对加工中心滑枕的结构设计

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1、对加工中心滑枕的结构设计摘要：数控机床及数控加工中心是现代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。滑枕是加工中心的核心结构之一，是对零部件加工的直接执行机构，它的结构设计是否合理对加工中心的加工结果有着直接的影响。因而加工中心滑枕的结构设计尤为重要。关键词：加工；滑枕；结构设计1前言数字控制也是最近几年新兴起来的一种自动控制的技术，利用数字化的信息实现机床控制的一种方法。数字控制的机床是采用数字来对机床进行控制。数控的机床是装有数控控制的装备。数字控制的系统主要的功能就是采用逻

2、辑处理的方式，或者是运用其他的运算符编码指令来对规定的程序进行编写，数控系统也是一种控制的系统，他能够完成对数控信息的输入、编码以及运算，对数控机床进行全面的加工。2数控机床及加工中心的工作原理数控机床的加工中心主要就是运用了计算机技术的自动控制，精密的测量方法和完善的机械设计等方面知识，也是机电一体化的产品，是未来机床的发展趋势。数控机床的工作原理是：首先将加工零件图上的信息和工艺的信息数字化，按照相关规定的代码和格式对其进行相应的加工。数字化信息的定义就是将工件与道具的坐标分割成一个小单位，也可以叫做最小位移量，数控系统是按照程序

3、的要求，对信息进行处理和分配，使得坐标的移动可以是若干个小的位移单位，在工件与道具运动的过程中完成零件的加工。3数控加工中心滑枕结构设计主轴和主轴电机等构件与移动部分相连，随移动部件移动。丝杠电机与固定件连接。丝杠与固定部分连接，丝杠丝母控制移动部分上下移动。主轴电机选择西门子1PH7-137—NG，配套减速器型号为2LG4320。丝杠驱动电机选择西门子1FK7101-5AF71，配套减速器型号为LP155-M01。丝杠公称直径选为55mm，导程20mm，长度约为1200mm。丝母的型号选择为BNFN5520-5。联轴器选择为ROTE

4、X梅花型弹性联轴器。型号NO.001-钢材料，规格38。3.1滑枕设计计算3.1.1滚珠丝杠选择计算（1）已知参数丝杠的公称直径55mm，导程20mm，长度1500mm，BNFN5520-5。（2)切削力的确定按照立铣（不对称顺铣）计算各向分力，如下图所示：已知主切削力Fc=5000(N)，fw—运转系数，见下表：表3.1运转系数选择运转状态运转系数无冲击运转1.0～1.2一般运转1.2～1.5有冲击运转1.5～2.5计算：250r/min20510001000＝＝×=Svns225101500025060106066＝＝××××=T

5、nL小于丝杠额定动载荷463.5KN。（3）刚度计算滚珠丝杠副的轴向变形会影响进给系统的定位精度及运动的平稳性，因此应考虑以下引起轴向变形的因素：丝杠的拉伸或压缩变形量δ1：在总的变形量中占的比重较大。可以用计算方法确定。先用下式计算滚珠丝杠受工作负载的Fm的作用引起导程S的变化量ΔL（mm）在计算滚珠丝杠总长度上的拉伸或压缩变形量δ1（两端固定）。ΔL=±(Fm*S)/4EF式中，ΔL—在工作负载作用下引起每一导程的变化量，（mm）；Fm—工作负载，即进给牵引力，(N)；S—滚珠丝杠的导程，（mm）；E—材料弹性模数，对钢E=206

6、×10³.，（N/mm²）；F—滚珠丝杠截面积（按内径确定）（mm2）“+”号用于拉伸，“-”号用于压缩。ΔL=±(Fm*S)/4EF=±(2600×20)/4×2.06×10³×¼×55.9²×3.14=0.26×10-4（mm）计算滚珠丝杠在总长度上拉伸或压缩的变形量δ1δ1ΔL*L/L0=2.6×10-5×1500/20=0.0039(mm)式中：—滚珠丝杠在支承间的受力长度。根据《实用机床设计手册》滚珠丝杠副的传动刚度主要由丝杠本身拉压刚度，丝杠副内的接触刚度，轴承和轴承座刚度，因此近似取拉压刚度的1/3(变形近似为拉压变形的

7、3倍)。3δ1=0.0117＜0.02(mm)，符合要求定位精度±0.005/300(mm)。3.1.2机床主轴部分设计计算主轴电机及其减速器的选择计算：主轴电机型号及性能参数：西门子1PH7-137—NG额定功率：36KW，额定转速2000rpm，额定转矩172Nm，最高转速8000rpm，转动惯量0.19，重量130Kg2mKg⋅与1PH7-163—NF配套的减速机型号为2LG4320,其性能参数为：重量70Kg，转动惯量为电机联接减速器，减速器连接同步带轮，带动主轴，带传动1：1，主轴的转动惯量估计值：0.043㎏·㎡同步带轮的

8、转动惯量估计值：材料铸钢，惯量匹配计算：不采用减速机的同步带1：1传动。0.109/（0.109+0.043+0.0113）=0.67，惯量匹配符合要求。带轮传动中心距275mm，同步带规格：1030-8-YU-70，北