毕业设计（论文）：数控机床设计

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1、天津职业技术师范大学机械工程学院课程设计说明书第一章横向进给系统的设计计算1.1技术要求：工作台、工件和夹具的总重量=950kg，其中，工作台的质量=550kg（所受的重力=5000N）；工作台的最大行程=600mm；工作台快速移动速度=15000；工作台采用滚动直线导轨，导轨的动摩擦系数=0.01,静摩擦系数=0.01；工作台的定位精度为25，重复定位精度为18；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）机床采用伺服主轴，额定功率=5.5，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径D=125mm，主轴转速n=200，切削状况如表所

2、示切削方式进给速度/时间比例/(%)备注强力切削0.610主电动机满功率条件下切削一般切削0.830粗加工精加工切削150精加工快速进给1510空载条件下工作台快速进给1.1.2总体设计方案：为了满足以上技术要求，采取以下技术方案。（1）对滚珠丝杠螺母进行预紧；（2）采用伺服电动机驱动；（3）采用锥环套筒联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠直连；（4）采用交流调频主轴电动机，实现主轴的无级变速。1.2设计计算1.2.1关于主切削力及其切削分力计算20天津职业技术师范大学机械工程学院课程设计说明书（1）计算主切削力。铣刀的切削速度为若主传动链的机

3、械效率，按式可计算主切削力；---机床主轴的计算转速（主轴转速全部功率时的最低切削速度，；---机床主传动系统的传动功率，一般取。（2）计算各切削分力。查表得工作台纵向切削力、横向切削力和垂向切削力分别为1.2.2关于导轨摩擦力的计算（1）动摩擦系数，其推荐值可查表得镶条紧固力=75N=0.01×(9310+75+3190.84+1847.33)N=144.23N(2)计算在吧切削状态下的导轨摩擦力和导轨静摩擦力。=0.01×（9310+75）N=93.85N=0.01×(9310+75)N=93.85N1.2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴

4、向负载力（1）计算最大轴向负载力=（1343.51+144.23）N=1587.74N（2）计算最小轴向负载力=93.85N1.2.4关于滚珠丝杠选型设计计算1）确定滚珠丝杠的导程取电动机的最高转速20天津职业技术师范大学机械工程学院课程设计说明书2)计算滚珠丝杠螺母副得平均转速和平均载荷（1）估算在各种切削方式下滚珠丝杠的轴向载荷。将强力切削时的轴向载荷定为最大轴向载荷，快速移动和钻镗定位时的轴向载荷定为最小轴向载荷。一般切削(粗加工)和精细切削（精加工）时，滚珠丝杠螺母副的轴向载荷、分别可按下列公式计算：，，并将计算结果填入表中。切

5、削方式轴向载荷/N进给速度/()时间比例/(％)备注强力切削1587.7410一般切削（粗加工）411.4030精细加工（精加工）173.2450快移和定镗定位93.8510(2)计算滚珠丝杠螺母副在各种切削方式下的转速20天津职业技术师范大学机械工程学院课程设计说明书（3）计算滚珠丝杠螺母副的平均转速。（4）计算滚珠丝杠螺母副的平均载荷。3)确定滚珠丝杠预期的额定动载荷（1）按预定工作时间估算。查表得在和性质系数。已知初步选择的滚珠丝杠的精度等级为2级，查表得精度系数。查表得可靠性系数，额定寿命则由式得(2)因对滚珠丝杠螺母副将实施预

6、紧，所以可按式估算最大轴向载荷。查表得欲加动载荷系数，则（3）确定滚珠丝杠预期的额定动载荷。取以上两种结果的最大值，即=13917.704）按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底经（1）根据定位精度和重复定位精度的要求估算允许的滚珠丝杠的最大轴向变形。已知工作台的定位精度为25，重复定位精度为18，根据公式20天津职业技术师范大学机械工程学院课程设计说明书重复定位精度和定位精度以及定位精度和重复定位精度的要求，取上述计算结果的较小值，即。（2）估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底经。铣床工作台（X）轴滚珠丝杠螺母副的安装方式拟采用两端固定式

7、。滚珠丝杠螺母副的两个固定支承之间的距离为L=行程+安全行程+2×余程+螺母长度+支承长度≈（1.2～1.4）行程+（25～30）取L=1.4×行程+30=（1.4×600+30×10）mm=1140mm,又=93.85N，由式得5）初步确定滚珠丝杠螺母副的规格型号根据计算所得的、、，初步选择FFZD型内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠螺母副FF3210-5,其公称直径、基本导程、额定动载荷和丝杆底径如下：，，,，故满足式，的要求。6）由式确定滚珠丝杠螺母副的预紧力7）计算滚珠丝杠螺母副的目标行程补偿值和预拉伸力（1）计算目标行程补偿值---

8、目标行程补偿值；---温度变化值（），一般情况下为2~3；---丝杆的线膨胀系数,一般情况下为；---滚珠丝杠副的有效行程。20天津职业技术师范大学机械工程学院课程设计说明书已知温度变化值，丝杆的线膨胀系数