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CA6140 車（chē）床進給係統數控改造中滾珠（zhū）絲杠副的選型和計算

2018-7-16 來源（yuán）：鄭（zhèng）州航空工業管理學院作者：賀（hè）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（jīng）濟型數控車床的設計方案。闡述了（le）該車床縱向進（jìn）給係（xì）統改造中的滾珠絲杠副的選型和驗算的步驟及方法, 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

1、CA6140 車床改（gǎi）造方案

將CA6140 車（chē）床改造為經濟型數控（kòng）車（chē）床, 原機床的進給係統全部拆除, 縱向和橫向均采用步進電動機（jī）※降速齒輪※滾珠絲杠副※溜板的傳動方式。滾珠絲杠副是一種在絲杠（gàng）與螺（luó）母間裝有（yǒu）滾珠作為中間元件的絲杠副, 是回（huí）轉運（yùn）動與直線運動相互轉換的傳動（dòng）元件。滾珠絲杠副具有傳動效率高、摩擦力小、可（kě）預緊、使用壽命長等優點, 所以在各類中、小型數控機（jī）床的（de）直線（xiàn）進給係統中（zhōng）得到（dào）普遍應用。

改造後的縱向進給係統如（rú）圖1 所示。

支承間距l =1 500 mm , 支承（chéng）滾珠（zhū）絲杠（gàng）的軸承為8107 型推力（lì）球軸承, 幾（jǐ）何參數為d1 =35 mm , 滾動體直徑dQ =6.35 mm , 滾動體數量zQ =18 。滾珠絲杠副及軸承（chéng）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算。

2、縱向進給係統的設計計算

2.1　切削力計算

最大切削功率

2.2 　滾（gǔn）珠絲杠副（fù）的選型和（hé）驗算

滾（gǔn）珠絲杠副的選型和驗算主要是型號的選擇和性能驗算。

滾珠絲杠的選用設計, 一般必須已知（zhī）下列條件:絲杠的最大（dà）軸向載荷Fmax(或平（píng）均工作載荷Fm)、使（shǐ）用壽命（mìng）T 、絲杠的工作長度(或螺母的有效行程)、絲杠（gàng）的轉速n(或平均轉速)、絲杠的運轉狀態等, 以縱向為例, 可按以下步驟計算:

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

　 (5)從滾珠（zhū）絲杠尺寸係列表(或產品樣（yàng）本)中找出額定動載荷Ca 略大於當量動載荷Cm , 同（tóng）時考慮剛度要求, 初選滾珠絲杠副的型號（hào）及有關（guān）參數。

(6)根據機床結構和工作要求(即循環方式、預緊方（fāng）式、傳動精度、傳動效率等（děng）方麵)從初（chū）選的幾（jǐ）個型號（hào）中挑選比較合適的（de）公稱直徑、導程、負荷滾（gǔn）珠（zhū）列數和滾珠圈（quān）數, 確定某一型號。

2.3　剛度驗算（suàn）的計算

滾珠絲杠副剛（gāng）度的驗算, 主要是驗（yàn）算絲（sī）杠的拉伸或壓縮（suō）變形量δ1 、滾珠與螺紋滾道（dào）接（jiē）觸變形量δ2和支承滾珠絲杠軸承（chéng）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, 應考慮選用（yòng）較大直（zhí）徑的滾（gǔn）珠絲（sī）杠副。滾珠絲杠的變形量計算步（bù）驟如下:

(1)絲杠的拉伸或壓縮變形量

三（sān）級精度滾珠絲杠（gàng）允許的螺距誤差為15 μmm , 故剛度足夠（gòu）。

因為（wéi）滾珠絲杠兩端都采用推力球軸承並預緊,因此不會產（chǎn）生失穩現象, 故不（bú）需做穩定性校核。

3、　結語

通過（guò）以（yǐ）上的（de）計（jì）算, 獲得的CDM4006 -2 .5 -P3縱（zòng）向進給（gěi）係統的滾珠絲（sī）杠副, 在數控改造CA6140 車床應用後（hòu）, 機床（chuáng）工作台運轉平穩、靈活（huó）、精（jīng）度高、噪音低, 可以滿足實際（jì）生產加工要求。

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