1、數控銑床 小型數控銑床總體設計摘 要隨著1818年第一臺銑床的問世，銑床已經成為機械行業不可或缺的一部分。目前，在實際應用中有部分工件在加工微型孔或銑削平面時，加工精度不高。如果我們用傳統的數控銑床對其加工，將導致加工效率低且加大設備和電力的損耗。根據這種情況，我打算設計一種小型數控立式銑床，該銑床不僅造價大大低于傳統數控銑床，還能夠滿足教學上的使用，提高學生對數控銑床的理解與認識。本文將對小型銑床的總體結構進行設計，設計內容包括主軸箱、立柱、工作臺、機座、控制部分。關鍵詞 小型；數控銑床；總體設計The overall design of small milling machineAbstr

2、actWith the advent of 1818 the first milling machine , milling machine has become an integral part of the machinery industry . At present, part of the workpiece in the processing of micro - holes or milling plane , machining accuracy is not high in practical applications . If we use the traditional

3、CNC milling machine to its processing, will result in processing efficiency and increase equipment and power loss . Under this situation, I intend to design a small CNC vertical milling machine , the milling machine is not only cost significantly less than traditional CNC milling machine , and also

4、to meet the teaching and learning , and raise the students ' understanding and knowledge of CNC milling machines . This paper will the overall structure of small milling machine design, design elements include the headstock, column , table, base , control section .Keywords Small-scale;CNC millin

5、g machine;Overall design第1章 緒論1.1 引言銑床是一種用途廣泛的機床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對回轉體表面、內孔加工及進行切斷工作等。銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉為主運動，輔以工作臺或銑頭的進給運動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續切削，因而銑床的生產率較高。簡單來說，銑床就是用銑刀對工件進行銑削加工的機床。1.2 銑床的發展歷史銑床最早由美國人E.惠特尼于1818年創造的臥式銑床。為了銑削麻花鉆頭的

6、螺旋槽，美國人J.R.布朗于1862年創造了第一臺萬能銑床，是為升降臺銑床的雛形。1884年前后出現了龍門銑床。20世紀20年代出現了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進給-快進”的自動轉換。1950年以后，銑床在控制系統發面發展很快，數字控制的應用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代后，微處理機的數字控制系統和自動換刀系統在銑床上得到應用，擴大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。隨著機械化進程不斷加劇，數控編程開始廣泛應用于機床類操作，極大的釋放了勞動力。數控編程銑床將逐步取代現在的人工操作。對員工的要求也會越來越高，當然帶來的效率也會越來越高。1.3 數控技術與數控機床數控技術是

7、現代制造技術的基礎。它綜合了計算機技術、自動控制技術、自動檢測技術和精密機械等高新技術，因此廣泛應用于機械制造業。數控機床替代普通機床，從而使得制造業發生了根本性的變化，并帶來了巨大的經濟效益。目前，數控技術已被世界各國列為優先發展的關鍵工業技術，成為國際間科技競爭的重點。數控技術的應用將機械制造與微電子、計算機、信息處理、現代控制理論、檢測技術以及光電磁等多種學科技術融為一體，使制造業成為知識、技術密集的大學科范疇內的現代制造業，成為國民經濟的基礎工業。數控技術是當今柔性自動化和智能自動化的技術基礎之一，它使傳統制造工藝發生了顯著的、本質的變化。隨著數控技術的不斷發展和應用，工藝方法和制造系

8、統的不斷更新，形成了CAD、CAM、CAPP、CAT、FMS等一系列具有劃時代意義的新技術、 新工藝的制造系統。在國際貿易中，很多發達國家把數控機床視為具有高技術附加值、高利潤主要電機出口產品。世界貿易強國在進行國內機電產品貿易的同時，把高技術的機電產品出口打入國際市場，作為發展出口經濟的重要戰略措施，數控機床的技術水平高低及其在金屬切削加工機床產量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經濟發展和工業制造整體水平的重要標志之一。數控銑床是數控機床的主要品種之一，它在數控機床中占有非常重要的位置。1.4 數控機床的特點及發展趨勢隨著科學技術的發展，制造技術的進步，以及社會對產品質量和品種多樣化的要

9、求越來越強烈。中、小批量生產的比例明星增加，要求現代數控機床成為一種精密、高效、復合、集成功能和低成本的自動化加工設備。同時，為滿足制造業向更高層次發展，為柔性制造單元、柔性制造系統，以及計算機集成制造系統提供基礎設備，也要求數控機床向更高水平發。世界數控機床產業發展的基本共識是朝著高速高效化、精密化、復合化、智能化、信息化、環保化和設計模塊化的方向發展。高速高效化高速和超高速加工技術可以提高加工效率，也是加工難削材料、提高加工精度、控制振動的重要保障。其技術關鍵是提高機床的主軸轉速和進給速度。比如進一步提高高速電主軸最高轉速及功率、扭矩，采用傳感技術進行振動監測和診斷，進一步輕量化進給系統，

10、采用直線電機和力矩電機的直接驅動方式，由刀具主軸部件實現機床的3個直線坐標運動等。精密化由于機床結構和各組件加工的精密化，機床達到微米級精度已不是問題。目前高檔數控機床定位精度（全行程）已達0.0040.006mm，重復定位精度0.0020.003mm。同時，代表精度水平的超精密的納米級機床已開始不斷涌現。復合化在零部件一體化程度不斷提高、數量不斷減少的同時，加工的產品形狀日益復雜，多軸化控制的機床適合加工形狀復雜的工件。另一方面，產品周期的縮短要求加工機床能夠隨時調整和適應新的變化，滿足各種各樣產品的加工需求，這就要求1臺機床能夠處理以往需要幾臺機床處理的工序。在保持工序集中和減少工件重新安

11、裝定位的前提下，使更多的不同加工過程復合在一臺機床上，以減少占地面積，減少零件傳送和庫存，保證加工精度和節能降耗的要求。智能化現代智能化數控機床可以根據切削條件的變化，自動調節工作參數，保持最佳工作狀態，得到較高的加工精度和較低的表面粗糙度值，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產效率。此外，系統還可以隨時對CNC系統本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查，實現故障停機、故障報警、提示發生故障的部位、原因等。智能化現代數控機床的發展趨勢是采用人工智能專家診斷系統。信息化利用計算機技術和網絡通信技術，機床制造商可以建立機床遠程技術支持體系，實現工況信息的傳輸、存儲、查詢和顯示，以及遠程智能診

12、斷。基于網絡連接，機床用戶可以及時獲得機床制造商的遠程技術支持，機床制造商可準確有效地得到用戶方的機床工況資料數據，進行機床狀態的網上在線診斷，實現機床全生產周期服務的開放式網絡監控服務，可以提高售后服務效率，并有助于及時改進產品的質量。環保化環保是機床產品必須達到的條件。通過干切削、準干切削、硬切削等措施避免冷卻液、潤滑液對周圍環境造成生態危害以及采用全封閉的罩殼，全面避免切屑或切削液外濺是主要的兩個環保化要求。設計模塊化模塊化的設計在機床制造中已應用得爐火純青，橫向系列，縱向系列，全系列，跨系列的模塊化設計使得同樣兩臺機床，外形上看，好象完全一樣，但功能則完全不同，所構成的模塊很多則是通用

13、的。模塊化設計將是貫穿產品設計全過程的一條主線，無論是機床技術發展的潮流還是市場競爭的要求，無論是降低成本的需要，還是提高產品質量的需要，都要求在產品的開發設計中，切實做好模塊化的設計工作。產品生產向社會協作、專業化方向發展，小而全的模式將被淘汰。1.5 數控機床的組成組成一臺完整的數控機床，主要由控制介質（穿孔帶、磁帶）、數控裝置、伺服系統和機床四部分及輔助裝置組成.1.5.1 控制介質數控機床工作時，不需要人直接操縱機床，但機床又必須執行人的意圖。這就需要在人與機床之間建立某種聯系的中間媒介物稱為控制介質。在控制介質上存儲著加工零件所需要的全部操作信息和刀具相對工件的位移信息。因此，控制介

14、質就是指將零件加工信息傳送到數控裝置去的信息載體。控制介質有多種形式，它隨著數控裝置類型的不同而不同，常用的有穿孔帶、穿孔卡、磁帶、磁盤等。控制介質上記載的加工信息要經過輸入裝置傳送給數控裝置，常用的輸入裝置有光電紙帶輸入機、磁帶錄音機和磁盤驅動器等。除了上述幾種控制介質以外，還有一部分數控機床采用數碼撥盤、數碼插銷或利用鍵盤直接將程序及數據輸入。另外，隨著CAD/CAM技術的發展，有些數控設備利用CAD/CAM軟件在其它計算機上編程，然后通過計算機與數控系統通信，將程序和數據直接傳送給數控裝置。1.5.2 數控裝置數控裝置是數控機床的控制中心，人們喻為“中樞系統”。數控裝置包括輸入裝置，控制

15、運算器(CPU)和輸出裝置等構成，如圖1-3所示。圖中虛線內包含部分為數控裝置。數控裝置的功能是接受控制介質上的各種信息，經過識別與譯碼后，送到運算控制器進行計算處理再經過輸出裝置將運算控制器發出的控制命令送到伺服系統，帶動機床完成相應的運動。目前均采用微型計算機作為數控裝置。微型計算機的中央處理單元（CPU）又稱為微處理器，是一種大規模集成電路，它將運算器、控制器集成在一塊集成電路芯片中。在微型計算機中，輸入與輸出電路也采用大規模集成電路，即所謂的I/O接口。微型計算機擁有較大容量的寄存器，并采用高密度的存儲介質，如半導體存儲器和磁盤存儲器等。1.5.3 伺服系統伺服系統是數控系統的執行機構

16、，包括驅動、執行和反饋裝置。伺服系統接受數控系統的指令信息，并按照指令信息的要求與位置、速度反饋信號相比較后帶動機床的移動部件或執行部件動作，加工出符合圖紙要求的零件。指令信息以脈沖信號表示，反映到機床移動部件上的移動量稱為脈沖當量，常用脈沖當量為0.0010.01mm，脈沖當量在設計數控機床時即已規定。伺服系統直接影響數控機床的速度、位置、加工精度、表面粗糙度等。當前數控機床的伺服系統，常用的位移執行機構有功率步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機。后兩者都帶有光電編碼器等位置測量元件，可用來精確控制工作臺的實際位移量和移動速度。1.5.4 機床本體機床本體是數控機床的實體，是完成實際切

17、削加工的機械部分，它包括床身、底座、工作臺、床鞍、主軸等。它與普通機床相比較有所改進，具有以下特點：（1）數控機床采用了高性能的主軸及伺服系統，機械傳動結構簡化，傳動鏈較短。（2）機械結構具有較高的剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形小。（3）更多地采用高效傳動部件，如滾珠絲杠副，直線滾動導軌等。與普通機床相比，數控機床的外部造型、整體布局，傳動系統與刀具系統的部件結構及操作機構等方面都已發生了很大的變化。這些變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數控機床的特點。因此，必須建立數控機床設計的新概念。1.5.5 輔助裝置輔助裝置主要包括換刀機構、工件自動交換機構、工件夾緊機構、潤滑裝置、冷卻裝置

18、、照明裝置、排屑裝置、液壓汽動系統、過載保護與限位保護裝置等。第2章 主切削力及其切削分力的計算2.1 計算主切削力根據已知條件，采用端面銑刀在主軸計算轉速下進行強力切削（銑刀直徑D=125mm）時，主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動機的全部功率。此時，銑刀的切削速度為若主傳動鏈的機械效率=0.8，按式可計算主切削力；（2）計算各切削分力。根據表2-2可得工作臺縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為 表2-2 工作臺工作載荷與切向銑削力的經驗比值切削條件比值對稱端銑不對稱端銑逆銑順銑端銑（圓柱銑、立銑、盤銑和成形銑()-導軌摩擦力的計算（1）按式( 數控技術課程設計2-8a )計算在切削狀態下

19、的導軌摩擦力。此時，動摩擦系數，-主切削力的垂向切削分力（N）-橫向切削分力（N）；W-坐標軸上移動部件的全部重量（包括機床夾具和工件的重量，N）；-摩擦系數，隨導軌形式不同而不同，對于帖塑導軌，=0.15；對于滾動直線導軌，=0.01；-鑲條緊固力（N）,其推薦值可查表2-3得鑲條緊固力=2000N，則=（W+）=0.15×(8820+2000+1514.7+925.65)N=1986.1N表2-3 鑲條緊固力推薦值導軌形式主電動機功率/kw2.23.75.57.5111518貼塑滑動導軌50080015002000250030003500滾動直線導軌254075100125150

20、175（2）按式( 數控技術課程設計2-9a )，計算在不切削狀態下的導軌摩擦力和導軌靜摩擦力 N=0.2×(9500+2500)N=2400N計算滾珠絲桿螺母副的軸向負載力（1）按式( 數控技術課程設計2-10a )計算最大軸向負載力 （W+）, -主切削力的縱向切削力（W+）=58.78+0.15（9500+2500+159.53+92.36）N=1896.56N（2）按式( 數控技術課程設計2-11a )計算最小軸向負載 =1800N滾珠絲桿的動載荷計算與直徑估算1）確定滾珠絲桿的導程根據已知條件，取電動機的最高轉速，則由式得：=10mm2)計算滾珠絲桿螺母副得平均轉速和平均載

21、荷（1）估算在各種切削方式下滾珠絲桿的軸向載荷。將強力切削時的軸向載荷定為最大軸向載荷，快速移動和鉆鏜定位時的軸向載荷定為最小軸向載荷。一般切削(粗加工)和精細切削（精加工）時，滾珠絲桿螺母副的軸向載荷、分別可按下列公式計算：=+20，=+5，并將計算結果填入表2-4。表2-4 數控銑床滾珠絲桿的計算切削方式軸向載荷/N進給速度/()時間比例/()備注強力切削1896.56=0.610一般切削（粗加工）2179.31=0.830=+20精細加工（精加工）1894.83=150=+5快移和定鏜定位180010,(2)計算滾珠絲桿螺母副在各種切削方式下的轉速，（3） 按式( 數控技術課程設計2-1

22、7 )計算滾珠絲桿螺母副的平均轉速。（4）按式( 數控技術課程設計2-18 )計算滾珠絲桿螺母副的平均載荷。3)確定滾珠絲桿預期的額定動載荷（1）按預定工作時間估算。查表2-5得載荷性質系數。已知初步選擇的滾珠絲桿的精度等級為2級，查表2-6得精度系數。查表2-7得可靠性系數，則由式( 數控技術課程設計2-19 )得= =35974.6N表2-5 載荷性質系數載荷性質無沖擊（很平穩）輕微沖擊伴有沖擊或振動11.21.21.51.52表2-6精度系數精度等級1、2、34、571010.90.80.7 表2-7可靠性系數可靠性/()90959697989910.620.530.440.330.21

23、(2)因對滾珠絲桿螺母副將實施預緊，所以可按式N估算最大軸向載荷。查表2-8得欲加動載荷系數，則=4.5×1896.56N=8534.52N表2-8 欲加動載荷系數欲加載荷類型輕預載中預載重預載6.74.53.4（3）確定滾珠絲桿預期的額定動載荷。取以上兩種結果的最大值，即=35974.6N。4）按精度要求確定允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經（1） 根據定位精度和重復定位精度的要求估算允許的滾珠絲桿的最大軸向變形。已知工作臺的定位精度為20，重復定位精度為12，根據公式( 數控技術課程設計2-23 )、( 數控技術課程設計2-24 )以及定位精度和重復定位精度的要求，得 取上述計算結果的

24、較小值，即。（2）估算允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經。本機床工作臺（X）軸滾珠絲桿螺母副的安裝方式擬采用兩端固定式。滾珠絲桿螺母副的兩個固定支承之間的距離為L=行程+安全行程+2×余程+螺母長度+支承長度（1.21.4）行程+（2530）取L=1.4×行程+30=（1.4×600+30×10）mm=1140mm,又=2164N，由式( 數控技術課程設計2-26 )得5）初步確定滾珠絲桿螺母副的規格型號根據計算所得的、，初步選擇FFZD型內循環墊片預緊螺母式滾珠絲桿螺母副FFZD4010-5（見數控技術課程設計附錄A表A-3）,其公稱直徑、基本導程、額定動載

25、荷和絲桿底徑如下：，故滿足式( 數控技術課程設計2-27 )的要求。6） 由式( 數控技術課程設計2-29 )確定滾珠絲桿螺母副的預緊力7） 計算滾珠絲桿螺母副的目標行程補償值和預拉伸力（1） 按式( 數控技術課程設計2-31 )計算目標行程補償值-目標行程補償值；-溫度變化值（），一般情況下為23；-絲桿的線膨脹系數（1/）,一般情況下為11×/;-滾珠絲桿副的有效行程(mm)。已知溫度變化值=2，絲桿的線膨脹系數= /，滾珠絲桿副的有效行程=工作臺行程+安全行程+2×余程+螺母長度=（600+100+2 ×20+146）mm=886mm故 =11×2

26、×886×mm=0.02mm(2) 按式( 數控技術課程設計2-32 )計算滾珠絲桿的預拉伸力。已知滾珠絲桿螺紋底徑=34.3mm,滾珠絲桿的溫度變化值=2，則8)確定滾珠絲桿螺母副支承用軸承的規格型號（1）按式( 數控技術課程設計2-33 )計算軸承所承受的最大軸向載荷。（2） 計算軸承的預緊力(3)計算軸承的當量軸向載荷(4)按式( 數控技術課程設計2-15 )計算軸承的基本額定動載荷C。已知軸承的工作轉速,軸承所受的當量軸向載荷=3605.84N,軸承的基本額定壽命L=20000h。軸承的徑向載荷和軸向載荷分別為=3605.84×0.5N=1802.92N=

27、3605.84×0.87N=3137.08N 因為，所以查表2-9得，徑向系數X=1.9，軸向系數Y=0.54，故P=(1.9×1802.92+0.54×3137.08)N=5119.57N=表2-9 載荷系數組合列數2列3列4列承載列數1列2列1列2列3列1列2列3列4列組合形式DFDTDFDDFDDTDDFTDFFDFTDTTX1.9-1.432.331.172.332.53-Y0.54-0.770.350.890.350.26-X0.920.920.920.020.020.920.920.920.92Y1.01.01.01.01.01.01.01.01.0(

28、5)確定軸承的規格型號因為滾珠絲桿螺母副擬采取預拉伸措施，所以選用角接觸球軸承組背對背安裝，以組成滾珠絲桿兩端固定的支承形式。由于滾珠絲桿的螺紋底徑為34.3mm，所以選擇軸承的內徑d為30mm，以滿足滾珠絲桿結構的需要。在滾珠絲桿的兩個固定端均選擇國產角接觸球軸承兩件一組背對背安裝，組成滾珠絲桿的兩端固定支承方式。軸承的型號為760360TNI/P4DFB,尺寸（內徑×外徑×寬度）為30mm×72mm×19mm），選擇脂潤滑。該軸承的預載荷能力 為2900N，大于計算所得的軸承預緊力=1735.72N.并在脂潤滑狀態下的極限轉速為1900r/min,高

29、于滾珠絲桿的最高轉速 ，故滿足要求。該軸承的額定動載荷為 =34500N，而該軸承在20000h工作壽命下的今本額定動載荷C=34395N,也滿足要求。工作臺部件的裝配圖設計將以上計算結果用于工作臺部件的裝配圖設計（見數控技術課程設計插頁圖2）。數控技術課設程計后插頁圖3為工作臺零件圖，插頁圖4為滑鞍零件圖。滾珠絲桿螺母副的承載能力校驗1滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗本工作臺的滾珠絲桿支承方式采用預拉伸結構，絲桿始終受拉而不受壓，因此，不存在壓桿補穩定問題。2滾珠絲桿螺母副臨界轉速的校驗根據以上的計算可得滾珠絲桿螺母副臨界轉速的計算長度=837.5mm。已知彈性模量E=，材料密度，重力加速度

30、，安全系數。查數控技術課設程計表2-44得。滾珠絲桿的最小慣性矩為滾珠絲桿的最小截面積為故可由式( 數控技術課程設計2-36)得=10738.5 本絲桿螺母副的最高轉速為1500，遠遠小于其臨界轉速，故滿足要求。3滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗滾珠絲桿螺母副的壽命，主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸、規格、精度相同的滾珠絲桿在相同的條件下回轉時，其中90不發生疲勞剝落的情況下運轉的總轉速查數控技術課程設計附錄A表A-3得滾珠絲桿的額定動載荷=46500N，運轉條件系數，滾珠絲桿的軸向載荷,滾珠絲桿螺母副轉速,由式( 數控技術課程設計2-37)、( 數控技術課程設計2-38)得， 一般來講，在設計數

31、控機床時，應保證滾珠絲桿螺母副的總時間壽命故滿足要求。傳動系統的剛度計算1傳動系統的剛度計算(1)計算滾珠絲桿的拉壓剛度。本工作臺的絲桿支承方式為兩端固定，當滾珠絲桿的螺母中心位于滾珠絲桿兩支承的中心位置時()時，滾珠絲桿螺母副具有最小拉壓剛度，可按式( 數控技術課程設計2-45a)計算： 當或時（即滾珠絲桿的螺母中心位于行程的兩端位置時），滾珠絲桿螺母副具有最大拉壓剛度，可按式( 數控技術課程設計2-45b)計算：（2）計算滾珠絲桿螺母副支承軸承的剛度。已知軸承接觸角，滾動體直徑，滾動體個數Z=17，軸承的最大軸向工作載荷,由表2-45、2-46得= （3） 計算滾珠與滾道的接觸剛度查數控技

32、術課程設計附錄A表A-3得滾珠與滾道的接觸剛度K=1585，額定載荷=46500N，滾珠絲杠上所承受的最大軸向載荷=3119.94N，故由式( 數控技術課程設計2-46b)得（4） 計算進給傳動系統的綜合拉壓剛度K。由式( 數控技術課程設計2-47a)得進給傳動系統的綜合拉壓剛度的最大值為故。由式( 數控技術課程設計2-47b)得進給傳動系統的綜合拉壓剛度的最小值為軸承類型未預緊/有預緊/角接觸球軸承（6000型）圓錐滾子軸承（7000型）推力球軸承（8000型）推力圓柱滾子軸承（9000型）備注（1） 表中公式的使用條件：軸承的預緊力； 滾子軸承的預緊力；（2） 表中公式個字母的意義：； ；

33、 ；故。2滾珠絲杠螺母副的扭轉剛度計算由以上計算可知，扭轉作用點之間的距離已知剪切模量，滾珠絲桿的底徑由式( 數控技術課程設計2-48)得 表3-1 一個未預緊的軸承或一對預緊軸承的組合剛度的計算公式(來自數控技術課程設計表2-45)表3-2 滾珠絲杠螺母副支承剛度的計算公式(來自數控技術課程設計表2-45)滾珠絲杠螺母副支承方式支承剛度的計算公式一端固定，一端自由一端固定，一端游動固定端預緊時： 兩端支承預緊時：；未預緊時：兩端固定固定端預緊時： 驅動電動機的選型與計算1計算折算到電動機軸上的負載慣量（1）計算滾珠絲杠的轉動慣量。已知滾珠絲杠的密度，由式( 數控技術課程設計2-63)得（2）

34、計算聯軸器的轉動量。（3）計算折算到電動機軸上的移動部件的轉動慣量。已知機床執行部件（即工作臺、工件、夾具）的總質量m=918kg，電動機每轉一圈，機床執行部件在軸上移動的距離L=1cm,則由式( 數控技術課程設計2-65)得（4）由式( 數控技術課程設計2-66)計算加在電動機軸上總的負載轉動慣量。2計算折算到電動機軸上的負載力矩（1）計算切削負載力矩。已知在切削狀態下坐標軸的軸向負載力，電動機每轉一圈，機床執行部件在軸向移動的距離進給傳動系統的總效率由式( 數控技術課程設計2-54)得 （2）計算摩擦負載力矩已知在不切削狀態下坐標軸的軸向負載力（即為空載時的導軌摩擦力），由式( 數控技術課

35、程設計2-55)得（3）計算由滾珠絲杠的預緊而產生的附加負載力矩。已知滾珠絲杠螺母副的預緊力滾珠絲杠螺母副的基本導程，滾珠絲杠螺母副的效率，由式( 數控技術課程設計2-56)得3計算坐標軸折算到電動機軸上的各種所需的力矩（1）計算線性加速力矩已知機床執行部件以最快速度運動時電動機的最高轉速，電動機的轉動慣量，坐標軸的負載慣量，進給伺服系統的位置環增益，加速時間，由式( 數控技術課程設計2-58) 得額定功率/kw0.50.751.41.63.04.07.06.0額定力矩/124812223038最高轉速/50005000400030003000300030003000轉動慣量/0.000310

36、.000530.00140.00260.00620.0120.0170.022質量/kg3481218294051外形型號外形尺寸/mmA9090130130174174174174C66667575105105105105DE37375858102102102102F75111108164141215289363G130166166222202276350424HIJ11（錐形）11（錐形）16（錐形）16（錐形）32（錐形）32（錐形）32（錐形）32（錐形）K-909090909090L-313131313131M119155155211191265339413（2）計算階躍加速力矩。已

37、知加速時間，由式( 數控技術課程設計2-59)得（3）計算坐標軸所需的折算到電動機軸上的各種力矩。按式( 數控技術課程設計2-61)計算線性加速時空載啟動力矩按式( 數控技術課程設計2-59)計算階躍加速時空載啟動力矩。按式( 數控技術課程設計2-59)計算快進力矩。按式( 數控技術課程設計2-59)計算工進力矩。4選擇驅動電動機的型號（1）選擇驅動電動機的型號根據以上計算和表4-1，選擇日本FANUC公司生產的型交流伺服電動機為驅動電動機。主要技術參數如下:額定功率3kw；最高轉速3000；額定力矩12；轉動慣量62；質量18kg.交流伺服電動機的加速力矩一般為額定力矩的倍。若按5倍計算，則該電動機的加速力矩為60，均大于本機床工作臺的線性加速時所需 的空載啟動力矩以及階