数控机床进给滚珠丝杠的选择与计算
时间: 2008/5/22 11:29:42 来源: 昆山模具网 浏览量: 282485 字体选择: 大 中 小
摘要:本文论述了数控机床进给用滚珠丝杠的选择与计算方法。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件,并已实现了标准化、通用化和商品化。为了满足数控机床高进给速度、高定位精度、高平稳性和快速响应的要求,必须合理选择滚珠丝杠副,并进行必要的校核计算
1 滚珠丝杠副的载荷计算
(1) 工作载荷F
工作载荷F是指数控机床工作时,实际作用在滚珠丝杠上的轴向作用力,其数值可用下列进给作用力的实验公式计算:
对于燕尾形导轨机床
F=kFx+f'(Fz+2Fy+W)(1)
对于矩形导轨机床
F=kFx+f'(Fz+Fy+W)(2)
对于三角形或组合导轨机床
F=kFx+f'(Fz+W)(3)
对于钻镗主轴圆导轨机床
F=Fx+f*2M/dz (4)
对于滚动导轨机床
F=Fx+f'(Fz+W)+Fr(5)
式(1)~(5)中:Fx、Fy、Fz—x、y、z方向上的切削分力,N;
Fr—密封阻力,N;W—移动部件的重量,N;
M—主轴上的扭矩,N·m;dz—主轴直径,mm;
f′—导轨摩擦系数;
f—轴套和轴架以及主轴的键的摩擦系数;
k—考虑颠覆力矩影响的实验系数。
正常情况下,k、f'与f可取表1数值。
(2) *小载荷Fmin
*小载荷Fmin为数控机床空载时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。此时,Fx=Fy=Fz=0。
(3) *大工作载荷Fmax
*大载荷Fmax为机床承受*大切削力时作用于滚珠丝杠的轴向载荷。
(4) 平均工作载荷Fm与平均转速nm
当机床工作载荷随时间变化且此间转速不同时,
式中:t1,t2,…,tn分别为滚珠丝杠在转速n1,n2,…,nn下,所受轴向载荷分别是F1,F2,…,Fn时的工作时间(min)