Δ3
一、进给传动部件的计算和选型进给传动部件的计算和选型主要包括确定脉冲当量、计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、计算减速器、选择步进电机等。
1、脉冲当量的确定根据设计任务的要求,X方向的脉冲当量为δx0005mm脉冲,Z方向为δz001mm脉冲。
2、切削力的计算切削力的分析和计算过程如下:设工件材料为碳素结构钢,σb650Mpa;选用刀具材料为硬质合金YT15;刀具几何参数为:主偏角κr45°,前角γo10°,刃倾角λs0°;切削用量为:背吃刀量ap1mm,进给量f018mmr,切削速度vc90mmi
。查表得:CFc270,xFc10,yFc075,
Fc015。查表得:主偏角κr的修正系数kκrFc10;刃倾角、前角和刀尖圆弧半径的修正系数均为10。由经验公式(32)算得主切削力Fc26734N。由经验公式Fc:Ff:Fp1:035:04,算得进给切削力Ff93569N,背向力Fp106936N。
3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型(1)工作载荷Fm的计算已知移动部件总重G1300N;车削力Fc26734N,Fp106936N,Ff93569N。根据FzFc,FyFp,FxFf的对应关系,可得:Fz26734N,Fy106936N,Fx93569N。选用矩形三角形组合滑动导轨,查表,取K115,μ016,代入FmKFxμ(FzG),得工作载荷Fm1712N。(2)最大动载荷FQ的计算设本车床Z向在最大切削力条件下最快的进给速度v08mmi
,初选丝杠基本导程Ph6mm,则此时丝杠转速
1000vPh133rmi
。取滚珠丝杠的使用寿命T15000h,代入L060
T106,得丝杠系数
fL01197×106r。查表,取载荷系数fW115,再取硬度系数fH1,代入式(323),
求得最大动载荷FQ3L0fWfHFm9703N。(3)初选型号根据计算出的最大动载荷,查表,选择FL4006型滚珠丝杠副。其公称直径为40mm,基本导程为6mm,双螺母滚珠总圈数为3×2圈6圈,精度等级取四级,额定动载荷为13200N,满足要求。(4)传动效率η的计算将公称直径d040mm,基本导程Ph6mm,代入λarcta
[Phπd0],得丝杠螺旋升角λ2°44′。将摩擦角φ10′,代入ηta
λta
(λφ),得传动效率η942%。(5)刚度的验算1)滚珠丝杠副的支承,采取一端轴向固定,一端简支的方式,固定
端采取一对推力角接触球轴承,面对面组配。丝杠加上两端接杆后,左右支承的中心距离约为a1467mm;刚的弹性模量E21×105MPa;查表,得滚珠直径Dw39688mm,算得丝杠底径d2公称直径d0滚珠直径Dw360312mm,则丝杠截面积Sπd224101964mm2。2)根据公式Z(πd0Dw)3求得单圈滚珠数目Z=29;该型号丝杠为双螺母,滚珠总圈数为3×2=6,则滚珠总数量Z∑29×6174。滚珠丝杠预紧时,取轴向预紧力FYJ=Fm3r