2017年5月23日

高速進給系統的結構設計和計算

3.2高速進給系統的結構設計和計算高速、高精度的進給系統是精密復合式鏜銑加工中心具備高性能的重要保障，隨著高速加工技術的快速發展，高速加工中心的進給速度將是傳統機床進給速度的5至10倍。精密復合式鏜銑加工中心進給系統的要求主要表現在以下幾個方面：高速度、高加速度、高精度、高可靠性。3.2.1滾珠絲杠和直線導軌配合的進給系統結構設計精密復合式鏜銑加工中心中的進給傳動均采用相同的結構方式，伺服電機與滾珠絲杠直接驅動的方式作為高速加工中心進給系統的結構，直線導軌起著進給方向的導向作用，由“伺服驅動電機一高精度滾珠絲杠一直線導軌”組成。在滿足高速、高精度的同時，怎樣通過結構改進和運用恰a的措施來進一步提高精密復合式鏜銑加工中心進給系統的性能是一個關鍵點。由公式(3-13)可知，系統進給速度與驅動電機的轉速、絲杠導程成正比例關系。進給加速度與驅動電機的轉動力矩成正比例關系，與系統的導程和質量成反比例關系。綜上所述，精密復合式鏜銑加工中心進給傳動系統滾珠絲杠的安裝方式均為兩端固定。機床在加工過程中，進給系統一直處于工作狀態，因此滾珠絲杠的溫度要高于機床本體的溫度，由于絲杠熱變形會引起加工過程中的定位精度降低，所以要對絲杠進行預拉伸，保證了傳動的定位精度，進給傳動結構示意圖如圖3.7 所示3.2.2進給系統的電機選擇和計算在機床的進給系統設計中，驅動電機的選型依然是一個關鍵點，它是進給系統性能的重要保障，進給的伺服系統應該具備的要求有：高精度的位移反饋、快的響應速度、高的穩定性、較寬的調速范圍和大的扭矩輸出[42]。復合式鏜銑加工中心采用伺服驅動電機，伺服電機應根據以下三條原則選取：1、進給系統正常工作時，最大負載轉矩必須小于驅動電機的額定轉矩，分析計算如下：機床的加工負載及傳動損失折算到驅動電機軸上的最大負載轉矩M為：2、驅動電機的轉子慣量應與負載慣量相匹配，下面分別進行計算，具體步驟如下：驅動電機的轉子慣量JM必須與負載慣量九相匹配，一般/M應該大于九，然而卻不能太大，因為JM越大，系統的總慣量就越大，通常的匹配條件為：3、進給系統在做快速移動時，瞬時轉矩不得大于驅動電機的最大輸出扭矩，分析計算如下。a移動部件從靜止以階躍指令加速到最大移動速度時，所需要提供的動力轉矩最大，計算公式為：加速時間由機床的加速度指標確定，按照機床的實際使用慣例，我們把運動部件從靜止啟動至最大快移速度時產生的加速度規定為機床的最大加速度：精密復合式鏜銑加工中心進給系統驅動電機按照以上三條原則選取，首先根據第一條原則選出驅動電機的型號，然后再逆向的比較驅動電機的轉子慣量應與負載慣量是否相匹配，最后再來計算電機能否提供機床的最大加速度，最終達到精密復合式鏜銑加工中心的設計要求。

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