《某數(shù)控車床橫向進給系統(tǒng)設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《某數(shù)控車床橫向進給系統(tǒng)設(shè)計（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 數(shù) 控 機 床 畢 業(yè) 論 文 題 目：某數(shù)控車床橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 概述 數(shù)控機床是一種高科技的機電一體化產(chǎn)品,是綜合應(yīng)用計算機技術(shù)、精密測量及現(xiàn)在機械制造技術(shù)等各種先進技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)控機床作為實現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)和未來工廠自動化的基礎(chǔ)已成為現(xiàn)在制造技術(shù)中不可缺少的生產(chǎn)手段,是機電一體化技術(shù)的重要組成部分。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴大。數(shù)機床已成為現(xiàn)在機械制造業(yè)中的主要技術(shù)裝備。 縱橫向進給系統(tǒng)原機床掛輪機

2、構(gòu)、進給箱、溜板箱、滑動絲杠,光杠等全部拆除,縱、橫向以伺服電機作為驅(qū)動元件,經(jīng)一級齒輪減速轉(zhuǎn)矩增大后,由滾珠絲杠傳動?？v向進給機構(gòu)：縱向伺服電機為P20B200DxS，2.0的交流伺服電機,滾珠絲杠仍利用原絲杠位置,其螺母副通過托架安裝在床鞍底部,滾珠絲杠兩端加裝接套、接桿及支承,與床身尾部步進電機相聯(lián)接。伺服電機經(jīng)減速后,減速器輸出軸用套筒聯(lián)軸器與絲杠直接聯(lián)接,這種結(jié)構(gòu)簡單 徑向尺寸小,可防止被聯(lián)接軸的位移和偏斜所帶來裝配困難和附加應(yīng)力。 改造后的數(shù)控機床應(yīng)有以下發(fā)展方向：單一的數(shù)字控制應(yīng)向數(shù)控中心發(fā)展，數(shù)控機床總體布局更加合理，機床控制系統(tǒng)的控制和運算功能更進一步加強，機床

3、的伺服系統(tǒng)采用交流數(shù)字伺服系統(tǒng)代替直流伺服系統(tǒng)，編程更趨合理化，加工工藝更趨簡單化90%機 的檢測和監(jiān)控系統(tǒng)要能實現(xiàn)自動化。 隨著科學(xué)技術(shù)水平和人類生活水平的提高，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，產(chǎn)品品種越來越多，中大批量的產(chǎn)品需求越來越少，而單件小批量生產(chǎn)模式迅速增加。作為實現(xiàn)單件小批量加工自動化的數(shù)控機床，由于其突出的優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。目前,國外數(shù)控機床的性能正朝著高精度、高效率、高柔性、高自動化方向迅速發(fā)展,這將對數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造的質(zhì)量和可靠性提出更高的要求?！笆濉逼陂g,我國機械制造行業(yè)必須瞄準(zhǔn)國際數(shù)控機床發(fā)展的科學(xué)前沿,開拓創(chuàng)新,消化吸收國外先進技術(shù),開創(chuàng)我國數(shù)

4、控機床設(shè)計和制造技術(shù)的新局面。 總體設(shè)計方案論證 數(shù)控車床的進給系統(tǒng)包括橫向進給系統(tǒng)(X軸)和縱向進給系統(tǒng)(Z軸),它們是由伺服電機經(jīng)同步齒形帶傳動,驅(qū)動滾珠絲杠螺母副機構(gòu),來實現(xiàn)刀架的運動。根據(jù)GB/T16462-1996《數(shù)控臥式車床精度檢驗》,機床的位置精度包括重復(fù)定位精度、反向偏差和定位精度。當(dāng)機床的中心距DC=3000mm時,其重復(fù)定位精度X軸0.0075mm,Z軸0.010mm;反向偏差X軸為0.006mm,Z軸為0.012mm;定位精度X軸為0.035mm,Z軸為0.040mm?？梢钥闯?進給軸設(shè)計與主軸設(shè)計相比,具有相同的重要性。因而,進給軸的設(shè)計應(yīng)從動、靜兩方面充分考慮,

5、位置精度才能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的要求。在數(shù)控車床進給系統(tǒng)的設(shè)計中,根據(jù)橫向、縱向的不同精度要求,不同移動質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量等特點,分別解決設(shè)計中的主要矛盾。以期望設(shè)計結(jié)果能滿足各項性能指標(biāo)的要求,達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,即滿足設(shè)計任務(wù)書的要求。 驅(qū)動元件： 各種數(shù)控機床加工的對象不同，工藝要求不同，所以對進給驅(qū)動的要求不盡相同，但基本要求是一樣的，大致有四個方面。 （1）高精度 使用數(shù)控機床主要是解決零件加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，一致性，減少廢品率；解決復(fù)雜空間曲面零件的加工；解決復(fù)雜零件的加工精度，縮短制造周期等。為了滿足這些要求，必須保證數(shù)控機床的定位精度和加工精度。要求定位精度和輪廓切削精度能達(dá)到

6、機床要求的指標(biāo)。在位置控制中要求有高的定位精度，而在速度控制中，要求有高的調(diào)速精度，強的抗負(fù)載擾動的能力，即靜態(tài)和動態(tài)速度降盡可能小。 （2）快速響應(yīng) 為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快。 （3）調(diào)速范圍寬 在各種數(shù)控機床中，由于加工用刀具，被加工零件的材質(zhì)及加工要求的不同，為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，就要求進給驅(qū)動必須具有足夠?qū)挼恼{(diào)速范圍。 （4）低速大轉(zhuǎn)矩 根據(jù)機床的加工特點，大都是在低速進行重切削，即在低速時進給驅(qū)動要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。 目錄 概

7、述 ……………………………………………………………………2 一、數(shù)控機床進給系統(tǒng)……………………………………………6 1.1伺服進給系統(tǒng)概述…………………………………………………6 1.2伺服進給系統(tǒng)分類…………………………………………………6 1.3伺服進給系統(tǒng)的基本要求…………………………………………6 1.4主要設(shè)計任務(wù)………………………………………………………6 二、運動設(shè)計……………………………………………………………7 2.1傳動方案擬定………………………………………………………7 2.2降速比計算…………………………………………………………8 2.3絲杠螺母機構(gòu)

8、的選擇與計算………………………………………8 2.3.1確定滾珠絲杠螺母副的導(dǎo)程……………………………………8 2.3.2強度計算…………………………………………………………9 三、動力計算……………………………………………………………12 3.傳動件轉(zhuǎn)動慣量的計算……………………………………………12 3.1齒輪轉(zhuǎn)動慣量的計算……………………………………………12 3.2工作臺的轉(zhuǎn)動慣量………………………………………………13 3.3絲杠的轉(zhuǎn)動慣量…………………………………………………13 3.4負(fù)載折算到電動機上的轉(zhuǎn)動慣量………………………………14 3.5電動機力矩計算

9、……………………………………………………14 3.6絲杠螺母機構(gòu)傳動剛度計算………………………………………15 四、機構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………16 4.1滾珠絲杠的安裝設(shè)計…………………………………………………16 4.2滾珠絲杠螺母副間隙消除和預(yù)緊………………………………16 五、主要結(jié)構(gòu)性能及特點分析………………………………………18 5.1滾珠絲杠螺母機構(gòu)工作原理及特點……………………………18 5.2滾珠絲杠安裝方式特點…………………………………………18 5.3滾珠絲杠副的防護和潤滑………………………………………19 六、設(shè)計體會…………

10、………………………………………………21 參考文獻………………………………………………………………22 一、數(shù)控機床進給系統(tǒng) 1.1 伺服進給系統(tǒng) 數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)由伺服驅(qū)動電路、伺服驅(qū)動裝置、機械傳動機構(gòu)和執(zhí)行部件組成。它的作用是接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給速度和位移指令信號，由伺服驅(qū)動電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動裝置（直流、交流伺服電動機，功率步進電機，電業(yè)脈沖馬達(dá)等）和機械傳動機構(gòu)，驅(qū)動機床的工作臺、主軸刀架等執(zhí)行部件實現(xiàn)工作進給和快速移動。數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)與一般機床的進給系

11、統(tǒng)有本質(zhì)的差別，他能根據(jù)指令信號精確地控制執(zhí)行部件的運動速度與位置，以及幾個執(zhí)行部件按一定運動規(guī)律所合成的運動軌跡。 1.2 伺服進給系統(tǒng)分類 數(shù)控私服進給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋進行分類，有以下三種： (1)開環(huán)伺服系統(tǒng) (2)半閉環(huán)伺服系統(tǒng) (3)閉環(huán)伺服系統(tǒng) 1.3 伺服進給系統(tǒng)的基本要求 (1)精度要求 (2)響應(yīng)速度 (3)調(diào)速范圍 (4)低速、大轉(zhuǎn)矩 1.4 主要設(shè)計任務(wù) 已知參數(shù)：最大加工直徑Dmax=400mm，工作臺及刀架重：30㎏；最大軸向力：130㎏；導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)：0.2；行程：360mm；步進電

12、機：110BF003；步距角：0.75°；電機轉(zhuǎn)動慣量：J=1.8×10-2 ㎏.cm.s-2； 設(shè)計要求：車床控制精度：0.005mm（即為脈沖當(dāng)量）；加速時間：25ms；最大進給速度：Vmax=2.5m/min。 二、運動設(shè)計 2.1 傳動方案擬定 數(shù)控機床按控制方式分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)，由于采用直流式交流伺服電機的閉環(huán)控制方案，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，調(diào)試和維修困難，造價也高。閉環(huán)控制可以達(dá)到很好的機床精度，能補償機械傳動系統(tǒng)中各種誤差，消除間隙、干擾等對加工精度的影響，一般應(yīng)用于要求高的數(shù)控設(shè)備中，由于數(shù)控車床加工精度不十分高，采用閉環(huán)系統(tǒng)的必要性不大。

13、若采用直流或交流伺服電機的半閉環(huán)控制，精度較閉環(huán)控制的查，但是穩(wěn)定性好，成本較低，調(diào)試維修較容易；但是對于經(jīng)濟型數(shù)控機床來說必要性不大。故在本次設(shè)計中，采用開環(huán)控制步進電機驅(qū)動。 確定設(shè)計任務(wù)后，初步擬定三種傳動方案 即 1 電機直接與絲杠相連；2 電機通過同步帶的傳動帶動絲杠轉(zhuǎn)動；3電機通過齒輪傳動帶動絲杠轉(zhuǎn)動。 步進電機具有如下優(yōu)點 : (1)電動機的輸出轉(zhuǎn)角與輸入的脈沖個數(shù)嚴(yán)格成正比，故控制輸入步進電動機的脈沖個數(shù)就能控制位移量； (2)電動機的轉(zhuǎn)速與輸入的脈沖頻率成正比，與要控制脈沖頻率就能調(diào)節(jié)步進電動機的轉(zhuǎn)速； (3)停止送入脈沖時，只要維持繞組內(nèi)電流不

14、變，電動機軸可以保持在某個固定位置上，不需要機械制動裝置； (4)變通電相序即可以改變電動機的轉(zhuǎn)向； (5)進電動機存在齒間相鄰誤差，但是不會產(chǎn)生累積誤差； (6)進電動機轉(zhuǎn)動慣量小，啟動、停止迅速。滾珠絲杠副具有摩擦數(shù)小傳動效率高，所需的傳動轉(zhuǎn)矩小；靈敏度高，傳動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生爬行；隨著精度和定位精度高，磨損小，壽命長，精度保持性好，可通過預(yù)緊間隙消除措施提高軸承剛度和反向精度，運動具有可性。 故在本次設(shè)計中采用步進電機帶動X向工作臺移動。傳動方案1的結(jié)構(gòu)簡單，但是消除由步進電動機引起的振動等現(xiàn)象能力較差，故在本次設(shè)計中不采用方案1；傳動方案2采用同步帶傳

15、動保持恒定傳動比，傳動精度高工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，無噪聲，有良好減振性能，但制造工藝比較復(fù)雜，傳遞功率較小，壽命較低，故在本次設(shè)計中不易采用。所以本次設(shè)計中采用方案3的齒輪傳動，其主要特點是效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比穩(wěn)定，傳動過程中采用消隙齒輪，消除正反轉(zhuǎn)齒輪間隙提高傳動精度，性價比高。 2.2 降速比計算 由于選用的步進電機型號為110BF003，步距角為0.75。數(shù)控車床的脈沖當(dāng)量為0.005mm。 降速比i按下式計算： 式中 —步進電機的步距角，（°）； —脈沖當(dāng)量，mm；

16、 s—絲杠螺距，㎜； 取s=6㎜。 2.3 絲杠螺母機構(gòu)的選擇與計算 2.3.1 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 滾珠絲杠副的導(dǎo)程按下式計算： (2-1) 式中 —滾珠絲杠副的導(dǎo)程，（㎜）； Vmax—工作臺最高移動速度，（）； —電機最高轉(zhuǎn)速，（）； 由設(shè)計任務(wù)查得： 查閱《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》得： 步進電機110BF003的最高轉(zhuǎn)速。 將數(shù)值代入上式可得：㎜。 故取㎜。 2.3.2 強度計算 1.動載強度計算 1）對于燕尾型導(dǎo)軌的牽引力計算

17、F=KF+f(F+2F+G) (2-2) 取 K=1.4 f=0.2 考慮工作臺在移動過程中只受G影響 故 F=fG =0.2×30×9.8 =58.8(N) 考慮工作臺在加工時靜止只受FX影響 故 F= KF =1.4×9.8×130 =1783.6(N) 取F= F 2.計算最大動載荷 C 當(dāng)轉(zhuǎn)速時，滾珠絲杠螺母的主要破壞形式是工作表面的疲勞點蝕，因此要進行動載強度計算，其計算動載荷應(yīng)小于或等于滾珠絲杠螺母副的額定動載荷，即

18、 (2-3) 式中 —動載荷系數(shù)； —硬度影響系數(shù)； —當(dāng)量動載荷，N； —滾珠絲杠螺母副的額定動載荷，N； —壽命，以為一個單位。 (2-4) 式中 T—使用壽命，h； N—循環(huán)次數(shù)； —滾珠絲杠的當(dāng)量轉(zhuǎn)速，。 查表取 T=15000 h 代入數(shù)據(jù)可的： 查 [1]表5-1取 查 [1]表5-2取f=1.0 當(dāng)工作載荷單調(diào)連續(xù)或周期性單調(diào)連續(xù)變化時，則 式中 、—最大和最小

19、工作載荷，N。 所以 計算可的： 查手冊選取CBM4006-5型滾珠絲杠副（），所以剛度滿足要求。 3.靜載強度計算 當(dāng)轉(zhuǎn)速時，滾珠絲杠螺母的主要破壞形式為滾珠接觸面上產(chǎn)生較大塑性變形，影響正常工作。為此進行靜載強度計算，最大計算靜載荷為： 式中 —硬度影響系數(shù)； 查手冊可得：CBM4006-5型滾珠絲杠副額定靜載荷，所以滿足要求。滾珠絲杠螺母的主要參數(shù)如表2-1所示： 表2-1 滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù) 滾珠絲杠副型號 CBM4006-5 公稱直徑 ㎜ 導(dǎo)程 ㎜ 鋼

20、球直徑 ㎜ 絲杠外徑 ㎜ 螺紋底徑 ㎜ 額定動載荷 額定靜載荷 接觸剛度 三、動力計算 3. 傳動件轉(zhuǎn)動慣量的計算 3.1 齒輪轉(zhuǎn)動慣量的計算 1、傳動比的計算 2、 初步分配傳動比 按獲得最小轉(zhuǎn)動慣量的原則分配傳動比 i=ii i= (3-1) 得 i=1.52 i=1.64 3、 初步估計齒輪 模數(shù)m=1.25 小齒輪Z=27 大齒輪

21、㎜ ㎜ 小齒輪 大齒輪 4、 轉(zhuǎn)動慣量的計算 有下式計算齒輪的轉(zhuǎn)動慣量： (3-2) 式中 d—齒輪分度圓直徑，mm； b—齒輪寬度，mm。 將數(shù)值代入上式可得： ㎏·㎡ ㎏·㎡ ㎏·㎡ ㎏·㎡ 3.2 工作臺的轉(zhuǎn)動慣量 工作臺的轉(zhuǎn)動慣量按下式計算： (3-3) 式中 W—工作臺（包括工件）的質(zhì)量，㎏； S—絲杠螺距，㎜。 將數(shù)值代入上式可得：

22、 ㎏·㎡ 3.3 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量按下式計算： (3-4) 式中 —滾珠絲杠直徑，㎜； L—支承距，㎜。 由珠絲杠的參數(shù)可得：㎜，㎜。 所以 ㎏·㎡ 3.4 負(fù)載折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量 負(fù)載折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量為： ㎏·㎡ 3.5 電動機力矩計算 3.2.1 計算加速力矩

23、 =0.092N·m 3.2.2 計算摩擦力矩 N·m 式中 —傳動鏈總效率，取。 計算附加摩擦力矩 N·m 式中 —傳動鏈總效率，?。? —滾珠絲杠未預(yù)緊時的效率，取。 根據(jù)公式計算快速空載啟動時電動機所需力矩 =0.532N·m 3.6 絲杠螺母機構(gòu)的傳動剛度計算 滾珠絲杠一端軸向支撐，絲杠的最小拉壓剛度和最大拉壓剛度分別為：

24、 式中 E—彈性模量。 按取近似估算，將絲杠本身的拉壓剛度乘以，作為傳動的綜合拉壓剛度，即： 反向死區(qū)誤差計算： 所以能夠滿足單脈沖進給的要求。 計算由于傳動剛度的變化引起的定位誤差： 四、機構(gòu)設(shè)計 4.1滾珠絲杠的支承 滾珠絲杠的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對絲杠的軸向精度和軸向剛度應(yīng)有較高要求，其

25、兩端支承的配置情況有：一端軸向固定一端自由的支承配置方式，通常用于短絲杠和垂直進給絲杠；一端固定一端浮動的方式，常用于較長的臥式安裝絲杠；以及兩端固定的安裝方式，常用于長絲杠或高轉(zhuǎn)速、高剛度、高精度的絲杠，這種配置方式可對絲桿進行預(yù)拉伸。因此在此設(shè)計中采用兩端固定的方式，以實現(xiàn)高剛度、高精度以及對絲杠進行拉伸。 絲杠中常用的滾動軸承有以下兩種：滾針—推力圓柱滾子組合軸承和接觸角為60°角接觸軸承，在這兩種軸承中，60°角接觸軸承的摩擦力矩小于后者，而且可以根據(jù)需要進行組合，但剛度較后者低，目前在一般中小型數(shù)控機床中被廣泛應(yīng)用。滾針—圓柱滾子軸承多用于重載和要求高剛度的地方。 60°角接觸軸

26、承的組合配置形式有面對面的組合、背靠背組合、同向組合、一對同向與左邊一個面對面組合。由于螺母與絲杠的同軸度在制造安裝的過程中難免有誤差，又由于面對面組合方式，兩接觸線與軸線交點間的距離比背對背時小，實現(xiàn)自動調(diào)整較易。因此在進給傳動中面對面組合用得較多。 在此設(shè)計中采用了以面對面配對組合的60°角接觸軸承，以容易實現(xiàn)自動調(diào)整。滾珠絲杠工作時要發(fā)熱，其溫度高于床身。為了補償因絲杠熱膨脹而引起的定位精度誤差，可采用絲杠預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu)，使預(yù)拉伸量略大于熱膨脹量。 4.2滾珠絲杠螺母副間隙消除和預(yù)緊 滾珠絲杠螺母機構(gòu)是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，是數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)中使用最為廣泛

27、的傳動裝置。 滾珠絲杠在軸向載荷作用下，滾珠和螺紋滾道接觸區(qū)會產(chǎn)生嚴(yán)重接觸變形，接觸剛度與接觸表面預(yù)緊力成正比。如果滾珠絲杠螺母副間存在間隙，接觸剛度較??；當(dāng)滾珠絲杠反向旋轉(zhuǎn)時，螺母不會立即反向，存在死區(qū)，影響絲杠的傳動精度。因此，滾珠絲杠螺母副必須消除間隙，并施加預(yù)緊力，以保證絲杠、滾珠和螺母之間沒有間隙，提高滾珠絲杠螺母副的接觸剛度。 滾珠絲杠螺母副采用偏心軸套式調(diào)整法達(dá)到消除齒輪間隙的目的,如圖所示： 圖 偏心軸套調(diào)整法 1.齒輪；2.偏心軸套；3.齒輪。 圖中1代表齒輪，2代表偏心軸套，電動機通過偏心軸套2安裝在齒輪箱上，偏心軸套

28、可以在一定程度上消除因齒厚誤差和中心距誤差引起的齒側(cè)間隙。 通過調(diào)整兩個螺母之間的軸向位置，使兩個螺母的滾珠在承受載荷之前，分別與絲杠的兩個不同的側(cè)面接觸，產(chǎn)生一定的預(yù)緊力，以達(dá)到提高軸向剛度的目的。調(diào)整預(yù)緊有多種方式，上圖所示的為墊片調(diào)整式，通過改變墊片的厚薄來改變兩個螺母之間的軸向距離，實現(xiàn)軸向間隙消除和預(yù)緊。這種方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、剛度高、可靠性好。 五、主要結(jié)構(gòu)性能及特點分析 5.1 滾珠絲杠螺母機構(gòu)工作原理及特點 如下圖所示，在絲杠和螺母上分別加工出圓弧形螺旋槽，這兩個圓弧形槽合起來便形成了螺旋滾道，在滾道內(nèi)裝入滾珠。當(dāng)絲杠相對螺

29、母旋轉(zhuǎn)時，滾珠在螺旋滾道內(nèi)滾動，迫使二者發(fā)生軸向相對位移。為防止?jié)L珠從螺母中滾出來，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置，使?jié)L珠能返回絲杠螺母之間構(gòu)成一個閉合回路。由于滾珠的存在，絲杠與螺母之間是滾動摩擦，僅在滾珠之間存在滑動摩擦。 圖 滾珠絲杠螺母機構(gòu) 滾珠絲杠螺母機構(gòu)具有下列特點： （1）摩擦損失小、傳動效率高； （2）運動平穩(wěn)，摩擦力小、靈敏度高、低速時無爬行； （3）軸向剛度高、反向定位精度高； （4）摩損小、壽命長、維護簡單； （5）傳動具有可逆性、不能自鎖； （6）同步性好，用幾套相同的滾珠絲杠副同時傳

30、動幾個相同的部件或裝置時，可獲得較好的同步性； （7）有專業(yè)廠生產(chǎn)，選用配套方便。 5.2 滾珠絲杠安裝方式特點 采用兩端固定的安裝方式，這種支承剛度最高，只要軸承無軸向間隙，絲杠的拉壓剛度可提高四倍。可以進行預(yù)拉伸安裝，克服熱膨脹。當(dāng)溫升超過預(yù)計的溫升時，不會像雙向游動那樣產(chǎn)生軸向間隙，但實現(xiàn)預(yù)拉伸及其調(diào)整方法較為復(fù)雜。 5.3滾珠絲杠副的防護和潤滑 (1)滾珠絲杠副的防護 滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動器件一樣，應(yīng)避免硬質(zhì)灰塵或切屑污物進入，因此必須裝有防護裝置。如果滾珠絲杠副在機床上外露，則應(yīng)采用封閉的防護罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮

31、套管以及折疊式套管等。安裝時將防護罩的一端連接在滾珠螺母的側(cè)面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。如果滾珠絲桿副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護，密封圈裝在螺母的兩端。接觸式的彈性密封圈采用耐油橡膠或尼龍制成，其內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相配的形狀；接觸式密封圈的防塵效果好，但由于存在接觸壓力，使摩擦力矩略有增加。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲杠螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可避免摩擦力矩，但防塵效果差。工作中應(yīng)避免碰擊防護裝置，防護裝置一有損壞應(yīng)及時更換。 (2)滾珠絲杠副的潤滑 潤滑劑可提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油和潤滑脂兩大類。潤滑油一般為

32、全損耗系統(tǒng)用油：潤滑脂可采用鋰基潤滑脂。潤滑脂一般加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)，而潤滑油則經(jīng)過殼體上的油孔注入螺母的空間內(nèi)。每半年對滾珠絲杠上的潤滑脂更換一次，清洗絲杠上的舊潤滑脂，涂上新的潤滑脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠副，可在每次機床工作前加油一次。 3．滾珠絲杠副在高速數(shù)控機床上的應(yīng)用 高速加工是面向21世紀(jì)的一項高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在航天航空、汽車工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟效益，是當(dāng)代先進制造技術(shù)的重要組成部分。為了實現(xiàn)高速加工，首先要有高速數(shù)控機床。高速數(shù)控機床必須同時具有高速主軸

33、系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)，才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實現(xiàn)高速進給，國內(nèi)外有關(guān)制造廠商不斷采取措施，提高滾珠絲杠的高速性能。主要措施有： 1)適當(dāng)加大絲杠的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)。目前常用大導(dǎo)程滾珠絲杠名義直徑與導(dǎo)程的匹配為：40mm×20mm，50mm×25mm，50mm×30mm等，其進給速度均可達(dá)到60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛度和承載能力，大導(dǎo)程滾珠絲杠一般采用雙頭螺紋，以提高滾珠的有效承載圈數(shù)。 2)改進結(jié)構(gòu)，提高滾珠運動的流暢性。改進滾珠循環(huán)反向裝置，優(yōu)化回珠槽的曲線參數(shù)，采用三維造型的導(dǎo)珠管和回珠器，真正做到沿著內(nèi)螺紋的導(dǎo)程角方向?qū)L珠引進螺母體中，使?jié)L珠運動的方向與

34、滾道相切而不是相交。這樣可把沖擊損耗和噪聲減至最小。 3)采用“空心強冷”技術(shù)。高速滾珠絲杠在運行時由于摩擦產(chǎn)生高溫，造成絲杠的熱變形，直接影響高速機床的加工精度。采用“空心強冷”技術(shù)，就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中，對滾珠絲杠進行強制冷卻，保持滾珠副溫度的恒定。這個措施是提高中、大型滾珠絲杠高速性能和工作精度的有效途徑。 4)對于大行程的高速進給系統(tǒng)，可采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動方式。此時，螺母一邊轉(zhuǎn)動、一邊沿固定的絲杠作軸向移動，由于絲杠不動，可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制，避免了細(xì)長滾珠絲杠高速運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小、運動靈活，可實現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。 5)進一步提高滾珠絲杠的制造

35、質(zhì)量。通過采用上述種種措施后，可在一定程度上克服傳統(tǒng)滾珠絲杠存在的一些問題。日本和瑞士在滾珠絲杠高速化方面一直處于國際領(lǐng)先地位，其最大快速移動速度可達(dá)60m/min，個別情況下甚至可達(dá)90m/min，加速度可達(dá)15m/s2。由于滾珠絲杠歷史悠久、工藝成熟、應(yīng)用廣泛、成本較低，因此在中等載荷、進給速度要求并不十分高、行程范圍不太大(小于4～5m)的一般高速加工中心和其他經(jīng)濟型高速數(shù)控機床上仍然經(jīng)常被采用。 六、設(shè)計體會 課程設(shè)計是綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對實際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。

36、 回顧起此次<<數(shù)控車床橫向系統(tǒng)設(shè)計>>課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從從拿到題目到完成整個課程設(shè)計，從理論到實踐，在五個多月的日子里，可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說分配齒輪的傳動比

37、……通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。 參考文獻 [1] 文懷興 夏田編著 數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計 化學(xué)工業(yè)出版社 北京 [2] 文懷興 夏田編著 數(shù)控機床設(shè)計實踐指南 化學(xué)工業(yè)出版社 北京 [3] 濮良貴 紀(jì)名剛主編 機械設(shè)計高等教育出版社 北京 [4] 吳克堅 鄭文偉主編 機械原理高等教育出版社 北京 [5] 盧秉恒主編 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)機械工業(yè)出版社 北京 [6] 曹金榜主編 機床主軸/變速箱設(shè)計指導(dǎo)機械工業(yè)出版社 北京 [7] 周開勤主編 機械零件手冊高等教育出版社 北京 [8] 上海紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編 機床設(shè)計圖冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 上海 第22頁