铣床工作台纵向伺服进给单元设计.pdfVIP

学兔兔 第1期 (总第152期) 机 械 工程 与 自动 化 NO．1 2009年2月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMAT10N Feb． 文章编号：l672—64l3(2()()9)O1—0173—03 铣床工作台纵向伺服进给单元设计 徐忠四，朱学裕 (中北大学机电工程学院，山西 太原 O30051) 摘要：根据某种型号铣床工作台的工作要求，确定了铣床工作台纵向进给单元的总体方案，设计了3个关键的 机械传动部件：膜片弹性联轴器、滚珠丝杠副、伺服电机，进而确定了装配箱体的尺寸和技术要求，并用 Solidworks软件绘制了铣床工作台纵向进给机构装配立体图，为进一步对铣床工作台进行优化设计奠定了基 础。 关键词：铣床工作台；进给单元；膜片弹性联轴器；滚珠丝杠副；伺服电机 中图分类号：TG547 文献标识码：B 0 引言 的新型传动装置，一般应用于机械加工的高速加工中 数控铣床的伺服进给单元是铣床的重要组成部分， 心和经济型高速数控机床，它具有以下特点：①传动 它的进给传动是由伺服电机经过进给传动系统将动力 效率高，摩擦损失小；②给予适当的预紧，可消除丝 传递给工作台等运动部件，机械传动部件的设计好坏对 杠和螺母螺纹间隙；③运动平稳，无爬行现象，传动 进给伺服单元的伺服性能影响很大。在设计过程中，常 精度高；④有可逆性；⑤磨损小，使用寿命长。 常由于在设计阶段机械传动部件没有得到足够的重视， 根据铣床工作台纵向伺服进给单元的工作要求，并 结果使位置调节难度增加，所以对数控铣床的纵向伺服 且为了保证经济型铣床具有一定的传动精度和平稳性， 进给机构进行理论设计具有重要意义。 尽量减小摩擦，故选用滚珠丝杠螺母副。铣床工作台的 l 铣床工作台的工作要求 两种传动结构形式见图1。由于滚珠丝杠、伺服电机及 某型号经济型数控铣床的纵向步进脉冲当量为 其控制单元性能的提高，因此很多加工中心的进给系统 O．O1mm／脉冲；垂直切削力F 一37ON，进给切削力 中已去掉减速机构，而采用伺服电机直接与滚珠丝杠连 F 一320N；步进电机的步距角1．5。；铣床工作台的总 接，因而使整个系统结构简单，减少了产生误差的环节； 重量 G一2 4OON，最大切削力下的进给速度 一 同时，由于转动惯量减小，使伺服特性也有所改善，能 O．7m／min，机床的使用寿命按照l5()(j0h计算。 保证运动的精度和动作的灵敏度，所以，经济铣床工作 2 铣床工作台纵向进给单元的总体方案 台伺服进给单元采用如图1(b)所示的结构形式，相对 现代数控机床常见的两种伺服进给系统传动的结构 于图1(a)所示的结构形式，不但可简化结构，保证运动 形式是静压蜗杆蜗母条副传动和滚珠丝杠螺母副传动。 精度，而且还大大减少了生产成本。 静压蜗杆蜗母条副传动能满足加工中心进给元件 3 几个关键元件的结构与型号选择 没有间隙、磨损小、刚度高、阻尼性好、传动效率高 3．1 膜片弹性联轴器 的要求，它是丝杠螺母机构的一种特殊形式，适用于 膜片弹性联轴器用于把伺服电机所产生的转矩直 龙门镗铣床、数控落地铣镗床。其优点表现在摩擦阻 接传递到滚珠丝杠上。数控机床上常用无键弹性环联 力小、使用寿命长、抗振性能好，且有足够的轴向刚