卧式数控车床纵向工作台设计(11)

卧式数控车床纵向工作台设计

采取以下措施：

(1)提高系统机械结构的传动刚度

(2)采用低而稳定的摩擦传动副 数控机床进给系统多采用刚度高摩擦因数小而稳定的滚动摩擦副，如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨等。

(3)惯量匹配 最佳惯量匹配目的是为保证伺服驱动电机的工作性能和满足传动系统对控制指令的快速响应的要求。

(4)提高传动件精度 高质量的机械传动配合与高性能的伺服电动机使现代数控机床进给系统性能有了大幅度提高。

3.2 纵向工作台机构设计

3.2.1 方案设计

目前数控车床的纵向和横向多采用交流伺服电机，进给系统的机械传动链采用滚珠丝杠、静压丝杠和无间隙齿轮副等，以尽量减小反向间隙。这里拟采用的是滚珠丝杠副传动，以减少摩擦系数，提高进给机构的整体刚度。滚珠丝杠与电机间用联轴器直接连接，以消除间隙。

滚珠丝杠的支撑形式有四种：（1）一端固定，一端自由，此种形式适用于中小载荷，低速，短丝杠垂直安装；（2）一端固定，一端游动，此种形式适用于中等载荷，中等转速；（3）两端支撑，此种形式适用于中等转速，高速度，高精度；（4）两端固定适用于承载能力大，高速，高刚度，高精度的车床。滚珠丝杠螺母副也有两种循环方式，一种是外循环式，还有一种是内循环式。从刚度计算可以看出，丝杆的支撑方式对丝杆的刚度影响很大。而采用两端固定的支承方式压杆稳定性和临界转速高，丝杠的轴向刚度为一端固定的4倍，丝杠可以预拉伸，预拉伸后可减小丝杠自重下垂和补偿热膨胀且轴承组合的刚度高。因此我拟采用两端固定的支撑方式。这种支承方式的特点是：刚度最高，只要轴承无间隙。丝杠的轴向刚度为一端固定的四倍。安装时需保持螺母与4支承同轴，故结构复杂，工艺较困难；丝杠一般不会受压，无压杆稳定问题，固有频率比一端固定要高；可以预拉伸，预拉伸后可以减少丝杠自重的下垂和补偿热膨胀，但需一套预拉伸机构，结构及工艺都比较复杂；要进行预拉伸的丝杠，其目的行程应略小于公称行程，减少量等于拉伸量。因此这种形式适用于对刚度和位移精度要求高的场合。

3.2.2 滚珠丝杠副的研究设计

(1)主切削力计算及主电机选择

1)主切削力的计算

由参考文献可知

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