润滑油流量是不同的。数控车床的自动润滑系统供油间隔为可任意调整，由可编程控制器控制。每个分油器的喷油量不完全相同，可根据润滑部位所需的润滑条件合理选用。润滑系统设计主轴组件的润滑润滑方案的选择根据表润滑剂选用原则，对于主轴轴承的润滑采用脂润滑，对于各级齿轮的润滑采用油浴润滑。润滑剂的选择查表选用通用锂基润滑脂号，其代号为。该润滑脂呈浅黄色到暗褐色，具有定的抗水性和较好的机械安定性，用于温度为的机械设备的滚动和滑动摩擦部位。齿轮油浴润滑油根据表选用中负荷工业齿轮油，代号为，其粘度等级为，运动粘度为，粘度指数不小于。齿轮箱最底部齿轮的小部分浸在润滑油中，通过齿轮的啮合传动，将润滑油带到各部分完成润滑。导轨及滚珠丝杠的润滑润滑方案的确定根据表机床上常用的润滑方式，对于导轨及滚珠丝杠的润滑采用自动定时定量润滑方式。该方式需设计集中润滑系统。油泵及油箱的选择油泵的选择根据表选用油泵型号为，工作压力，电动机型号，使用介质粘度为，通常卧式装于机壳上，且使泵体浸于油池中，如果垂直或倾斜安装时，应视油面情况设吸油管。油箱的选择根据表选用型油箱，其容积为。冷却系统设计在金属切削过程中，切削液不仅能带走大量切削热，降低切削区温度，而且由于它的润滑作用，还能减少摩擦，从而降低切削力和切削热。因此，切削液能提高加工表面质量，保证加工精度，降低动力消耗，提高刀具耐用度和生产效率。通常要求切削液有冷却润滑清洗及防锈等作用。冷却系统的基本组成冷却液泵以定的流量和压力向切削