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CA6140 車（chē）床進給係統（tǒng）數控改造（zào）中滾珠絲杠副的選型和計算

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

摘要:以CA6140 普通車床為（wéi）例, 介紹了普通車床改造為經濟型數控車床的設計方案。闡述了該車床縱向進給係統改造（zào）中的滾（gǔn）珠絲杠副的選型和驗算的步驟及方法（fǎ）, 可為機床（chuáng）數（shù）控化（huà）改造提（tí）供一種參考。

關鍵詞:普通車床;數控（kòng）改造;縱向進給（gěi）係統;滾珠絲杠副

1、CA6140 車床改造方案

將CA6140 車床改造為經（jīng）濟型數控車床, 原機床的進給係統全（quán）部拆除, 縱向和橫向均采用步進電動（dòng）機※降速齒輪※滾珠絲杠副※溜板的傳動方式（shì）。滾珠絲杠副（fù）是一種在絲杠與螺母間裝（zhuāng）有滾珠（zhū）作為中間元（yuán）件的絲杠副, 是回轉運動與直線運動相互轉換的傳動元件。滾珠絲杠副具有（yǒu）傳動效率高（gāo）、摩擦力小、可（kě）預緊、使用壽命長等優點, 所（suǒ）以（yǐ）在各類中、小型數控機（jī）床的直線進給係統中得到普遍應用。

改造後的（de）縱向進給係（xì）統如圖1 所示。

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

2、縱向進給（gěi）係統的設計計算

2.1　切削力計算

最大切削功率

2.2 　滾（gǔn）珠絲杠副的選型和驗算

滾珠絲杠副的（de）選型（xíng）和驗算（suàn）主要是型號的選擇和性能驗算。

滾珠（zhū）絲杠的選用設計, 一般必須已知下列條件:絲杠的（de）最大軸向載荷Fmax(或平均工作載（zǎi）荷Fm)、使用壽命T 、絲（sī）杠的工作長度(或螺母的有效行程)、絲杠的（de）轉速n(或平（píng）均轉速)、絲杠的運（yùn）轉（zhuǎn）狀態等, 以縱向為例, 可按以下步（bù）驟計算:

(1)滾珠絲（sī）杠軸（zhóu）向（xiàng）進給切削（xuē）力（lì）的計算縱向（xiàng）進給為綜合型導軌, 滾珠絲杠軸向進給切削力

　 (5)從滾珠絲杠尺寸係列表(或（huò）產品樣本（běn）)中找出額定動載荷Ca 略大於當量動載荷Cm , 同時考慮剛度要求, 初選（xuǎn）滾珠絲杠副的型（xíng）號及有關參數。

(6)根據機床結構和工作要求(即循環方式、預緊方式、傳動精度、傳動效率等方麵)從初選的幾個型（xíng）號中挑選比較合（hé）適的公稱直徑、導程、負荷滾珠列數和滾珠圈數, 確定某（mǒu）一型號。

2.3　剛度驗算的計算

滾珠絲杠副剛度的（de）驗（yàn）算, 主（zhǔ）要是驗算絲杠的拉伸或壓縮變形量δ1 、滾珠與（yǔ）螺紋滾道接觸變形量δ2和支承滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形δ3 之和應不大於機床精度所允許變形量的1 2 。否則, 應考慮選用較大直徑的滾珠絲杠副。滾珠絲杠的變形量（liàng）計（jì）算步驟如下（xià）:

(1)絲杠的拉伸或壓縮變（biàn）形量

三級精度滾珠絲杠允許的（de）螺距誤差為15 μmm , 故剛度足夠。

因為滾珠絲杠（gàng）兩端都采用推力球軸承並預緊,因此不會產生失穩（wěn）現象, 故不需（xū）做穩定性校核。

3、　結語

通過以上的（de）計算, 獲得的（de）CDM4006 -2 .5 -P3縱向（xiàng）進給係統的（de）滾珠絲杠副, 在數（shù）控改造CA6140 車床應用後（hòu）, 機床工作台運轉平穩、靈活、精度高、噪音低, 可（kě）以滿足實際生產加工要求。

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