数控龙门加工中心X轴滚珠丝杠的计算
2021-4-6 来源：安阳鑫盛机床股份有限公司 作者： 肖软生
摘要: 在数控机床设计过程中，需要进行大量计算。以 XK231240 － CA001 型专用数控龙门加工中心为例，对 X 轴滚珠丝杠的轴向铣削力和额定动载荷进行了计算，并对其刚度进行了校核。
关键词: 数控机床 加工中心 滚珠丝杠 计算
在车床生产中，床鞍是关键部件，其生产工序较复杂，按传统加工工艺，需要几十道工序。为了满足生产需求，降低成本，公司决定研制专用机床，缩短工艺流程，提高加工质量XK231240 CA001 型专用龙门加工中心是床鞍加工用三序专用机床。滚珠丝杠的设计中，切削力的计算是重点。笔者通过对 X 轴滚珠丝杠轴向铣削力进行计算，求出滚珠丝杠的额定动载荷。选取滚珠丝杠主参数并设计轴端尺寸，最后对滚珠丝杠进行刚度校核。
1 、轴向切削力计算
床鞍加工图如图 1 所示，主要完成粗糙度 Ｒa0．8μm 燕尾平面、粗糙度 Ｒa12．5 μm 空刀槽、粗糙度 Ｒa6．3 μm 两侧面的加工，还有其它钻孔、攻丝等工序。
图 1 床鞍加工图
燕尾平面加工图如图 2 所示。采用直径 350 mm的 55°成型燕尾盘铣刀，两侧燕尾平面一次铣削成型。
图 2 燕尾平面加工图
图 3 床鞍两侧面加工图
2 、滚珠丝杠计算
通过以上计算得到滚珠丝杠一个工作循环内的负载条件，见表 1。
表 1 滚珠丝杠一个工作循环内负载条件
查滚珠丝杠技术手册，滚珠丝杠型号选取为 80 －20B2 － FDW － 5008 － 5619 － P4，其 额 定 动载 荷 C 为161 533 N，C'小于 C。笔者只考虑龙门加工中心作为专用机床加工铸件，若作为通用机床加工钢件材料，则滚珠丝杠向上选取两档型号。
3 、滚珠丝杠刚度校核
位误差( 0． 013 mm) ，滚珠丝杠刚度满足要求。
图 4 滚珠丝杠订货图
4、 结束语
通过设计计算，X 轴滚珠丝杠型号选取为 80 －20B2 － FDW － 5008 － 5619 － P4，具体订货图如图 4 所示。该滚珠丝杠装配于 XK231240 － CA001 型龙门加工中心后，经过 2 a 多使用，工作台运转平稳，精度完全满足工艺要求。
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