C6150機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含3張CAD圖
C6150機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含3張CAD圖,c6150,機(jī)床,進(jìn)給,系統(tǒng),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad
一、選題依據(jù)
1.研究領(lǐng)域
金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域
2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
C6150 車(chē)床是對(duì)軸、盤(pán)、環(huán)等多種類(lèi)型工件進(jìn)行多種工序加工的臥式車(chē)床，適合小批量的車(chē)削零件加工。常用于加工工件的內(nèi)外回轉(zhuǎn)表面、端面和各種內(nèi)外螺紋，采用相應(yīng)的刀具和附件，還可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、攻絲和滾花等。它具有以下特點(diǎn)：1、低頻力矩大、輸出平穩(wěn)。2、高性能矢量控制。3、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高。4、減速停車(chē)速度快。5、抗干擾能力強(qiáng)等。
C6150 的進(jìn)給系統(tǒng)主要包括進(jìn)給箱和溜板箱等。溜板箱與進(jìn)給箱配合可讓刀架進(jìn)行螺紋切削?？v,橫向走刀進(jìn)給和快移動(dòng)等功能。它是影響機(jī)床加工精度的重要因素。設(shè)計(jì) C6150 的進(jìn)給系統(tǒng)過(guò)程中能綜合利用到已學(xué)過(guò)的知識(shí)，能對(duì)已學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行進(jìn)一步加深理解與記憶，所以，本課題十分有意義。
3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
國(guó)內(nèi)：中國(guó)產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)發(fā)布的 2017 年中國(guó)車(chē)床行業(yè)發(fā)展調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告認(rèn)為，按用途和結(jié)構(gòu)的不同，車(chē)床主要分為臥式車(chē)床和落地車(chē)床、立式車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床、單軸自動(dòng)車(chē)床、多軸自動(dòng)和半自動(dòng)車(chē)床、仿形車(chē)床及多刀車(chē)床和各種專(zhuān)門(mén)化車(chē)床， 如凸輪軸車(chē)床、曲軸車(chē)床、車(chē)輪車(chē)床、鏟齒車(chē)床。在所有車(chē)床中，以臥式車(chē)床應(yīng)用最為廣泛。
由于車(chē)床產(chǎn)品應(yīng)用面廣，在機(jī)床產(chǎn)品中占有較大的比例，車(chē)床的產(chǎn)量占金屬切削機(jī)床總量的 25.6%左右。2015 年，我國(guó)車(chē)床產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò) 20 萬(wàn)臺(tái)。普通車(chē)床近 2016 年的平均需求量在 11 萬(wàn)臺(tái)，但是由于數(shù)控化率不斷的提高，中國(guó)市場(chǎng)宏觀環(huán)境的走低， 國(guó)家積極倡導(dǎo)淘汰落后產(chǎn)能的政策下，未來(lái)普通車(chē)床市場(chǎng)將加速縮水，預(yù)計(jì)普通車(chē)床市場(chǎng)年復(fù)合縮水比例達(dá)到 12%-15%，而對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)型臥車(chē)需求量將代替普通車(chē)床市場(chǎng)的消減以 7.5%-9%的速度增長(zhǎng)。2016 年，我國(guó)車(chē)床消費(fèi)量為 14.37 萬(wàn)臺(tái)；2017 年車(chē)床消費(fèi)量約 15 萬(wàn)臺(tái)。由于中國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)步入“新常態(tài)”，當(dāng)經(jīng)濟(jì)處于下行周期，而有效需求又不能快速啟動(dòng)時(shí)，工業(yè)特別是重化工業(yè)的產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題將變得更加突出，相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)將進(jìn)入短期“去庫(kù)存”、中長(zhǎng)期“去產(chǎn)能”的艱難過(guò)程中。同時(shí)《中國(guó)制造 2025》“智能專(zhuān)項(xiàng)”已經(jīng)啟動(dòng)，普通車(chē)床產(chǎn)能將進(jìn)一步縮減，產(chǎn)能逐漸由數(shù)控車(chē)床取代，故預(yù)計(jì)“十三五”期間，車(chē)床產(chǎn)量將有所下降，后期將逐漸追平截至 2016
產(chǎn)量，預(yù)計(jì)到 2020 年，我國(guó)車(chē)床產(chǎn)量達(dá)到 22 萬(wàn)臺(tái)左右。經(jīng)濟(jì)下行時(shí)期，中國(guó)車(chē)床下
游行業(yè)都將受其影響，而下游行業(yè)的發(fā)展直接影響車(chē)床的需求量。預(yù)計(jì)到 2022 年，
我國(guó)車(chē)床需求量在 14.6 萬(wàn)臺(tái)左右。車(chē)床性能發(fā)展趨勢(shì)：
1.提高切削速度: 近幾年來(lái)由于刀具材料的飛速發(fā)展,要求車(chē)床相應(yīng)的提高主軸轉(zhuǎn)速，增大功事提高切削速度。目前普通車(chē)床比較經(jīng)濟(jì)適用的轉(zhuǎn)速為 2000 轉(zhuǎn)/分左右，因?yàn)樗榻?jīng)濟(jì)切削速度的發(fā)展。
2.提高自動(dòng)化程度: 對(duì)普通車(chē)床來(lái)說(shuō)，在單件小批生產(chǎn)中非切削時(shí)間約占 80% 左右,并且切削性能也沒(méi)有充分發(fā)揮，據(jù)調(diào)查在 85%的開(kāi)動(dòng)時(shí)間中機(jī)床功率效率平均使用功率不超過(guò) 25%; 在 95%的開(kāi)機(jī)床額定功率動(dòng)時(shí)間里，機(jī)床功率效率不超過(guò) 50%，車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速在絕大多數(shù)情況下僅用到 60%以下.產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是當(dāng)高速切削時(shí)由于車(chē)床自動(dòng)化程度低,人工操作不能適應(yīng)所造成?；谏鲜銮闆r我們認(rèn)為，當(dāng)前普通車(chē)床的發(fā)展趨勢(shì)是在適當(dāng)改進(jìn)切削性能的基礎(chǔ)上，著重提高自動(dòng)化程度，最大限度地縮短非切削時(shí)間,以便提高生產(chǎn)量。
國(guó)外：據(jù)國(guó)際咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，今后世界上數(shù)控機(jī)床將以較高的速度發(fā)展，在金切機(jī)
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床中幾乎所有品種均可實(shí)現(xiàn)數(shù)控化；數(shù)控系統(tǒng)向高度集成(采用 64 位 CPU)、高分辨率
(0.1um)、小型化方向發(fā)展。機(jī)械加工向工序復(fù)合化、智能化方向發(fā)展。未來(lái)工廠將廣泛應(yīng)用數(shù)控機(jī)床、柔性加工單元和柔性加工生產(chǎn)線，最終實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。工廠可以靈活地根據(jù)用戶需要，在短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)、制造出全新的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)更高精度、效率和效益。
1.高精度化。國(guó)外效控系統(tǒng)的設(shè)定單位由 1um 發(fā)展到 0.1um 和 0.01um。1992 年 7 月，日本 FANUC 公司在慶祝該公司成立二十周年的新成果展示會(huì)上，展示了實(shí)現(xiàn)納米加工的整套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 0.001um／脈沖的控制系統(tǒng)，能牘利執(zhí)行每個(gè)脈沖當(dāng)量為
0．001um 的伺服單元，伺服電機(jī)、氣浮絲杠、氣浮主軸等部件，能檢測(cè)納米級(jí)精度的高精度檢測(cè)反饋系統(tǒng)。據(jù)資料介紹，這是世界上第一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)納米加工的成套技術(shù)。
2.高速化?？焖傩谐桃褟?24m／min 提高到 240m／min(當(dāng)設(shè)計(jì)單位為 1um 時(shí))，加工中心的切削進(jìn)給速度可達(dá) 10m／min 以上。數(shù)控系統(tǒng)已從 16 位微機(jī)發(fā)展到 32 位、64 位機(jī)，或用 40 多個(gè) CPU 的結(jié)構(gòu)。FANUC 公司開(kāi)發(fā)的 15B 數(shù)控系統(tǒng)就采用了 64 位微機(jī)的 RISC 技術(shù)(壓縮、優(yōu)化程序、消除跟蹤誤差)。
3.高可靠性。
FANUC 公司的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)(MTBF)是 0.01 次／月·臺(tái)，即實(shí)現(xiàn)了 100 個(gè)月里出現(xiàn)一次故障的高可靠性從而使機(jī)器人也實(shí)現(xiàn)了 0.013 次／月·臺(tái)的高可靠性(另一種說(shuō)法是國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)的 MTBF 在 1 萬(wàn)小時(shí)以上)。
4.系統(tǒng)化。在新廠籌建和老廠擴(kuò)建過(guò)程中，人們已注意到了耍在系統(tǒng)工程觀念指下來(lái)添置數(shù)控機(jī)床、柔性加工單位及柔性制造系統(tǒng)、機(jī)器人等機(jī)電一體化產(chǎn)品。德國(guó)的維勒爾公司已經(jīng)給世界各國(guó)提供了上百條柔性制造系統(tǒng)。FANUC 公司還在筑波科學(xué)城中按計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(O1MS)的五層結(jié)構(gòu)建成 CIMS 模式的工廠。富士通公司建立了紹津 CIMS 工廠，富士電機(jī)也建立了吹上 C1MS 工廠}德國(guó)的西門(mén)子公司建立了 CIMS 數(shù)控系統(tǒng)制造廠。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
(1）C6150 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)
(2）進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)給箱裝配圖繪制。
(3）溜板箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，溜板箱裝配圖繪制。
2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路） (1)分析 C6150 機(jī)床技術(shù)要求
1)確定機(jī)床主要參數(shù)。
2)動(dòng)力參數(shù)的確定
3)主軸轉(zhuǎn)速的確定
4)進(jìn)給范圍的確定
(2)設(shè)計(jì) C6150 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖
1)主傳動(dòng)方案擬定
2)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)擬定式的選擇
3)皮帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定及轉(zhuǎn)速圖擬定
4）確定各傳動(dòng)軸和齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速
(3)設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)及參數(shù)的確定參數(shù)：
在床身上最大工作回轉(zhuǎn)直徑的確定最大工作長(zhǎng)度的確定
最大車(chē)削長(zhǎng)度的確定
刀架上最大工作回轉(zhuǎn)直徑的確定
主軸中心到床身平面導(dǎo)軌距離的確定主軸轉(zhuǎn)速的確定
進(jìn)給量的確定
刀架縱向快速速度的確定車(chē)削螺紋范圍的確定
結(jié)構(gòu)：
1)進(jìn)給箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
2)進(jìn)給箱切螺紋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)公制螺紋
模數(shù)螺紋英制螺紋徑節(jié)螺紋
3)切螺紋系統(tǒng)及齒數(shù)比的確定
4)增倍機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及移換機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)移換機(jī)構(gòu)齒輪齒數(shù)確定
5)車(chē)制螺紋的工作過(guò)程車(chē)削公制螺紋
車(chē)削模數(shù)螺紋 車(chē)削英制螺紋 車(chē)削徑節(jié)螺紋 車(chē)削非標(biāo)準(zhǔn)螺紋
6)齒式離合器的設(shè)計(jì)齒式離合器的結(jié)構(gòu)
齒式離合器的強(qiáng)度計(jì)算
7)各軸及軸上組件的設(shè)計(jì)中心距 a 的確定
軸上齒輪的設(shè)計(jì)驗(yàn)算
軸承的選擇及潤(rùn)滑密封方式
8）鍵的選擇
(3) 設(shè)計(jì)溜板箱結(jié)構(gòu)及參數(shù)的確定參數(shù)：
確定極限轉(zhuǎn)速確定公比
確定主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)確定總降速傳動(dòng)比確定傳動(dòng)軸的軸數(shù)
2）結(jié)構(gòu)
軸的結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算軸承的選擇及定位 齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算鍵的選擇
軸承的選用
軸承潤(rùn)滑和密封方式離合器的選用
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果溜板箱裝配圖 A0 一張
進(jìn)給箱裝配圖 A0 二張說(shuō)明書(shū)一份
主要部件三維模型一份
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）
1）參數(shù)：
工件最大回轉(zhuǎn)直徑：
在床面上……………………500 毫米在床鞍上……………………280 毫米
工件最大加工長(zhǎng)度………750、1000、1500、2000 毫米主軸孔徑…………………52 毫米
主軸前端孔錐度…………莫式 6 號(hào)
主軸轉(zhuǎn)速范圍（17 級(jí)）……20~1250 轉(zhuǎn)/分加工螺紋范圍：
公制……………………1~80 毫米英制……………7/16~40 牙/英寸模數(shù)…………………0.5~40 毫米節(jié)徑…………………7/8~80 徑節(jié)
進(jìn)給量范圍：
縱向…………0.028~6.528 毫米/轉(zhuǎn)橫向…………0.010~2.456 毫米/轉(zhuǎn)
快速…縱向 5.4 米/分；橫向 1.95 米/分
2）研究方法：
(1)進(jìn)行 C6150 機(jī)床技術(shù)要求分析
(2)在網(wǎng)上搜集相關(guān)資料
(3)查閱相關(guān)文獻(xiàn)書(shū)籍
(4)向老師請(qǐng)教相關(guān)知識(shí)問(wèn)題
(5)通過(guò)計(jì)算機(jī) CAD 繪圖
(6)相關(guān)外文資料翻譯
2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1 周：安排設(shè)計(jì)任務(wù)，布置設(shè)計(jì)要求。
第 2 周：分析設(shè)計(jì)題目，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
第 3 周：查找設(shè)計(jì)資料，查找設(shè)計(jì)文獻(xiàn)。
第 4 周：撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，修改開(kāi)題報(bào)告，開(kāi)題答辯。第 5 周：分析 C6150 機(jī)床技術(shù)要求。
第 6 周：設(shè)計(jì) C6150 機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖。第 7 周：設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)。
第 8 周：計(jì)算機(jī)床進(jìn)給箱參數(shù)。
第 9 周：繪制進(jìn)給箱裝配圖。
第 10 周：設(shè)計(jì)溜板箱結(jié)構(gòu)。
第 11 周：計(jì)算溜板箱參數(shù)。
第 12 周：繪制溜板箱裝配圖。
第 13 周：主要零部件三維設(shè)計(jì)。
第 14 周：撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和外文翻譯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附：文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)綜述
文獻(xiàn)[4]：改造了 C6150 車(chē)床的縱向與橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu),采用了齒輪傳動(dòng)及滾珠絲杠螺母副，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件采用了直流何服電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用美國(guó)專(zhuān)用芯片 LM629 及
LMD18200PWM 專(zhuān)用電路。微機(jī)控制系統(tǒng)部分采用 MCS-96 系列的 8098 單片機(jī)，鍵盤(pán)/ 顯示器的接口電路采用專(zhuān)用的 8279 芯片，接口芯片采用 8255 等。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了半閉環(huán)形式控制，并具各有控制刀具以給定速率沿加工路徑運(yùn)動(dòng)的功能。
為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性,在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低摩擦、低慣量，高剛度、無(wú)間隙、高諧振及有適宜的阻尼比等要求。
（1）采用直流伺服電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)滾珠絲杠，直流伺服電機(jī)和滾珠絲杠均采用標(biāo)準(zhǔn)件，便于購(gòu)買(mǎi)和降低成本。
（2）滾珠絲杠螺母副是螺旋傳動(dòng)方式，它的作用是將回旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，因此在改道中選用滾珠絲杠螺母副來(lái)達(dá)到直線運(yùn)動(dòng)的目的。滾珠絲杠螺母副具有磨損小， 傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，壽命長(zhǎng)、精度高，溫升低、運(yùn)動(dòng)摩擦小，便于消除傳動(dòng)間隙的特點(diǎn)。
（3）齒輪傳動(dòng)采用雙片齒輪錯(cuò)齒法消除間隙，雙片齒輪間雖有彈簧自動(dòng)消除間隙， 但消除間隙的方法是采用定期人工調(diào)整、螺釘緊固的辦法消除間隙，因?yàn)閺椈傻膹椓茈y適應(yīng)負(fù)載的變化情況。
優(yōu)點(diǎn)：使原本的機(jī)械機(jī)床功能增強(qiáng)，操作性得到改善，實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化。提高了機(jī)床的加工精度，避免由于人工造成的人為失誤與加工誤差。提高了機(jī)床的可靠性， 由于采用單片機(jī)控制: 井且對(duì)選用的零部件都進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算與校核，對(duì)溜板及中拖板的越界采用了位置檢測(cè)與保護(hù)電路，使工作更可靠。采用了滾珠絲杠螺母副及貼塑導(dǎo)軌，使工作臺(tái)活動(dòng)更靈活，減少了傳動(dòng)摩擦和降低了機(jī)械零部件的磨損。
文獻(xiàn)[5]：以 C620 普通車(chē)床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化再制造為例，探討再制造方案設(shè)計(jì)、滾珠絲桿選型、伺服電動(dòng)機(jī)選型以及進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)等問(wèn)題，對(duì)普通機(jī)床的數(shù)控化再制造具有-定的借鑒意義。
滾珠絲桿計(jì)算與選擇:
滾珠絲桿螺母副的作用是把伺服電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲桿選擇的主要依據(jù)，是其工作動(dòng)載荷應(yīng)小于其額定動(dòng)載荷。
伺服電動(dòng)機(jī)計(jì)算與選擇：數(shù)控機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能要求比較高，伺服電動(dòng)機(jī)的力矩主要消耗在產(chǎn)生加速度上，負(fù)載力矩占的比重很小，其額定力矩可取其最大負(fù)載力矩的 5 倍，再根據(jù)轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的功率及規(guī)格型號(hào)。
文獻(xiàn)[6]:對(duì)現(xiàn)有的存在的大量的普通車(chē)床進(jìn)行了數(shù)控化改造，并重新設(shè)計(jì)了進(jìn)給、換刀和主軸傳動(dòng)系統(tǒng),對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的床鞍部分進(jìn)行了改進(jìn),以適應(yīng)現(xiàn)代化的車(chē)床加工要求，對(duì)原有繁瑣的主軸傳動(dòng)系統(tǒng),對(duì)比現(xiàn)有的小型數(shù)控機(jī)床，進(jìn)行了整合與重新加工，盡可能的適應(yīng)老式機(jī)床的改進(jìn)。經(jīng)過(guò)論證,數(shù)控化改造是可以實(shí)施并加以推廣,對(duì)我國(guó)現(xiàn)存的大量老式機(jī)床有重要的參考意義。
進(jìn)給伺服系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)
進(jìn)給系統(tǒng)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的作用指的是利用教學(xué)工具根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)精確定位或做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后制定出符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的零件。
(1) 進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)
進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)包括縱向(Z 軸)進(jìn)給還有橫向(X 軸)進(jìn)給，它們都是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。縱向進(jìn)給系統(tǒng)經(jīng)過(guò)減速箱驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(Z 軸); 橫問(wèn)進(jìn)給系統(tǒng)在減速箱經(jīng)過(guò)二級(jí)齒輪減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿實(shí)現(xiàn)橫向(X 軸)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
(2) 滾珠絲杠螺母副的選擇
CA6140 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的一部分移動(dòng)組件
具有反應(yīng)快,精度高、低速時(shí)不爬行等特點(diǎn)，因此本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用滾珠絲杠副就可以滿足上要求。滾珠絲桿螺母副由螺絲、換向器、螺母、滾珠等部分組成。滾珠絲杠的工作原理是:當(dāng)絲桿和螺母做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，螺旋溝球就會(huì)沿著滾珠絲桿里面的滾道滾動(dòng)。為了防止?jié)L子沿著跑道表面滑出去,所以要有循環(huán)裝置，循環(huán)裝置可以使?jié)L珠在滾道里面運(yùn)動(dòng)后沿著滾道運(yùn)動(dòng),通過(guò)自動(dòng)循環(huán)設(shè)備重新返回人口,繼續(xù)參與下一周期的工作。安裝滾珠絲桿螺母副需要加載預(yù)緊力，通過(guò)預(yù)緊滾珠絲桿螺母副可以有效地消除軸向間隙，也可以提高傳動(dòng)剛度在對(duì)滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)時(shí)由原來(lái)從一端固定一端懸空，變成-邊簡(jiǎn)支--端固定的支撐結(jié)構(gòu)。因?yàn)闈L珠絲桿副具有軸向間隙,所以為了保證反向傳動(dòng)的精度還有軸向的剛度，必須要消除結(jié)構(gòu)的軸向間隙。消除間隙的方法有很多中,在這里我選擇采用雙螺母結(jié)構(gòu)。軸承選擇角接觸球軸承。
文獻(xiàn)[7]：針對(duì)現(xiàn)有溜板箱的使用功能,在分析國(guó)內(nèi)外同類(lèi)機(jī)床溜板箱的基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了新系列溜板箱。主要增加了溜板縱向定程與保險(xiǎn)裝置和向尾座方向空行程返回與保險(xiǎn)裝置與橫向定程保險(xiǎn)裝置。
溜板縱向定程與保險(xiǎn)裝置的工作原理：將位于床鞍前后的 2 個(gè)可移動(dòng)的擋鐵,用 2
個(gè)內(nèi)六角螺釘將固定在床身前三角形導(dǎo)軌。床鞍的縱向定程由 2 個(gè)擋鐵來(lái)控制。工作前,先把測(cè)量桿放在托架和吊架上,其左端與調(diào)整定程螺釘接觸,其右端與安裝在溜板箱體上的觸頭接觸,反復(fù)試調(diào),直至達(dá)到要求，將擋鐵用內(nèi)六角螺釘緊定牢固,然后取下測(cè)量桿,方可進(jìn)行工作。工作時(shí),當(dāng)溜板箱接近擋鐵時(shí)，溜板箱上的觸頭與擋鐵上的調(diào)整螺釘接觸,迫使觸頭推動(dòng)溜板箱內(nèi)的杠桿使縱向嚙合的離合器脫開(kāi),切斷縱向進(jìn)給，即可達(dá)到預(yù)調(diào)尺寸,又保證了安全。
向尾座方向空行程返回與保險(xiǎn)裝置的工作原理：將桿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)當(dāng)床鞍朝尾座方向返回時(shí)定位指塊下邊的斜面與尾座前面的觸頭相接觸時(shí)觸頭推動(dòng)定位持塊連網(wǎng)桿一月左移推動(dòng)溜板箱內(nèi)的杠桿使效向嚙合的離合器脫開(kāi)切斷縱向返回進(jìn)給，這樣即可防止床鞍與尾座相控確保系統(tǒng)安全又可減輕工人的疲勞強(qiáng)度。
橫向定程保險(xiǎn)裝置：橫向定程是通過(guò)檔塊或擋塊與定位擋塊接觸后實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)橐驗(yàn)槎ㄎ粨鯄K的橫向移動(dòng)可以帶動(dòng)軸做橫向移動(dòng)通過(guò)杠桿切斷溜板箱內(nèi)的橫向自動(dòng)進(jìn)給停止運(yùn)動(dòng)。定位擋塊在任何情況下都可以使刀架橫向自動(dòng)定程或手搖進(jìn)給。用作定程時(shí)它可以處在擋塊和擋塊之間或擋塊與擋塊之間手搖進(jìn)給時(shí)它與任何擋塊都不接觸，則刀架可自由移動(dòng)。檔塊除了起到行程中止作用之外這個(gè)檔塊還可以選擇適當(dāng)位置上起到刀具的橫向定位作用。因?yàn)檫@個(gè)擋塊是可以調(diào)整的。
文獻(xiàn)[8]：本實(shí)用新型涉及一種普通機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)，是機(jī)床的重要組成部件，屬于機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型是對(duì)現(xiàn)有采用凸輪或凸輪鼓控制基本組齒輪嚙合的普通機(jī)床三軸滑移機(jī)構(gòu)進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，設(shè)置在箱蓋上的球桿撥動(dòng)裝置撥動(dòng)設(shè)置在箱體上對(duì)應(yīng)基本組齒輪處的撥動(dòng)齒輪滑塊裝置，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造容易，操縱靈活，通過(guò)設(shè)置誤動(dòng)作自鎖裝置，可有效的防止誤動(dòng)作，本實(shí)用新型可與現(xiàn)有采用三軸滑移機(jī)構(gòu)進(jìn)給箱的普通機(jī)床配套，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
一種普通機(jī)床進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)，包括箱體，箱蓋，輸入軸，固定在箱體內(nèi)中間的基本組齒輪，箱體內(nèi)兩端部的倍速機(jī)構(gòu)、公英制轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，走刀和螺紋切削轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，螺紋輸出軸和走刀輸出軸，其特征是箱體上對(duì)應(yīng)基本組齒輪處固有撥動(dòng)齒輪滑塊裝置、定位裝置、誤動(dòng)作自鎖裝置，撥動(dòng)齒輪滑塊裝置中各齒輪撥動(dòng)塊的叉口置于相應(yīng)滑動(dòng)齒輪的兩側(cè)，箱蓋上對(duì)應(yīng)箱體的撥動(dòng)齒輪滑塊裝置固有球桿撥動(dòng)裝置，球桿撥動(dòng)裝置中球桿前端的球頭置于撥動(dòng)滑塊裝置中相應(yīng)撥動(dòng)滑塊的撥動(dòng)槽內(nèi)。
文獻(xiàn)[9]：數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)床加工過(guò)程的重要組成，在進(jìn)行相應(yīng)的零
件加工時(shí)，被加工件的加工精度會(huì)極大地受到進(jìn)給系統(tǒng)的影響。因此要想保證零件的加工精度，提高加工質(zhì)量，就要對(duì)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所存在的間隙進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，并采取有效的技術(shù)或結(jié)構(gòu)措施等，消除這種間隙，從而提高位移及運(yùn)動(dòng)精度，保證加工質(zhì)量。本文中對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中常用到的消隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與探討。
主要方法如下：雙螺母消隙絲杠，復(fù)合螺母消隙絲杠，低預(yù)緊無(wú)間隙單螺母絲杠； 雙片斜齒輪軸向彈簧消隙，機(jī)械預(yù)載雙齒輪消隙，電氣預(yù)載雙齒輪消隙。
文獻(xiàn)[10]:臥式車(chē)床,具有車(chē)床的床身、床腳、油盤(pán)等鑄造結(jié)構(gòu),床頭箱采用三支承結(jié)構(gòu),進(jìn)給箱設(shè)有公英制螺紋轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),溜板箱內(nèi)設(shè)有錐形離合器安全裝置,機(jī)床縱向設(shè)有四工位自動(dòng)進(jìn)給機(jī)械碰停裝置,尾座設(shè)有變速裝置等。本文詳述了臥式車(chē)床進(jìn)給傳動(dòng)的種類(lèi)及存在的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)傳統(tǒng)臥式車(chē)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),并介紹了它的改進(jìn)后的應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)。此設(shè)計(jì)的進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有簡(jiǎn)化路線、操縱簡(jiǎn)單、可靠等優(yōu)點(diǎn)。
新設(shè)計(jì)出的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)包括基本組、增倍組、光桿或絲桿傳動(dòng)的移換機(jī)構(gòu)?；窘M包含 11 對(duì)齒輪，可由它經(jīng)它直接實(shí)現(xiàn)公制、英制螺紋的加工;同時(shí)，基本組上的軸齒輪通過(guò)鍵與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪全部空套在空心軸上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄從而帶動(dòng)齒條的套簡(jiǎn)移動(dòng)。另外，基本組的齒輪也可以根據(jù)實(shí)際需要減少或者進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。加工公制螺紋時(shí)的傳動(dòng)比可以為 4/6、6/6、7/6、9/6、10/6、11/6。這 6 種傳動(dòng)比與三軸滑移加工公制螺紋時(shí)的傳動(dòng)比完全相同，能保證國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中所有種類(lèi)的公制螺紋都可以實(shí)現(xiàn)。增倍組有 3 對(duì)齒輪，實(shí)現(xiàn) 1/2、1/1、2/1 的螺紋倍數(shù)關(guān)系，與主軸箱內(nèi)擴(kuò)大螺距 1/8 的傳動(dòng)比相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)螺距系列化。很明顯，新型的進(jìn)給傳動(dòng)路線比傳統(tǒng)的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，而且不需要公制和英制螺紋移換機(jī)構(gòu)，從而使得操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。
文獻(xiàn)[11]：研制了一種實(shí)用的機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu),介紹了該實(shí)用機(jī)構(gòu)的組成,并且用實(shí)際應(yīng)用說(shuō)明該機(jī)構(gòu)的可行性和有效性。
對(duì)機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求主要有如下 5 個(gè)方面:
1)系統(tǒng)零部件的低慣量的要求。進(jìn)給系統(tǒng)零件剛性在滿足系統(tǒng)受力工況時(shí),應(yīng)減小運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量及尺寸。
2) 系統(tǒng)零件結(jié)合面之間的低摩擦阻力要求。導(dǎo)軌一般采用具有較小摩擦因數(shù)的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副、靜壓導(dǎo)軌。
3)系統(tǒng)零部件的高剛度要求。機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的高剛度主要取決于傳動(dòng)部件的高剛度。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度不足會(huì)導(dǎo)致工作臺(tái)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的傳動(dòng)精度差。所以說(shuō)提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性是提高系統(tǒng)精度的有效途徑。
4)系統(tǒng)的高諧振性要求。為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的抗振
性,應(yīng)使進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械零部件具有較高的固有頻率，進(jìn)給系統(tǒng)要求進(jìn)給傳動(dòng)的固有頻率應(yīng)高于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率的 2~3 倍。
5)消除傳動(dòng)間隙。設(shè)計(jì)中可采用消隙間隙的聯(lián)軸節(jié)及有消除措施的傳動(dòng)副等方法。主要結(jié)構(gòu)：主運(yùn)動(dòng)，同步帶與同步帶輪，絲杠絲母副，進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)保護(hù)，主軸
箱與立柱間。
主運(yùn)動(dòng)：此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用在機(jī)床的主軸箱上下豎直的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步帶輪帶動(dòng)同步齒形帶驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲母和主軸箱豎直上下運(yùn)動(dòng)。
同步帶與同步帶輪：同步帶輪的選擇在滿足傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩與剛性時(shí)帶輪的直徑的選擇盡量小,保證傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的低慣量。
3)絲杠絲母副。絲杠的上下兩端用絲杠專(zhuān)用的絲杠軸承支撐并且固定在具有足夠剛性的軸承座上，同時(shí)軸承座固定在機(jī)床立柱上。絲杠的長(zhǎng)度在滿足主軸箱的行
程時(shí)要盡量短,保證傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的低慣量。
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進(jìn)給機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)保護(hù)：在絲杠的上端安裝一個(gè)電磁離合器，此電磁離合器在得電時(shí)松開(kāi),失電時(shí)夾緊,以防止主軸箱在主機(jī)失電的狀態(tài)下滑落,保證了機(jī)構(gòu)的安全。
主軸箱與立柱間：主軸箱用直線導(dǎo)軌副安裝在立柱上以保證主軸箱與立柱間的聯(lián)接剛性，同時(shí)直線導(dǎo)軌與導(dǎo)軌滑塊間是滾動(dòng)摩擦具有較低的摩擦因數(shù)，保證了進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的低摩擦阻力的要求。
總結(jié)：根據(jù)上述文獻(xiàn)主要內(nèi)容，我認(rèn)為選擇滾珠絲杠副使系統(tǒng)具有反應(yīng)快,精度高、低速時(shí)不爬行等特點(diǎn)。消隙結(jié)構(gòu)選擇雙螺母結(jié)構(gòu)。軸承選擇角接觸球軸承。基本組的齒輪也可以根據(jù)實(shí)際需要減少或者進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。加工公制螺紋時(shí)的傳動(dòng)比可以為
4/6、6/6、7/6、9/6、10/6、11/6。這 6 種傳動(dòng)比與三軸滑移加工公制螺紋時(shí)的傳動(dòng)
比完全相同，能保證國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中所有種類(lèi)的公制螺紋都可以實(shí)現(xiàn)。增倍組擬采用 3 對(duì)齒輪，實(shí)現(xiàn) 1/2、1/1、2/1 的螺紋倍數(shù)關(guān)系，與主軸箱內(nèi)擴(kuò)大螺距 1/8 的傳動(dòng)比相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)螺距系列化。
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