滾珠絲杠隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)床的性能、精度、自動(dòng)化程度提出了越來越高的要求［1］。改造老機(jī)床與購(gòu)買新機(jī)床相比，投資成本較低，又能提高原機(jī)床設(shè)備的生產(chǎn)效率［5］。CGM6125高精密車床數(shù)控化改造后主要用于小型軸類、盤類零件及螺紋零件的粗、半精、精加工。而滾珠絲杠影響著工作臺(tái)的穩(wěn)定性和機(jī)床的加工精度，所以它的選擇特別的重要。
1 CGM6125車床進(jìn)給系統(tǒng)改造方案
將CGM6125 車床改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，拆除原機(jī)床上的進(jìn)給系統(tǒng)，將選取的縱向的滾珠絲杠副通過托架安裝在床鞍和溜板箱的連接面上［2］；橫向的支承采用在床鞍的兩邊安裝軸承座的方式支承，螺母通過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(qū)動(dòng)電機(jī)和進(jìn)給絲杠的聯(lián)接采用電機(jī)-絲杠直聯(lián)方式。裝配模型如圖1所示。
2 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1 切削力的計(jì)算
最大切削功率
2.2 滾珠絲杠副的選型和計(jì)算
2.2.1 計(jì)算當(dāng)量載荷Fm
首先，計(jì)算最大工作載荷Fmax ?？v向?yàn)槿切魏途匦谓M成的綜合導(dǎo)軌，則
2.2.4 公稱導(dǎo)程的計(jì)算
公稱導(dǎo)程的大小應(yīng)根據(jù)機(jī)床的要求確定，精度要求高時(shí)應(yīng)選取較小的基本導(dǎo)程，速度快時(shí)選較大的導(dǎo)程。滿足公式為：
2.2.5 滾珠絲杠螺母副的選擇
在滿足機(jī)床設(shè)計(jì)改造參數(shù)和性能要求的前提下，盡量選用經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、易拆裝的原則［3］。絲杠螺母副的滾道型面選擇雙圓弧型面，預(yù)緊方式為單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊；參考同類中檔數(shù)控車床滾珠絲杠副的實(shí)際選用情況，初步選擇3 級(jí)精度。
根據(jù)C < Ca（Ca 是額定載荷）的原則［6］，使選擇的滾珠絲杠的額定動(dòng)載荷大于計(jì)算的最大工作載荷，選用深圳市賽瑞德精工機(jī)械技術(shù)有限公司的滾珠絲杠，其型號(hào)為CBM2505-3-P3 的定位滾珠絲杠副。
2.2.6 滾珠絲杠的總體結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)
首先，確定滾珠絲杠螺母副的螺紋長(zhǎng)度Ls
Ls = Lu + Le + 2Lc = 440mm （11）
式中：Lu —工作臺(tái)最大行程（mm），Lu = 350 mm；
Le —螺母長(zhǎng)度（mm），Le = 42mm ；Lc —兩端余程（mm），Lc = 24mm
其次，確定絲杠兩支承間距離L
L = 1.4 × Lu + 30 × ph = 640mm （12）
根據(jù)上述計(jì)算，在結(jié)合滾珠絲杠軸端的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2.3 滾珠絲杠的驗(yàn)算
2.3.1 傳動(dòng)效率計(jì)算
絲杠螺母副的傳動(dòng)效率η0 為
故縱向絲杠不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)的危險(xiǎn)。
3 結(jié)束語(yǔ)
通過對(duì)縱向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠的選型和計(jì)算，獲得了CBM2505-3-P3 的定位滾珠絲杠副。在對(duì)CGM6125 車床數(shù)控化改造后，工作臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，提高了機(jī)床的加工精度，實(shí)現(xiàn)了改造的預(yù)定目標(biāo)。
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