青岛科技大学本科毕业设计（论文）

（6）所选润滑脂应与摩擦副的工作状态相适应。如在振动较大时，应用粘度高、粘附性和减振性好的脂，如高粘度环烷基或混合基润滑油稠化的复合皂基润滑脂。

（7）所选润滑脂应与其使用目的相适应。对于润滑用的脂须按摩擦副的类型、工况、工作状态、环境条件和供脂方式等的不同而作具体选择；对于保护用的脂，应能有效地保护金属免受腐蚀，如保护与海水水接触的机件，应选择粘附能力强、抗水能力大的铝基润滑脂；一般保护用脂可选用固体烃稠化高粘度基础油制成的脂。对于密封用脂，应注意其抵抗被密封介质溶剂的性能。

（8）所选润滑脂应尽量保证减少脂的品种，提高经济效益。在满足要求的情况下，尽量选用锂基脂、复合皂基脂、聚脲脂等多效通用的润滑脂。这样，既减少了脂的品种，简化了脂的管理，且因多效脂使用寿命长而可降低用脂成本，减少维修费用。 2.3.5.2轴承的预紧

使轴承滚道与滚动体之间有一定的过盈量，称为预载荷或预紧。滚动轴承在有间隙的条件下工作，会使载荷集中作用在处于受力方向的少数几个滚动体上，使这几个滚动体与滚道之间产生很大的接触应力和接触变形。当略有过盈时，可是受载的滚动体增多，滚动体受力均匀。此外，还可均化误差。因此，适当预紧还可以提高轴承的寿命和精度。预紧使滚道与滚动体之间有一定预载荷，它叠加在外载荷上，使轴承的载荷增加，从而，提高了轴承的刚度。但是，过度的预紧，由于滚动体与滚道的变形太大，又将提高温升和降低效率。这是预紧的限制因素。 2.3.5.3轴承的校核

由于角接触球轴承在径向力的作用下会产生附加轴向力，但由于它是成对安装，故可以互相抵消，电解加工时进给速度为0.1～60mm/min，丝杠的导程是5mm，所以轴承的转速为0.02r/min～30r/min。机床在大部分时间处于慢速进给。

轴承的校核：

（1）已知Fa?400N，Fa/C0r?400/2650?0.151，查手册得判断系数e?0.38。

Fa/Fr???e

X,Y查表得:径向载荷系数X?0.44；轴向载荷系数Y?1.47

（2）静强度校核：

P0?X0Fr?Y0Fa?0.5?0?0.46?400?184N，Fr?0

查表X0?0.5，Y0?0.46。取两者之中大值，P01?184N。查表取静负荷安全系数S0?1.5。

C0r2650??14.4?S0?1.5P01184 （2-32） ∴ 静强度校核合格。

（3）角接触球轴承的寿命的计算：

一般条件下的角接触球轴承往往因疲劳点蚀而失效，滚动轴承的尺寸主要取决于疲劳

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寿命。

寿命计算：

??C? L10????P? （2-33）式中L10－失效10%（可靠度90%）的基本额定寿命（106r）；C－额定动载荷(N)；P－当量动载荷(N)；?－寿命指数，对于球轴承??3，滚子轴承??10。

3若轴承的工作转速为， 以小时数为单位的基本寿命公式：

L10h106?C?16667?C? ??????60n?P?n?P? （2-34）

??设计中应保证：Lh??Lh?。

（4）当量动载荷的计算

P?fd(XFr?YFa)，

式中Fr－径向载荷(N)；Fa－轴向载荷(N)；X,Y－分别为径向、轴向系数；fd－冲击载荷系数。

查滚动轴承的载荷分布表得：轻载荷时Pa?0.07Ca，正常载荷时0.07Ca?P?0.15Ca，重载荷Pa?0.15Ca。

取P?0.56Cr?1.2Fa?0.56?175?1.2?2000?2498N

，fd?1，

?C??15200?L10???????225(h)

?P??2498?L10h16667?C?16667???225?4.46?105?h? ??n?P?8.4??3L10h??Lh??1.5?104h

则许可。7204B/DF型号轴承满足静强度、动载荷、需用转矩等方面的要求，合格。

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3 机床床身设计

3.1 导轨的选用

导轨的选用原则：

（1）精度互不干涉原则。导轨的各项精度制造和使用时互不影响才能获得较高的精度。如矩形导轨的直线性与侧面导轨的直线性在制造时互不影响。

（2）静动摩擦系数相近原则。如果选用滚动导轨或塑料导轨，由于摩擦系数小且静动摩擦系数相近，可以获得很近的运动速度和很高的重复定位精度。

（3）导轨能自动贴合原则。要使导轨精度高，必须互相结合的导轨有自动贴合的性能。对水平位置工作的导轨，可以靠工作台的自重来贴合。其它导轨靠附加的弹簧或者滚轮的压力使其贴合。

（4）移动的导轨在移动的过程中始终全部接触的原则，也就是固定的导轨长，移动的导轨短。

（5）水平安装的导轨，以下导轨为基准，移动部件的上导轨为能有一定变形的弹性体。

（6）能补偿因受力变形和受热变形原则。

滑动导轨未形成完全液体摩擦时低速易爬行，磨损大，寿命低，运动精度不稳定，由于电解加工机床在加工进给时的速度非常小，有时为0.1mm/min,用滑动导轨极易产生爬行，故加工精度难以保证，于是采用滚动导轨。由于载荷不大，因此选用滚珠滚动导轨。滚动直线导轨副在结构上有两列滚道和四列滚道之分，四列滚道结构的滚动导轨，滚珠产生的滑动量较小，具有更小的摩擦系数。因此三面进给叶片电解机床的各运动平台均采用了四列圆弧接触结构的滚动直线导轨。滚动导轨滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。当导轨与滑块作相对运动时，钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的滚道滚动，在滑块端部钢球又通过返向装置（返向器）进入返向孔后再进入滚道，钢球就这样周而复始地进行滚动运动。返向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块。

滚动导轨使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力，具有以下优点：

（1）动、静摩擦力之差很小，随动性极好，即驱动信号与机械动作滞后时间间隔极短，有益于提高数控系统的呼应速度和灵敏度。

（2）起动摩擦力小，随动性能好，驱动功率大幅度下降，只相当于普通机械的十分之一。

（3）接触面积大，弹性变形量小，有效运动体多，易实现高刚性、高负荷运动。 （4）与V型十字叉滚子导轨相比，摩擦阻力可下降约40倍。 （5）适应高速直线运动，其瞬时速度比滑块导轨提高约10倍。 （6）能实现高定位精度和重复定位精度。

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（7）能实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度。

（8）成对使用导轨副时，具有“误差均化效应”，从而降低基础件（导轨安装面）的加工精度要求，降低基础件的机械制造成本与难度。

（9）导轨副滚道截面采用合理化值的圆弧沟槽，接触应力小，承载能力及刚度比平面钢球点接触时大提高，滚动摩擦力比双圆弧滚道有明显降低。

（10）导轨采用表面硬化处理，使导轨具有良好的可校性，心部保持良好的机械性能。 （11）简化了机构结构的设计和制造。

在该机床中，导轨的运动速度非常小，且有油润滑十分不方便，且有导电的危险，因此采用脂润滑。根据工作条件、载荷特点依据机械设计手册表9.3-1选用滚动直线导轨。

（1）导轨长度L

导轨长度L等于丝杠螺纹部分长度加滑板宽度加两边余留，即L=140+200+2×30=400mm。

（2）确定导轨上螺纹孔个数n

查资料，标准螺纹孔间距为60mm，两端余量各20mm，则n=（L-40）÷60+1=7。 （3）额定寿命计算

L?(fhftfcfaCa?（3-1） ?)K

fwP查表知fh=1；ft=1；fc=0.8； fa=0.9；fw=1～1.5，取fw=1；?=3；K=50km；P=FMax=400N；

Ca=9.2×10。

1?1?0.8?0.99.2?1093L?(?)×50?12744.5h

14006

（4）导轨副材料

用于导轨的材料应具有良好的耐磨性，摩擦系数小，动静摩擦系数差小，内应力小，尺寸稳定性好等优点，另外，考虑到立式微细电解加工机床的加工环境，选用的材料应具有高的耐腐蚀性，故选用GCr15。

导轨三维图如图3-1。主要技术参数如表3-1。

图3-1 导轨实体造型 Figure3-1 3D model of guide

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