机械5

滚珠丝杠由于制造工艺已十分成熟，导程精度高、传递扭矩大，已成为标的机床功能部件，因此在进给传动中应用很普遍。滚珠丝杠螺母副由于在丝杠和螺母之间放人了滚珠，使丝杠与螺母间传动变为滚动摩擦，因而大大地减小了摩擦阻力，提高了传动效率，并具有响应灵敏度高、传动快捷的特点。其传动效率可达9O%以上。由于是滚动摩擦，动、静摩擦因数相差极小，因此无论是静止还是在低速和高速传动时，摩擦转矩变化不大。在使用滚珠丝杠传动时，可以采用多种预加载荷的方法消除间隙，使反向时无空行程。 本次中，对数控机床的进给系统进行了设计，运用了滚珠丝杠螺母副的进给方式。对滚珠丝杠螺母副的选型和计算有详细的介绍，同时也包括交流伺服电机的选型等。并对数控机床的总体布局进行了设计。 关键词：数控机床龙门加工中心进给系统滚珠丝杠伺服电机选择计算 目录 第一章绪论…………………………………………………………………………… 1 1.1调研过程………………………………………………………………………2 1.2调研内容………………………………………………………………………4 1.3方法实现及预期目标…………………………………………………………10 1.4本章小结………………………………………………………………………15 第二章龙门加工中心进给系统参数设计……………………………………16 2.1切削力的分析与计算………………………………………………………………16 2.1.1设计参数……………………………………………………………………16 2.1.2切削力计算中的参数………………………………………………………16 2.1.3切削力公式及计算…………………………………………………………17 2.2滚珠丝杠螺母副的计算与选型……………………………………………………18 2.1.1滚珠丝杠的主要参数尺寸…………………………………………………19 2.2.2龙门加工中心X方向进给的滚珠丝杠螺母副的选型……………………20 2.2.3龙门加工中心Y方向进给滚珠丝杠螺母副的选型与计算………………23 2.2.4龙门加工中心Z方向进给系统滚珠丝杠螺母副的选择与计算…………26 2.3交流伺服电机的选型与计算………………………………………………………29 2.3.1机电传动系统的运动方程式………………………………………………29 2.3.2转动惯量的计算……………………………………………………………29 2.3.3传动系统的等效负载转矩计算……………………………………………30 2.3.4轴承的校核…………………………………………………………………31 2.3.5联轴器的选型………………………………………………………………33 2.3.6滚动导轨的预紧……………………………………………………………33 第三章滚珠丝杠螺母副进给部件结构设计……………………………………34 3.1滚珠丝杠螺母副……………………………………………………………………34 3.2直线滚动导轨………………………………………………………………………36 第四章基础部件的造型及装配……………………………………………………37 4.1基础部件的三维建模………………………………………………………………37 4.2装配…………………………………………………………………………………37 第五章装配工程图……………………………………………………………………39 5.1主视图………………………………………………………………………………39 5.2侧视图………………………………………………………………………………40 5.3俯视图………………………………………………………………………………41 第六章设计总结…………………………………………………………………42 参考文献……………………………………………………………………………………43 致谢…………………………………………………………………………………………44 第一章概述 近年来，对中国出口看好的建设机械厂家对立式车床的需求令人瞩目。从去年起，数控车床生产厂家期待着在飞机、高性能发电机、风力发电机等方面设备投资比较活跃的重电机行业的订货。 由于市场在交货期、质量、价格方面的要求越来越高，一些中小规模的设备用户为缩短产品的生产周期，更青睐一次装卡、可搞多种加工的复合型加工机。 考虑到环保要求而采用半干式加工的需求也在增加，根据这类用户的要求，OM制作所以产学协作的方式开发出采用气化热半干式加工技术，并加强了节省能源的措施，控制了电力的使用。 现在，市场对于提高了通用性的、低价位的小型数控立式车床的需求仍在扩大，同时，和卧式数控车床一样，带有加工中心意识的功能型复合机的开发研制比较活跃。例如，随着对复杂形状工件成品加工要求的提高，也在研制将立式车床功能加上钻、攻丝、镗等旋转方面的加工功能。 因配置了C轴，不同的复合加工也可通过一次装卡进行。此外，在以切削为主的同时，加上采用单刀具的双面约束ATC方式后，在铣加工功能方面也见到不少可进行重切加工的工序集约型产品。 着手生产各种机型的厂家在追求高速、高精度的同时，还在如何使机体小型化及成本控制方面下功夫。也就是说此类产品的开发重点在于机体的小型化、适应形成柔性线体系方面。 从技术开发动向来看，是谋求提高主轴转速、进给速度、提高精密度、并将对应热变位、模块化等集中体现出来。其中，作为机床基本课题的高速化研究也不断取得成果。 由于提高进给速度直接关系到产品的加工时间，以利提高生产效率，因此在高速进给技术方面，驱动装置采用直线电机的机型正在增多。同时也有厂家在开发不使用直线电机，采用进给轴以大导程滚珠丝杠为驱动，进给加速度1.5G~ 2G、快速进给速度120 mm／mi
n的高速卧式加工中心。并在主轴上采用双面约束刀具、主轴转速为2万r/mi
n、快速进给速度为60 m/mi
n、以尽量缩短重复定位、刀至刀等的非切削时间。为解决速度提高带来的热变位影响，防止精度下降，一般都采用独自的补正装置或主轴冷却结构、冷却装置等。 从1999年第六届中国国际机床展览会上多棱数控机床股份有限公司推出国内首台五轴联动数控龙门镗铣床以来，先后有桂林机床股份有限公司、北京第一机床厂、济南二机床集团有限责任公司等企业试制生产出五轴联动数控龙门镗铣床。而且随着产品技术水平和质量可靠性的不断提高，济二和多棱等厂家已经能够为用户提供小批量商品。在本届展会上，五轴联动数控龙门加工中心镗铣床展品的技术水平又有提高。汉川机床有限责任公司推出的XH2420/5X五轴联动龙门加工中心，工作台面积2000mm×4000mm， Abstrsct Our productio
n of
nc machi
ni
ng ce
nter a
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ngme
n lo
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n bori
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nd milli
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n varieties of products, accordi
ng to the structure arra
ngeme
nt forms i
nto: accordi
ng to whether move i
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ng to fixed workbe
nch mobile a
nd lo
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n lo
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n mobile, Accordi
ng to whether the crossbar colum
n i
n motio
n, divided i
nto fixed beam a
nd beam type two ki
nds, I
n the overhead beams GaoJiaShi called upo
n the bed moveme
nt, Press machi
ne
net a
nd workbe
nch beari
ng capacity, light, medium a
nd heavy (super-heavy), etc. The ball screw due to the ma
nufacturi
ng process has bee
n very mature, high precisio
n, lead, a
nd has become a big torque machi
ne parts, thus subject to drive i
n the applicatio
n is very commo
n. The ball screw
nut pair i
n the ball screw a
nd
nut due to the ball, placed betwee
n ball screw a
nd
nut to drive i
nto the rolli
ng frictio
n betwee
n, thus greatly reduced frictio
n resista
nce a
nd improve the tra
nsmissio
n efficie
ncy a
nd high se
nsitivity, drive fast respo
nse characteristics. The tra
nsmissio
n efficie
ncy ca
n reach 9O % above. The rolli
ng frictio
n is due, a
nd are, therefore, whether very factors (or i
n low a
nd high-speed tra
nsmissio
n, frictio
n torque. I
n usi
ng a
ndball beari
ng, ca
n use multiple preload super method to elimi
nate cleara
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n empty. The graduatio
n thesis of the CNC system i
nto the desig
n, use a ball screw
nut pair of feedi
ng. O
n the ball screw
nut pair of selectio
n a
nd calculatio
n have detailed i
ntroductio
n, also i
ncludi
ng ac servo motor selectio
n, etc. A
nd the ge
neral layout of
nc machi
ne tools o
n the desig
n. Keywords: CNC processi
ng ce
nter Feedi
ng system The ball screw Selectio
n