（独家原创）数控铣床Z轴进给系统设计（全套CAD图纸）㊣精品文档值得下载

（独家原创）数控铣床Z轴进给系统设计（全套CAD图纸）

般情况，开环系统的稳定性不成问题，设计时应主要考虑满足精度方面的要求，并通过合理的参数设计，使系统具有良好的动态响应性能。伺服电机选择为步进电动机，步进电机是开环伺服系统的主要执行元件，其性能直接影响数控机床的性能。因此，在设计步进电机进给系统时要充分重视步进电动机的特性。合理的选择步进电动机。确定步进电动机的类型般来讲，反应式步进电动机的步距角小，运行频率高，价格较低，但其功耗较大永磁式步进电动机功耗较低，断电后仍有制动力矩，但步距角较大，启动和运行频率较低永磁反应式步进电动机兼有上述两种电动机的优点，但价格较高。本设计采用反应式步进电动机其型号为其步进角为.，则查表查出电机转子转动惯量.，功率为，最大静转矩为.，空载启动频率为，运行频率为。确定脉冲当量由设计题目给的参数可知，脉冲当量为.最大静态转矩的选择电动机的负载主要由切削力和工作台的摩擦力组成，则负载转矩可由公式.式.式中进给方向的切削力，工件和工作台的总质量，导轨摩擦系数η丝杠的传动效率减速比丝杠的螺距，由上述可知.然后根据下式.选择步进电机最大静态转矩。式.对于上式的系数选择，在电动机相数较多，突跳频率要求不高时去较小的系数值反之去最大。本设计次系数选择为.所以.因此，选择的步进电机的型号选择满足要求。启动频率的选择根据机床工作台的最高运行速度，按下式.可取最高连续运行频率式.由上述可知所以满足系统要求。.负载转动惯量的计算由于负载转矩情况不同，负载惯量只能由精确的计算得到。由电动机驱动的所有运动部件，无论是旋转运动还是直线运动部件，都成为电机的负载惯量。总的惯量可以通过计算各个被驱动部件的惯量，并以定的规律将其加起来即可。工作台折算到丝杠上的转动惯量主轴箱折算到丝杠上的转动惯量，可由下述公式.得到，式.式中主轴箱的质量丝杠的螺距，由题目参数可知，选用丝杠的参数可知因此，可以得出.丝杠折算到电动机的转动惯量滚珠丝杠螺母副的转动惯量见公式.，式.传动系统折算到电机轴上的总转动惯量丝杠传动，传动系统折算到电动机轴上的总转动惯量的计算公式.，式.由前面的计算可知，.。.负载力矩的计算计算折算到电动机主轴上切削负载力矩已知在切削状态下的轴向负载力，丝杠每转圈，机床执行部件轴向移动的距离，进给传动比，总效率η.，则有公式.式计算折算到电动机上的摩擦负载力矩由公式.式η取.，为导轨摩擦力,为丝杠螺距，计算附加负载力矩已知滚珠丝杠螺母副的效率η.，最大轴向载荷，丝杠导程，η丝杠未预紧时的效率则有公式.式加速力矩加速力矩见式.式.折算到电动机轴上的总惯量系统时间常数计算空载时的快进力矩快进力矩可由公式.计算式计算切削时的工进力矩工进力矩可由公式.计算式计算空载启动力矩空载启动力矩可由公式.计算式确定步进电动机的最大静转矩电动机的最大静转矩可有公式.计算机械传动系统空载启动力矩与所需的步进电动机的最大静转矩的关系为.式.所以因此，所选的步进电动机满足系统的加速要求。.导轨的选择导轨的介绍车床的导轨可分为滑动导轨和滚动导轨两种。滑动导轨具有结构简单制造方便接触刚度大等优点。但传统滑动导轨摩擦阻力大且磨损快，动静摩擦系数差别大，低速时易产生爬行现象。目前，数控车床已不采用传统滑动导轨，而是采用带有耐磨粘贴带覆盖层的滑动导轨和新型塑料滑动导轨。它们具有摩擦性能良好和使用寿命长等特点。在动导轨上镶装塑料具有摩擦系数低耐磨性高抗撕伤能力强低速时不易爬行加工性和化学稳定性好工艺简单成本低等优点，在各类机床上都有应用，特别是用在精密数控和重型机床的动导轨上。塑料导轨可与淬硬的铸造铁支承导轨和镶钢支承导轨组成对偶摩擦副。塑料滑动导轨分为住宿导轨和铁素导轨。滚动导轨的摩擦因数小，动静摩擦因数差别小。其启动阻力小，微能量准确移动，低速运动平稳，无爬行，因而运动灵活，定位精度高。通过预紧可以提高刚度和抗震性，承受较大的冲击和振动，寿命长，是适合数控机床进给系统应用的比较理想的导轨元件。常用的滚动导轨有滚动导轨块和直线滚动导轨两种。滚动导轨块。是种圆柱滚动体作循环的标准结构导轨元件，在使用时，滚动导轨块安装在运动部件的导轨面上，每导轨至少用两块，导轨块的数目与导轨的长度和负载的大小有关，与之相配的导轨多用镶钢淬火导轨。当运动部件移动时，滚柱在支撑部件的导轨面与本体之间滚动，同时又绕本体循环滚动，滚柱与运动部件的导轨面不接触，因而该导轨面不需要淬硬磨光。滚动导轨块的特点是刚度高，承载能力大，便于拆装，它的行程取决于支撑件导轨平面的长度。缺点是导轨制造成本高，抗震性能欠佳。直线滚动导轨。直线滚动导轨主要由导轨块，滑块，滚珠，保持架，端盖等组成。由于它将支撑导轨和运动导轨组合在起，作为独立的标准导轨副部件由专门生产厂家制造，故又称单元式滚动导轨。在使用时导轨固定在不运动的部件上，滑块固定在运动部件上。的那个滑块沿导轨体运动时，滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内滚动，并通过端盖内的暗道从工作负载区到非工作负载区，然后再滚回工作负载区，不断循环，从而把导轨