立式数控铣床是现代制造业中不可获缺的机械加工设备。铣床横向进给系统是机床重要的组成部分之一。本文在对铣削时铣削力进行分析与计算的基础上进行了伺服电机选型、联轴器型号的选择与校核、键尺寸的选择与校核、轴承的型号选择与校核;对主要零件滚珠丝杠等进行了设计。同时依据外国先进立式数控铣床设计的原理,相比国内的立式数控铣床,有较高转速与较大的进给速度。
立式数控铣床的数控制化改造是一个方兴未的行业,从各种统计数字上看前途应该是十分光明的,例如:"在美国,日本和德国等发达国家,它们的机床改造人作为新的经济增长行业,生意盎然,正处在黄金时代。由于机床以及数控技术的不断进步,机床改造是一个"永恒"的课题。我国的机床改造业,也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业所以不难看出:
从微观上看,立式数控铣床比传统机床有以下突出的优越性,而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。可实现多工序的集中,减少零件 在机床间的频繁搬运。立式数控铣床拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能,因而可实现长时间无人看管加工。由于数控铣床计算机有高超的运算能力,可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量,因此可以复合成复杂的曲线或曲面。可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而效率可比传统机床提高3~7倍。由于计算机有记忆和存储能力,可以将输入的程序记住和存储下来,然后按程序规定的顺序自动去执行,从而实现自动化。立式数控铣床只要更换一个程序,就可实现另一工件加工的自动化,从而使单件和小批生产得以自动化,故被称为实现了"柔性自动化"。加工零件的精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要"修配"。
立式数控铣床对进给系统的三点要求
1.传动精度
传动精度包括动态度误差,稳态误差和静态误差,即伺服系统的输入量与驱动装置实际位移量的精确程度.
2.系统的稳定性
立式数控铣床系统的稳定性是指系统在启动状态或受外界干扰作用下,经过几次衰减振荡后,能迅速地稳定在新的或原来的平衡状态的能力.
3. 动态响应特性(灵敏度)
灵敏度是指系统的响应时间及驱动装置的加速能力.
为确保立式数控铣床进给系统的三点要求,对驱动装置机械结构总的要求是消除间隙,减少磨擦,减少运动惯量,提高部件精度和刚度.具体措施通常是彩低摩擦的传动副,如减磨滑动导轨,滚动导轨及静压导轨,滚珠丝杠等.保证机械部分的精度,采用合理的预算,合理的支承形式,以提高传动系统的刚度,选择最佳降速比,以提高铣床的分辨率,并使系统折算到驱动轴上的惯量减少,尽量消除传动间隙,减小反向死区误差,提高位移精度等.
从宏观上看,工业发达国家的军、民机械工业,在70年代末、80年代初已开始大规模应用立式数控铣床。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造(称之为信息化),最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中,数控机床的比重(数控化率)到1995年只有1.9%,而日本在1994年已达20.8%,因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了立式数控铣床改造的必要性。