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CA6140 車床進給係統數控改造中滾珠絲杠副的選型和計算

2018-7-16 來源：鄭州航空工業管理（lǐ）學院作者：賀紅霞, 趙　輝

摘要:以CA6140 普通車床為例, 介紹了普通車床改造為經濟型數（shù）控車床的設計方案。闡（chǎn）述了該車床（chuáng）縱向進給係統改（gǎi）造（zào）中（zhōng）的（de）滾珠絲杠副的選型和驗算的（de）步（bù）驟（zhòu）及方法, 可為機床數控化改造提供一種參考。

關鍵詞:普通車床;數控改造;縱向進給係統;滾珠絲杠副（fù）

1、CA6140 車床改造方案

將CA6140 車床改造為經濟型數控車床, 原機床（chuáng）的進給係統全部拆除, 縱向和橫向均采用步進電動機※降（jiàng）速（sù）齒輪※滾珠絲杠副※溜板的傳動方式（shì）。滾珠絲杠副是一種在（zài）絲（sī）杠與螺母間裝有（yǒu）滾（gǔn）珠作為中間元件的絲杠副, 是回轉運動（dòng）與直線運動相互轉換的傳動元件。滾珠絲杠副具有傳動（dòng）效率高、摩擦力小、可預緊（jǐn）、使用壽命長等優點, 所以在（zài）各類中、小型數控機（jī）床的直線進給係統中得到普遍應（yīng）用。

改造後的縱向進給係統如圖1 所示。

支（zhī）承間距l =1 500 mm , 支承滾珠絲杠的（de）軸承為8107 型推（tuī）力球軸承, 幾何參數（shù）為d1 =35 mm , 滾動體直徑dQ =6.35 mm , 滾動（dòng）體數量zQ =18 。滾珠絲杠副及軸承均進行預緊。現以縱向進給係統改造為例, 介紹滾珠絲杠副的選型與驗（yàn）算。

2、縱向（xiàng）進（jìn）給係統的設計計算

2.1　切削力計算

最大切削功率

2.2 　滾珠絲杠副的選型和驗（yàn）算

滾珠絲杠副的選型和驗（yàn）算（suàn）主要是型號的選擇和性能驗算。

滾（gǔn）珠絲（sī）杠的選用設計（jì）, 一般必須已知下列條件:絲杠的最（zuì）大軸向載荷Fmax(或平均工作載荷Fm)、使用壽命T 、絲杠的工作（zuò）長度(或螺母的有效行（háng）程)、絲杠的轉速n(或平均（jun1）轉速)、絲杠的運轉狀態等, 以縱向為例, 可按（àn）以下步驟計算:

(1)滾珠絲（sī）杠軸向進給切削力的計算縱向進給為綜合型導軌, 滾珠絲杠軸向進給切削力

　 (5)從滾珠絲杠尺寸係（xì）列表(或產品樣本)中找出額定動載荷Ca 略大於當量動載荷Cm , 同時考（kǎo）慮剛度（dù）要求, 初選滾（gǔn）珠（zhū）絲杠副的型號及有關參數。

(6)根據機床結構和工作要求(即循環方式、預（yù）緊（jǐn）方式、傳動精度（dù）、傳（chuán）動效率等方麵)從初選的幾個（gè）型號中挑選比較合適的公稱直徑、導程、負（fù）荷滾珠列數（shù）和滾（gǔn）珠圈數（shù）, 確定某（mǒu）一型號。

2.3　剛度驗算的計算

滾珠絲杠副剛度的驗算（suàn）, 主要是驗算絲杠的拉（lā）伸（shēn）或壓縮（suō）變形量δ1 、滾珠與螺紋滾道接觸變形量δ2和支承滾（gǔn）珠絲杠軸承的軸向接觸變形（xíng）δ3 之和應不大於機床精度所允許變形量的1 2 。否則, 應考（kǎo）慮選用較大直徑的滾珠（zhū）絲杠副。滾珠絲杠的變形量計算步驟如下:

(1)絲杠的拉伸或壓縮變形量

三級精度滾珠絲杠允許的螺距誤差為15 μmm , 故剛度足（zú）夠。

因為滾（gǔn）珠絲杠兩端都（dōu）采（cǎi）用推力球軸承（chéng）並預緊,因此不會（huì）產生失穩現象, 故（gù）不需（xū）做穩定（dìng）性校核。

3、　結語（yǔ）

通過以上的計算, 獲得的CDM4006 -2 .5 -P3縱（zòng）向進給（gěi）係統的滾珠絲杠副（fù）, 在（zài）數控改造CA6140 車床應用後, 機床工作台運轉平穩、靈活、精度高、噪音低, 可以滿（mǎn）足實際生產加工要求。

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