常用的機(jī)械加工設(shè)備的機(jī)電一體化改造分析與設(shè)計(jì)

1、常用機(jī)械加工設(shè)備的常用機(jī)械加工設(shè)備的機(jī)電一體化改造分析與設(shè)計(jì)機(jī)電一體化改造分析與設(shè)計(jì)第第0 0節(jié)節(jié) 數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床概述第第1 1節(jié)節(jié) 機(jī)床的機(jī)電一體化改造分析機(jī)床的機(jī)電一體化改造分析第第2 2節(jié)節(jié) 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析數(shù)控機(jī)床概述數(shù)控機(jī)床概述按數(shù)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比分為：按數(shù)控系統(tǒng)的性能價(jià)格比分為： 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng) 全功能型數(shù)控系統(tǒng)全功能型數(shù)控系統(tǒng) 特殊型數(shù)控系統(tǒng)特殊型數(shù)控系統(tǒng)l 也稱簡易數(shù)控系統(tǒng)也稱簡易數(shù)控系統(tǒng);l其特點(diǎn)是價(jià)格便宜、精度適中、功能其特點(diǎn)是價(jià)格便宜、精度適中、功能簡化，針對(duì)性強(qiáng)簡化，針對(duì)性強(qiáng);l適用于老設(shè)備技術(shù)

2、改造和產(chǎn)品更新。適用于老設(shè)備技術(shù)改造和產(chǎn)品更新。 l特點(diǎn)特點(diǎn):功能較全，價(jià)格適中功能較全，價(jià)格適中;l適用于中檔的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)用較廣。適用于中檔的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)用較廣。l特點(diǎn)特點(diǎn):功能齊全，價(jià)格較貴功能齊全，價(jià)格較貴;l適用于加工復(fù)雜零件的大中型適用于加工復(fù)雜零件的大中型機(jī)床以及機(jī)床以及FMS、CIMS中使用中使用的數(shù)控機(jī)床。的數(shù)控機(jī)床。 適用于各類特種加工機(jī)床，適用于各類特種加工機(jī)床，如電加工機(jī)床，超精加工機(jī)床如電加工機(jī)床，超精加工機(jī)床等。等。 1、宏宏觀看改造的必要性觀看改造的必要性 當(dāng)今世界工業(yè)國家數(shù)控機(jī)當(dāng)今世界工業(yè)國家數(shù)控機(jī)床的擁有量反映了這個(gè)國家的床的擁有量反映了這個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)能力和國

3、防實(shí)力。經(jīng)濟(jì)能力和國防實(shí)力。 我國機(jī)床役齡我國機(jī)床役齡10年以上的占年以上的占60以上；以上；10年以下的機(jī)床中，自年以下的機(jī)床中，自動(dòng)動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床不到半自動(dòng)機(jī)床不到20，F(xiàn)MC/FMS等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)可數(shù)（美國和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占床占60以上）。以上）。 1、數(shù)控改造的內(nèi)容、數(shù)控改造的內(nèi)容1）恢復(fù)原功能）恢復(fù)原功能 對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)； 在普通機(jī)床上加數(shù)在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成改造成NC機(jī)床、機(jī)床、CNC機(jī)機(jī)床；床； l對(duì)機(jī)

4、械部分重新裝配加工，恢對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；復(fù)原精度；l對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系系統(tǒng)以最新統(tǒng)以最新CNC系統(tǒng)進(jìn)行更新。系統(tǒng)進(jìn)行更新。 使用新工藝、新技術(shù)，使用新工藝、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。次的更新改造。 1）減少投資額、交貨期短）減少投資額、交貨期短 同購置新機(jī)床相比，一般可以節(jié)同購置新機(jī)床相比，一般可以節(jié)省省6080的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。 改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)

5、備繼續(xù)使用多好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。但是受到原來機(jī)械結(jié)構(gòu)的限年。但是受到原來機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改造。制，不宜做突破性的改造。 在操作使用和維修方面培在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短，見效快。訓(xùn)時(shí)間短，見效快。 可以充分利用現(xiàn)有地基，可以充分利用現(xiàn)有地基，不必象購入新設(shè)備時(shí)那樣需重不必象購入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基。新構(gòu)筑地基。 可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次量和檔次.1、步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的開環(huán)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的開環(huán)系統(tǒng) 2、異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī)拖動(dòng)，、

6、異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī)拖動(dòng)，光柵測(cè)量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)光柵測(cè)量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 3、交、交/直流伺服電機(jī)拖動(dòng)，編碼直流伺服電機(jī)拖動(dòng)，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 依據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則，對(duì)中小型依據(jù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則，對(duì)中小型車床的改造廣泛采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車床的改造廣泛采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。的開環(huán)控制系統(tǒng)。機(jī)床的機(jī)電一體化改造分析機(jī)床的機(jī)電一體化改造分析1、以微機(jī)為中心控制設(shè)計(jì)控制部件；、以微機(jī)為中心控制設(shè)計(jì)控制部件；2、采用標(biāo)準(zhǔn)的步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系、采用標(biāo)準(zhǔn)的步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)作為主要控制裝置。統(tǒng)作為主要控制裝置。 不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連

7、接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。能獲得預(yù)期的改造目的。 對(duì)數(shù)控車床來說，導(dǎo)軌除應(yīng)對(duì)數(shù)控車床來說，導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時(shí)要有足夠的剛度，以減區(qū)。同時(shí)要有足夠的剛度，以減少導(dǎo)軌變形對(duì)加工精度的影響，少導(dǎo)軌變形對(duì)加工精度的影響，要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤滑。要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤滑

8、。 改造時(shí)，機(jī)床主要齒輪必改造時(shí)，機(jī)床主要齒輪必須滿足數(shù)控機(jī)床的要求，以保須滿足數(shù)控機(jī)床的要求，以保證機(jī)床加工精度。證機(jī)床加工精度。 絲杠的選用主要取決于絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動(dòng)扭加工件的精度要求和拖動(dòng)扭矩要求。矩要求。 采用滾珠絲杠可滿足較采用滾珠絲杠可滿足較高精度零件加工要求。高精度零件加工要求。 系統(tǒng)的高效率必須以安全系統(tǒng)的高效率必須以安全為前提。在機(jī)床改造中要根據(jù)為前提。在機(jī)床改造中要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施。實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施。1、車床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)、車床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案分析改裝方案方案分析改裝方案在原機(jī)床進(jìn)給絲杠尾部加裝減速箱和步進(jìn)電機(jī)；在

9、原機(jī)床進(jìn)給絲杠尾部加裝減速箱和步進(jìn)電機(jī)； 原機(jī)床的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中，將開合螺母合上，原機(jī)床的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中，將開合螺母合上，離合器離合器M5脫開，使主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離；脫開，使主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離； 如需加工螺紋，則在主軸外端或其它適如需加工螺紋，則在主軸外端或其它適當(dāng)位置安裝一個(gè)脈沖發(fā)生器；當(dāng)位置安裝一個(gè)脈沖發(fā)生器； 根據(jù)根據(jù) 力矩、切削用量的大力矩、切削用量的大小及機(jī)床型號(hào)的不同，選用與之小及機(jī)床型號(hào)的不同，選用與之相匹配的步進(jìn)電機(jī)相匹配的步進(jìn)電機(jī) 對(duì)加工精度較高的車床，對(duì)加工精度較高的車床，其進(jìn)給絲杠應(yīng)改換為滾珠絲杠。其進(jìn)給絲杠應(yīng)改換為滾珠絲杠。一、一、X52A型立式銑床傳動(dòng)系統(tǒng)改造方案

10、分析型立式銑床傳動(dòng)系統(tǒng)改造方案分析電機(jī)電機(jī)1、將工作臺(tái)升降、工作臺(tái)、將工作臺(tái)升降、工作臺(tái)X、Y軸的軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)改造為微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)三軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)改造為微機(jī)控制實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)；聯(lián)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)； 這種方案，由于工作臺(tái)較重，這種方案，由于工作臺(tái)較重，升降所需步進(jìn)電機(jī)力矩大，功率損升降所需步進(jìn)電機(jī)力矩大，功率損失大，改造成本高，故一般不采用；失大，改造成本高，故一般不采用； 這種方案僅為二軸控制，這種方案僅為二軸控制，不能自動(dòng)銑削空間曲面零件，不能自動(dòng)銑削空間曲面零件，改造的意義不大；改造的意義不大； 這種方案實(shí)現(xiàn)比較容易成這種方案實(shí)現(xiàn)比較容易成本也較低。本也較低。1）保留原機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)系

11、統(tǒng)；）保留原機(jī)床主軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)； 2）保留機(jī)床工作臺(tái)）保留機(jī)床工作臺(tái)X、Y軸進(jìn)給軸進(jìn)給系統(tǒng)，脫開離合器系統(tǒng)，脫開離合器5、6，去掉，去掉手輪，將滑動(dòng)絲杠副換為滾珠手輪，將滑動(dòng)絲杠副換為滾珠絲杠副，并改裝減速齒輪箱、絲杠副，并改裝減速齒輪箱、減速齒輪、步進(jìn)電機(jī)；減速齒輪、步進(jìn)電機(jī)；3）主軸升降垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：拆）主軸升降垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：拆去原手動(dòng)錐齒輪副即絲杠副，去原手動(dòng)錐齒輪副即絲杠副，更換為滾珠絲杠副或采用原更換為滾珠絲杠副或采用原絲杠副并將絲杠上的錐齒輪絲杠副并將絲杠上的錐齒輪改為圓柱齒輪改為圓柱齒輪4）由于安裝電機(jī)受到一級(jí)減）由于安裝電機(jī)受到一級(jí)減速齒輪中心距尺寸的限制，速齒輪中心距尺寸的限制

12、，可安裝一個(gè)中間輪，設(shè)計(jì)并可安裝一個(gè)中間輪，設(shè)計(jì)并安裝減速箱，將電機(jī)安裝到安裝減速箱，將電機(jī)安裝到減速箱的偏心套上；減速箱的偏心套上； 5）為了調(diào)整齒輪傳動(dòng)間隙，）為了調(diào)整齒輪傳動(dòng)間隙，可將中間輪作成偏心軸以可將中間輪作成偏心軸以調(diào)整與絲杠上齒輪的嚙合調(diào)整與絲杠上齒輪的嚙合間隙；間隙； 根據(jù)改造目的，需將縱向根據(jù)改造目的，需將縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)改造為微機(jī)控和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)改造為微機(jī)控制。制。 其余部分全部不動(dòng)，仍保其余部分全部不動(dòng)，仍保留機(jī)床縱向進(jìn)給的機(jī)動(dòng)部分。留機(jī)床縱向進(jìn)給的機(jī)動(dòng)部分。改造前，要對(duì)機(jī)床的性能指標(biāo)作出決定。改造前，要對(duì)機(jī)床的性能指標(biāo)作出決定。1）主軸變速方法、級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)）主軸變速方

13、法、級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速范圍以及是否需要數(shù)控速范圍以及是否需要數(shù)控制動(dòng)停車等；制動(dòng)停車等；l包括：進(jìn)給速度、快速移動(dòng)速度、包括：進(jìn)給速度、快速移動(dòng)速度、脈沖當(dāng)量、加工螺距范圍等；脈沖當(dāng)量、加工螺距范圍等；l通常進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都改裝成滾珠絲杠通常進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都改裝成滾珠絲杠傳動(dòng)傳動(dòng)4）其它性能指標(biāo)的選擇）其它性能指標(biāo)的選擇 包括：刀具補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償、包括：刀具補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償、顯示、診斷功能等顯示、診斷功能等 例如：某車床，其縱向進(jìn)給絲杠改用例如：某車床，其縱向進(jìn)給絲杠改用滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程L0=6mm，縱向溜板，縱向溜板箱及橫向工作臺(tái)與刀架等移動(dòng)部件的總質(zhì)箱及橫向工作臺(tái)與刀架等移動(dòng)部件的總質(zhì)量

14、為量為400kg，脈沖當(dāng)量，脈沖當(dāng)量 取取0.01mm/step，工，工件進(jìn)給速度件進(jìn)給速度v=60mm/min，快速進(jìn)給速度取，快速進(jìn)給速度取為為vs=2m/minM=400kg電電 機(jī)機(jī)IIIZ1Z2L0=6mm 步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載有切削步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載有切削力、摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載，力、摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載，所選步進(jìn)電機(jī)必須克服這些所選步進(jìn)電機(jī)必須克服這些負(fù)載才能作正常的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。負(fù)載才能作正常的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。（1）切削負(fù)載）切削負(fù)載1）按按切削用量計(jì)算切削力）按按切削用量計(jì)算切削力ZzFzFzFzFnyxpFzKvfaCF )60(81. 9yyFyFFyyFnyxpFyKvfaCF )60(81.

15、9xxFxFxFxFnyxpFxKvfaCF )60(81.9)(5 . 0)(67. 05 . 1maxNFFNDFzzz 橫切：橫切：縱切：縱切：Dmax-車床床身上加工最大直徑（車床床身上加工最大直徑（mm）4 . 0:25. 0:1: yxzFFFFZ-主切削力主切削力Fx-走刀方向的切削分力（走刀方向的切削分力（N） Fy-垂直走刀方向的切削分力垂直走刀方向的切削分力 PPc )(kWPPc機(jī)機(jī)床床主主傳傳動(dòng)動(dòng)功功率率切切削削功功率率 率率主主傳傳動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)總總的的機(jī)機(jī)械械效效 8 . 075. 085. 085. 085. 07 . 0 大型機(jī)床：大型機(jī)床：中型機(jī)床：中型機(jī)床：精

16、密機(jī)床：精密機(jī)床：nPMcn9550 n-主軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩（主軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩（r/min），是主軸傳），是主軸傳 遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速遞全部功率時(shí)的最低轉(zhuǎn)速式中：式中：Fz-主切削力（主切削力（N） d-工件直徑（工件直徑（m），可采用在床鞍上），可采用在床鞍上加工的最大直徑加工的最大直徑 再按比例分別求出分力再按比例分別求出分力Fx和和FydMFnz2 圓導(dǎo)軌圓導(dǎo)軌三角形或三角形或綜合導(dǎo)軌綜合導(dǎo)軌燕尾型燕尾型導(dǎo)軌導(dǎo)軌矩形導(dǎo)軌矩形導(dǎo)軌參數(shù)參數(shù)Fm導(dǎo)軌類型導(dǎo)軌類型)(GFFfKFFyzxm 15. 01 . 1 fK)2(GFFfKFFyzxm )(GFfKFFzxm zxmdMfFF2 2 . 04

17、 . 1 fK18. 015. 015. 1 fK15. 0 f（1）根據(jù)承載能力初選絲杠型號(hào)）根據(jù)承載能力初選絲杠型號(hào)aWHCPffLQ max3絲絲杠杠的的承承載載能能力力最大工作載荷最大工作載荷1）由于常用的絲杠的基本導(dǎo)程有）由于常用的絲杠的基本導(dǎo)程有4、6、8三種，因此要選擇這三三種，因此要選擇這三種基本導(dǎo)程的絲杠進(jìn)行比較；種基本導(dǎo)程的絲杠進(jìn)行比較；2）選擇絲杠的公稱直徑時(shí)要考慮）選擇絲杠的公稱直徑時(shí)要考慮原有絲杠的直徑。原有絲杠的直徑。1）傳動(dòng)效率的校驗(yàn)）傳動(dòng)效率的校驗(yàn)2）穩(wěn)定性的校驗(yàn)）穩(wěn)定性的校驗(yàn)3）剛度的校驗(yàn)）剛度的校驗(yàn)（1）確定減速比）確定減速比i系系統(tǒng)統(tǒng)脈脈沖沖當(dāng)當(dāng)量量絲絲杠

18、杠螺螺距距步步進(jìn)進(jìn)電電機(jī)機(jī)步步距距角角其其中中： 0012360LLzzi根據(jù)減速比確定齒輪齒數(shù)根據(jù)減速比確定齒輪齒數(shù)一般模數(shù)取一般模數(shù)取m=12數(shù)控鉆取數(shù)控鉆取m=1，數(shù)控車和數(shù)控銑取，數(shù)控車和數(shù)控銑取m=2齒輪寬齒輪寬b=(36)m,為了消除齒輪側(cè)隙，齒為了消除齒輪側(cè)隙，齒寬可加大到（寬可加大到（610）m).(1078. 082342cmkgLDMDJ ）圓圓柱柱體體長長度度或或圓圓度度（）圓圓柱柱體體直直徑徑（）圓圓柱柱體體質(zhì)質(zhì)量量（式式中中：cmLcmDkgM ).()2(22202cmkggGLgGnvJ ）絲絲杠杠導(dǎo)導(dǎo)程程（重重力力加加速速度度（）工工作作臺(tái)臺(tái)重重量量（）絲絲杠杠

19、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速（）工工作作臺(tái)臺(tái)移移動(dòng)動(dòng)速速度度（cmLsmgNGrncmv 02)/8 . 9min/min/ mjnikiikjjknnJnVMJ11222)(41 min)/().min)/(min)/2mjVcmkgiJrinrnkgjMjiikj個(gè)個(gè)移移動(dòng)動(dòng)體體的的移移動(dòng)動(dòng)速速度度第第個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)體體的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)慣慣量量（第第個(gè)個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)體體的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速第第電電機(jī)機(jī)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速（）個(gè)個(gè)移移動(dòng)動(dòng)體體的的質(zhì)質(zhì)量量（第第其其中中： 有有4個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體：電機(jī)、齒輪個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體：電機(jī)、齒輪1、齒輪、齒輪2、絲杠、絲杠一個(gè)移動(dòng)體：工作臺(tái)一個(gè)移動(dòng)體：工作臺(tái)則傳動(dòng)系統(tǒng)總的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：則傳動(dòng)系統(tǒng)總的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為

20、：gGiLiJJJJJczzmm20221)2( （1）電機(jī)啟動(dòng)力矩的計(jì)算）電機(jī)啟動(dòng)力矩的計(jì)算 電機(jī)在啟動(dòng)或正常運(yùn)行時(shí)主要受到電機(jī)在啟動(dòng)或正常運(yùn)行時(shí)主要受到三種力矩的影響：三種力矩的影響： 空載啟動(dòng)力矩空載啟動(dòng)力矩M啟啟 快速進(jìn)給所需力矩快速進(jìn)給所需力矩M快快 最大切削負(fù)載所需力矩最大切削負(fù)載所需力矩M切切).(0maxcmNMMMMfa 啟啟快速進(jìn)給時(shí)所需力矩快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 ).(0cmNMMMMtf 切切Mamax-空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩 Mf-摩擦力矩摩擦力矩 M0-附加摩擦力矩附加摩擦力矩 Mt-切削力作用時(shí)的力矩切削力作用時(shí)的力矩).

21、(0cmNMMMf 快快空載起動(dòng)時(shí)所需力矩空載起動(dòng)時(shí)所需力矩最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 在在M起起、M切切兩種力矩中取其大者作為選兩種力矩中取其大者作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。對(duì)于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床來擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。對(duì)于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床來說，因?yàn)橐ＷC一定的動(dòng)態(tài)性能，系統(tǒng)時(shí)間說，因?yàn)橐ＷC一定的動(dòng)態(tài)性能，系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)較小，而等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量又較大，故電機(jī)常數(shù)較小，而等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量又較大，故電機(jī)力矩主要是用來產(chǎn)生加速度的，而負(fù)載力矩力矩主要是用來產(chǎn)生加速度的，而負(fù)載力矩往往小于加速力矩，往往小于加速力矩，故常常用空載起動(dòng)力故常常用空載起動(dòng)力矩作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。矩作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。

22、 2maxmax10602 aatnJM ）度度所所需需時(shí)時(shí)間間（速速到到最最大大進(jìn)進(jìn)給給速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)部部件件從從停停止止起起動(dòng)動(dòng)加加）電電機(jī)機(jī)最最大大轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速（）慣慣量量（電電機(jī)機(jī)軸軸上上的的總總等等效效轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)strncmkgJa min/.max2式中：式中：).(200cmNiLFMf 其中：其中：F0-導(dǎo)軌的摩擦力（導(dǎo)軌的摩擦力（N）i-齒輪降速比齒輪降速比 -傳動(dòng)鏈總效率，一般可取傳動(dòng)鏈總效率，一般可取 =0.70.85 ).)(1(220000cmNiLFMp 式中：式中：Fp0-滾珠絲杠預(yù)加負(fù)載（滾珠絲杠預(yù)加負(fù)載（N），一般取最），一般取最 大工作載荷的大工作載荷的1/3 0-

23、滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般 取取 00.9 1）確定電機(jī)的啟動(dòng)負(fù)載）確定電機(jī)的啟動(dòng)負(fù)載max切切啟啟，電電機(jī)機(jī)的的啟啟動(dòng)動(dòng)負(fù)負(fù)載載MMTq max/jqTT 步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)相數(shù)相數(shù)345拍數(shù)拍數(shù)3648510 0.50.8660.7070.7070.8090.9511）轉(zhuǎn)矩與慣量的匹配要求的驗(yàn)算）轉(zhuǎn)矩與慣量的匹配要求的驗(yàn)算 TL/Tjmax0.5 及及JL/Jm42）根據(jù)矩）根據(jù)矩-頻曲線和慣頻曲線和慣-頻曲線進(jìn)行校驗(yàn)頻曲線進(jìn)行校驗(yàn)滾珠絲杠螺母副如何預(yù)緊？滾珠絲杠螺母副如何預(yù)緊？滾珠絲杠所受的軸向力如何通過滾珠絲杠所受的軸向力如何通過支承件傳遞到床身上？

24、支承件傳遞到床身上？3. 怎樣保證滾珠絲杠螺母副的螺母怎樣保證滾珠絲杠螺母副的螺母座與兩端支承同心？座與兩端支承同心？4. 滾珠絲杠上的軸承如何預(yù)緊？滾珠絲杠上的軸承如何預(yù)緊？n齒輪傳動(dòng)副如何消除齒側(cè)隙？齒輪傳動(dòng)副如何消除齒側(cè)隙？n消隙齒輪裝配過程是怎樣的？消隙齒輪裝配過程是怎樣的？7. 步進(jìn)電機(jī)在齒輪箱上如何定位？步進(jìn)電機(jī)在齒輪箱上如何定位？8. 各部件的配合表面應(yīng)采用什么性質(zhì)的配各部件的配合表面應(yīng)采用什么性質(zhì)的配合及精度等級(jí)？合及精度等級(jí)？9、設(shè)計(jì)和裝配時(shí)，如何保證滾珠絲杠、設(shè)計(jì)和裝配時(shí)，如何保證滾珠絲杠在垂直和水平面內(nèi)與機(jī)床導(dǎo)軌的平行在垂直和水平面內(nèi)與機(jī)床導(dǎo)軌的平行度。度。10、在什么情

25、況下需要對(duì)滾珠絲杠、在什么情況下需要對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸？怎樣進(jìn)行預(yù)拉伸？進(jìn)行預(yù)拉伸？怎樣進(jìn)行預(yù)拉伸？微微機(jī)機(jī)CPU存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器擴(kuò)擴(kuò)展展I/O口口擴(kuò)擴(kuò)展展驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)器器光光電電隔隔離離功功率率放放大大電電路路電電機(jī)機(jī)電電機(jī)機(jī)（車刀）（車刀）回轉(zhuǎn)刀架回轉(zhuǎn)刀架繼繼 電電 器器刀架控制電路刀架控制電路電電 機(jī)機(jī)刀架刀架急停急停STOP清零等清零等功能按鈕功能按鈕主軸脈沖發(fā)生器主軸脈沖發(fā)生器縱橫等軸限位縱橫等軸限位1、可控制機(jī)床刀具、工作臺(tái)、縱、可控制機(jī)床刀具、工作臺(tái)、縱、橫向和主軸橫向和主軸Z向的速度和位移；向的速度和位移；2、可控制加工端面、內(nèi)外圓及由、可控制加工端面、內(nèi)外圓及由任意錐面、球面、逼近的任意任意錐面、球面、逼近的任意曲面；曲面；4、具有程序暫停功能；