立式數控銑床是現代制造業中不可獲缺的機械加工設備。銑床橫向進給系統是機床重要的組成部分之一。本文在對銑削時銑削力進行分析與計算的基礎上進行了伺服電機選型、聯軸器型號的選擇與校核、鍵尺寸的選擇與校核、軸承的型號選擇與校核;對主要零件滾珠絲杠等進行了設計。同時依據外國先進立式數控銑床設計的原理,相比國內的立式數控銑床,有較高轉速與較大的進給速度。
立式數控銑床的數控制化改造是一個方興未的行業,從各種統計數字上看前途應該是十分光明的,例如:"在美國,日本和德國等發達國家,它們的機床改造人作為新的經濟增長行業,生意盎然,正處在黃金時代。由于機床以及數控技術的不斷進步,機床改造是一個"永恒"的課題。我國的機床改造業,也從老的行業進入到以數控技術為主的新的行業所以不難看出:
從微觀上看,立式數控銑床比傳統機床有以下突出的優越性,而且這些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。可以加工出傳統機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。可實現多工序的集中,減少零件 在機床間的頻繁搬運。立式數控銑床擁有自動報警、自動監控、自動補償等多種自律功能,因而可實現長時間無人看管加工。由于數控銑床計算機有高超的運算能力,可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量,因此可以復合成復雜的曲線或曲面。可以實現加工的自動化,而且是柔性自動化,從而效率可比傳統機床提高3~7倍。由于計算機有記憶和存儲能力,可以將輸入的程序記住和存儲下來,然后按程序規定的順序自動去執行,從而實現自動化。立式數控銑床只要更換一個程序,就可實現另一工件加工的自動化,從而使單件和小批生產得以自動化,故被稱為實現了"柔性自動化"。加工零件的精度高,尺寸分散度小,使裝配容易,不再需要"修配"。
立式數控銑床對進給系統的三點要求
1.傳動精度
傳動精度包括動態度誤差,穩態誤差和靜態誤差,即伺服系統的輸入量與驅動裝置實際位移量的精確程度.
2.系統的穩定性
立式數控銑床系統的穩定性是指系統在啟動狀態或受外界干擾作用下,經過幾次衰減振蕩后,能迅速地穩定在新的或原來的平衡狀態的能力.
3. 動態響應特性(靈敏度)
靈敏度是指系統的響應時間及驅動裝置的加速能力.
為確保立式數控銑床進給系統的三點要求,對驅動裝置機械結構總的要求是消除間隙,減少磨擦,減少運動慣量,提高部件精度和剛度.具體措施通常是彩低摩擦的傳動副,如減磨滑動導軌,滾動導軌及靜壓導軌,滾珠絲杠等.保證機械部分的精度,采用合理的預算,合理的支承形式,以提高傳動系統的剛度,選擇最佳降速比,以提高銑床的分辨率,并使系統折算到驅動軸上的慣量減少,盡量消除傳動間隙,減小反向死區誤差,提高位移精度等.
從宏觀上看,工業發達國家的軍、民機械工業,在70年代末、80年代初已開始大規模應用立式數控銑床。由于采用信息技術對國外軍、民機械工業進行深入改造(稱之為信息化),最終使得他們的產品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統產業方面比發達國家約落后20年。如我國機床擁有量中,數控機床的比重(數控化率)到1995年只有1.9%,而日本在1994年已達20.8%,因此每年都有大量機電產品進口。這也就從宏觀上說明了立式數控銑床改造的必要性。