进给传动系统设计 2.doc

综合训练报告 题目：数控机床伺服进给系统设计 学院（系）：年级专业： 学 号： 燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：机械工程学院 基层教学单位：机制 学 号 专业（班级） 设计题目 数控机床伺服进给系统设计 设 计 技 术 参 数 行程：1000mm 最大进给量：0.5mm/r 主轴最高转速：2750rpm 最大载荷：3000N 重复精度：±5um 设 计 要 求 打印设计说明书 工 作 量 设计说明书10页以上 1份 工 作 计 划 第1周：分析计算；结构设计； 第2周：采购清单；撰写设计说明书 参 考 资 料 戴曙.金属切削机床.北京:机械工业出版社，2007 清华大学.机床课程设计指导书 机床设计图册 机床设计手册 指导教师签字 基层教学单位主任签字 1 总体方案设计 1.1 伺服进给系统的基本要求 伺服进给系统的基本要求： （1）精度要求 伺服系统必须保证机床的定位精度和加工精度。对于低档性的数控系统，驱动控制精度一般为0.01mm；对于高性能数控系统，驱动控制精度为1μm，甚至为0.1μm。 （2）响应速度 为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度，除了要求有较高的定位精度外，还要有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号响应要快。 （3）调速范围 调速范围是指生产机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。在各种数控机床中，由于加工用道具、被加工工件材质及零件加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求进给系统驱动系统必须具有足够宽的调速范围。 （4）低速、大转矩 根据机床的加工特点，经常在低速下进行重切削，即在低速下进给驱动系统必须有大的转矩输出。 数控机床进给伺服系统 1.2 机床的技术要求 设计参数如下： 工作台重量：W=800N 行程： S=1000mm 脉冲当量： =0.006mm/P 最高转速： 2750r/min 最大进给量： 0.5mm/r 最大载荷： 3000N 重复精度： 5um 最大进给速度：1375mm/min 快速移动速度：=22000mm/min 1.3 传动方案设计 为了满足以上技术要求，采取以下技术方案： （1）对滚珠丝杠螺母副采用预紧，并对滚珠丝杠进行拉伸预紧。 （2）采用伺服电动机驱动。 （3）采用夹紧式法兰膜片联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠连接。 1.4 主切削力及其切削分力计算 1.4.1 计算主切削力 已知机床主电动机的额定功率为7.5kw，最大工件直径D=400mm，主轴计算转速n=85r/m。在此转速下，主轴具有最大扭矩和功率，刀具的切削速度为 取机床的机械效率，则有 1.4.2 计算各切削分力 走刀方向的切削分力和垂直走刀方向的切削分力为 2 滚珠丝杠及伺服电动机的选择 2.1 进给系统的计算 2.1.1 滚珠丝杠的选择 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,i=0.92得： 2滚珠丝杠螺母副的载荷及转速计算 丝杠最大载荷，为切削时的最大进给力加摩擦力；最载荷即摩擦力 。已知最大进给力为，工作台加工件与夹具的质量为700，导轨的摩擦因数为0.0045，故丝杠的最小载荷 丝杠最大载荷