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1、. -第一章和最后的设计总结自己写吧，还有我总结的这些容可能不完全正确，大家仔细看下，顺便加上自己的局部文字。第二章 机床进给伺服系统机械局部(纵向)的设计计算第一节 工作载荷分析及计算根据指导书的分析，对于数控铣床来说，可采取按切削用量计算切削力法和按主电机功率法计算切削力计算切削力法两种。一般来说，对于经济型数控铣床，可采用按主电机功率计算切削力法。一、铣削抗力分析通常都假定铣削时铣刀受到的铣削抗力是作用在刀齿的某一点上。设刀齿受到的切削抗力的合力为F，将F沿铣刀轴线、径向和切向进展分解，那么分别为轴向铣削力Fx，径向铣削力Fy和切向铣削力Fz。切向铣削力Fz是沿铣刀主运动方向的分力，它消
2、耗铣床主电机功率即铣削功率最多，因此，切向铣削力Fz可按铣削功率Pmkw或主电机功率Pekw算出。对于现有的机床的改装设计，可以从机床的电机的功率和主轴上的功率反推出工作台进给时的铣削力。假设该机床的主传动和进给传动均用一个电机，进给传动的功率较小，可在主传动功率上乘以一个系数。由机床设计手册查得铣床传动系数k=0.85。 主传动功率N包括切削功率Nc、空载功率Nmo、附加功率Nmc三局部，即：N=Nc + Nmo + Nmc。空载功率Nmo是当机床无切削负载时主传动系统空载所消耗的功率，对于一般轻载高速的中、小型机床，可达总功率的50%，现取Nmo = 0.5N，附加功率Nmc是指有了切削载
3、荷后所增加的传动件的摩擦功率，它直接与载荷大小有关。可以用下式计算，Nmc = (1)NC，所以总功率为：N=Nc + 0.5N + (1)Nc (KW)那么：Nc= (KW)在进给传动中切削功率Nct = kNc = (KW)上式中k-铣床的传动系数，查?机床设计手册?得k=0.85为传动效率，可由下式计算由题设给定的条件可知，主轴上的传动功率N=1.45 KW，主电机的功率= 2.2 KW。那么=0.6591所以：Nct = = 0.6973 (KW)切削时在主轴上的扭矩为：Mn = 955000=14019.4(Ncm)上式中n-主轴的最小转速，由题设条件知n = 47.5 (r/min
4、)切向切削力Fz= 4381.0625 (N)上式中d-铣刀的最大直径(cm)，由题设条件知d = 3.2 cm二、计算进给工作台工作载荷、作用在进给工作台上的合力F与铣刀刀齿受到的铣削抗力的合力F大小一样，方向相反。合力F就是设计和校核工作台进给系统时要考虑的工作载荷，它可以沿着铣床工作台纵向载荷，横向载荷Fc和工作台垂直进给方向载荷。计算与说明作用在进给工作台上的合力F与铣刀刀齿受到的铣削抗力的合力F大小一样，方向相反。合力F就是设计和校核工作台进给系统时要考虑的工作载荷，它可以沿着铣床工作台运动方向分解为三个力：工作台纵向进给方向载荷，工作台横向进给方向载荷Fc和工作台垂直进给方向载荷F
5、v。根据?专业课程设计指导书?第三章表3 1 “铣削加工主切削力 与其它切削分力的比值列表可计算出三组FL、FV、FC (取围的值计算最大值)。(1)组：端铣对称铣削FL=0.4 FZ=0.4x2890.1=1156.04NFC =0.95 FZ=0.95 X 2890.1=2745.595NFV=0.55 FZ=0.55x 2890.1=1589.555N(2)组：端铣逆铣FL=0.9F=0.9X 2890.1=2601.09NFC =0.7 F=0.7X2890.1=2023.07NFV =0.55 F=0.55x 2890.1=1589.56N(3)组：端铣顺铣FL =0.3FZ=0.3
6、X2890.1=867.03NFC=1.0FZ=1.0x2890.1=2887.62NFV=0.55FZ=0.55x2890.1=1589.56N由于铣床是两轴联动，所以只考虑端铣，无需考虑周铣，那么考虑采用第三组数据。第二节滚珠丝杠螺母副的选型和校核一、滚珠丝杠螺母副构造类型的选择因为所要改装的铣床为普通铣床，精度要求并不是很高，在使用过 程中不需要调整，并且加工过程中有轻微冲击运转。根据上述实际条件， 并考虑到经济本钱问题，通过查第三章表3 2和表3 3，可以初步选用“外循环插管埋入式法兰直筒组合双螺母垫片预紧CMD)这种构造 类型的滚珠丝杠螺母副。它具有构造简单，工艺性优良，承载能力较高
7、; 刚度高，预紧可靠，不易松弛等优点。它主要适用于重载荷、高刚度、 高速驱动及较精细的定位系统，是目前应用得较广泛的构造。二、滚珠丝杠螺母副型号的选择及校核步骤1、计算最大工作载荷2、由题设条件，铣床导轨的类型为综合导轨。再查指导书P38表3-29得最大工作载荷FmFm=KFL+f，(FV+G)该式中：K=1.15;取f，= 0.18 (f，=0.150.18)(摩擦系数)；G为工作台及夹具总重量的1/2。由题设条件可得G = 400 N。将以上数值及先前计算得到的三组FL.FV数据代入上式，可得到三组相应的Fm的最大值(1)组：Fm=1.15x1156.64+0.18x(1589.56+40
8、0)= 1687.57N(2)组：Fm=1.15x2601.09+0.18x(1589.56+400)=3349.37N(3)组：Fm=1.15x867.03+0.18x(1589.56+400)=1355.2N由以上计算数据可知，第(2)组算得的Fm值较大。故最大工作载荷为Fm=3349.37N2、计算最大动负载C最大动载荷C可由下式计算C=fwfHFm (1)(1)式中：各参数见?专业课程设计指导书?fH为硬度系数，选fH=1.0(HRC60)fw为运转系数，选fw=2.0(有冲击运转L为寿命，由下式计算L=60nT/106 (2)(2)式中：T为使用寿命(h)，对于数控机床T=15000
9、(h)n为丝杠转速(r/min)，可由下式计算：n=1000Vs/Lo(3)式中：Vs为最大切削力条件下的纵向进给速度(m/min),查指导书为 540(mm/min)可取最高切削进给速度的1/21/3，现取1/3,即Vs=0.54/3=0.18m/minL0为所选用丝杠的根本导程,考虑到传动精度的要求,可选根本导程为4、6、8(mm)的丝杠。根本导程为4mm时:L=60nT/106=60T1000Vs/(106L0)=60x15000x1000x0.18/(1000000x4)=40.5Cl=x1.0x2.0x3349.37=23004.43根本导程为6mm时：L=60nT/106=60T1
10、000Vs/(106L0)=60x15000x1000x0.18/(1000000x8)=20.25查?机电一体化系统设计?表3-11当公称直径时Ca=15KN8258.63N 合格Ca=21.85C3 合格当公称直径时当时 Ca=30.9KNC2 合格当时 Ca=24.11KNC3 合格所以丝杠为6mm或8mm 通过查?金属切削机床设计简明手册?表4-143可知当公称直径时、根本导程为6mm的丝杠，查得他们的承载能力Ca为21.85KN，螺旋升角，圈数列数分别为3.51，滚珠直径为4mm，-接触角45。公称直径、根本导程为8mm的丝杠，查得它们的承载能力Ca为30.9KN，螺旋升角，圈数列数
11、分别为2.51，滚珠直径为5mm，-接触角45。公称直径、根本导程为6mm的丝杠，查得它们的承载能力Ca为24.11KN，螺旋升角，圈数列数分别为3.51，滚珠直径为4mm，-接触角45。3、计算传动效率传动效率可由下式计算上式中：-丝杠螺旋升角-摩擦角。滚珠丝杠副的摩擦角约1当公称直径=32mm、根本导程为6mm：故满足设计要求。2选公称直径=40mm1根本导程为8mm： 故满足设计要求。4、刚度验算(1)丝杠的拉伸或压缩变形量当丝杠进展了预紧，且预紧力为最大工作载荷的1/3时，其实际变形量为由指导书P39，公式324可知： 拉伸为+，压缩为上式中：E材料的弹性模数对于钢： L滚珠丝杠在支承
12、间的受力长度mm L=工作长度+螺纹长度+轴承宽度+端盖宽度 700mm F滚珠丝杠的截面积,可由以下几式计算滚阻直径mm， 接触角，R滚道法面半径mm， e偏心距mm，丝杠公称直径mm（1） 当公称直径=32mm，根本导程为6mm时，2当公称直径=40mm、根本导程为8mm时：3当公称直径、根本导程为6mm时：(2)滚珠与螺纹滚道间的接触变形当丝杠进展了预紧，且预紧力为最大工作载荷的1/3时，其实际变变形量为上式中：-最大工作载荷(kgf) Fm=341.77(kgf) -预紧力(kgf)，=113.9(kgf) -滚珠直径(mm)，-滚珠数量，Z圈数列数Z -一圈的滚珠数， (循环)(1)
13、当公称直径根本导程为6mm时：当滚珠丝杠有预紧力，且预紧力为轴向工作载荷的1/3时，的值可减少一半。即：=0.00143mm2当公称直径根本导程为8mm时：25.132.51=62.8254、 当滚珠丝杠有预紧力，且预紧力为轴向工作载荷的1/3时，的值可减少一半。指导书P42 即：=0.00166mm3当公称直径根本导程为6mm时：31.41593.51=109.96 当滚珠丝杠有预紧力，且预紧力为轴向工作载荷的1/3时，的值可减少一半。即：=0.00123mm(3)滚珠丝杠轴承的轴向接触变形 1当公称直径根本导程为6mm时：选用型号为深沟球206的轴承，其参数如下：型 号径d (mm)外径D (mm)厚度T (mm)额定动载荷(kN)5120630521628.0可由下式计算：上式中：-最大工作载荷(kgf)，Fm=341.77(kgf)-轴承滚动体直径(mm)，Z-两边轴承总的滚动体数目由公式 可估算两边总得滚动体的数目为32。将以上数据代入可得：根本导程为6mm时：=0.004636+0.00286+0.00582=0.01332mm0.01(mm)可见，当公称直径根本导程为5mm时不符合要求；2当公称直径根本导程为8mm时：
