课程设计（论文）-数控机床纵向进给伺服系统设计

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1、陕西科技大学目录1.1设计任务21.设计题目：22.设计内容与要求21.2总体方案设计21.2.1带有齿轮传动的进给运动21.3机床进给伺服系统机械部分设计计算21.选择脉冲当量22.计算切削力21）纵车外圆22)横切端面23.滚珠丝杠螺母副的计算和选型31）纵向进给丝杠32)轴承选择。73）定位精度校核84.齿轮传动比计算。9总结10参考文献1211陕西科技大学11陕西科技大学数控机床纵向进给伺服系统设计1.1设计任务1.设计题目：数控机床纵向进给伺服系统设计2.设计内容与要求课题说明某一数控机床纵向进给伺服系统设计要求如下：纵向最大进给力为5000N，工作台重300Kg，工件及

2、夹具的最大重量为500Kg，工作台纵向行程680mm，进给速度1～4000mm/min，快速速度15m/min。导轨为矩形，表面粘贴聚四氟乙烯软带（摩擦系数为：0.04）。要求的定位精度为±0.006mm。设计内容——传动系统设计，主要包括运动转换机构、连接支撑方式等。设计参数如下：(1)纵向行程：680mm(2)最大加工直径：在床面上400mm在床鞍上210mm(3)最大加工长度：1000mm(4)纵向进给速度：0.001～4m/min(5)纵向快速速度：15m/min(6)工作台重：300Kg(7)工件及夹具的最大重量：500Kg(8)摩擦系数为：0.04(9)代码制：ISO1

3、.2总体方案设计1.2.1带有齿轮传动的进给运动图1—111陕西科技大学图1—2数控机床的伺服进给系统采用闭环系统，由于是数控机床纵向伺服系统，总体方案，从电动机出来带有齿轮传动，配上滚珠丝杠（采用滚珠丝杠可以提高系统的精度和纵向进给整体刚度）。1.3机床进给伺服系统机械部分设计计算1.选择脉冲当量根据设计任务书要求确定脉冲当量，纵向为0.01mm/步，横向为0.005mm/步（半径）。2.计算切削力1）纵车外圆主切削力=0.67=0.67=5360N按切削力各分力比例：：：=1:0.25:0.4=53600.25=1340N=53600.4=2144N2)横切端面主切削力可取纵切

4、力的1/2：==2680N此时走刀抗力为，吃刀抗力为。仍按上述比例粗略计算：：：=1:0.25:0.4=26800.25=670N=26800.4=1072N11陕西科技大学3.滚珠丝杠螺母副的计算和选型1）纵向进给丝杠（1）计算进给率引力。导轨为矩形贴塑，有=K＋(＋＋G)=1.11340＋0.04(5360＋2144+5000)=1974.16N其中：、、——切削分力（N）；K——矩形导轨K=1.1；——贴塑导轨=0.03～0.05；G——移动部件的重量，G=5000N。工作台重量：=mg=30010=3000N工作及夹具的重量：=mg=50010=5000N根据以上估算得总的

5、重量为：G=＋=3000+5000=8000N丝杠载荷.导轨摩擦力：最大进给力：最大轴向载荷：电机最大转速丝杠最大转速（快移）（2）丝杠导程。工作台最大速度（3）计算最大动负载C。C=L=n=11陕西科技大学式中：——最大切削力条件下的进给速度（m/min），可取最大进给速度的1/2～1/3，此处=；——滚珠丝杠的导程，初选=6mm；T——使用寿命，对于数控机床取T=15000h；——运转系数，按一般运转取=1.2～1.5；L——寿命，以转为1单位。本设计中：n=L=C=(4)滚珠丝杠螺母副的选型。查阅《机电一体化设计手册》，滚珠循环方式采用外循环：L，预紧方式采用插管式埋入式双螺

6、母预紧：CMD,滚珠丝杠副规格:2506，滚珠丝杠副的精度公称直径：，基本导程：6mm,表3—1螺母安装连接尺寸（mm）螺母安装连接尺寸D公差D3D4BD5D6h507663115.8106表3—2滚珠丝杠副钢球直径（mm）基本导程6钢球直径3～4表3—3余程值（mm）基本导程6余程24滚珠丝杠副的型号：CMD表3—4CMD型外插管埋入式双螺母垫片预紧滚珠丝杠副滚珠丝杠副规格公称直径基本导程钢球直径丝杠外径螺纹底径循环圈数11陕西科技大学d圈数×列数CMD2506-2.5CMD2506-3CMD2506-52563.96924.520.92.5×11.5×22.5×2螺母安装连接尺

7、寸（mm）D公差D3D4BD5D6hLCAM507663115.81068810012432385073额定动负荷额定静负荷接触刚度/N/N1263414778229302868634423573727558981461由于额定动负荷=22930N>最大动负载C,既滚珠丝杠副规格为：CMD2506-5表3—5负荷滚珠圈数代号负荷滚珠总圈数代号1.5圈1.52圈22.5圈2.53圈33.5圈3.54圈44.5圈4.55圈5表3—6滚珠丝杠副的精度机床和机械类型坐标精度等