數(shù)控技術綜合訓練教材

數(shù)控技術綜合訓練（三）機自15-4

xxx目錄第一章緒論第二章機床總體方案設計第三章伺服系統(tǒng)設計第四章數(shù)控銑床XYZ軸進給系統(tǒng)設計第五章機床導軌設計第一章緒論1.XK712銑床的結構及使用要求分析1.1銑床介紹XK712立式數(shù)控鉆銑床是一種小型規(guī)格、高效通用的自動化機床，機床操作系統(tǒng)為廣州數(shù)控980MD系統(tǒng)，該系統(tǒng)可控制三個坐標軸：X、Y、Z三軸直線插補,該機配有先進的數(shù)字控制系統(tǒng)，通過CNC編程，在一次裝夾中可自動完成銑、鏜、鉆、鉸等多種工序的加工節(jié)省工裝，縮短生產(chǎn)周期，提高加工精度。進給速度倍率隨時可調(diào)，160*128點陣液晶顯示器。機床適用于加工批量鉆、銑、鏜中、小型零件，可一人操作多臺機床，大大提高加工效率，降低加工效率，降低人工成本，操作簡單，普通工人稍加培訓即可操作。是機械制造、模具制造以及教學等應配置的重要設備。若選用數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可擴大為四軸控制，實現(xiàn)多面加工。第二章機床總體方案設計2.1機床結構簡圖2.1主軸的材料選擇從多方面考慮選用40Cr為本次數(shù)控銑床主軸材料。2.2主軸主要結構參數(shù)的確定主軸的主要結構參數(shù)有：主軸前、后軸頸D1和D2，主軸內(nèi)孔直徑d，主軸主要支撐間的跨距L。這些參數(shù)直接影響主軸旋轉(zhuǎn)精度和主軸的剛度。取主軸的最小直徑=80mm，最小直徑本應該是后軸頸，但是考慮到軸承的軸向固定采用鎖緊螺母，應留鎖緊螺母的位置。考慮到軸上裝軸承，有配合要求，應將后軸頸的直徑圓整到標準直徑，同時要考慮到選擇軸承的類型，還有一個鍵槽的關系，還有主軸是中空電機直接帶動主軸轉(zhuǎn)動的，考慮到主軸的剛度和強度，因此選擇后軸頸的直徑=160。第三章伺服系統(tǒng)設計

數(shù)控裝置所產(chǎn)生的進給差插補脈沖信號送給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)控制伺服電機驅(qū)動機床上各個進給軸，實現(xiàn)機床加工進給運動。3.1伺服系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。它的主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機械位移（或轉(zhuǎn)角）準確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），其結構組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。

伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器，功率驅(qū)動裝置，反饋裝置和電動機?？刂破靼凑諗?shù)控系統(tǒng)的給定值和通過反饋裝置檢測的實際運行值的差，調(diào)節(jié)控制量；功率驅(qū)動裝置作為系統(tǒng)的主回路，一方面按控制量的大小將電網(wǎng)中的電能作用到電動機之上，調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)矩的大小，另一方面按電動機的要求把恒壓恒頻的電網(wǎng)供電轉(zhuǎn)換為電動機所需的交流電或直流電；電動機則按供電大小拖動機械運轉(zhuǎn)。3.1.1伺伺服系系統(tǒng)的的特點點伺服系系統(tǒng)的的只要要特點點：1、精精確的的檢測測裝置置：以以組成成速度度和位位置閉閉環(huán)控控制；；2、有有多種種反饋饋比較較原理理與方方法：：根據(jù)據(jù)檢測測裝置置實現(xiàn)現(xiàn)信息息反饋饋的原原理不不同，，伺服服系統(tǒng)統(tǒng)反饋饋比較較的方方法也也不相相同。。常用用的有有脈沖沖比較較、相相位比比較和和幅值值比較較3種種；；3、高高性能能的伺伺服電電動機機(簡簡稱伺伺服電電機)：用用于高高效和和復雜雜型面面加工工的數(shù)數(shù)控機機床，，伺服服系統(tǒng)統(tǒng)將經(jīng)經(jīng)常處處于頻頻繁的的啟動動和制制動過過程中中。要要求電電機的的輸出出力矩矩與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣慣量的的比值值大，，以產(chǎn)產(chǎn)生足足夠大大的加加速或或制動動力矩矩。要要求伺伺服電電機在在低速速時有有足夠夠大的的輸出出力矩矩且運運轉(zhuǎn)平平穩(wěn)，，以便便在與與機械械運動動部分分連接接中盡盡量減減少中中間環(huán)環(huán)節(jié)；；4.寬調(diào)速速范圍圍的速速度調(diào)調(diào)節(jié)系系統(tǒng)，，即速速度伺伺服系系統(tǒng)：：從系系統(tǒng)的的控制制結構構看，，數(shù)控控床的的位置置閉環(huán)環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)可看看作是是位置置調(diào)節(jié)節(jié)為外外環(huán)、、速度度調(diào)節(jié)節(jié)為內(nèi)內(nèi)環(huán)的的雙閉閉環(huán)自自動控控制系系統(tǒng)，，其內(nèi)內(nèi)部的的實際際工作作過程程是把把位置置控制制輸入入轉(zhuǎn)換換成相相應的的速度度給定定信號號后，，再通通過調(diào)調(diào)速系系統(tǒng)驅(qū)驅(qū)動伺伺服電電機，，實現(xiàn)現(xiàn)實際際位移移。數(shù)數(shù)控機機床的的主運運動要要求調(diào)調(diào)速性性能也也比較較高，，因此此要求求伺服服系統(tǒng)統(tǒng)為高高性能能的寬寬調(diào)速速系統(tǒng)統(tǒng)。3.1.2伺服服系統(tǒng)統(tǒng)的基基本要要求對伺服服系統(tǒng)統(tǒng)的基基本要要求有有穩(wěn)定定性、、精度度和快快速響響應性性。穩(wěn)定性性好：：作用用在系系統(tǒng)上上的擾擾動消消失后后，系系統(tǒng)能能夠恢恢復到到原來來的穩(wěn)穩(wěn)定狀狀態(tài)下下運行行或者者在輸輸入指指令信信號作作用下下，系系統(tǒng)能能夠達達到新新的穩(wěn)穩(wěn)定運運行狀狀態(tài)的的能力力，在在給定定輸入入或外外界干干擾作作用下下，能能在短短暫的的調(diào)節(jié)節(jié)過程程后到到達新新的或或者回回復到到原有有平衡衡狀態(tài)態(tài)；精度高高：伺伺服系系統(tǒng)的的精度度是指指輸出出量能能跟隨隨輸入入量的的精確確程度度。作作為精精密加加工的的數(shù)控控機床床，要要求的的定位位精度度或輪輪廓加加工精精度通通常都都比較較高，，允許許的偏偏差一一般都都在0.01～0.00lmm之間間；快速響響應性性好：：有兩兩方面面含義義，一一是指指動態(tài)態(tài)響應應過程程中，，輸出出量隨隨輸入入指令令信號號變化化的迅迅速程程度，，二是是指動動態(tài)響響應過過程結結束的的迅速速程度度?？炜焖夙戫憫孕允撬潘欧迪到y(tǒng)動動態(tài)品品質(zhì)的的標志志之一一，即即要求求跟蹤蹤指令令信號號的響響應要要快，，一方方面要要求過過渡過過程時時間短短，一一般在在200ms以以內(nèi)，，甚至至小于于幾十十毫秒秒；另另一方方面，，為滿滿足超超調(diào)要要求，，要求求過渡渡過程程的前前沿陡陡，即即上升升率要要大。。節(jié)能高高：由由于伺伺服系系統(tǒng)的的快速速相應應，注注塑機機能夠夠根據(jù)據(jù)自身身的需需要對對供給給進行行快速速的調(diào)調(diào)整，，能夠夠有效效提高高注塑塑機的的電能能的利利用率率，從從而達達到高高效節(jié)節(jié)能。。3.2傳傳動方方案確確定及及典型型元件件3.2.1電電機與與滾珠珠絲杠杠的連連接數(shù)控機機床進進給驅(qū)驅(qū)動對對位置置精度度、快快速響響應特特性、、調(diào)速速范圍圍等有有較高高的要要求。。實現(xiàn)現(xiàn)進給給驅(qū)動動的電電機主主要有有三種種：步步進電電機、、直流流伺服服電機機和交交流伺伺服電電機。。目前前，步步進電電機只只適應應用于于經(jīng)濟濟型數(shù)數(shù)控機機床，，直流流伺服服電機機在我我國正正廣泛泛使用用，交交流伺伺服電電機作作為比比較理理想的的驅(qū)動動元件件已成成為發(fā)發(fā)展趨趨勢。。數(shù)控控機床床的進進給系系統(tǒng)當當采用用不同同的驅(qū)驅(qū)動元元件時時，其其進給給機構構可能能會有有所不不同。。電機機與絲絲杠間間的聯(lián)聯(lián)接主主要有有三種種形式式，如如圖2-1所示示。（1））帶有有齒輪輪傳動動的進進給運運動數(shù)控機機床在在機械械進給給裝置置中一一般采采用齒齒輪傳傳動副副來達達到一一定的的降速速比要要求，，如圖圖2-1a））所示示。由由于齒齒輪在在制造造中不不可能能達到到理想想齒面面要求求，總總存在在著一一定的的齒側(cè)側(cè)間隙隙才能能正常常工作作，但但齒側(cè)側(cè)間隙隙會造造成進進給系系統(tǒng)的的反向向失動動量，，對閉閉環(huán)系系統(tǒng)來來說，，齒側(cè)側(cè)間隙隙會影影響系系統(tǒng)的的穩(wěn)定定性。。因此此，齒齒輪傳傳動副副常采采用消消除措措施來來盡量量減小小齒輪輪側(cè)隙隙。但但這種種聯(lián)接接形式式的機機械結結構比比較復復雜。。你的小小標題題2—2電機與與絲杠杠間的的聯(lián)接接形式式（2））經(jīng)同同步帶帶輪傳傳動的的進給給運動動如圖2-1b）所所示，，這種種聯(lián)接接形式式的機機械結結構比比較簡簡單。。同步步帶傳傳動綜綜合了了帶傳傳動和和鏈傳傳動的的優(yōu)點點，可可以避避免齒齒輪傳傳動時時引起起的振振動和和噪聲聲，但但只能能適于于低扭矩特特性要要求的的場所所。安安裝時時中心心距要要求嚴嚴格，，且同同步帶帶與帶帶輪的的制造造工藝藝復雜雜。（3））電機機通過過聯(lián)軸軸器直直接與與絲杠杠聯(lián)接接如圖2-1c））所示示，此此結構構通常常是電電機軸軸與絲絲杠之之間采采用錐錐環(huán)無無鍵聯(lián)聯(lián)接或或高精度十十字聯(lián)聯(lián)軸器器聯(lián)接接，從從而使使進給給傳動動系統(tǒng)統(tǒng)具有有較高高的傳傳動精精度和和傳動動剛度度，并并大大大簡化化了機機械結結構。。在加加工中中心和和精度度較高高的數(shù)數(shù)控機機床的的進給給運動動中，，普遍遍采用用這種種聯(lián)接接形式式。根據(jù)進進給系系統(tǒng)的的要求求及設設計要要求，，選擇擇電機機通過過聯(lián)軸軸器直直接與與絲杠杠聯(lián)接接，選選用合適適的聯(lián)聯(lián)軸器器，吸吸收振振動、、補償償徑向向、角角向和和軸向向偏差差，使使得機機床結結構簡簡單，，拆裝裝方便便，同同時傳傳動平平穩(wěn)，，具有有良好好的精精度。。3.2.2滾滾珠絲絲杠螺螺母機機構滾珠絲絲杠螺螺母副副是回回轉(zhuǎn)運運動與與直線線運動動相互互轉(zhuǎn)換換的新新型傳傳動裝裝置。。圖2-3是滾滾珠珠絲絲杠杠螺螺母母副副的的原原理理圖圖。。在在絲絲杠杠和和螺螺母母上上加加工工有有弧弧形形螺螺旋旋槽槽，，當當它它們們套套裝裝在在一一起起時時形形成成了了螺螺旋旋滾滾道道，，并并在在滾滾道道內(nèi)內(nèi)裝裝滿滿滾滾珠珠。。當當絲絲杠杠相相對對于于螺螺母母旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時時，，兩兩者者發(fā)發(fā)生生軸軸向向位位移移，，而而滾滾珠珠則則沿沿著著滾滾道道滾滾動動，，螺螺母母螺螺旋旋槽槽的的兩兩端端用用回回珠珠管管連連接接起起來來，，使使?jié)L滾珠珠能能作作周周而而復復始始的的循循環(huán)環(huán)運運動動，，管管道道的的兩兩端端還還起起著著擋擋珠珠的的作作用用，，以以防防滾滾珠珠沿沿滾滾道道掉掉出出。。2-3滾滾珠珠絲絲杠杠螺螺母母副副的的原原理理圖圖由于于滾滾珠珠絲絲杠杠具具有有傳傳動動效效率率高高、、運運動動平平穩(wěn)穩(wěn)、、壽壽命命高高以以及及可可以以預預緊緊(以以消消除除間間隙隙，，并并提提高高系系統(tǒng)統(tǒng)剛剛度度)等等特特點點，，除除了了大大型型數(shù)數(shù)控控機機床床因因移移動動距距離離大大而而采采用用齒齒條條或或蝸蝸條條外外，，各各類類中中、、小小型型數(shù)數(shù)控控機機床床的的直直線線運運動動進進給給系系統(tǒng)統(tǒng)普普遍遍采采用用滾滾珠珠絲絲杠杠。。數(shù)控控機機床床進進給給系系統(tǒng)統(tǒng)所所用用的的滾滾珠珠絲絲杠杠必必須須具具有有可可靠靠的的軸軸向向間間隙隙消消除除結結構構、、合合理理的的安安裝裝結結構構和和有有效效的的防防護護裝裝置置。。3.2.3滾滾珠珠絲絲杠杠的的支支承承方方式式（1））一一端端固固定定，，一一端端自自由由方方式式一端端固固定定，，另另一一端端自自由由安安裝裝方方式式，，固固定定端端的的軸軸承承可可以以同同時時承承受受軸軸向向力力和和徑徑向向力力，，而而滾滾珠珠絲絲杠杠軸軸承承這這種種的的支支承承方方式式主主要要是是用用于于行行程程較較小小的的短短絲絲杠杠軸軸承承或或者者全全封封閉閉式式的的機機床床，，因因為為當當采采用用這這種種結結構構的的機機械械定定位位方方式式時時，，其其精精度度是是最最不不可可靠靠的的，，尤尤其其是是長長徑徑比比大大的的絲絲杠杠軸軸承承(滾滾珠珠絲絲杠杠相相對對細細長長)，，其其熱熱變變形形是是非非常常明明顯顯的的。。但但是是，，如如果果是是1.5米米長長的的絲絲杠杠，，其其在在冷冷、、熱熱的的不不同同環(huán)環(huán)境境下下變變化化0.05~0.1mm是是屬屬于于正正常常正正常?，F(xiàn)現(xiàn)象象。。盡盡管管如如此此，，由由于于其其結結構構較較簡簡單單，，安安裝裝調(diào)調(diào)試試較較方方便便，，大大多多高高精精度度機機床床依依然然是是采采用用這這種種結結構構；；但但是是，，有有一一點點需需要要特特別別注注意意的的就就是是，，采采用用這這種種結結構構時時必必須須加加裝裝光光柵柵，，采采用用全全封封閉閉環(huán)環(huán)來來反反饋饋，，以以便便能能夠夠充充分分絲絲杠杠的的性性能能。。圖2-4一端端固固定定，，一一端端自自由由方方式式（2））一一端端固固定定，，另另一一端端支支承承方方式式一端端固固定定，，另另一一端端支支承承這這種種安安裝裝方方式式，，固固定定端端的的軸軸承承同同樣樣也也是是可可以以同同時時承承受受軸軸向向力力和和徑徑向向力力，，而而支支承承端端只只承承受受徑徑向向力力，，并并且且能能夠夠做做微微量量的的軸軸向向浮浮動動，，以以及及可可以以減減少少或或者者避避免免因因絲絲杠杠自自重重而而出出現(xiàn)現(xiàn)的的彎彎曲曲，，另另外外，，絲絲杠杠的的熱熱變變形形可可以以自自由由的的向向一一端端伸伸長長。。因因此此，，這這是是使使用用最最廣廣泛泛的的一一種種結結構構。。比比如如：：目目前前國國內(nèi)內(nèi)中中小小型型數(shù)數(shù)控控車車床床、、立立式式加加工工中中心心等等等等都都是是采采用用這這種種結結構構圖2-5一端端固固定定，，另另一一端端支支承承方方式式（3））兩兩端端固固定定方方式式絲杠杠兩兩端端均均固固定定。。采采用用這這種種方方式式，，固固定定端端軸軸承承可可以以同同時時承承受受軸軸向向力力，，并并且且可可以以對對絲絲杠杠施施加加適適當當?shù)牡念A預緊緊力力，，以以提提高高絲絲杠杠的的支支承承剛剛度度，，同同時時還還可可以以部部分分地地補補償償絲絲杠杠的的熱熱變變形形。。因因此此，，大大型型機機床床、、重重型型機機床床以以及及高高精精度度鏜鏜銑銑床床大大多多都都是是采采用用這這種種結結構構。。當當然然，，其其也也有有不不足足的的地地方方，，那那就就是是采采用用這這種種結結構構的的話話會會使使得得調(diào)調(diào)整整工工作作比比較較繁繁瑣瑣；；此此外外，，如如果果在在安安裝裝調(diào)調(diào)整整時時兩兩端端的的預預緊緊力力過過大大的的話話，，將將會會導導致致絲絲杠杠最最終終的的行行程程比比設設計計行行程程長長，，螺螺距距也也會會比比設設計計螺螺距距大大；；而而如如果果兩兩端端螺螺母母的的預預緊緊力力不不夠夠的的話話，，就就會會導導致致相相反反的的結結果果，，從從而而容容易易引引起起機機床床振振動動，，致致使使精精度度降降低低。。因因此此，，如如果果是是采采用用兩兩端端固固定定這這種種結結構構的的話話，，那那么么在在拆拆裝裝時時一一定定要要嚴嚴格格按按照照說說明明書書來來進進行行調(diào)調(diào)整整，，或或者者是是借借助助儀儀器器(雙雙頻頻激激光光測測量量儀儀)來來調(diào)調(diào)整整，，以以免免造造成成一一些些不不必必要要的的損損失失。。圖2-6兩端端固固定定方方式式由于于所所設設計計銑銑床床Z軸軸的的行行程程較較小小，，所所有有徑徑向向力力較較小小，，對對于于機機床床精精度度影影響響不不大大。。所以以選選擇擇一一端端固固定定一一段段自自由由的的支支承承方方式式。。3.2.4聯(lián)聯(lián)軸軸器器的的選選擇擇梅花花聯(lián)聯(lián)軸軸器器結結構構簡簡單單、、無無需需潤潤滑滑、、方方便便維維修修、、便便于于檢檢查查、、免免維維護護，，可可連連續(xù)續(xù)長長期運行。高強強度聚氨酯彈彈性元件耐磨磨耐油，承載載能力大，使使用壽命長，，安全可靠。。工作穩(wěn)定可可靠，具有良良好的減振、、緩沖和電氣氣絕緣性能。。具有較大的的軸向、徑向向和角向補償償能力。結構構簡單，徑向向尺寸小，重重量輕，轉(zhuǎn)動動慣量小，適適用于中高速速場合。結構特點：1.中間彈性性體聯(lián)接2.可吸收振振動、補償徑徑向、角向和和軸向偏差3.抗油與電電氣絕緣4.順時針與與逆時針回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)特性完全相相同5.定位螺絲絲固定第四章數(shù)控銑床XYZ軸進給系系統(tǒng)設計4.1Y軸軸方向(1)滾珠絲絲杠精度由于本系統(tǒng)要要求達到0.012/300mm的的精度要求,根據(jù)此要求求查閱滾珠絲絲杠樣本,對對于一級精度度(P1)精精度絲杠,任任意300mm內(nèi)導程允允許為0.006mm,2級(P,)精度絲杠杠的導程允許許誤差為0.008mm。初步設計計絲杠的任意意300mm行程內(nèi)的行行程動量3mo為定位精精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此此,取滾珠絲絲杠精度為2級。(2)滾珠絲絲杠的選擇滾珠絲杠的名名義直徑,滾滾珠的列數(shù)和和工作圈數(shù),應按當量載載荷Cm選擇擇。選用FFZD3206-5-P2絲絲杠螺母副。。長度為1120mm。(3)支撐軸軸承采用一段固定定，另一端支支撐的支撐方方式，固定端端選用背對背背60°接觸觸角推力球軸軸承，支撐端端選用推力球球軸承。4.2X軸軸方向(1)滾珠絲絲杠精度由于本系統(tǒng)要要求達到0.012/300mm的的精度要求,根據(jù)此要求求查閱滾珠絲絲杠樣本,對對于一級精度度(P1)精精度絲杠,任任意300mm內(nèi)導程允允許為0.006mm,2級(P,)精度絲杠杠的導程允許許誤差為0.008mm。初步設計計絲杠的任意意300mm行程內(nèi)的行行程動量3mo為定位精精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此,取取滾珠絲杠精精度為2級。。(2)滾珠絲絲杠的選擇滾珠絲杠的名名義直徑,滾滾珠的列數(shù)和和工作圈數(shù),應按當量載載荷Cm選擇擇。選用FFZD3206-5-P2絲絲杠螺母副。。長度為1120mm。(3)支撐軸軸承采用一段固定定，另一端支支撐的支撐方方式，固定端端選用背對背背60°接觸觸角推力球軸軸承，支撐端端選用推力球球軸承。X軸方向(1)滾珠絲絲杠精度由于本系統(tǒng)要要求達到0.012/300mm的的精度要求,根據(jù)此要求求查閱滾珠絲絲杠樣本,對對于一級精度度(P1)精精度絲杠,任任意300mm內(nèi)導程允允許為0.006mm,2級(P,)精度絲杠杠的導程允許許誤差為0.008mm。初步設計計絲杠的任意意300mm行程內(nèi)的行行程動量3mo為定位精精度的1/3--1/2,即0.006-0.008mm,因此,取取滾珠絲杠精精度為2級。。(2)滾珠絲絲杠的選擇滾珠絲杠的名名義直徑,滾滾珠的列數(shù)和和工作圈數(shù),應按當量載載荷Cm選擇擇。選用FFZD3206-5-P2絲絲杠螺母副。。長度為900mm。(3)支撐軸軸承采用一段固定定，另一端支支撐的支撐方方式，固定端端選用背對背背60°接觸觸角推力球軸軸承，支撐端端選用推力球球軸承。Z軸方向主切削力及其其切削分力計計算（1）計算主主切削力Fz。根據(jù)已知條件件，采用端面面銑刀在主軸軸計算轉(zhuǎn)速下下進行強力切切削（銑刀直直徑D=125mm），主主軸具有最大大扭矩，并能能傳遞主電動動機的全部功功率，此時銑銑刀的切削速度為：：（已知機床床主電動機的的額定功率Pm為0.75kw，主主軸計算轉(zhuǎn)速速（n=310r/min。）根據(jù)公式得刀刀具的切削速速度為：v=pDn=3.14×125×10??3×310m/s=2.03m/s60 60取機床的機械械效率為：hm=0.8，則由由式得主切削削力：（2）計算各各切削分力工工作臺的的縱向切削力力、橫向切削削力和垂向切切削力分別為為F1=0.4Fz=0.4×295.6=118.24NFC=0.95Fz=0.95×295.6=280.8NFV=0.55Fz=0.55×295.6=162.58N導軌摩擦力的的計算在切削狀態(tài)下下坐標軸導軌軌摩擦力Fm的計算可以以查課程設計計指導書：（1）計算在在切削狀態(tài)下下的導軌摩擦擦力Fm。此此時導軌動摩摩擦系數(shù)m=0.15，查表得鑲鑲條緊固力fg=500N,則則Fm=m(W+fg+Fv+Fc)=0.15×(900+500+280.8+162.58)N=1843.38N（2）計算在在不切削狀態(tài)態(tài)下的導軌摩摩擦力Fm0和F0Fm0=F0=m(W+fg)=0.15×(900+500)=210NF0=m0(W+fg)=0.12×（900+500）=168N滾珠絲杠的選選擇滾珠絲杠的名名義直徑、滾滾珠的獵術和和工作圈數(shù)，，應按當量動動載荷Cm選擇。計算滾珠絲杠杠螺母副的軸軸向負載力（1）計算最最大軸向負載載力FamaxFamax=F1+Fm=(118.24+1843.38)N=1961.62N（2）計算最最小軸向負載載力FminFamin=Fm0=210N（2）軸向工工作載荷（平平均載荷）：：Fm===1377.7N計算當量動載載荷Cm載荷性質(zhì)系數(shù)數(shù)Kp無沖擊擊取1~1.2，一般情情況取1.2~1.5，，有較大沖擊擊振動式取1.5~2.5精度影響系數(shù)數(shù)Ka，對于于1、2、3級精度的滾滾珠絲杠取Ka=1，對對于4、5級級滾珠絲杠取Ka=0.9。。所以對于本數(shù)數(shù)控機床，取取Kp=1.5，Ka=1故當量動載荷荷Cm===11668N=1.17kN選取滾珠絲杠杠選取SFU255-4型滾滾珠絲杠杠，其其參數(shù)如如下：：動額定負載荷荷Ca=1280kgf=1.28kN>Cm,故滿足足要求。伺服電機的選選擇計算折算到電電動機軸上的的負載慣量(1)計算滾滾珠絲杠的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到慣量Jr。已知滾珠絲杠杠的密度r=7.8×10?3kg/cm3,得得:(2)計算聯(lián)聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動動慣量J0J0=0.78×10?3D4L=0.78×10?3×(44-1.64)×6.6kg/cm3=1.28kg/cm3(3)折算到到電動機軸上上的移動部件件的轉(zhuǎn)動慣量量JL的計計算已知機床執(zhí)行行部件（主軸軸箱及箱內(nèi)部部件）的總質(zhì)質(zhì)量m=90kg，電電動機每轉(zhuǎn)一一圈，機床執(zhí)執(zhí)行部件在軸軸向移動的距距離L=0.5cm，得得(4)加在電電動機軸上總總的負載轉(zhuǎn)動動慣量Jd的的計算Jd=JR+JL+J0=(1.34+1.28+0.57)kg?cm2=3.19kg?cm2折算到電動機機軸上的負載載力矩1）計算切削削負載力矩Tc。假設在切削狀狀態(tài)下坐標軸軸的軸向負載載力Fa=Fmax=1961.62N,電動機機每轉(zhuǎn)一圈，，機床執(zhí)行部部件在軸向移移動的距離L=5mm=0.005m,進給傳傳動系統(tǒng)的總總效率η=0.90得得2）計算摩擦擦負載力矩Tm。已知在不切削削狀態(tài)下坐標標軸的軸向負負載力（即為為空載時的導導軌摩擦力））3）計算由滾滾珠絲杠得預預緊而產(chǎn)生的的附加負載力力矩Tf。。已知滾珠絲杠杠螺母副的預預緊力Fp=653.87N，，滾珠絲杠螺螺母副的基本本導程L0=5mm=0.005mm，滾珠絲絲杠螺母副的的效率h0=0.94得得4）計算最大大切削負載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩TT=Tc+Tf=1.73+0.067=1.793N選擇驅(qū)動電動動機的型號根根據(jù)以上上計算，選擇擇安川SGHAM08A型伺服電電機(2)驗算算伺服電機選選定的伺服電電機額定扭矩矩為2.39Nm，瞬間間最大扭矩7.16Nm，大于最大大切削負載。。旋轉(zhuǎn)慣性動量量0.672×10-4kg*m2,滿足匹配配要求。所以以所選伺服電電機滿足使用用要求。位置檢測裝置置編碼器接線方方式第五章機床導軌設計計支承和引導運運動構件沿著著一定軌跡運運動的零件稱稱為導軌副，，也常簡稱為為導軌。運動部件件的運動軌跡跡有直線、圓圓或曲線，滾滾動圓導軌可可歸人滾動推推力軸承，曲曲線導軌在機機械中極少應應用。導軌在在機器中是個個十分重要的的部件，在機機床中尤為重重要。機床的的加工精度與與導軌精度有有直接的聯(lián)系系，小批量生生產(chǎn)的精密機機床，導軌的的加工工作量量占整個機床床加工工作量量的40%左左右。而且，，導軌一旦損損壞，維修十十分困難。按按運動學原理理，所謂導軌軌就是將運動動構件約束到到只有一個自自由度的裝置置。導軌副中中設在支承構構件上的導軌軌面為承導面面，稱為靜導導軌，它比較較長；另一個個導軌面設在在運動構件上上，稱為動導導軌，它比較較短。具有動動導軌的運動動構件常稱為為工作臺、滑滑臺、常用導導軌面有平面面和圓弧面。。圓弧導軌面面構成圓柱形形導軌；不同同的平導軌面面組合，構