高速進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算
3.2高速進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算高速、高精度的進給系統(tǒng)是精密復(fù)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(shù)的快速發(fā)展,，高速加工中心的進給速度將是傳統(tǒng)機床進給速度 的5至10倍,。精密復(fù)合式鏜銑加工中心進給系統(tǒng)的要求主要表現(xiàn)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(dǎo)軌配合的進給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計精密復(fù)合式鏜銑加工中心中的進給傳動均采用相同的結(jié)構(gòu)方式,，伺服電機與 滾珠絲杠直接驅(qū)動的方式作為高速加工中心進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，直線導(dǎo)軌起著進給 方向的導(dǎo)向作用,，由“伺服驅(qū)動電機一高精度滾珠絲杠一直線導(dǎo)軌”組成,。在滿 足高速、高精度的同時,，怎樣通過結(jié)構(gòu)改進和運用恰a的措施來進一步提高精密 復(fù)合式鏜銑加工中心進給系統(tǒng)的性能是一個關(guān)鍵點,。由公式(3-13)可知，系統(tǒng)進給速度與驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速,、絲杠導(dǎo)程成正比例關(guān)系,。 進給加速度與驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動力矩成正比例關(guān)系,，與系統(tǒng)的導(dǎo)程和質(zhì)量成反比例關(guān)系。綜上所述,，精密復(fù)合式鏜銑加工中心進給傳動系統(tǒng)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(tǒng)一直處于工作狀態(tài),，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(yù)拉伸,，保證了傳動的定位精度,，進給傳動結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.7 所示3.2.2進給系統(tǒng)的電機選擇和計算在機床的進給系統(tǒng)設(shè)計中，驅(qū)動電機的選型依然是一個關(guān)鍵點,，它是進給系 統(tǒng)性能的重要保障,，進給的伺服系統(tǒng)應(yīng)該具備的要求有：高精度的位移反饋、快 的響應(yīng)速度,、高的穩(wěn)定性,、較寬的調(diào)速范圍和大的扭矩輸出[42]。復(fù)合式鏜銑加工 中心采用伺服驅(qū)動電機,，伺服電機應(yīng)根據(jù)以下三條原則選?。?、進給系統(tǒng)正常工作時,，******負載轉(zhuǎn)矩必須小于驅(qū)動電機的額定轉(zhuǎn)矩,，分析 計算如下：機床的加工負載及傳動損失折算到驅(qū)動電機軸上的******負載轉(zhuǎn)矩M為：2、驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與負載慣量相匹配,，下面分別進行計算,，具體步驟 如下：驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子慣量JM必須與負載慣量九相匹配，一般/M應(yīng)該大于九,，然 而卻不能太大,，因為JM越大，系統(tǒng)的總慣量就越大,，通常的匹配條件為：3,、進給系統(tǒng)在做快速移動時，瞬時轉(zhuǎn)矩不得大于驅(qū)動電機的******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******移動速度時，所需要提 供的動力轉(zhuǎn)矩******,，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******快移速度時產(chǎn)生的加速度規(guī)定為機床的******加速度：精密復(fù)合式鏜銑加工中心進給系統(tǒng)驅(qū)動電機按照以上三條原則選取，首先根 據(jù)第一條原則選出驅(qū)動電機的型號,，然后再逆向的比較驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)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******加速度，最終達到 精密復(fù)合式鏜銑加工中心的設(shè)計要求,。