C6163型车床的经济型数控改造设计

式中：Fx?，Fy?，Fz?——切削分力（Ｎ）

G——移动部件的重量（N） 表1-1查得横向溜板及刀架重力500N f?——滑动导轨摩擦系数，随导轨形式而不同 取f?=0.15-0.18 K——考虑颠复力矩影响的实验系数 取K=1.15

Fm?KFx??f??Fz??G??1.15?1059.46?0.15?5297.31?500??2087.98?N?

(2) 计算最大动负载C

选用滚珠丝杆导轨 参考《机床设计手册.3》P185-P210

C?3LfwFm60nT 查阅《综合作业指导书》P22页 6101000Vsn?LoL?式中：L——寿命，以10转为一单位 n——丝杆转速（r/min）

Vs——为最大切削条件下进给速度，可取最高进给速度的1/2-1/3

取Vs?1?10?0.5?m/min?

62 Lo——丝杆导程（mm） 初选Lo=6mm T——为使用寿命（h）,对于数控机床取15000h fw——运转系数，查表3-14一般取1.2-1.5

n?L?1000Vs1000?0.5??83.3?r/min? Lo660nT60?83.3?15000??75 106106C?3LfwFm?375?1.5?2087.98?7536.15?N?

(3) 螺母副的选型

查阅《综合作业指导书》附表Ａ-2，可采用WD3006外循环垫片调整紧的双螺母滚珠丝杆副，1列2.5圈，其额定动负载为9700N,精度等级按表3-17选为３级。

(4) 传动效率计算

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??tan?

tan?????式中：?——螺旋升角，WD3006 ??3?38' ?——摩擦角取10? 滚动摩擦系数0.003-0.004

tan?tan3?38' ????0.971 ?tan?????tan338'?10???

由于两端均采用向心推力球轴承，且丝杆进行了预拉伸，故其拉压刚度可以提高4倍。其实际变形量?1(mm)为

'?1'=1/4?1=0.975×10-2/2=0.244×10-2mm

② 滚珠与螺纹滚道间接触变形?2

查《综合作业指导书》图3-5，W系列1列2.5圈滚珠和螺纹滚道接触变形量?Q

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因进行预紧

?Q=6.0μm

?2=1/2?Q=1/2×6.0=3.0μm

③ 支承滚珠丝杆轴承的轴向接触变形?3

采用D8208型推力球轴承，d1=35mm,滚动体直径dQ=6.35mm,滚动体数量Z=18,

Fm?0.000523296.65?0.00905633 ?c?0.00052mm 22dQZ6.35?18注意此公式中单位应为N 因施加预紧力，故 根据以上计算

?=?3＋?2＋?1=0.00244＋0.0030＋0.004528=0.009968<定位精度 因为查表达1-1《综合作业指导书》定位精度为±0.01

(6) 稳定性校核

滚珠丝杆两端采用推力球轴承，不会产生失稳现象不需作稳定性校核。 (7) 纵向滚珠丝杆副几何参数

表3：WD6008滚珠丝杆副几何参数

参数名称 螺 接触角 导 程 公称直径 符号 关系式 WD6008 60 8 2.183 22?3=1/2×?c=1/2×0.009065=0.004528mm

d0 L0 ? 17

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纹 滚 道 钢球直径 滚道法面半径 偏心距 dq R 3.969 2.064 0.0030 R?0.52d e r d dp??e??R?2????sin? ?螺纹升角 r=arctanL?d00 3025' 59.2 55.878 56.034 64.122 60.7938 外 径 螺 杆 接触直径 螺 母 内 径 3.3.3 齿轮传动比计算

螺纹直径 内 径 d=d0-(0.2～0.25) dq d1 d2 D d1=d0＋2e－2R d2=d0－dqCos? D=d0－2e＋2R D1 D1=d0＋(0.2～0.25) dq 已知纵向进给脉冲当量=0.01mm/step,滚珠丝杆导程L0=8mm，初选步进电动机步距角0.75，可计算出传动比i： i=

0360?p?bL0

?p －脉冲当量（mm/step）

L0 －滚珠丝杆的基本导程（mm）

?b－步进电机的步距角

i=

360?p

?bL0

=

360?0.01=3/8

0.75?8因为可进定齿轮齿数为

i=Z1/Z2=24/64

Z1=24 ，Z2=64

根据《机械设计》，又因进给给运动齿轮受力不大，模数m取2， 则有关参数如下表所示(见表4)：

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