（毕业设计图纸全套）普通X62W铣床的数控化改造设计（含说明书）

代入计算工作台重量横向夹具和工件的重量.由此得寿命值为式中工作寿命以为个单位滚珠丝杠的转速使用寿命时间，般取则有滚珠丝杠最大动载荷式中为载荷系数，般取，本例取.为精度系数，对于本丝杠取根据最大动载荷的值，初选滚珠丝杠螺母副代号为.，表示外循环方式，公称直径为，基本导程为，螺纹旋向为右旋，负荷钢球圈数为.，精度等级为的传动滚珠丝杠副。

查表为基本参数滚珠丝杠的额定动载荷﹥滚珠丝杠的额定静载荷预紧力远远小于，故可不加预紧力选用.型丝杠，由表得丝杠副数据公称直径导程滚珠直径按表种尺寸公式计算滚道半径偏心距丝杠内径.稳定性验算丝杠端轴向固定，采用深沟球轴承和双向球轴承，可分别承受径向和轴向的负荷。

另端游动，需要径向约束，采用深沟球轴承，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后可在游动端自由伸缩，如下图。

由于端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数丝杠不会失稳的最大载荷称为临界载荷，并按下式计算式中，为丝杠材料的弹性模量，对于钢，为丝杠工作长度为丝杠危险截面的轴惯性矩为长度系数，取。

安全系数查表，丝杠是安全的，不会失稳。

高速长丝杠工作时有可能发生共振，因此需验算其不发生共振的最高转速临界转速。

要求丝杠的最大转速。

临界转速按下式计算式中为临界转速系数，见表，本题取，即，所以丝杠工作时不会发生共振。

此外滚珠丝杠副还受值的限制，通常要求所以该丝杠副工作稳定刚度验算滚珠丝杠在工作负载和转矩共同作用下引起每个导程的变形量为式中丝杠截面积，为丝杠的极惯性矩，为丝杠切变模量，对钢为转矩。

式中为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数为平均工作载荷按最不利的情况取其中则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为通常要求丝杠的导程误差小于其传动精度的，即该丝杠的满足上式，所以其刚度可以满足要求。

.传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率为丝杠的螺旋升角，滚珠丝杠螺母副的混动摩擦系数。

，则伺服驱动系统的设计计算伺服驱动系统的设计包括步进电机选型，减速齿轮副的设计。

.脉冲当量的选择及减速齿轮副的设计脉冲当量根据机械的加工精度，并参照同类数控铣床的精度参数，则可选择脉冲当量初步选择步进电机的步距角为，那么每个脉冲丝杠螺母移动的距离为要实现，就必须在步进电机和滚珠丝杠之间加上那个对降速轮，此对减速齿轮的减速比为.减速齿轮副的选择减速比计算出来后，采用以及齿轮减速，减速齿轮的模数般取.压力角初选齿轮齿数故大齿轮为故初选减速齿轮副的参数如下步进电机的选型步进电机的启动力矩式中为脉冲当量，取为移动部件上的负载为作用在移动部件上的负载为导轨摩擦系数，取.为步进电机步距角为机械的传动效率，般取为纵向移动部件的重量代入公式得确定步进电机最高工作频率式中运动部件快进速度查说明书，纵向工作台最大进给速度为代入公式得综合考虑并参考金属切削机床设计简明手册，选择步进电机.纵向进给系统的设计计算滚珠丝杠螺母副的设计计算.铣削力的计算根据在切削用量简明手册表.，对高速钢圆柱铣刀，切削力的计算公式式中系数，其值取决于切削条件和工作材料，当工件为碳钢时，查切削用量简明手册表.，取，铣削宽度，被吃刀量，铣刀齿数铣刀直径普通铣床的数控化改造设计摘要。

因此，主轴的尺寸和形状滚动轴承的类型和数量预紧和配置形式传动件的布置方式主轴部件的制造和装配质量等都影响主轴部件的刚度。

温升因为相对运动处的摩擦生热，切削取得切削热等使主轴温度升高将引起热变形使主轴伸长，轴承间隙的变化，降低了加工的精度温升也会降低润滑剂的粘度，恶化润滑条件。

因此，各类机床对温升都有定的限制。

可靠性数控机床是高度自动化的机床，所以必须保证工作可靠性，可喜的是这方面的研究正在发展。

精度保持性它指长期保持其原始制造精度的能力。

对数控机床的主轴组件必须有足够的耐磨性，以便长期保持精度。

主轴部件的组成和轴承选型主轴部件它由主轴及其支承轴承传动件密封件及定位元件等组成。

主轴的传动件可以位于前后支承之间，也可位于后支承之后的主轴后悬伸端。

目前传动件位于后悬伸端的越来越多。

这样做，可以实现分离传动和模块化设计主轴组件称为主轴单元和变速箱可以做成独立的功能部件，又专门的工厂集中生产，作为商品出售。

变速箱和主轴间可用齿轮副或带传动联接。

本三坐标曲面数控铣床采用带传动联接。

主轴支承分径向和推力轴向。

角接触球轴承兼起径向和推力支承的作用。

推力支承应位于前支承内，原因是数控机床的坐标原点，常设定在主轴前端。

为了减少热膨胀造成的坐标原点的位移，应尽量缩短坐标原点支推力支承之间的距离。

主轴轴承选用角接触球轴承。

这种轴承即可承受径向载荷，又可承受轴向载荷。

这种球轴承为点接触，刚度较低。

为了提高刚度和承载能力，常采用多联组配的办法。

有三种基本组配方式，分别为背对背，面对面和同向组配，背靠背和面对面组配都能受双向轴向载荷同向组配只能承受单向轴向载荷。

背对背比面对面安装的轴承具有较高的抗颠覆力矩的能力。

运转时，轴承的外圈的散热条件比内圈好，因此，内圈的温度将高于外圈，径向膨胀的结果将使轴承的过盈加大。

轴向膨胀对与背靠背组配将使过盈减少，于是，可以补偿部分径向膨胀而对于面对面组配，将使过盈进步加大。

基于上述分析，主轴受到弯距，又属高速运转，因此主轴轴承必须采用背靠背组配。

角接触角轴承的间隙调整和预紧主轴轴承的内部间隙，必须能够调整，多数轴承，还应在过盈状态下工作，使滚动体和导轨之间有定的预变形，这就是轴承的预紧。

轴承预紧后，内部无间隙，滚动体从各个方向支承主轴，有利于提高运动精度。

滚动体的直径不可能绝对相等，滚道也不可能绝对正圆，因而在预紧前只有部分滚导体与滚道接触。

预紧后，滚导体和滚道都有了定的变形，参加工作的滚动体将增多，各滚动体的受力将更加均匀。

这些都有利提高轴承的精度刚度和寿命。

如主轴产生振动，则由于各个方面都有滚动体支承，可以提高抗振性。

但是，预紧后发热较多，温升较高而且较大的预紧力将使寿命下降，故预紧要适量。

角接触角轴承在轴向力的作用下，使内外圈产生轴向错位实现预紧，衡量预紧力大小的是轴向预紧力，简称预紧力，单位为。

多联角接角球轴承是根据预紧力组配的。

轴承厂规定了轻预紧中预紧和重预紧三级预紧。

订货时可指定预紧级别。

轴承厂在内圈背靠背组配或外圈面对面组配的端面根据预紧力磨去。

装配时挤紧，便可得到预定的预紧力。

如果两个轴承间需要隔开定的距离，可在两轴承之间加入厚度相同的内外隔套。

在轴向载荷的作用下，不受力侧轴承的滚动体与滚道不能脱离接触。

而满足这个条件的最小预紧力，双联组配为最大轴向载荷的。

承载能力和寿命主轴轴承通常载荷相对较轻。

些特殊重载主轴外轴承的承载能力是没有问题的。

主轴轴承的寿命，主要不是取决于疲劳点蚀，而是由于磨损而降低精度。

通常，如轴承精度为级，经使用磨损后跳动精度降为级，这个轴承就认为应该更换了。

虽然还未达到其疲劳寿命，但这种“精度寿命”目前还难以估计。

主轴组件的动态特性通常，主轴组件的固有频率很高，但是，高速主轴，特别是带内装式电动机高速主轴，电动机转子是个集中质量，将使固有频率下降，有可能发生共振。

改善动态特性，可采取下列措施是主轴组件的固有频率避开激振力频率。

通常使固有频率高于激振频率的以上。

如果发生共振的那阶模态属于主轴在弹性基础上轴承的刚体振动的第阶平移和第二阶摇摆模态，则应提高轴承的刚度。

如果属于主轴的弯曲振动，则应提高主轴的刚度，如加粗直径。

激振力可能来自主轴组件的不平衡，这时激振频率等于主轴转速乘以。

也可能来自断续切削，这时激振频率还应乘以刀齿数。

增大阻尼。

如前所述，降低模态，常是主轴的刚度振动。

这时主轴轴承，特别是前轴承的阻尼对主轴组件的抗振性影响很大。

如果要求得到很光的加工表面，滚动轴承适当预紧可以增大阻尼，但过大的预紧反而使阻尼减少，故选择预紧时还因考虑阻尼因素。

采用消振装置。

.进给伺服系统的设计对进给伺服系统的基本要求进给伺服系统不但是数控机床的个重要组成部分，也是数控机床区别于般机床的个特殊部分。

数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为定位精度高跟踪指令信号的响应快系统的稳定性好。

稳定性伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的扰动信号消失后，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行，或者在输入的指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能力。

伺服系统的稳定性是系统本