工業(yè)中心本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）題目：數(shù)控車床X軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：起迄日期：設(shè)計地點(diǎn)：前言制造現(xiàn)代工業(yè)化的基礎(chǔ)是建立在數(shù)控技術(shù)以及數(shù)控裝備上的，無論哪一個國家，它的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力和這個基礎(chǔ)的牢固程度息息相關(guān)，對于一些行業(yè)的重要發(fā)展也是起著愈來愈重要的作用，甚至這個技術(shù)的發(fā)展會關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。正是因?yàn)槿绱?，以?shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)要大力發(fā)展，這是加強(qiáng)一個國家經(jīng)濟(jì)、提高綜合國力以及提高一個國家地位的重要途徑?，F(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)在都是發(fā)展比較迅速的了，同時相關(guān)的機(jī)床產(chǎn)品都向著“高”的方面發(fā)展，通常的說法的就是速度要高、效率要高、并且容易實(shí)現(xiàn)自動化，所以對于一臺機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能必須要求很高。X軸Z軸兩軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)和數(shù)控車床部件構(gòu)成了數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)，是數(shù)控車床在加工時帶動刀具作兩個方向聯(lián)動的運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由兩軸驅(qū)動的伺服進(jìn)給系統(tǒng)不僅可以對進(jìn)給運(yùn)動的速度快慢實(shí)現(xiàn)自動控制，而且刀具相對于工件的位置移動可以實(shí)現(xiàn)自動控制。X軸部件的性能是否合格直接影響加工工件的加工質(zhì)量和切削生產(chǎn)率，X軸的性能是決定機(jī)床性能以及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的重要因素。

緒論1.1數(shù)控機(jī)床簡介數(shù)字控制就是通過數(shù)字化信號來控制機(jī)床的運(yùn)動方向和加工過程的一種技術(shù)方法。數(shù)控技術(shù)就是通過數(shù)字化信息對機(jī)器的運(yùn)動和工作進(jìn)行控制的技術(shù)[1]。數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一個十分新穎的發(fā)展、也是一項發(fā)展十分迅速、快捷的高新技術(shù)。數(shù)控技術(shù)在各行各業(yè)都有很多的應(yīng)用。通過數(shù)控技術(shù)加工零件，生產(chǎn)率有明顯的提高，成本也會下降、加工質(zhì)量還有保障、工人的勞動強(qiáng)度也會降低。正是因?yàn)橐慌_機(jī)床具控備了數(shù)技術(shù)，才有了數(shù)控機(jī)床這個說法，也可以說是一臺裝備了數(shù)控系統(tǒng)的普通機(jī)床。由于數(shù)控機(jī)床的快速發(fā)展，國際信息聯(lián)盟第五技術(shù)委員會對數(shù)控機(jī)床的定義重新定義了一下：一臺機(jī)床，若是裝備了數(shù)控技術(shù)和程序控制，就可以稱它是數(shù)控機(jī)床。使用號碼或者其他的編碼指令數(shù)控機(jī)床都能邏輯的處理這些程序。一它數(shù)控機(jī)床能完成一項操作或者監(jiān)控，都是要在數(shù)控單元中完成，并且它還是數(shù)控機(jī)床的大腦，是一個不可缺少的部分。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相做比較的話，數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)有如下幾個：無論加工對象的材料如何，數(shù)控機(jī)床都能很好地適應(yīng)，在模具加工的生產(chǎn)中，可以適應(yīng)單件生產(chǎn)，促進(jìn)了模具行業(yè)的發(fā)展制造。數(shù)控機(jī)床的加工精度高，加工質(zhì)量可以得到很好地保障；3、普通機(jī)床一般只有XZ兩個坐標(biāo)聯(lián)動，但是數(shù)控車床能進(jìn)行三軸聯(lián)動甚至更多聯(lián)動，對于一些形狀復(fù)雜的零件，只要程序準(zhǔn)確也可以加工出來；4、數(shù)控加工零件，若是零件形狀需要改變，一般是在數(shù)控加工工件前更改數(shù)控程序，就能完成程序要求的形狀，大大減少了生產(chǎn)的準(zhǔn)備時間；5、數(shù)控機(jī)床本身的精度和剛度和普通車床相比的話都有很大的提高，這樣就可以選擇有利的加工用量，提高了生產(chǎn)的加工效率（一般為普通機(jī)床的3~5倍）；6、由于數(shù)控機(jī)床的自動化程度很高，在加工時只需要做好安全工作就好，方便了勞動工人，而且效率還高，大大提高了生產(chǎn)率；7、數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)管理要利于現(xiàn)代化發(fā)展，由于數(shù)控機(jī)床是通過數(shù)字信息和標(biāo)準(zhǔn)代碼來出傳遞信息，程序又是由計算機(jī)控制的，為計算機(jī)輔助設(shè)計和機(jī)械制造以及管理一體化做出了很好的鋪墊；8、數(shù)控機(jī)床對操作工人的勞動素質(zhì)要求較高，這樣才可以正確的操作數(shù)控機(jī)床，并且要求對數(shù)控維修人員的維修技術(shù)要求過硬；9、數(shù)控機(jī)床的可靠性比普通車床的可靠性高。1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢在傳統(tǒng)制造業(yè)這一領(lǐng)域當(dāng)中，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷和創(chuàng)新，也發(fā)生了天翻地覆的變化傳統(tǒng)制造業(yè)也因此一躍而上成了現(xiàn)代工業(yè)化的典型代表。近年來，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展越來越快速，而且應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，現(xiàn)代生活中，一些行業(yè)離開數(shù)控技術(shù)的話生產(chǎn)技術(shù)就會后退很多，數(shù)控技術(shù)在這些行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展離不開數(shù)字化發(fā)展，這是一種新的發(fā)展趨勢。（1）高速度化、高精度化、高可靠性高速度化:不僅提升數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度、還要提高數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速。高精度化:數(shù)控機(jī)床的加工精度等級很高。精度不僅可以達(dá)到微米級或者亞微米級，甚至連納米級都可以達(dá)到。高可靠性:由于數(shù)控機(jī)床具備了成熟的數(shù)控技術(shù)，所以數(shù)控機(jī)床的可靠性很高，比普通機(jī)床的可靠性高出許多許多，大約有一個數(shù)量級的比較。由于一臺高可靠性的數(shù)控機(jī)床要投入很多的人力物力，所以一臺數(shù)控機(jī)床的可靠性不一定是越高越好，只要能滿足加工要求就好。（2）復(fù)合化數(shù)控機(jī)床方面的復(fù)合化的核心內(nèi)容就是要在一臺數(shù)控機(jī)床上可以完成多種操作，比如車削、銑削、鉆孔、攻絲、鉸孔等。這樣能大大節(jié)省加工時間、提高加工效率、提高生產(chǎn)柔性。（3）智能化、網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控機(jī)床對于智能化的要求有以下幾個方面：對于加工要求的智能化、加工質(zhì)量方面的智能化、提高驅(qū)動性能方面的智能化、簡化編程方面的智能化、操作加工的方面智能化、界面的智能化、監(jiān)控方面的智能化。（4）柔性化、集成化由點(diǎn)到線到面最后到體這種類型的方向發(fā)展是當(dāng)今數(shù)控柔性自動化發(fā)展的新趨勢特點(diǎn)之一，還有一方面是數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性也是要發(fā)展的。適應(yīng)制造業(yè)的動態(tài)市場要求和產(chǎn)品的更新是柔性自動化技術(shù)的手段之一。柔性自動化發(fā)展是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)也是世界各國的發(fā)展新趨勢。（5）復(fù)合化隨著機(jī)床復(fù)合化程度的不斷提升，目前一臺復(fù)合式機(jī)床就已經(jīng)相當(dāng)于一條生產(chǎn)線。（6）重視新技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展、技術(shù)規(guī)范的建立1.3數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1.3.1國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r盡管我國在機(jī)床方面起步額比較緩慢，但是我國數(shù)控機(jī)床在產(chǎn)品種類方面、技術(shù)水平方面、產(chǎn)品質(zhì)量這些方面上，都取得了靈大家都滿意的成績，在一些關(guān)鍵性技術(shù)方面，我國的人才也取得了突破性的成績[3]。據(jù)統(tǒng)計，大約有1500種不同種類數(shù)控機(jī)床，這些機(jī)床可以滿足國內(nèi)市場的需要了，在金屬切削機(jī)床的品種類別和一些鍛壓機(jī)制方面，都有數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的身影。這些跡象表明，我國國內(nèi)關(guān)于數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展的時期。我國可以供應(yīng)的機(jī)床種類很多，比如網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控機(jī)床、集成化的數(shù)控機(jī)床、柔性化的數(shù)控機(jī)床都已經(jīng)投入國內(nèi)市場了。同時，與世界各地相比，在高速度和高精度方面的機(jī)床的生產(chǎn)行列中，我國也有一席之地。目前，國內(nèi)的數(shù)控人才已經(jīng)成功研制了一種新型的數(shù)控機(jī)床，該機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速可高達(dá)8000—10000r/min以上。最近幾年，對于CAD等技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用我國已經(jīng)開始大力推廣，讓大家都深刻了解，很多企業(yè)已開始并且計劃實(shí)施應(yīng)用ERP、MRPII以及電子商務(wù)。長期以來，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床對于低檔的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用很多，發(fā)展中檔數(shù)控機(jī)床的進(jìn)展比較慢，對于一些高檔機(jī)床的生產(chǎn)仍然不好獨(dú)立完成，需要依靠進(jìn)口技術(shù)才好完成，尤其在國家重點(diǎn)工程中，由于一些不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備沒有制成，需要依靠進(jìn)口的設(shè)備才好完成，技術(shù)嚴(yán)重受制于人。究其根本，是因?yàn)閲鴥?nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多數(shù)還處于一種“粗放型”的階段，不敢勇于創(chuàng)新，在產(chǎn)品設(shè)計水平、質(zhì)量、精度、性能等方面比較落后，和一些發(fā)達(dá)國家相比較，國內(nèi)的這種狀況將近落后了5-10年；中低檔的落后已經(jīng)如此，發(fā)達(dá)國家在高精、高速、尖端的技術(shù)方面已經(jīng)超出我國水平大約有5-10年，可以說，在高精度方面我們做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在應(yīng)用技術(shù)能力和技術(shù)集成方面來說，發(fā)達(dá)國家也超越我國很多，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對來說已經(jīng)滯后發(fā)達(dá)國家很多了，完整的品牌效應(yīng)在我國還沒體現(xiàn)出來。同時，完善的技術(shù)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系在我國的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)仍然不足，市場的營銷能力和經(jīng)營管理水平也比較落后。歸根結(jié)底，是因?yàn)槿鄙僮灾鲃?chuàng)新的能力，一臺全部依靠國內(nèi)技術(shù)的高精高速數(shù)控機(jī)床更是少之又少，這些種種出現(xiàn)的問題，嚴(yán)重制約了我國整個數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。1.3.2國外發(fā)展?fàn)顩r高速度、高精度已經(jīng)成了國外數(shù)控機(jī)床的主流，都已經(jīng)是納米控制了。多任務(wù)和多軸加工的數(shù)控機(jī)床在航空航天和能源等行業(yè)都有涉獵。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人的集成應(yīng)用也是越來越普及化，它的結(jié)構(gòu)形式還多樣化，范圍廣泛、運(yùn)轉(zhuǎn)的高速化，多機(jī)器人協(xié)同的普及化。隨著智能化加工與監(jiān)測功能的不斷發(fā)展，機(jī)床的各類性能可通過監(jiān)測獲得，能過準(zhǔn)確的獲得相關(guān)書庫，預(yù)測機(jī)床的狀態(tài)，提前做好相關(guān)的維護(hù)工作，事故的發(fā)生次數(shù)能減少很多，甚至沒有事故，大大降低了機(jī)床的故障率，提高了機(jī)床的安全性和穩(wěn)定性。（5）新型的機(jī)床誤差檢測以及補(bǔ)償技術(shù)能夠在比較短的時間內(nèi)完成對數(shù)控機(jī)床的補(bǔ)償測量，而且準(zhǔn)確性還好，數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)的激光干涉儀相比，對數(shù)控機(jī)床誤差的補(bǔ)償精度和加工精度都有一個質(zhì)的飛越。（6）由于CAD/CAM這方面技術(shù)的支持，可以大幅度的提高數(shù)控機(jī)床的加工效率。（7）由于刀具技術(shù)的發(fā)展越來越快，整個加工過程有了更多的刀具設(shè)計，數(shù)控機(jī)床的平穩(wěn)加工以及抗振性能的要求這些新的刀具都能滿足這個條件。1.4數(shù)控機(jī)床發(fā)展中存在的問題（1）相關(guān)政府在引導(dǎo)和指引數(shù)控機(jī)床方面做得還不夠好。發(fā)達(dá)國家在產(chǎn)業(yè)化方面領(lǐng)先我國不少技術(shù)。（2）先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)卻未消化。對于國外新型技術(shù)著重引進(jìn)，但是卻不好好吸收人家的長處。對于國外的先進(jìn)技術(shù)，我們要取其精華，去其糟粕，然后學(xué)習(xí)、消化人家的技術(shù)，還要提高自己的創(chuàng)新能力，兩個方面想結(jié)合，取得更好的進(jìn)步。（3）我國缺乏高素質(zhì)專家人才。在專家人才和熟練技術(shù)工人這一方面人才中，我國很緊缺這方面人才；對于深入系統(tǒng)的科研工作也很缺乏；沒有一個為高層次、高素質(zhì)的人才提供一個創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的環(huán)境，最后導(dǎo)致了關(guān)鍵性技術(shù)的缺失，在持續(xù)創(chuàng)新能力方面也是捉襟見底。在先進(jìn)技術(shù)和制造經(jīng)驗(yàn)比較豐富和完善的國家主要是美國、日本、德國三個國家。美國的特點(diǎn)是收納世界各地的人才，在“效率”、“創(chuàng)新”兩個方面更是非常重視，而基礎(chǔ)的科研方面也是檢測人才的一個標(biāo)準(zhǔn)。（4）我國的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合體系未形成以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新為導(dǎo)體，這種新型的體系尚未形成，而這個恰恰是市場的經(jīng)濟(jì)的需求。對于一些專業(yè)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、和資源上面無法有效的融合，打造新的創(chuàng)新技術(shù)平臺。我國數(shù)控機(jī)床的在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面、制造的配套環(huán)節(jié)方面、集成技術(shù)和制造工藝等方面與發(fā)達(dá)國家相比，仍然比較落后不少。據(jù)統(tǒng)計，我國在超精之類上的機(jī)床生產(chǎn)每年都不足千臺，嚴(yán)重落后其他國家。

第二章總體方案設(shè)計2.1進(jìn)給系統(tǒng)的傳動要求及傳動類型的選擇2.1.1傳動要求進(jìn)給系統(tǒng)在數(shù)控加工過程中是一個很重要的部分，由數(shù)字控制來控制，主要包括機(jī)械傳動部件、產(chǎn)生動力矩以及控制器運(yùn)動的各種驅(qū)動設(shè)備。進(jìn)給系統(tǒng)的傳動要求不僅準(zhǔn)確還要無間隙。因此要求進(jìn)給傳動鏈的各環(huán)節(jié)，都必須做消除間隙的措施，尤其在連接方面，比如絲杠和螺母之間的配合要消隙，電機(jī)和滾珠絲杠的連接也要做消隙處理，支撐絲杠兩端的軸承也要消隙。另外，進(jìn)給系統(tǒng)的傳動要求包括高靈敏度和高傳動效率兩個方面。最后還要做到如下要求：在數(shù)控機(jī)床傳動部件的剛性方面要提高、傳動部件的慣量問題也是越小越好、傳動部件的間隙也是要通適當(dāng)?shù)南斗椒ㄊ情g隙減小、在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的摩擦阻力方面要減少[4]。通過提高數(shù)控機(jī)床傳動部件的剛性，如加大滾珠絲杠的直徑，對滾珠絲杠螺母副、支承部件進(jìn)行預(yù)緊以及進(jìn)行預(yù)拉伸等，這些辦法都是提高系統(tǒng)的傳動剛度的穩(wěn)妥辦法，再通過滾珠絲杠預(yù)拉伸的計算得出更加精確數(shù)值，保證剛性。通過減小傳動部件的慣量，影響進(jìn)給系統(tǒng)快速性的主要原因是因?yàn)閭鲃硬考膽T量直接決定進(jìn)給系統(tǒng)的加速度，再通過慣量匹配的計算，得到符合要求的慣量匹配數(shù)值，對于大多數(shù)機(jī)床來說，慣量是越小越好。通過減小傳動部件的間隙增加阻力，降低機(jī)械部件的壽命。通過減小系統(tǒng)的摩擦阻力，摩擦力會影響系統(tǒng)的定位精度和閉環(huán)的動態(tài)穩(wěn)定性，通過轉(zhuǎn)矩匹配的計算，提高機(jī)床性能。2.1.2傳動類型的選擇在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)中有許多傳動使工作臺運(yùn)動，常用的有如下幾個：使用滾珠絲杠螺母副傳動配置、靜壓蝸桿-蝸母條傳動配置、預(yù)加載荷雙齒輪-齒條和導(dǎo)程蝸桿傳動配置等。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能和運(yùn)動精度可以通過滾珠絲杠螺母傳動來實(shí)現(xiàn)，但是運(yùn)動件的摩擦阻力和動靜摩擦力之差要減小，以此來保證數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能和運(yùn)動精度。因此，在中小型數(shù)控機(jī)床中是應(yīng)用的比較普遍的是滾珠絲杠螺母副。滾珠絲杠的特點(diǎn)傳動效率高，滾珠絲杠副的傳動效率可以提供高至95%~98%，是普通梯形絲杠的3~4倍；由于該摩擦方式采用的是滾動摩擦，所以動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)之間的差值就會極小極小，也，滾珠絲杠螺母副的靈敏度就會這個差值的減小而提高很多，就算數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行速度比較緩慢，也不會產(chǎn)生爬向現(xiàn)象，在高速傳動的時候，運(yùn)動又比較平穩(wěn)；滾珠絲杠副在定位精度和傳動剛度方面都是比較好的，還可以用特定的方法來消除滾珠絲杠螺母的軸向間隙，反向不會有空行程現(xiàn)象，定位精度高。還可以通過適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，提高滾珠絲杠的軸向剛度。滾珠絲杠如圖2.1所示。圖2.1滾珠絲杠滾珠絲杠副常用的循環(huán)有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)。外循環(huán)的滾珠在循環(huán)反向過程中，滾珠與絲杠導(dǎo)軌間都會保持一定的距離，不會有接觸；而在循環(huán)過程中，絲杠中的滾珠始終與絲杠各表面保持穩(wěn)定的接觸循環(huán)方式則稱之為內(nèi)循環(huán)。靜壓蝸桿-蝸母條傳動，蝸桿-蝸母條機(jī)構(gòu)是絲杠螺母機(jī)構(gòu)中一種比較例外的方式，蝸桿在這個傳動中擔(dān)任的是一個短絲杠的角色。液體靜壓蝸桿-蝸母條機(jī)構(gòu)是在蝸桿-蝸母條的嚙合齒面間注入一定的壓力油，壓力油會形成一層油膜，兩個嚙合齒面在這個壓力油的作用下，形成液體摩擦，在重型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)很常用。絲杠經(jīng)常通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)連接在一起，這個傳動中，蝸桿也是應(yīng)用的同樣原理，經(jīng)電機(jī)的回轉(zhuǎn)帶動蝸桿產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動。運(yùn)動部件（工作臺）則通過螺母條相聯(lián)，通過這種傳動形式來使工作臺獲得往復(fù)直線運(yùn)動。這種形式在龍門式銑床的工作臺進(jìn)給驅(qū)動中很常見。雙齒輪-齒條傳動。通過齒輪-齒條傳動，可以獲得較長的行程，在一些大型數(shù)控機(jī)床上通常采用這種傳動方式。齒輪齒條傳動通常用于一些傳動剛性要求比較高，而傳動精度低的場合。如果采用齒輪-齒條傳動，齒側(cè)間隙的必須要采取消隙的措施。通常采用兩個齒輪與一個齒條嚙合的方法，施加一定的壓力，兩個齒輪延相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角度，這樣齒輪的齒面會與齒條緊緊貼合，達(dá)到消隙的目的。雙導(dǎo)程蝸桿傳動。數(shù)控機(jī)床不僅有直線進(jìn)給運(yùn)動還有圓周進(jìn)給運(yùn)動，以此來擴(kuò)大工藝范圍，生產(chǎn)效率也會提高。圓周進(jìn)給運(yùn)動可由回轉(zhuǎn)工作臺的回轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，蝸輪-蝸桿傳動就是進(jìn)給傳動。對于這種傳動，蝸輪蝸桿的制造精度和裝配精度要求都比較高，通常通過雙導(dǎo)程蝸桿傳動來消除蝸輪-蝸桿副的傳動間隙。通過對機(jī)床結(jié)構(gòu)的分析，這里采用半閉環(huán)的伺服機(jī)構(gòu)，選用大導(dǎo)程內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠、，從而保證機(jī)床的加工精度和加工效率。通過以上三種傳動比較，在本次設(shè)計中采用滾珠絲杠傳動。滾珠絲杠傳動簡圖如圖2.2所示。圖2.2滾珠絲杠傳動2.2X向伺服電機(jī)類型的選擇與確定速度精度和位置精度兩個精度伺服電機(jī)都可以很好地控制，通過將輸入電壓信號轉(zhuǎn)變成運(yùn)動所需要的輸出，比如轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，這樣伺服電機(jī)就能很好的控制這些驅(qū)動對象。由于伺服電機(jī)中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是通過輸入信號的控制來控制快慢的，所以轉(zhuǎn)子能快速的做出反應(yīng)。在自動控制系統(tǒng)中，執(zhí)行元件通常用轉(zhuǎn)子，因?yàn)樗哂械臋C(jī)電時間常數(shù)小、而且線性度高等特性，轉(zhuǎn)子可以把它接收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。伺服電機(jī)一般分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電動機(jī)兩大類電機(jī)，伺服電機(jī)的主要有點(diǎn)如下；當(dāng)信號電壓輸入為零時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不會立即停止，而是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降[5]。直流伺服電機(jī):直流伺服電機(jī)有電刷裝置，成本高，盡管電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)節(jié)速度的范圍也很廣泛，控制也很方便，但是對于電機(jī)的維護(hù)不方便，而且對環(huán)境要求比較高。交流伺服電機(jī):交流電機(jī)中沒有電刷裝置，因次電機(jī)在工作的時候穩(wěn)定性可靠、定子繞組散熱方便、電機(jī)的慣量小，所以易于提高系統(tǒng)的快速性、在速度比較高和力矩大的地方應(yīng)用廣泛。通過以上比較選用交流伺服電機(jī)符合本課題要求。交流伺服電機(jī)如圖2.3所示。圖2.3交流伺服電機(jī)2.3電機(jī)與絲杠連接方式的確定電機(jī)與絲杠連接方式有很多，主要通過聯(lián)軸器連接、同步齒形帶連接、齒輪連接三種連接方式[6]。（1）通過同步齒形帶聯(lián)接同步帶通過兩個齒輪間的嚙合來傳動，它不僅有帶傳動的優(yōu)點(diǎn)，而且鏈傳動的優(yōu)點(diǎn)也能滿足，合二為一。同步齒形帶的強(qiáng)力層是鋼絲繩，外表用氯丁橡膠或聚氨酯包裹起來。當(dāng)強(qiáng)力層中的鋼絲繩受到外界的負(fù)載后，它的變形量比較小，鋼絲繩能保持齒形帶的周節(jié)不變。正是因?yàn)槿绱耍瑤Ш蛶л喼g在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中就不會產(chǎn)生相對位移，傳動比也能保證精確，也就是主、從動輪能夠做無滑差的同步傳動。這種帶薄而輕，慣性效應(yīng)小，因而在高速傳動中應(yīng)用普遍，圓周速度v可達(dá)40米每秒。由于他是靠嚙合傳動的，因此小帶輪包角可以適當(dāng)減小，傳動比i不僅達(dá)到10，而且傳動效率也高達(dá)98%~99%。這種帶的主要缺點(diǎn)主要是成本比較高、而且制造復(fù)雜。（2）通過齒輪聯(lián)接齒輪傳動在伺服進(jìn)給系統(tǒng)中齒輪的運(yùn)動方向容易改變，通過齒輪齒數(shù)的改變可以降低齒輪的轉(zhuǎn)速，扭矩也可以增大，不管絲杠螺距的不同還是脈沖當(dāng)量的不同都可以勝任。但是這種齒輪連接的結(jié)構(gòu)相對來說比較復(fù)雜，并且沒有足夠的傳動剛度，齒輪連接的軸向體積占用體積比較大，這樣就使傳動時的平穩(wěn)性大打折扣。（3）聯(lián)軸器直接聯(lián)接聯(lián)軸器連接本身具有很大的扭轉(zhuǎn)剛度，傳動時傳動精度高，本身也不會產(chǎn)生間隙。組成結(jié)構(gòu)簡單，并且方便安裝，較之齒輪連接和同步帶連接占用體積比較小。通常使用聯(lián)軸器連接使伺服電機(jī)和絲杠連接在一起，傳動效率高，可以節(jié)省空間，這種連接只對直向空間有一定的要求，一般來說是首選連接方式。如果直向空間不夠的話，就要考慮其他的連接方式，齒輪連接相對來說比較緊湊，傳動效率比聯(lián)軸器連接高，但是它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本也就會相對增高，需要有加、減速比的裝備才可以使用。鏈條和皮帶一般用于傳動效率和精度要求都不高的的場合，但是此類傳動的橫向空間必須較大，而直向空間可以不大也可以忽略不計。通過上述比較，結(jié)合本課題的空間，選用聯(lián)軸器來連接電機(jī)和滾珠絲杠。常用的聯(lián)軸器連接可以分為剛性聯(lián)軸器與撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器：沒有減震和緩沖的功能，在結(jié)構(gòu)方面，制做簡單；在制造面，制造比較方便；成本方面，投入的資金比較少，裝拆方面很方便、在維護(hù)方面也很簡單，大轉(zhuǎn)矩也可以傳遞。對兩軸的對中精度要求高。通常適用于載荷比較平穩(wěn)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)或者傳動精度要求高的傳動軸系當(dāng)中。撓性聯(lián)軸器：撓性聯(lián)軸器在兩軸相對偏移和減震的這方面做得比較好、緩沖性能好、結(jié)構(gòu)簡單，制造簡單、在維修方面比較方便、不過在徑向方面的尺寸比較大一點(diǎn)。適用于安裝底座的剛性好，而且聯(lián)軸器的對中精度要求比較高，并且承受的載荷不宜過大，對減震要求不高的軸系傳動中，適用于低速輕載的場合。經(jīng)過對比比較，選用剛性聯(lián)軸器，適合本課題要求。2.4X向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計方案確定傳動系統(tǒng)的總體上采用伺服電機(jī)作為原動機(jī)，從伺服電機(jī)輸出的動力經(jīng)過聯(lián)軸器后傳到滾珠絲杠副，在經(jīng)過滾珠絲杠上的螺母傳遞給刀架進(jìn)行切削，整個傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、傳動準(zhǔn)確、易于控制、能夠達(dá)到設(shè)計要求[7]。傳動簡圖如圖2.3所示。圖2.3進(jìn)給運(yùn)動簡圖

第三章X向進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要求3.1電機(jī)型號的選擇及要求根據(jù)已知條件，伺服電機(jī)采用：siemens1FK7080，該電機(jī)功率密度高，節(jié)省安裝空間、極低的轉(zhuǎn)子慣量，極高的動態(tài)響應(yīng)。電機(jī)型號如圖3.1所示。圖3.1電機(jī)型號由圖得知，該電機(jī)的轉(zhuǎn)速是每分鐘3000轉(zhuǎn)，額定轉(zhuǎn)矩是6.8NM，額定功率是2.14KW。3.2滾珠絲杠型號的確定滾珠絲杠螺母副傳動作為傳動部分，主要就是為了提高系統(tǒng)的反應(yīng)性能和運(yùn)動精度。并且滾珠絲杠傳動的效率和靈敏度都有一定的要求。根據(jù)已知條件，滾珠絲杠選用臺灣上銀R25X6T3XFDIX266.5X459X0.012。滾珠絲杠型號如圖3.2所示。圖3.2滾珠絲杠型號由圖3.2可知該該滾珠絲杠的公稱直徑是25mm，導(dǎo)程是6mm，絲杠螺紋長度是266.5mm，絲杠總長是459mm，動載荷為是1272kgf，靜載荷是2762kgf。3.3滾珠絲杠軸承的確定及支撐方式3.3.1確定軸承型號根據(jù)已知條件，支撐軸承選用角接觸球軸承，配和是20X42X12(3件2組)B7004E.T.P4S數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠支撐軸承主要有深溝球軸承支承、圓錐滾子軸承支承、角接觸球軸承支承、推力球軸承支承、圓柱滾子軸承支承、調(diào)心球軸承支承不同的等軸承支撐。深溝球軸承：應(yīng)用比較多的滾動軸承之一，深溝球軸承的用途非常廣泛，無論是徑向載荷還是雙向的軸向載荷深溝球軸承都可以承受，在高速旋轉(zhuǎn)，噪聲低、震動低的場合通常應(yīng)用的就是深溝球軸承。在軸承的密封圈中放入適量的潤滑脂來潤滑，軸承的外圈通常帶有止動環(huán)或者凸緣機(jī)構(gòu)，通過這個設(shè)計，軸承在軸向的定位更加方便穩(wěn)定，外殼的安裝也更加容易。角接觸球軸承：角接觸球軸承中套圈和球之間有一個有一定斜度的接觸角，通常這個斜度的角度為15°、30°和40°，軸承的軸向負(fù)載隨著角度的增大而增大，軸承的旋轉(zhuǎn)速度則是隨著角度的降低而加速旋轉(zhuǎn)。在高速和高精度的場合中，一般選用角接觸球軸承。圓錐滾子軸承：圓錐管子軸承的內(nèi)圈和外圈是可以分開的，分離型軸承這個名稱也是由此而來，而且在內(nèi)圈和外圈中都具有錐形管道。根據(jù)軸承安裝滾子的列數(shù)可以分為很多結(jié)構(gòu)形式，比如單列、雙列、四列。單列圓錐滾子軸承只好承受某個方向單方向的軸向載荷或者徑向載荷。當(dāng)軸承承受徑向負(fù)荷的時候，軸承就會需要一個軸向力來保證力的平衡，使其不易損壞，這個時候就需要一個可以承受反向軸向力的軸承，保證平衡性。圓柱滾子軸承：向心滾動軸承是該軸承的滾動體，由于該軸承的滾子和滾道的接觸是線接觸的，因此負(fù)載能力大，一般承受徑向載荷。摩擦小，適用于高速的場合。調(diào)心球軸承：該軸承的外圈滾道面是球面的形狀，因此該軸承具有調(diào)心性能，這樣對于軸心不正的問題就可以自我調(diào)整，該類軸承需要通過一些固定件就好方便的安裝在軸上了。推力球軸承：在高速旋轉(zhuǎn)的時候，該軸承還可以承受推力，這是這個軸承一個亮點(diǎn)。球滾動的滾道溝的墊圈裝套圈組成了推力球軸承，由于套圈的形狀是坐墊形的，因此根絕套圈的形狀可以分為平底型和調(diào)心球面型。緊緊只有軸向載荷的應(yīng)用場合推力球軸承才可以使用，而有徑向載荷的應(yīng)用場合就不能使用了?？紤]到軸承在機(jī)床傳動的過程中要承受徑向力和軸向力，所以決定采用成對的角接觸球軸承來支撐固定。3.3.2軸承支撐方式的確定在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，為了保證進(jìn)給系統(tǒng)的傳動剛度，滾珠絲杠本身的剛度需要保證，而滾珠絲杠的正確安裝和支撐結(jié)構(gòu)的剛度也是至關(guān)重要：滾珠絲杠用角接觸球軸承支座，以提高軸向剛度，滾珠絲杠在數(shù)控機(jī)床上的安裝支承方式有以下幾種:A、雙推一自由方式:對于這種形式的支撐，一端絲杠是要被固定的而另一端的絲杠則是活動端。在傳動的過程中，那個固定端需要承受的力有兩個，分別是軸向力和徑向力。由于這種支撐是單向固定，所以承載能力相對比較弱，軸的軸向剛度也比較弱，所以只好用于小行程的短絲杠。B、單推一單推方式：絲杠兩端不用承受壓力，這也表明這種支撐方式的穩(wěn)定性沒有問題。C、雙推一支承方式：對于這種支撐方式，絲杠的一端是固定端，另一端則是采用支承的方式。固定端的軸承可以同時承受兩個力分別是軸向力和徑向力；而支撐端的軸承只要承受單個力，徑向力。不過，支撐端的軸承可以在軸向做一些微小的浮動，這樣就可以很好地防止或者減少滾珠絲杠的自重原因而引起的彎曲現(xiàn)象。這種支撐形式的絲杠的收縮性變好，比如受熱時，絲杠可以自由的向一端拉長。這種支撐方式在長絲杠、中速、精度高的場合比較實(shí)用。D、雙推一雙推方式：對于這種形式的支承，絲杠的兩端都是固定端。固定端的軸承可以同時承受兩個力，分別是軸向力和徑向力。若是采用這種支撐方式，對于絲杠也有好處，絲杠的韌性會有所提高，只要對絲杠施加一定的預(yù)壓力，絲杠的支承剛度就會有所提高，也可以補(bǔ)償微量的熱變形。這種支撐方式在高速、高精、高剛度的傳動系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛。軸承的支撐方式如圖3.3所示。圖3.3軸承的支撐方式通過以上不同的方式。每個支撐方式都有特色，其中雙推雙推的特點(diǎn)是兩端軸承都可以承受軸向力和徑向力，支承強(qiáng)度還高，還有預(yù)拉伸，可以修正熱膨脹。綜合以上考慮，選用雙推雙推的支承方式。裝配圖中選用的支撐方式如圖3.4所示。圖3.4雙推-雙推支承方式3.4軸承的安裝與預(yù)緊3.4.1軸承的安裝軸承的安裝分為背對背排列、面對面排列和串聯(lián)排列三種。（1）背對背：背對背排列的特點(diǎn)是承受載荷的中心處在軸承中心線的外面。采用這種排列方式，軸承兩個支點(diǎn)的跨距就會增大，懸臂長度也會因此而減小，但是懸臂端的剛性會因?yàn)閼冶坶L度的減小而增加。一般情況下，當(dāng)軸受熱時，軸就會會伸長，采用這種排列方式，軸承的游隙不會一下增大，而是徐徐的增大，這樣會防止軸承被卡死損壞。（2）面對面：載荷中心線在軸承的中心線之內(nèi)時，這種軸承配置方式就被稱為面對面排列。采用這種排列方式，排列起來比較簡單，而且也方便裝拆。不過這種排列方式游隙會隨著軸的受熱伸長而減小，軸承很容易被卡死。（3）串聯(lián)排列：載荷中心線與軸承的中心線處于同一側(cè)的配置方式成為串聯(lián)排列。若是采用這種排列，需要多個軸承聯(lián)合承載，這樣能承受更大的載荷。軸承的安裝方式如圖3.5所示。圖3.5軸承的安裝方式對于本次設(shè)計，采用背對背排列+串聯(lián)的形式獲得更加穩(wěn)定的軸向固定和徑向固定。3.4.2軸承的預(yù)緊在安裝滾動軸承的時候，使軸承內(nèi)部的滾動體和套圈之間的初始壓力和彈性變形保持在一定的范圍之內(nèi)就是軸的預(yù)緊，這樣就可以減小軸承在負(fù)載的情況下的變形量，對于軸承的支撐剛度和旋轉(zhuǎn)精度有了很大的改善和提高。軸承的預(yù)緊分為軸向預(yù)緊、徑向預(yù)緊[8]。軸向預(yù)緊：將一對軸承的外圈或內(nèi)圈在其中裝入墊片，以使軸承在一定的軸向載荷下產(chǎn)生預(yù)變性。軸承的軸向預(yù)緊如圖3.6所示。圖3.6軸承的軸向預(yù)緊徑向預(yù)緊：通用軸承和軸頸之間產(chǎn)生的過盈配合，來使?jié)L動軸承的內(nèi)圈膨脹，這是一種通過產(chǎn)生的膨脹來消除徑向游隙的方法。3.5導(dǎo)軌的確定工作臺導(dǎo)軌的精度直接會影響加工工件的質(zhì)量和數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性。導(dǎo)軌精度的好壞對于工作臺的幾何精度有著決定性的作用，導(dǎo)軌的精度越好，工作臺的幾何精度就越好。工作臺的定位精度和低速進(jìn)給時的均勻性會隨著導(dǎo)軌摩擦特性的改變而影響。制做導(dǎo)軌的材料以及加工導(dǎo)軌的熱處理會影響工作精度的均勻性。按照機(jī)床的加工技術(shù)要求和調(diào)節(jié)性能，都是希望工作臺導(dǎo)軌剛度越大越好、摩擦越小越好和阻尼性好。不管哪種機(jī)床的工作部件，都是要控制軸在指定的導(dǎo)軌上上能做出準(zhǔn)確的運(yùn)動。導(dǎo)軌是一個用來支撐、引導(dǎo)部件沿著特定的軌跡準(zhǔn)確的運(yùn)動或者起著夾緊定位的工作部件。軌道的準(zhǔn)確度和移動精度會直接影響機(jī)床的加工精度。目前應(yīng)用廣泛的導(dǎo)軌有這三種，滾動導(dǎo)軌、滑動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌等。導(dǎo)軌性能比較如表3.1所示。表3.1導(dǎo)軌性能比較性能滑動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌磨損與磨損性能不好良好很好爬行的可能性存在不存在不存在對材料及表面質(zhì)量的要求很貴高低（續(xù)）達(dá)到高精度的措施很貴不太貴不能用剛度通常很好好可變阻尼很高，但不是常數(shù)小大，通過設(shè)計容易改變通過以上比較，選用滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)小于0.005，而且靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)之間的數(shù)值很接近，正是因?yàn)檫@種摩擦系數(shù)的數(shù)值接近，所以不會輕易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤潤。由于數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌的行程一般比較長，所以要采用循環(huán)的滾動體保證循環(huán)。在數(shù)控機(jī)床中，通常采用的導(dǎo)軌是直線導(dǎo)軌副和滾動導(dǎo)軌導(dǎo)軌副。根據(jù)本課題的已知條件，選用直線滾動導(dǎo)軌副作為導(dǎo)軌。直線滾動導(dǎo)軌副由導(dǎo)軌條和滑塊兩個部分組成。導(dǎo)軌條一般會有兩根，并且都安裝在支撐件上，如圖所示。每根導(dǎo)軌上有2個滑塊，固定在移動件動導(dǎo)軌之上。滾動導(dǎo)軌如圖3.7所示。圖3.7滾動導(dǎo)軌1-導(dǎo)軌條；2-動導(dǎo)軌體；3-滑塊

第四章X向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算4.1X軸向慣量匹配的計算負(fù)載慣量對于系統(tǒng)的靈敏度和加速度有很大的影響，所以一般都是事先進(jìn)行慣量匹配的計算來驗(yàn)算負(fù)載慣量的影響大不大，如果負(fù)載慣量較大的話，電機(jī)的加速度就會因?yàn)閼T量過大而導(dǎo)致加速度的時間變長。一般負(fù)載慣量與電機(jī)慣量Jm之比應(yīng)滿足計算如下。工作臺折算到電機(jī)軸上的慣量：（4-1）Js——絲桿的轉(zhuǎn)動慣量JI——移動部件轉(zhuǎn)化到絲桿上的慣量滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動慣量(Js)kgm（4-2）移動部件到滾珠絲杠上轉(zhuǎn)動慣量(Js)kgm：工作臺：==（4-3）其余：==0.0002116（4-4）折算到電機(jī)軸上的負(fù)載慣量(JL)kgm：（4-5）校核（4-6）在之間。符合條件4.2X軸向轉(zhuǎn)矩匹配的計算由于數(shù)控機(jī)床對動態(tài)響應(yīng)特性要求較高，所以電機(jī)的轉(zhuǎn)矩主要用來產(chǎn)生加速度。（4-7）——空載啟動時折算到電機(jī)軸上的加速度力矩——折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩——由絲桿預(yù)緊時折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 （4-8）(4-9)(4-10)——系統(tǒng)響應(yīng)時間常數(shù)——電機(jī)最大轉(zhuǎn)速（r/min）——導(dǎo)轉(zhuǎn)摩擦力（kgf）——絲桿導(dǎo)程（mm）——傳動鏈效率，一般——滾軸絲桿的預(yù)加載荷——滾珠絲桿預(yù)緊時的效率，Jr=JL+JMT為，KS為系統(tǒng)開環(huán)增益，數(shù)控機(jī)床的靈敏度隨著KS的變化而變化，KS越高，那么機(jī)床的靈敏度就越高，但是也不是說越大越好，當(dāng)KS大到一定值時，系統(tǒng)的靈敏度就會很高，由于靈敏度太高，運(yùn)動元件就會因?yàn)閼T量太大，定位精度就不能得到保障。一般數(shù)控機(jī)床中KS的取值介于8到25之間。本機(jī)床取KS=10。根據(jù)以上公式計算X、Z向的加速力矩，忽略Mo、Mf的影響，則：（4-11）符合條件4.3X向進(jìn)給力的計算X向進(jìn)給力的計算：X向電機(jī)能夠提供的最大靜扭矩8Nm，機(jī)械效率為0.9，則（4-12）Fx的最大值主要在機(jī)床進(jìn)行粗切端面時出現(xiàn)，假設(shè)下列切削條件：刀具材料：YT5車刀，切削用量：，，工件材料：結(jié)構(gòu)鋼，b=65kg/mm（4-13），電機(jī)滿足要求。4.4X向滾珠絲杠預(yù)拉伸量的計算本機(jī)床通過對機(jī)床絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸來消除加工過程中由于絲杠的熱變形對加工精度的影響，并進(jìn)一步提高絲桿的剛度。X軸絲桿方向目標(biāo)值的確定：絲桿的熱膨脹變形：（4-14）——絲桿的熱膨脹系數(shù)，——絲桿與床身之間的溫升，——絲桿兩鎖緊螺母之間的距離根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，考慮到絲桿除環(huán)境溫度的變化而引起絲桿變形外，還有其它因素的影響，取絲桿的預(yù)拉伸量為0.0139mm。因絲桿螺紋整個絲桿部分全長為58.1%，則絲桿的方向目標(biāo)值為0.008mm。以上公式均引用于《機(jī)床設(shè)計手冊》

第五章潤滑、密封與防護(hù)5.1X軸部件的潤滑 5.1.1滾動軸承的潤滑機(jī)械傳動中的許多應(yīng)用都離不開滾動軸承，通過滾動體、內(nèi)外圈、保持架之間的配合連接制成滾動軸承。當(dāng)滾動軸承工作的時候，一般都是一個套圈做固定件另一個套圈做活動件，這樣，滾動體在滾道內(nèi)既可以做主動件也可以做從動件。保持架會隨著滾動體的公轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動，他的運(yùn)動特征就是既要滾動還要滑動。為了保證軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動平穩(wěn)、可靠，就會要求軸承進(jìn)行必要的潤滑，摩擦和磨損就會相應(yīng)的減少。滾動軸承潤滑方式主要分為油液體潤滑和油脂潤滑兩類。油液潤滑：油潤滑的特點(diǎn)是降溫、冷卻效果好，在工作溫度高的滾動軸承中應(yīng)用比較廣泛。一般滾動軸承選擇的潤滑油粘度大約在0.12-0.2cm/s之間，在工作溫度比較高而且軸承的載荷比較大的場合中就要選用粘度高得潤滑油，防止?jié)櫥褪軣岷笳舭l(fā)太快，如果滾動軸承要求轉(zhuǎn)速快的時候，就要選擇粘度低的潤滑油了。如果滾動軸承采用油潤滑需要注意以下幾點(diǎn)：對于軸承的密封性必須要保持良好，這樣才可以防止?jié)櫥偷男孤?，造成損失。維護(hù)比較麻煩，無論在操作和使用上都不及脂潤滑。油脂潤滑：脂潤滑的特點(diǎn)是流動性小、不容易產(chǎn)生泄露現(xiàn)象、形成的油膜強(qiáng)度好，對滾動軸承的軸承起著加強(qiáng)作用。而且，脂潤滑的潤滑時間長，使?jié)L動軸承的維護(hù)更加簡單、方便。盡管脂潤滑的優(yōu)點(diǎn)很多但是也有以下缺點(diǎn)：摩擦力矩較大，在高速旋轉(zhuǎn)的滾動軸承當(dāng)中，就不會適用。此外，由于油膜的強(qiáng)度較好，導(dǎo)致脂潤滑的散熱性比較差，有時還會因?yàn)閿嚢铦櫥瑒┒鴮?dǎo)致滾動軸承過熱。通過比較，選用脂潤滑。5.1.2滾珠絲桿的潤滑為提高滾珠絲桿的耐磨性和傳動效率，滾珠絲桿副應(yīng)使用潤滑油或潤滑脂進(jìn)行潤滑必要的潤滑。一般采用潤滑油潤滑。5.1.3導(dǎo)軌的潤滑導(dǎo)軌潤滑的作用：導(dǎo)軌在液體摩擦狀態(tài)下工作的話會減小摩擦阻力、降低驅(qū)動、提高效率、節(jié)省燃料；在潤滑有的狀態(tài)下，導(dǎo)軌不會輕易磨損，流動的液體還起著沖刷的作用，防止鐵屑積攢；就算是在低速重載的情形下，也會減小產(chǎn)生爬行次數(shù)的現(xiàn)象。根據(jù)滑動速度和平均壓力兩個方面來正確的選擇粘度的潤滑油。5.2軸承的密封5.2.1滾珠絲杠的防護(hù)滾珠絲杠副常采用防塵密封圈和防護(hù)罩來防護(hù)滾珠絲杠[9]。（1）密封圈一般采用密封圈密封使?jié)L珠螺母的兩端密封。由尼龍制成的接觸式密封圈，他的內(nèi)控形狀和滾珠絲杠螺母額滾道形狀相吻合。接觸式密封圈因?yàn)橛兄佑|壓力，回事摩擦力矩有所增加，但是這種密封的防塵效果好。非接觸式的密封圈系用聚氯乙烯等塑料制成，滾珠絲杠的螺紋滾道形狀與該密封圈的內(nèi)孔形狀截然相反，而且有細(xì)小的間隙，迷宮式密封圈也是非接觸式密封圈的另一種說法。（2）防護(hù)罩滾珠絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)的時候會有一些塵土和雜質(zhì)進(jìn)入，加入防護(hù)罩能夠防止這些問題。一般在滾珠絲杠的支撐座和滾珠螺母的端部裝上防護(hù)罩。因?yàn)榉雷o(hù)罩的工作環(huán)境差，所以制做防護(hù)罩的材料必須有防腐蝕和耐油的性能。 5.2.2滾動軸承的密封在滾動軸承的運(yùn)作中，潤滑劑會有泄露、一些灰塵、切削微?；蛘咭黄鹌渌s物會進(jìn)入到軸承之中，所以軸承必須進(jìn)行密封防止這些情況的發(fā)生，有了良好的密封，才可以保證良好的潤滑條件和工作環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)，使軸承達(dá)到預(yù)期的工作壽命。在選擇軸承的密封形式前要考慮一些情況：軸承的工作環(huán)境、軸承的轉(zhuǎn)速和工作溫度、軸承采用的哪種支撐方式、采用的哪個方式的潤滑，這些問題都要考慮到。才可以選到合適的密封方式。軸承的密封裝置有接觸式密封和非接觸式密封兩種。非接觸式密封一般有間隙式、迷宮式、墊圈式等不同的接觸結(jié)構(gòu)。由于非接觸式的密封件和軸或者配合件有接觸，所以一般常用在高速軸承中的密封。接觸式密封包括毛毯密封、唇型密封、密封環(huán)等。在此類密封裝置中，密封件會與其他配合件直接接觸，所以在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中會產(chǎn)生磨損，溫度會提高，一般適用于中低速的軸承密封。通過以上比較，選用軸承的密封方式是接觸式密封。5.3X軸傳動的防護(hù)為了減少導(dǎo)軌副的磨損、從而增長導(dǎo)軌的使用壽命，所以導(dǎo)軌必須進(jìn)行防護(hù)。導(dǎo)軌的防護(hù)方法有很多，常見的幾種形式見下圖。鐵屑和冷卻液在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的時候會有很多飛濺出來，而且極易進(jìn)入導(dǎo)軌，增大導(dǎo)軌的磨損，工作臺會影響導(dǎo)軌精度，所以常采用鋼板伸縮式防護(hù)罩，保護(hù)導(dǎo)軌不受那么多的影響[10]。導(dǎo)軌防護(hù)圖如圖5.3所示。圖5.3導(dǎo)軌常用防護(hù)罩

第六章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析6.1技術(shù)成本分析的目的與意義技術(shù)分析的目的是提高加工的經(jīng)濟(jì)效益、推動技術(shù)兩個方面，盡管科學(xué)技術(shù)和技術(shù)科學(xué)看上去一樣，但是這是完全兩方面的領(lǐng)域，不過兩者之間又有著千絲萬縷的關(guān)系。一個國家的經(jīng)濟(jì)若是想要快速的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步是不可缺少的，但是經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑，所以說，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展會成為技術(shù)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)。通過一系列的成本驗(yàn)算和查閱相關(guān)資料，對成本（人力、物力、財力）的水平要有一定的概念，還有一些狀況的變化考慮進(jìn)去就是技術(shù)經(jīng)濟(jì)的目的。由于市場一些價格的浮動變化，成本就會產(chǎn)生一些升降問題，這些就需要長遠(yuǎn)的目光去研究了，如在本次設(shè)計X軸進(jìn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，通過對零部件材料的選擇和選用哪種熱處理和加工工藝都是最合適的，這也是一種提高經(jīng)濟(jì)效益的辦法。評價一個企業(yè)成本計劃的執(zhí)行結(jié)構(gòu)往往通過成本分析來決策，因?yàn)槌杀痉治鍪浅杀竟芾淼囊粋€重要部分，利用合理的經(jīng)濟(jì)分析了解到要投入多少，也能洞察這個產(chǎn)品是否可以對企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，合理的成本分析也是給企業(yè)做出決策時要考慮的重要依據(jù)。往往要成為一名合格的設(shè)計人員，不僅能夠準(zhǔn)確的設(shè)計出要求的零件，對于成本的分析也是了如指掌，這樣才可以為企業(yè)帶來最大化的經(jīng)濟(jì)效益。6.2成本材料構(gòu)成6.2.1非標(biāo)準(zhǔn)件裝配圖中非標(biāo)準(zhǔn)件的統(tǒng)計，如表6.1所示；表6.1非標(biāo)準(zhǔn)件統(tǒng)計序號名稱材料數(shù)量凈重（Kg）1法蘭LY1260.8882隔圈4510.9333軸套4550.187（續(xù)）4緊定螺釘4510.00065限位塊4542.2046密封環(huán)尼龍101010.00145剛總凈重：G1=10.69kg，尼龍1010件的總凈重：G2=0.001kg，LY12鋁棒總凈重G3=5.328kg目前，45鋼的價格為3400元/噸，尼龍1010的價格75000元/噸，LY12鋁棒的價格28000元/噸。另外需要購置角接觸球軸承6個，市場價一元一個，需要購置6個。非標(biāo)準(zhǔn)件購費(fèi)：191.61元。6.2.2標(biāo)準(zhǔn)件外購費(fèi)用裝配圖中標(biāo)準(zhǔn)件的統(tǒng)計，如表6.2所示。表6.2標(biāo)準(zhǔn)件外購費(fèi)用統(tǒng)計序號名稱規(guī)格數(shù)量單價（元/件）1螺釘M6X20M4X20M5*30M8X50M12X20942220.010.010.010.010.012圓柱銷M6X3510.53圓錐銷M6X3510.54密封圈45×3.542.16標(biāo)準(zhǔn)件的外購件費(fèi)用為9.83元。6.3成本計算依據(jù)本次設(shè)計的總成本就是購置零件所花費(fèi)的費(fèi)用和加工費(fèi)用。依據(jù)計算公式：零件成本=材料費(fèi)用+加工工時費(fèi)用材料費(fèi)用=材料的單價×材料的毛坯重量毛坯的重量=凈重/材料的利用率材料的利用率：45鋼為0.6-0.7，尼龍1010為0.6-0.7，LY12鋁棒為0.6-0.7。工時費(fèi)：主要件=材料費(fèi)×8一般件=材料