车削时总切削力的分解图
切削力Fc：
Fc=papf
进给力Ff：
Ff= papfKKKfFCYFCVBFC （3-1）
KfFcFfKYK?KbYKY?KVBFCFfFfFfFf （3-2）
Ff 背向力Fp：
Fp= papfKfFCFPKYK?KbYKY?KVBFCFPFPFPFP
FP （3-3）
式中，ap—背吃刀量（mm）
f—进给量（mm/r）
Vc—切削速度（m/min）
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根据厂家提供X6132的参数，然后以Q235钢为加工材料，进行设计计算。加工零件的最大直径D=360mm，主轴最大转速n=980r/min，刀具选择YT5和YT15硬质合金刀焊接式车刀。
(2)粗车时
刀具选择YT5，对于长径比＜200：1，背吃刀量 aP= 3mm，进给量切削速度Vc=60~80m/min。
查《机械工程手册》第八版“机械制造工艺（二）”查相应的表可知：
f=0.35~0.65mm/r，
p=200kgf/mm Kf=0.96
FC K=1 KB=1.4 =0.4 YFCVFCFC2Fp K?FfFP=1 KbYFP=0.8 K?rFfbYFfF=0.4
KYF=0.9 KB=1.84
VfcFP=1
FPKY=1 K?Ff=1 K=0.4 K?=1 KB=1.88
VFfrFP
铣床主轴转速：
取工件毛呸直径d=360mm，切削速度Vc=75m/min，则主轴转速n：
1000?75 n=1000Vc==66.3r/min
?d3.14?360查X6132铣床主轴转速系列，可知主轴转速n选75r/min 则可以计算出切削力Fc、进给力Ff、背向力Fp的值 切削力Fc的值：
Fc=papfKKKfFCYFCVBFC=200×3×0.5×0.96×1×1.4＝420N
进给力Ff的值： Ff= papfKfFcFfKYK?KbYKY?KVBFCFfFfFfFf
Ff =200×3×0.5×0.96×0.4×1×1×0.4×0.9×1.88＝77.97 N 背向力Fp：
Fp= papf
KfFCFPKYK?KbYKY?KVBFCFPFPFPFP
FP =200×3×0.5×0.96×0.4×1×1×0.8×1×1.84＝169.57 N
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切削功率Pm：
V420?75 Pm=Fc＝=5KW
61206120主传动电机功率PE： PE=Pm=
?m5=6.7KW (?=0.75~0.85)
m0.75即X6132普通铣床提供的主传动电机功率7KW满足粗车要求。
(3)精车时
计算铣床主轴转速,取工件直径d=360mm，切削速度VC=140m/min，则主轴转速n
1000?140 n=1000Vc==123.8r/min
?d3.14?360查X6132铣床主轴转速系列，可知主轴转速n选为125r/min 则可计算出切削力Fc、进给力Ff、背向力Fp的值 切削力Fc的值：
Fc=papfKKKfFCYFCVBFC=200×1.5×0.6×0.96×1×1.4＝241.9N
进给力Ff的值： Ff= papfKfFcFfKYK?KbYKY?KVBFCFfFfFfFf
Ff =200×1.5×0.6×0.96×0.4×1×1×0.4×0.9×1.88＝46.78 N 背向力Fp：
Fp= papf切削功率Pm：
KfFCFPKYK?KbYKY?KVBFCFPFPFPFP
FP =200×1.5×0.6×0.96×0.4×1×1×0.8×1×1.84＝101.74 N
V241.9?140 Pm=Fc＝=5.5KW
61206120主传动电机功率PE：
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PE=Pm=
?m5.5=7KW (?=0.75~0.85)
m0.75由精车和粗车的功率可知改造后的电动机功率为7KW符合要求。 表2-1 Fc、Ff、Fp计算结果 车削类型 粗车 精车 aP （mm） 3 1.5 f VC 75 140 (mm/r) (mm/min) 0.5 0.6 n (r/min) 75 125 F CFf F P(N) 420 241.9 (N) 77.97 46.78 (N) 169.57 101.74 工件直径 （mm） 360 360 经比较，粗车时的切削力比精车时大，因此本系统数控化改造设计计算按照粗车时的切削参数进行计算。
3.2纵向进给系统的改造与设计 3.2.1 Z向滚珠丝杠设计计算
滚珠丝杠副已经标准化，因此滚珠丝杠副的设计归结为滚珠丝杠副型号的选择 (1)计算Z向滚珠丝杠轴向力Q Q=KFf＋
`f`（Fc＋FP＋G）
`式中，f—当量摩擦系数，对正常润滑的滑导轨，三角形和矩形导轨，f =0.15~0.18。K—填覆力矩影响系数，三角形和矩形导轨K=1.1~1.15，粗略的计算得出工作台的重量为1200N。则
Q=1.15×77.97＋0.18×（420＋169.57＋1200）=411.79N (2)寿命计算
寿命系数Kh Kh=??Lh???500?13
式中Lh—滚动螺旋副的寿命，从《机械传动装置设计手册》上册表10—25查的，
Lh=15000h，所以寿命系数Kh：
13?Lh? K=???500?h?15000=??500?????13=3.11
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转速系数Kn：
?33.3 K=??n?h????13?33.3=??75?????13=0.76
基本额定载荷Ca:
Ca? =
KKKKQ KhnFHL3.11×1.5×1×1×411.79=12.53KN 0.76式中，KF、KH、KL—分别为载荷系数、硬度系数、短行程系数，从《机械传动装置设计手册》上册表10—26、10—27、10—28查得。
(3)选择滚珠丝杠的型号
根据计算的基本额定载荷Ca≥12.53KN，查《机械传动装置设计手册》表10—22，选择滚珠丝杠CDM4005—3 表示为外循环插管式，双螺母垫片预紧，导珠埋入式的滚珠丝杠副，公称直径?40mm，基本导程为5 mm，滚珠列数为1.5×2列，精度等级为3级，额定动载荷为13656N。具体参数见表3-1所示。
表3-1 CDM4005—3型滚珠丝杠具体参数 公基钢称本球丝杠螺纹额定载荷（ＫＮ） 直导直外径 底径 径 程 径 刚度 （Ｎ/?m） d0 P Dhw d d1 动载荷ca 13.656 静载荷c0a 46.722 1316 40 5 3.139.5 36.7 75 螺母安装连接尺寸 D D D 34B 15 D D 56h 9 M M6 A 3 C 5 L L12 67 104 85 9 15 36 99 公称直径：d0=40mm 导程：Ph=5 mm 螺旋角：?=arctan(
60)=2.37 40?- 14 -