滾珠(zhū)絲杠隨(suí)著科學技術的不(bú)斷發展,對機床的性能、精度、自動化程度提出了越(yuè)來越高的要求[1]。改造老機床與購買新(xīn)機床相比,投資成本較低,又能提高原機床設備的生產效率[5]。CGM6125高精密車床數控化改造後主要用於小(xiǎo)型軸(zhóu)類(lèi)、盤類零件及螺紋零件的粗、半(bàn)精(jīng)、精加工。而滾珠(zhū)絲杠影響著工作台的穩定(dìng)性和(hé)機床的加工精度,所以它的選擇(zé)特別的重要。
1 CGM6125車床進給係統改造方案
將CGM6125 車床(chuáng)改造為經(jīng)濟(jì)型數控車床,拆除原機床上的進給係統,將選取的縱向(xiàng)的滾珠絲杠副通過托架安裝在床鞍和溜板箱(xiāng)的連接麵上[2];橫(héng)向的(de)支承(chéng)采用在床鞍的兩邊安裝軸承座的(de)方(fāng)式支承,螺母通過(guò)支架安裝在中滑板上。縱橫向滾珠絲杠的支撐方式采用一端固定一端鉸支。驅動電機和進給絲杠的聯接采用電機-絲杠(gàng)直聯方式。裝配模型如圖1所示。
2 縱向進給係統的設計(jì)計算
2.1 切削力的計算
最大切削功率
2.2 滾珠絲杠副的選型和(hé)計算
2.2.1 計算當量載荷Fm
首先,計算最大工作載(zǎi)荷Fmax 。縱向為三角形和矩形組成的綜(zōng)合導軌(guǐ),則
2.2.4 公稱(chēng)導(dǎo)程的計算
公稱導程的(de)大小應根據機床的要求確定,精度要求高時應選取(qǔ)較小的基本導程,速度快時選(xuǎn)較大的導程。滿足公(gōng)式為:
2.2.5 滾珠絲杠螺母副(fù)的選擇
在滿足機(jī)床設計改造參數和性能要求的前提下,盡量選(xuǎn)用經濟、結構簡單、工藝性好、易拆裝的原則[3]。絲杠螺母副的滾道型麵選擇雙圓弧型麵(miàn),預緊方式為單螺母(mǔ)變位導程預緊;參考同類中檔數控車床滾珠絲杠副的實際選用情況,初步選擇3 級精度。
根據C < Ca(Ca 是額定載荷)的原則[6],使選擇的滾珠絲杠的額定動載荷大於計算的最大工作載荷,選用深圳市賽瑞德(dé)精工機械技術有限公司的滾珠(zhū)絲杠,其型號為CBM2505-3-P3 的(de)定位滾珠絲杠副。
2.2.6 滾珠絲杠的總體結構和尺寸設計(jì)
首(shǒu)先,確定(dìng)滾珠絲杠螺母(mǔ)副的螺紋長度Ls
Ls = Lu + Le + 2Lc = 440mm (11)
式中:Lu —工(gōng)作台最大行程(mm),Lu = 350 mm;
Le —螺母長度(mm),Le = 42mm ;Lc —兩端餘程(mm),Lc = 24mm
其次(cì),確定(dìng)絲杠兩支承間距離L
L = 1.4 × Lu + 30 × ph = 640mm (12)
根據上述(shù)計算,在結合滾珠絲杠軸端的國際標準,滾珠絲(sī)杠的結構如圖2所示。
2.3 滾珠絲杠的驗算
2.3.1 傳動效率計算
絲杠螺(luó)母副的傳動效率(lǜ)η0 為
故縱向絲杠不會產生失穩的危險。
3 結束語
通過對縱向進(jìn)給係統滾(gǔn)珠絲杠的選(xuǎn)型和計算,獲得了CBM2505-3-P3 的定位滾(gǔn)珠絲杠副。在對CGM6125 車床數控化改造後,工作台運轉平穩,提高了機床的加工精度,實現了改造的預定目標。
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