論文 基于異型薄壁零件的三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花成型加工機(jī)設(shè)計(jì)研究.doc

1、 論文題目 基于異型薄壁零件的三軸聯(lián)動(dòng) 數(shù)控電火花成型加工機(jī)設(shè)計(jì)研究 學(xué) 號(hào) 081050452 姓 名 周紅梅 指導(dǎo)教師 曹亞光 職稱(chēng) 職稱(chēng) 市 校 南 通 分 校 教 學(xué) 班 08春機(jī)械(本) 2010年 5 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文“人才培養(yǎng)模式改革和開(kāi)放教育試點(diǎn)” 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)（本科）63中央電大畢業(yè)論文摘 要電火花成形加工技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域占有重要地位，是實(shí)現(xiàn)難加工材料、復(fù)雜零件精密加工的有效手段。近年來(lái)，隨著模具工業(yè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了多軸聯(lián)動(dòng)電火花加工技術(shù)的進(jìn)步。采用多軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)與多種直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)組合成多種復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式，以適應(yīng)不同種類(lèi)工件的加工要求，擴(kuò)大了數(shù)控電火花加工的

2、加工范圍，提高其在精密加工方面的比較優(yōu)勢(shì)和技術(shù)效益。數(shù)控電火花加工機(jī)床可利用多軸聯(lián)動(dòng)加工，很方便地實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電火花機(jī)床難以加工的復(fù)雜型腔模具或微小零件的加工。本課題根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需求，將多軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)對(duì)數(shù)控電火花機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)功能進(jìn)行分析，完成了電火花成型機(jī)床總體結(jié)構(gòu)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；同時(shí)，基于多軸聯(lián)動(dòng)控制的要求，在機(jī)床主要的加工成形運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上引入多種直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)組合的復(fù)合運(yùn)動(dòng)方式，以滿(mǎn)足工件加工要求，并在此基礎(chǔ)上完成了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件控制。電火花成形加工要在加工精度、加工效率、加工范圍等方面取得重大突破，一個(gè)重要的發(fā)展方向就是對(duì)機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)方式的創(chuàng)新和多樣化。本

3、課題的研究，是對(duì)電火花成型加工發(fā)展方向的一次有益嘗試，通過(guò)改進(jìn)電火花加工機(jī)床的伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)床結(jié)構(gòu)等，在保證加工精度的前提下提高了加工效率；通過(guò)開(kāi)放式的控制系統(tǒng)，提高了電火花成型加工過(guò)程的自動(dòng)化。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐表明，該機(jī)床具有穩(wěn)定性好、生產(chǎn)效率高、可維護(hù)性好和成本低等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：電火花加工 三軸聯(lián)動(dòng) 結(jié)構(gòu)分析 伺服系統(tǒng) 控制設(shè)計(jì)AbstractEDM technology in the manufacturing sector occupies an important position, is to achieve difficult to process materials, pr

4、ecision machining of complex parts of the effective means. In recent years, with the mold industry and computer technology, has contributed to multi-axis EDM technology. Use of multi-axis rotary system with a variety of linear motor coordination combined into a variety of complex movement pattern to

5、 suit the different types of work pieces, and expand its range of CNC machining EDM to improve its precision processing of the comparative advantages and technical efficiency. CNC EDM machine can make use of multi-axis simultaneous machining, it is easy to achieve the traditional EDM hard to process

6、 the complex cavity molds or tiny parts processing.This topic needs of the enterprises actual production would be multi-axis control technology applied to production practice, through the mechanical system features CNC EDM analysis of the EDM machine to complete the overall structure and feed system

7、 design; the same time, based on multi-axis control requirements, in the machine processing of forming the main campaign to introduce a variety of linear motion on the basis of the coordination of complex movement pattern combinations to meet the work piece machining requirements, and on this basis,

8、 the completion of the control system hardware design and software control.EDM should be in the processing accuracy, processing efficiency, processing and other aspects of the scope of a major breakthrough, an important direction of development is the right tool forming movement pattern of innovatio

9、n and diversification. The study of this topic is a direction of development of EDM machining a useful attempt, by improving EDM servo systems, control systems, machine tool structure, guarantee the processing precision under the premise of improving the processing efficiency; through open the contr

10、ol system to improve the EDM process automation.After production practice shows that the machine has a good stability, high production efficiency, maintainability, good and low cost.Keywords: EDM Three-axis linkage Structural Analysis Servo Control Design目 錄中文摘要英文摘要第一章 緒 論11.1課題的研究背景11.2電火花加工概述11.2.

11、1電火花加工基本原理11.2.2電火花加工分類(lèi)、特點(diǎn)和適用范圍21.3電火花加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀31.4本課題的研究意義及主要任務(wù)51.5本章小結(jié)5第二章 三軸聯(lián)動(dòng)電火花成型機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.1電火花成型加工機(jī)床的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)形式62.1.1電火花成型機(jī)的類(lèi)型62.1.2電火花成型機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)、使用場(chǎng)合電火花成型機(jī)的類(lèi)型72.2三軸聯(lián)動(dòng)電火花數(shù)控成型機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)92.2.1機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的功能分析92.2.2機(jī)床總體方案的擬定102.2.3機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)及精度指標(biāo)102.3本章小結(jié)11第三章 三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算123.1進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定123.2主軸（Z軸）

12、傳動(dòng)系統(tǒng)精密部件的設(shè)計(jì)計(jì)算123.2.1滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算123.2.2齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算163.3 X軸進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)精密部件的設(shè)計(jì)203.3.1 X軸滾珠絲杠的工作情況分析203.3.2 X軸滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算203.3.3傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算253.3.4傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度驗(yàn)算303.3.5 X軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算及電機(jī)的選擇313.4主軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)343.4.1滾珠絲杠的支撐型式343.4.2軸承的配置形式353.4.3主軸組件的調(diào)整和預(yù)緊353.5本章小結(jié)36第四章 機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)374.1總體方案設(shè)計(jì)374.2下位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)384.2.1 MCS51系列單片機(jī)的簡(jiǎn)介384.2

13、.2 下位機(jī)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)394.2.1 下位機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)404.3 系統(tǒng)擴(kuò)展414.3.1下位機(jī)程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展414.3.2下位機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展434.4 下位機(jī)I/O接口的擴(kuò)展444.4.1 8255A可編程外圍并行I/O接口444.4.2 8155可編程外圍并行I/O接口454.5步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計(jì)474.5.1 步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)驅(qū)動(dòng)原理494.5.2 脈沖分配504.5.3 驅(qū)動(dòng)電路504.6光電隔離電路設(shè)計(jì)514.7本章小結(jié)52第五章 本設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)55第六章 影響電火花加工精度的主要因素57第七章 總 結(jié)59參考文獻(xiàn)60致 謝62附錄：全套圖紙第一章 緒 論1.1課題的研

14、究背景隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密模具制造技術(shù)、材料科學(xué)等尖端科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)零件的精度、性能、壽命的要求越來(lái)越高。因此在設(shè)計(jì)上采用了許多新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致零件的結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜，如薄壁深孔零件，這類(lèi)零件出于精度、壽命等因素考慮，常采用高溫合金、硬質(zhì)合金、耐熱鋼淬火鋼等材料，且加工精度、表面粗糙度要求高，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法實(shí)現(xiàn)困難、成本高。作為基礎(chǔ)工業(yè)的機(jī)械制造業(yè)，其發(fā)展的核心問(wèn)題之一就是如何進(jìn)一步提高機(jī)械加工的精度和質(zhì)量，同時(shí)降低經(jīng)濟(jì)成本。1.2 電火花加工概述1.2.1 電火花加工基本原理電火花加工(Electrical Discharge Machining)是在一定介質(zhì)

15、中，利用兩極(工具電極與工件電極)之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工，以達(dá)到一定的形狀尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。這種方法也被稱(chēng)為“放電加工”或“電蝕加工”。1電火花加工的基本原理如圖1.2所示。工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，并浸入工作液中。工具電極在間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制下向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙減小到一定值時(shí)，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電，并形成火花放電通道，此時(shí)，放電電壓瞬間降至火花維持電壓，一般約25V左右，而放電電流增加至所設(shè)定的值。由于受到放電時(shí)磁場(chǎng)力箍縮效應(yīng)和周?chē)后w介質(zhì)壓縮效應(yīng)的作用，放電通道的擴(kuò)張受到限制，使放電能量集中于很小的范

16、圍內(nèi)，因而通道電流密度極高，通道內(nèi)的溫度及壓力亦相當(dāng)高。圖1.2 電火花加工基本原理示意圖放電通道一旦建立，電源就開(kāi)始通過(guò)放電通道釋放能量，將電能轉(zhuǎn)換為熱能、動(dòng)能、磁能、光能、聲能、及電磁波輻射能等，其中大部分轉(zhuǎn)換為熱能，用于加熱兩極放電點(diǎn)和間隙通道，使兩極放電點(diǎn)局部熔化或氣化，同時(shí)使通道中的介質(zhì)氣化或熱裂分解。電極材料氣化及介質(zhì)氣化的過(guò)程中，產(chǎn)生很大的熱爆炸力，使被加熱至熔化狀態(tài)的材料擠出或?yàn)R出。部分熔融材料拋出后，剩余的部分在電極表面重新凝固，形成放電痕。脈沖放電結(jié)束后，須有一間隔時(shí)間，使間隙介質(zhì)消電離，恢復(fù)間隙中液體介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以待下次脈沖擊穿放電。2放電總是發(fā)生在兩電極之間介電強(qiáng)度

17、最弱處，放電結(jié)束后，部分材料被去除，電極表面留下相應(yīng)的蝕除凹坑，當(dāng)下次脈沖到來(lái)之時(shí)，該處不再是介電強(qiáng)度最弱處，因而又會(huì)在滿(mǎn)足介電強(qiáng)度最弱條件的另外一處發(fā)生放電。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次放電疊加后，整個(gè)加工表面才會(huì)全部參與放電，電極的形狀才會(huì)完整地“復(fù)印”在工件上，最終完成加工。1.2.2 電火花加工分類(lèi)、特點(diǎn)和適用范圍一、電火花加工的類(lèi)別 按電極和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式和用途的不同，電火花加工大致可分為：1、電火花穿孔成形加工2、電火花線(xiàn)切割3、電火花磨削和銼磨4、電火花同步共扼回轉(zhuǎn)加工5、電火花高速小孔加工6、電火花表面強(qiáng)化與刻字前五類(lèi)屬電火花成形、尺寸加工，是用于改變零件形狀或尺寸的加工方法;第六類(lèi)則屬于表面

18、加工方法，用于改善或改變零件表面性質(zhì)。二、電火花加工的特點(diǎn)電火花加工方法與傳統(tǒng)機(jī)械加工方法相比特種加工的優(yōu)點(diǎn)：1、加工范圍不受材料物理、機(jī)械性能的限制，能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬以及非金屬材料。2、不產(chǎn)生切削力，易于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及柔性零件。3、易獲得良好的表面質(zhì)量，熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)等均比較小。4、各種加工方法易復(fù)合形成新工藝方法，便于推廣應(yīng)用。5、自動(dòng)化程度高，操作方便，加工周期短，成本低;電火花加工優(yōu)點(diǎn)突出，也存在一些缺點(diǎn)：1、只能用于加工金屬等導(dǎo)電材料，不能加工塑料、陶瓷等絕緣的非導(dǎo)電材料。2、加工速度一般比較慢，因此通常安排工藝時(shí)多采用切

19、削來(lái)去除大部分余量，然后再進(jìn)行電火花加工，以求提高生產(chǎn)率。3、存在電極損耗，由于電火花加工靠電、熱來(lái)蝕除金屬，電極也會(huì)遭受損耗，而且電極損耗多集中在尖角或底面，影響成形精度。4、加工后的表面由無(wú)數(shù)小凹坑組成，粗中加工時(shí)較毛糙，且表面有一薄的變質(zhì)層。三、電火花加工的適用范圍：1、加工各種金屬及其合金材料，導(dǎo)電超硬材料(如聚晶金剛石、立方氮化硼、金屬陶瓷、硬質(zhì)合金等)，特殊的熱敏材料，半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料。2、加工各種復(fù)雜形狀的型孔和型腔工件，包括加工圓孔、方孔、多邊孔、異形孔、曲線(xiàn)孔、螺紋孔、微孔、深孔等型孔工件，及各種型面的型腔加工。例如加工從數(shù)微米的孔、槽到數(shù)米的超大型模具和零件。3、各種工件

20、與材料的切割，包括材料的切斷、特殊結(jié)構(gòu)零件的切斷，切割微細(xì)窄縫及微細(xì)窄縫組成的零件(如金屬柵網(wǎng)、異形孔噴絲板、激光器件等)4、加工各種成型刀、樣板、工具、量具、螺紋等成型零件。5、工件的磨削，包括小孔、深孔、內(nèi)圓、外圓、平面等磨削和成型磨削。6、刻寫(xiě)、打印銘牌和標(biāo)記。7、表面強(qiáng)化和改性，如金屬表面高速淬火、滲碳、涂覆特殊材料及合金化等。8、輔助用途，如去除折斷在零件單的絲錐、鉆頭，修復(fù)磨損件，跑合齒輪嚙合件等。由于電火花加工具有能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復(fù)雜形狀、加工時(shí)無(wú)切削力、不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷、工具電極材料無(wú)需比工件材料硬等特點(diǎn)，因此，在具有復(fù)雜形狀的型孔和型腔的模具和

21、零件的加工，各種硬、脆材料的加工，各種深細(xì)孔、異形孔、深槽、窄縫加工，各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量具的制造中得到廣泛應(yīng)用。1.3電火花加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 當(dāng)前，電火花加工技術(shù)正向著高效化、精密化、智能化、微細(xì)化、復(fù)合化等方向發(fā)展，一些新技術(shù)、新思想不斷被運(yùn)用到電火花加工中去，同時(shí)，許多新的工藝手段也不斷涌現(xiàn)，主要包括以下幾個(gè)方面:(1) 微細(xì)電火花加工技術(shù)微細(xì)加工是應(yīng)產(chǎn)品微型化要求而出現(xiàn)的，是加工技術(shù)向加工尺寸微小化方向的發(fā)展，一般是指被加工零件直徑或?qū)挾刃∮?00m以下的加工手段。微細(xì)電火花加工技術(shù)是電火花加工技術(shù)在微細(xì)加工領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，從文獻(xiàn)檢索的情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)外關(guān)于微細(xì)電火

22、花加工方面的論文非常多，足以說(shuō)明此研究方向受關(guān)注的程度。 (2) 超聲電火花復(fù)合加工技術(shù)在特種加工領(lǐng)域中，綜合利用不同加工方法的技術(shù)特長(zhǎng)，將多種能量形式進(jìn)行巧妙結(jié)合的復(fù)合加工方式往往可大幅提高加工效率或改善加工質(zhì)量，因而一直是倍受關(guān)注的方向之一。電火花加工和超聲加工均因加工速度較慢而困擾著人們，然而在電火花加工中引入工具電極的超聲振動(dòng)，進(jìn)行超聲電火花復(fù)合加工，卻可以改善放電間隙狀況，從而大大提高生產(chǎn)率。 (3) 氣體介質(zhì)放電加工技術(shù)傳統(tǒng)的電火花加工技術(shù)是在液體介質(zhì)(通常稱(chēng)作工作液)中進(jìn)行放電加工的，而液體介質(zhì)在加工中起到壓縮放電通道使能量高度集中、加速極間冷卻和消電離過(guò)程、加速排除電蝕產(chǎn)物等作

23、用，被認(rèn)為是電火花加工必不可少的幾大要素之一。然而，最近幾年由日本東京農(nóng)工大學(xué)國(guó)枝正典教授等人提出的氣中放電加工技術(shù)完全改變了人們的上述思想。氣中放電一般使用薄壁管狀電極，加工中管狀電極作回轉(zhuǎn)和軸向伺服運(yùn)動(dòng)，一定壓力的氣體自管中高速?lài)姵觯员苊饧庸ば挤凑衬淘陔姌O和工件表面上，同時(shí)加速了熔融和氣化金屬的拋出過(guò)程，并起到冷卻電極的作用。氣中放電加工的最大優(yōu)點(diǎn)在于加工過(guò)程中電極損耗極低，而且加工時(shí)不產(chǎn)生有害氣體，安全性較高，又可簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，因而也是倍受關(guān)注而成為熱點(diǎn)。(4) 電火花表面強(qiáng)化技術(shù)由于零件表面性能在零件的使用過(guò)程中所起到的重要作用，表面強(qiáng)化技術(shù)受到了人們的重視。電火花表面強(qiáng)化技術(shù)是一

24、種簡(jiǎn)便而靈活的表面處理方法，它是通過(guò)電火花放電作用將作為電極的導(dǎo)電材料熔滲進(jìn)工件表層金屬，形成合金化的表面強(qiáng)化層，從而使工件表面的物理、化學(xué)和機(jī)械性能得到改善。電火花表面強(qiáng)化與其他表面強(qiáng)化方法相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，在普通電火花加工機(jī)床上即可進(jìn)行，強(qiáng)化成本較低，處理速度較快，因只在局部進(jìn)行放電，零件整體溫度仍為室溫因而不會(huì)引起零件變形，以及可處理復(fù)雜零件等，目前已在軍事、航空、模具、刀具等行業(yè)得到較廣泛的應(yīng)用。1.4本課題的研究意義及主要任務(wù) 一、本課題的研究意義本課題根據(jù)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需要，利用電火花成型機(jī)床最新研究成果的一個(gè)技改課題。通過(guò)該課題的研究，將電火花加工技術(shù)及加工機(jī)床的最新

25、發(fā)展成果應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際，設(shè)計(jì)的機(jī)床具有三軸數(shù)控聯(lián)動(dòng)功能，既實(shí)現(xiàn)了研究成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，又為企業(yè)節(jié)約了大量的資金，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。二、本課題的主要任務(wù)本課題在對(duì)電火花成型機(jī)原理分析研究基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)控制、結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析與優(yōu)化等。其主要內(nèi)容如下：1、了解電火花成型機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，根據(jù)零件加工要求，設(shè)計(jì)機(jī)床整體結(jié)構(gòu)；2、設(shè)計(jì)機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；3、對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和參數(shù)優(yōu)化。4、對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行控制部分設(shè)計(jì)。1.5本章小結(jié)本章主要介紹了電火花加工技術(shù)特點(diǎn)和作用，分析了電火花成型加工技術(shù)及機(jī)床在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，

26、將電火花成型加工機(jī)床的最新研究成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化，明確了本課題的研究目的意義和主要內(nèi)容。第二章 三軸聯(lián)動(dòng)電火花成型機(jī)床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1電火花成型加工機(jī)床的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)形式電火花成形加工機(jī)床主要包括主機(jī)、電源箱、工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)及附件等，如圖2.1所示為機(jī)床外觀。主機(jī)用于支承、固定工具電極，實(shí)現(xiàn)電極在加工過(guò)程中穩(wěn)定的伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主機(jī)主要由床身、立柱、主軸頭、工作臺(tái)及工作液槽等部分組成。電源箱包括脈沖電源、伺服進(jìn)給系統(tǒng)和其他電氣控制系統(tǒng)。工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)包括供液泵、過(guò)濾器，各種控制閥、管道等。2.1.1電火花成型機(jī)的類(lèi)別一、電火花成型機(jī)的類(lèi)別 電火花成形加工機(jī)床己形成系列產(chǎn)品，按不同的定義其分類(lèi)方

27、法也不同。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：1、單立柱機(jī)床(十字工作臺(tái)型和固定工作臺(tái)型)；2、雙立柱機(jī)床(移動(dòng)主軸頭型和十字工作臺(tái)型)。 按機(jī)床主參數(shù)尺寸： 1、小型機(jī)床工作臺(tái)寬度1250mm （D71125以上）。 按數(shù)控程度： 1、普通手動(dòng)機(jī)床； 2、單軸數(shù)控機(jī)床； 3、多軸數(shù)控機(jī)床。按精度等級(jí)： 1、標(biāo)準(zhǔn)精度機(jī)床； 2、高精度機(jī)床； 3、超精密機(jī)床。按伺服系統(tǒng)類(lèi)型： 1、液壓進(jìn)給； 2、步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給； 3、直流或交流伺服電機(jī)進(jìn)給； 4、直線(xiàn)電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。二、我國(guó)電火花成形加工機(jī)床的型號(hào)命名規(guī)則與參數(shù)自1985年起我國(guó)把電火花成形加工機(jī)床命名為D71系列，見(jiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)特種加工機(jī)床型號(hào)編制方法（JB/T 7445.

28、2-1998）其型號(hào)表示方法如下：如DK7140,其含義為工作臺(tái)寬度為40cm的數(shù)控電火花成型加工機(jī)床D電加工機(jī)床（如為數(shù)控電加工機(jī)床，則在D后加K）；71成形加工機(jī)床；40機(jī)床工作臺(tái)寬度(以cm表示)。目前電火花機(jī)床的型號(hào)命名往往加上本單位名稱(chēng)的拼音代號(hào)及其他代號(hào)。三、機(jī)床各部分的名稱(chēng)為統(tǒng)一名詞術(shù)語(yǔ)，便于溝通，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電火花成形加工機(jī)床各部分的名稱(chēng)進(jìn)行了規(guī)定，如表2.1所示表2.1機(jī)床各部分名稱(chēng) 2.1.2電火花成型機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)、使用場(chǎng)合一、電火花成型機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)、使用場(chǎng)合電火花成型加工機(jī)床結(jié)構(gòu)有多種形式，根據(jù)不同加工對(duì)象，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)有“C”形結(jié)構(gòu)、龍門(mén)式結(jié)構(gòu)、牛頭滑枕式結(jié)構(gòu)、

29、搖臂式結(jié)構(gòu)和臺(tái)式結(jié)構(gòu)。圖2.2 “C”形結(jié)構(gòu)1-床身 2-立柱 3-主軸頭 4-工作臺(tái)“C”形結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。加工時(shí)，工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)X軸和Y軸伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸頭實(shí)現(xiàn)Z軸伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此類(lèi)機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：床身、立柱、主軸頭、工作臺(tái)構(gòu)成一“C”字形。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，具有較好的精度和剛性，操作者可以從前、左、右三面充分靠近工作臺(tái)。缺點(diǎn)是：工件裝卸不方便，每次安裝、檢測(cè)工件都必須開(kāi)門(mén)放油，然后再關(guān)門(mén)上油。“C”形結(jié)構(gòu)較適合中、小型機(jī)床，國(guó)內(nèi)機(jī)床大部分采用此種結(jié)構(gòu)形式。9圖2.3牛頭滑枕式結(jié)構(gòu)1-床身；2-立柱；3-滑座；4-主軸頭；5-工作液槽牛頭滑枕式結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。這

30、種結(jié)構(gòu)形式類(lèi)似金屬切削機(jī)床中的牛頭刨床。工作臺(tái)固定不動(dòng)或?qū)崿F(xiàn)X方向移動(dòng)，主軸頭通過(guò)滑枕實(shí)現(xiàn)Y方向移動(dòng)或X, Y方向的移動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：裝卸、檢測(cè)工件十分方便，此結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)、安裝可升降式工作液槽提供方便；當(dāng)可升降工作液槽下降時(shí)，工件完全暴露出來(lái)，可以方便地對(duì)工件進(jìn)行安裝、檢測(cè)，完畢后只需將工作液槽升起即可重新加工，提高了工作效率。缺點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高。牛頭滑枕式結(jié)構(gòu)比較適合數(shù)控化程度較高的機(jī)床。二、電火花成型加工機(jī)主機(jī)傳動(dòng)軸的名稱(chēng)與運(yùn)動(dòng)方向電火花成形加工機(jī)床主機(jī)一般有X， Y， Z三軸傳動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)Z軸用電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)，X，Y軸為手動(dòng)時(shí)稱(chēng)為普通機(jī)床或單軸數(shù)控機(jī)床。當(dāng)X，Y，Z三軸同

31、時(shí)用電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)時(shí)稱(chēng)為三軸數(shù)控機(jī)床。C軸為旋轉(zhuǎn)伺服軸。11各傳動(dòng)的名稱(chēng)與方法定義見(jiàn)圖2.7圖2.7主機(jī)傳動(dòng)軸的名稱(chēng)與運(yùn)動(dòng)方向Z軸(主軸)：控制主軸頭上下移動(dòng)。面對(duì)機(jī)床，主軸頭移動(dòng)向上為+Z，向下為-Z。X軸：工作臺(tái)左右移動(dòng)軸。面對(duì)機(jī)床，主軸向右(工作臺(tái)向左)移動(dòng)為+X，反向?yàn)?X。Y軸：工作臺(tái)前后移動(dòng)軸。面對(duì)機(jī)床，主軸向前(工作臺(tái)向后)移動(dòng)為+Y，反向?yàn)?Y。C軸：安裝在主軸頭下面的電極旋轉(zhuǎn)伺服軸。從上向下看，電極逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為+C，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為-C。22 三軸聯(lián)動(dòng)電火花數(shù)控成型機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)床總體布局設(shè)計(jì)的一般步驟是，先根據(jù)工藝分析，分配機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)，不同的工藝方法所要求的機(jī)床運(yùn)動(dòng)

32、的類(lèi)別和數(shù)目是不一樣的。因此，在分析工藝是同時(shí)，還必須分析機(jī)床上的運(yùn)動(dòng)。然后，選擇傳動(dòng)形式和支承型式，并擬訂從布局上改善機(jī)床性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的措施，比如為增強(qiáng)機(jī)床的剛性，設(shè)計(jì)機(jī)床支承型式；為使機(jī)床的移動(dòng)軸具有更快的移動(dòng)速度而盡量在傳動(dòng)形式上減輕該軸移動(dòng)部件的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)慣量等等。221 機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)的功能分析根據(jù)零件加工要求，本課題設(shè)計(jì)的雙頭三軸聯(lián)動(dòng)電火花數(shù)控成型機(jī)主機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的主要功能為三個(gè)功能：驅(qū)動(dòng)功能、運(yùn)行功能、結(jié)構(gòu)功能。1、驅(qū)動(dòng)功能：驅(qū)動(dòng)功能為機(jī)床提供動(dòng)力保障，主要涉及兩個(gè)方面，一是對(duì)機(jī)床各部分提供能量傳遞與分配工作，二是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換包括驅(qū)動(dòng)部件和制動(dòng)部件。2、運(yùn)動(dòng)功能：主要是各功

33、能軸的傳動(dòng)、導(dǎo)向和檢測(cè)功能。3、結(jié)構(gòu)功能：機(jī)床的支承和各部件間的聯(lián)接功能。通過(guò)功能分析，得到該機(jī)床系統(tǒng)的功能單元后，我們可以根據(jù)預(yù)期的功能目標(biāo)及設(shè)備制造技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)狀況，合理選擇完成功能單元的功能載體，即機(jī)床各分功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)。222 機(jī)床的總體方案的擬定根據(jù)零件的加工工藝要求，結(jié)合系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功能分析，經(jīng)多種方案比較分析后，確定機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：1、機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)型式采用牛頭式結(jié)構(gòu)：電火花成型加工屬于精密加工，考慮到工件重量以及定位精度，故機(jī)床整體采用牛頭式結(jié)構(gòu)；2、控制方式采用三軸聯(lián)動(dòng)：為避免常見(jiàn)機(jī)床功能單一，總體精度不穩(wěn)定，機(jī)床震動(dòng)大，裝配工藝繁瑣等缺陷，控制方式采用三軸聯(lián)動(dòng)控制方

34、式，機(jī)床可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位、復(fù)位，并有滾珠絲桿的齒隙、螺距補(bǔ)償功能。3、進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu)：為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用磨擦小，傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)剛度和消除間隙。齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。4、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌：采用滾動(dòng)導(dǎo)軌可以減少導(dǎo)軌是的磨擦阻力，便于工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)精確和微量移動(dòng)，且潤(rùn)滑方法簡(jiǎn)單。5、系統(tǒng)控制選用MCS-51單片機(jī)控制系統(tǒng)：在8位微機(jī)中，MCS-51系列單片機(jī)具有集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，抗干擾能力強(qiáng)，具有很高的性能價(jià)格比。因此，可選擇MCS-51系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。2.2.3機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)及

35、精度指標(biāo)一、機(jī)床主要性能指標(biāo)如表2.2所示。工作臺(tái)尺寸700400(mm)機(jī)床功率8KVAX、Y、Z行程450350300(mm)測(cè)量分辨率0.5m工作液槽尺寸1200720420(mm)位置增量1m油箱尺寸1400800480(mm)機(jī)床精度誤差8m機(jī)床外形尺寸145017202280(mm)C軸轉(zhuǎn)角360工件最大尺寸1150700300(mm)最大加工電流70A表2.2機(jī)床主要性能指標(biāo)二、機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)精度要求由于工作臺(tái)或主軸傳遞運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)絲杠與螺母之間一般都存在微小間隙，所以在工作臺(tái)或主軸往正向移動(dòng)后再向反向移動(dòng)時(shí)會(huì)少移動(dòng)一段距離，這個(gè)距離主要反映了工作臺(tái)正、反向移動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)絲杠與螺母之間

36、的間隙所帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)誤差。機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)精度見(jiàn)表2.3。序號(hào)機(jī)床數(shù)控精度指標(biāo)允許偏差實(shí)測(cè)偏差1X軸運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度和失動(dòng)量重復(fù)定位精度 0.02重復(fù)定位精度 0.015失動(dòng)量 0.04失動(dòng)量 0.0202Y軸運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度和失動(dòng)量重復(fù)定位精度 0.02重復(fù)定位精度 0.015失動(dòng)量 0.04失動(dòng)量 0.0273Z軸運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度和失動(dòng)量重復(fù)定位精度 0.03重復(fù)定位精度 0.020失動(dòng)量 0.04失動(dòng)量 0.026表2.3 機(jī)床數(shù)控精度指標(biāo) 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)型式如圖2.8所示，該機(jī)床采用高效率牛頭式火花機(jī)三軸機(jī)頭移動(dòng)加工方式，保證了高精度，高效率；X、Y、Z軸采用直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌，使移動(dòng)更圓滑

37、，保持高精密度；采用穩(wěn)定的控制系統(tǒng)提供最佳的放電加工條件。圖2.8機(jī)床總體結(jié)構(gòu)型式2.3本章小結(jié) 本章首先介紹了電火花成型加工機(jī)床的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)形式，對(duì)課題要求的電火花成型機(jī)床總體功能進(jìn)行分析，根據(jù)功能確定機(jī)床總體布局。然后根據(jù)實(shí)際要求選擇采用牛頭式結(jié)構(gòu)布局。最后對(duì)牛頭式的機(jī)械系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的制訂，為后續(xù)的具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。第三章 三軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定利用微機(jī)對(duì)縱橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，工作臺(tái)縱、橫向移動(dòng)為0.01mm/脈沖，主軸頭垂直移動(dòng)為0.005mm/脈沖，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副。采用微機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)

38、進(jìn)行計(jì)算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖，經(jīng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。3.2 主軸（Z軸）傳動(dòng)系統(tǒng)精密部件的設(shè)計(jì)計(jì)算：主軸采用一級(jí)直齒圓柱齒輪減速，齒輪與滾珠絲桿副相聯(lián)的傳動(dòng)方案。滾珠絲杠副除具有顯著的優(yōu)異特性和有較高的使用價(jià)值外，還因?yàn)樗駶L動(dòng)軸承那樣可以作為配套元件由專(zhuān)業(yè)工廠生產(chǎn)和供應(yīng)滾珠絲杠副可獲得精確，高效，靈敏，可靠的效果。在特殊環(huán)境或特殊要求下，如在高溫，低溫，高壓，真空，強(qiáng)磁場(chǎng)，強(qiáng)輻射，無(wú)潤(rùn)滑，腐蝕介質(zhì)中工作以及要求可逆運(yùn)動(dòng)，同步運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)高低速轉(zhuǎn)換等，均具有良好的傳動(dòng)性能。因此，滾珠絲杠副己經(jīng)成為應(yīng)用非常普遍的傳動(dòng)元件，可用于精密定位，自動(dòng)控制，動(dòng)力傳遞和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換

39、，廣泛應(yīng)用于機(jī)床工業(yè)，航空航天，軍工產(chǎn)品等各個(gè)領(lǐng)域。3.2.1 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算1、滾珠絲杠副的主要技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)、計(jì)算流程（1）滾珠絲杠的主要技術(shù)參數(shù)1112如圖3.1所示：1) 名義直徑D0滾珠絲杠的名義直徑D0是滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時(shí)，包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑。它是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。名義直徑與承載能力有直接關(guān)系，D0越大，承載能力和剛度越大。2) 基本導(dǎo)程Ph導(dǎo)程是絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，螺母上基準(zhǔn)點(diǎn)的軸向位移。導(dǎo)程的大小是根據(jù)機(jī)床的加工精度要求確定的。導(dǎo)程過(guò)小勢(shì)必使?jié)L珠直徑變小，滾珠絲杠螺母副的承載能力亦隨之減小。3) 滾珠直徑d0一般取d0=0.6Ph4) 滾珠的工

40、作圈數(shù)j和工作滾珠總數(shù)N工作圈數(shù)j一般取2.53.5圈，而工作滾珠總數(shù)N以不大于150個(gè)為宜。5) 列數(shù)K要求工作圈數(shù)較多的場(chǎng)合，可采用雙列或多列式螺母的結(jié)構(gòu)形式。圖3.1 滾珠絲杠的主要技術(shù)參數(shù) （2） 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算主要內(nèi)容：1) 額定動(dòng)載荷和額定靜載荷額定動(dòng)載荷是指一批相同參數(shù)的滾珠絲杠螺母副，在n=10r/min的相同工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)1000000轉(zhuǎn)后，90%的螺旋副(指螺紋滾道和滾動(dòng)體)不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕損傷所能承受的最大軸向載荷，定義為額定動(dòng)載荷Ca。13額定靜載荷是指把滾珠絲杠副在靜態(tài)或低轉(zhuǎn)速(n=10r/min)條件下，受接觸應(yīng)力最大的滾珠和滾道接觸面間產(chǎn)生的塑性變形量之和

41、達(dá)到滾珠直徑0.0001倍時(shí)的最大軸向載荷，定義為額定靜載荷Ca0。2) 滾珠絲杠副疲勞強(qiáng)度計(jì)算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)其額定動(dòng)載荷選用。滾珠絲杠的當(dāng)量額定動(dòng)載荷為：Cam = Fmfwfc (N)式中：Fm軸向工作載荷(N)，當(dāng)載荷按單調(diào)式規(guī)律變化，各種轉(zhuǎn)速使用機(jī)會(huì)相同時(shí)Fm=(2Fmax+Fmin)/3； Fmax,Fmin絲杠最大，最小軸向載荷(N)； L工作壽命，以106轉(zhuǎn)為1單位，L = 60n Lh /106； n絲杠轉(zhuǎn)速(r/min)；Lh使用壽命(H)，對(duì)數(shù)控機(jī)床可取 Lh = 15000h；fw負(fù)荷系數(shù)，按表3.2選??；fc可靠性系數(shù)，一般取fc=1。（3）滾珠絲杠螺母副的選擇步驟：

42、1)計(jì)算最大的工作載荷； 2)計(jì)算最大動(dòng)載荷，對(duì)于靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)的滾珠絲杠，還需考慮最大靜載荷是否充分地超過(guò)了滾珠絲杠的工作載荷； 3)驗(yàn)算剛度； 4)壓桿穩(wěn)定性核算。2、主軸（Z軸）軸向工作載荷計(jì)算本課題中的已知條件：根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)要求,電極最大重量為70Kg，根據(jù)估計(jì)有關(guān)的工件重量為：主軸35Kg, 直線(xiàn)導(dǎo)軌6Kg，主軸絲桿2.5 Kg,主軸下端板8Kg，罩殼等重量3.5 Kg，滾珠絲桿預(yù)壓力N=400N 直線(xiàn)導(dǎo)軌摩擦力不計(jì)，電機(jī)需要拖動(dòng)重量共計(jì)G=125Kg，電機(jī)需要拖動(dòng)力F=1250N。時(shí)間常數(shù)：T=25 ms；滾珠絲杠基本導(dǎo)程： Ph=4mm；脈沖當(dāng)量： mm/step；步距角：/st

43、ep；快速進(jìn)給速度：m/min； 加工進(jìn)給速度V=0.08m/min；綜合系數(shù)f=0.2；由數(shù)控加工技術(shù)手冊(cè)查得，機(jī)床絲杠的軸向工作載荷約為： 3、主軸強(qiáng)度計(jì)算： 疲勞壽命，一般難以總回?cái)?shù)來(lái)表示，但可以總回?cái)?shù)時(shí)間，或總行走距離表示。各種機(jī)械的預(yù)期工作時(shí)間(Lh)如表3.1所示用 途壽命時(shí)間(h)工作機(jī)械20000一般產(chǎn)業(yè)機(jī)械10000自動(dòng)控制機(jī)械15000量測(cè)裝置15000表3.1各類(lèi)機(jī)械預(yù)期工作時(shí)間壽命值 r/min 查表3.1得 Lh=15000h 則：L當(dāng)量額定動(dòng)載荷Cam 查絲杠手冊(cè)得：運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) ；硬度系數(shù)；則: CamN3、絲杠選擇根據(jù)最大動(dòng)負(fù)荷Cam的值，由絲杠手冊(cè)中選擇滾珠絲杠的

44、型號(hào)。該機(jī)床滾珠絲杠的型號(hào)為:FFZDG2004-3-T3 4、絲杠參數(shù)：名義直徑: 螺距t=4螺距升角: 滾珠直徑:滾道半徑:R=1.239 偏心距:e=0.034絲杠外徑:d=19.6 螺母凸緣外徑:螺釘中心圓直徑: 螺母凸緣厚度:T=6墊圈厚度: 圓螺母尺寸:螺釘尺寸: 螺釘個(gè)數(shù): a=4二個(gè)圓螺母厚度: 螺母配合外徑:D=30 平鍵尺寸: 螺母座鍵槽深度:螺母座長(zhǎng)度: 螺母裝配總長(zhǎng)度:L=725、絲杠傳動(dòng)效率計(jì)算：根據(jù)機(jī)械原理的公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為：式中 摩擦角 螺旋升角 則 6、絲杠剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠受工作負(fù)載Fw引起的導(dǎo)程的變化量 式中 mm=0.4cm; 滾珠絲杠截面積

45、則 cm因?yàn)闈L珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程的變化量L2很少，可以忽略。所以絲桿的導(dǎo)程變化量：L=L1。導(dǎo)程變形總誤差為：=L=um/m查絲杠手冊(cè)知3級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差（1m長(zhǎng)）為15um/m ，故剛度足夠。3.2.2 齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1、齒輪傳動(dòng)比計(jì)算： 式中： 步距角 =0.75度， 絲杠基本導(dǎo)程 =4mm， 脈沖當(dāng)量 =0.005 mm/step 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，兩直齒輪參數(shù)取為 模數(shù)m=2 mm， 壓力角，齒寬B=20 mm 齒輪1的齒數(shù)Z1=24 ，齒輪2的齒數(shù)Z2=40 。 兩齒輪的部分參數(shù)計(jì)算如下：2、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算：（1）工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （2）絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （3）齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很少，故忽略不計(jì)因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=3、轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 式中 空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； 由于絲杠絲杠所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩； 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； 折算到電極軸上的切削負(fù)載力矩。 當(dāng)時(shí) 當(dāng) 時(shí)所以快速空載啟動(dòng)所需力矩所需最大