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高速進給系統(tǒng)的結構設計和計算
閱讀：180 發(fā)布時間：2020-8-12 3.2高速進給系統(tǒng)的結構設計和計算
高速、高精度的進給系統(tǒng)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(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。精密復合式鏜銑加工中心進給系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的性能是一個關鍵點。
由公式(3-13)可知，系統(tǒng)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(tǒng)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(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(tǒng)的電機選擇和計算
在機床的進給系統(tǒng)設計中，驅動電機的選型依然是一個關鍵點，它是進給系 統(tǒng)性能的重要保障，進給的伺服系統(tǒng)應該具備的要求有：高精度的位移反饋、快 的響應速度、高的穩(wěn)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(tǒng)正常工作時，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(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，瞬時轉矩不得大于驅動電機的大輸出扭矩， 分析計算如下。a移動部件從靜止以階躍指令加速到大移動速度時，所需要提 供的動力轉矩大，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 部件從靜止啟動至大快移速度時產生的加速度規(guī)定為機床的大加速度：
精密復合式鏜銑加工中心進給系統(tǒng)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，后再來計算電機能否提供機床的大加速度，終達到 精密復合式鏜銑加工中心的設計要求。