铣床进给系统设计

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1、目录1.概述11.1技术要求11.2总体设计方案22.滚珠丝杠螺母副的选型和计算22.1主切削力及其切削分力计算22.2导轨摩擦力的计算32.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力32.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算33.工作台部件的装配图设计74.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验84.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验84.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验84.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验85.计算机械传动系统的刚度95.1机械传动系统的刚度计算95.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算106.驱动电动机的选型与计算106

2、.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。106.2计算折算到电动机轴上的负载力矩116.3计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩126.4选择驱动电动机的型号137.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号137.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级137.2滚珠丝杠螺母副的规格型号148.课程设计总结149.参考文献14131.概述1.1技术要求工作台、工件和夹具的总质量m=918kg，其中，工作台的质量510kg；工作台的最大行程Lp=600mm;工作台快速移动速度15000mm/min；工作台采用贴塑导轨，导轨的动

3、、静摩擦系数均为0.15；工作台的定位精度为30μm，重复定位精度为20μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。机床采用主轴伺服电动机，额定功率为5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径125mm，主轴转速290r/min。切削状况如下：数控铣床的切削状况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2010空载条件下工作台快速进给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）工作台

4、工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。（2）工作台导轨采用矩形导轨，在与之相配的动导轨滑动画面上贴聚四氟乙烯导轨板。同时采用斜镶条消除导轨导向面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴膜。（3）对滚珠丝杠螺母副采用预紧，并对滚珠丝杠进行拉伸预。（4）采用伺服电动机驱动。（5）采用膜片弹性联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠连接。2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算2.1主切削力及其切削分力计算（1）计算主切削力Fz。13根据已知条件

5、，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切削（铣刀直径D=125mm），主轴具有最大扭矩，并能传递主电动机的全部功率，此时铣刀的切削速度为：（已知机床主电动机的额定功率为5.5kw，主轴计算转速n=290r/min。）根据公式得刀具的切削速度为：取机床的机械效率为：，则由式得主切削力：（2）计算各切削分力工作台的纵向切削力、横向切削力和垂向切削力分别为2.2导轨摩擦力的计算在切削状态下坐标轴导轨摩擦力的计算可以查课程设计指导书：（1）根据式（2-8a）计算在切削状态下的导轨摩擦力。此时导轨动摩擦系数，查表2-3得

6、镶条紧固力,则（2）按式（2-9a）计算在不切削状态下的导轨摩擦力和2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力（1）按式（2-10a）计算最大轴向负载力13（2）按式（2-11a）计算最小轴向负载力2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算1）确定滚珠丝杠的导程根据已知条件取电动机的最高转速得：2）计算滚珠丝杠螺母副的平均转速和平均载荷（1）各种切削方式下滚珠丝杠的轴向载荷。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

7、荷分别可按下式计算：并将计算结果填入表2表2数控铣床滚珠丝杠的计算切削方式轴向载荷/N进给速度/(m/min)时间比例/(%)备注强力切削3022.3710一般切削（粗加工）2179.4730精细切削（精加工）1721.4850快移和镗钻加工157510（2）计算滚珠丝杠螺母副在各种切削方式下的转速。13（3）按式（2-17）计算滚珠丝杠螺母副的平均转速。（4）按式（2-18）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2-28得载荷性质系数=1.3。已知初步选择的

8、滚珠丝杠的精度等级为2级，查表2-29得精度系数=1，查表2-30得可靠性系数=0.44，则由式（2-19）得（2）因对滚珠丝杠螺母副将实施预紧，所以可按式（2-21）估算最大轴向载荷。查表2-31得预加载荷系数=4.5，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，＝33801.49N。4）按精度要求确定允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径13（1）根据定位精度和重复定位精度