[精品小论文]CA6140车床数控改造毕业设计

目 录摘要 2Abstract 3绪论 4第一章CA6140车床进给伺服系统改造方案的拟订61.1 总体方案确定 61.2 CA6140车床的设计参数7第二章 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计计算 82.1进给伺服系统机械部分的改造方案82.2进给伺服机构机械部分的设计计算92.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型、校核92.4纵向及横向滚珠丝杠副几何参数142.5齿轮传动比计算15第三章 CA6140车床进给部分电机的选择163.1纵向进给步进电机计算 163.2横向进给步进电机计算19第四章 CA6140车床刀架部分的改造234.1 刀架的选用23总结25参考文献26致谢27外文资料及中文翻译28摘 要摘要:数控机床在机械制造业中发挥着巨大的作用,但数控机床一次性投资较大,对机床进行数控化改造不失为一良策。CA6140车床主轴转速部分保留原车床的手动变速功能,改造简单易行,可降低劳动强度,提高生产效率。主要介绍了经济型数控机床进给(纵向)伺服系统设计计算。阐述了CA6140普通数控车床的主轴系统的改进及机床控制系统的改造。关键词:CA6140车床;数控改造;滚珠丝杠;步进电动机Numerical Control Transform ofCA6140Common LatheAbstract：The NCmachine plays a verygreat role in mechanical engineering. Although the investment needs a great deal of money, it is a good way to try digital modification for ordinary lathe. The spindle speed of CA6140 remains the manual function of shifting gears. The alteration is easy and it can reduce labor intensity and improve productive efficiency. Introduces the design calculation of servo system on economic NC machine tools. It also tells us howto improve the spindle and the control system of CA6140 NC lathe.Key words：CA6140 lathe; digital modification; ball screw; stepping motor绪 论随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，普通机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。一、数控机床的产生数控机床最早是从美国开始研制的。1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升机桨叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制数控机床的初始设想。1949年，帕森斯公司与麻省理工学院伺服机构实验室合作，开始从事数控机床的研制工作。并于1952年试制成功世界上第一台数控机床实验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床。经过三年改进和自动编程研究，于1955年进入实用阶段。一直到20世纪50年代末，由于价格和技术原因，品种多为连续控制系统。到了60年代，由于晶体管的应用，数控系统提高了可靠性且价格开始下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数是钻床、冲床等点位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机、火焰切割机等，使数控技术不断的扩展应用范围。二、数控机床的发展自1952年，美国研制成功第一台数控机床以来，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量等相关技术的发展，数控机床也在迅速地发展和不断地更新换代，先后经历了五个发展阶段。第一代数控：1952-1959年采用电子管元件构成的专用数控装置。第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。第三代数控：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统。第五代数控：从1974年开始采用微型电子计算机控制的系统。目前，第五代微机数控系统基本上取代了以往的普通数控系统，形成了现代数控系统。它采用微型处理器及大规模或超大规模集成电路，具有很强的程序存储能力和控制功能。这些控制功能是由一系列控制程序来实现的。这些数控系统的通用性很强，几乎只需改变软件，就可以适应不同类型机床的控制要求，具有很大的柔性。随着集成电路规模的日益扩大，光缆通信技术应用于数控装置中，使其体积日益缩小，价格逐年下降，可靠性显著提高，功能也更加完善。近年来，微电子和计算机技术的日益成熟，它的成果正在不断渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控系统，柔性制造系统和计算机集成制造系统。所有这些高级的自动化生产系统均是以数控机床为基础，它们代表着数控机床今后的发展趋势。三、我国数控机床的发展概况我国从1958年由北京机床研究所和清华大学等首先研制数控机床，并试制成功第一台电子管数控机床。从1965年开始，研制晶体管数控系统，直到60年代末和70年代初，研制的劈锥数控铣床、非圆锥插齿机等获得成功。与此同时，还开展了数控加工平面零件自动编程的研究。1972-1979年是数控机床的生产和使用阶段。例如：清华大学研制成功集成电路数控系统；数控技术在车、铣、镗、磨、齿轮加工、电加工等领域开始研究与应用；数控加工中心机床研制成功；数控升降台铣床和数控齿轮加工机床开始小批生产供应市场。从80年代初开始，随着我国开放政策的实施，先后从日本、美国、德国等国家引进先进的数控技术。上海机床研究所引进美国GE公司的MTC-1数控系统等。在引进、消化、吸收国外先进技术基础上，北京机床研究所又开发出BSO3经济型数控系统和BSO4全功能数控系统，航空航天部706所研制出MNC864数控系统等。进而推动了我国数控技术的发展，使我国数控机床在品种上、性能上以及水平上均有了新的飞跃。我国的数控机床已跨入一个新的发展阶段。四、数控机床的发展趋势从数控机床技术水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自动化是数控机床的重要发展趋势。对单台主机不仅要求提高其柔性和自动化程度，还要求具有进入更高层次的柔性制造系统和计算机集成制造系统的适应能力。在数控系统方面，目前世界上几个著名的数控装置生产厂家，诸如日本的FANCU，德国的SIEMENS和美国的A-B公司，产品都向系列化、模块化、高性能和成套性方向发展。它们的数控系统都采用了16位和32位微机处理机、标准总线及软件模块和硬件模块结构，内存容量扩大到1MB以上，机床分辨率可达0.1微米，高速进给可达100m/min,控制轴数可达16个，并采用先进的电装工艺。在驱动系统方面，交流驱动系统发展迅速。交流传动已由模拟式向数字式方向发展，以运算放大器等模拟器件为主的控制器正在被以微处理器为主的数字集成元件所取代，从而克服了零点漂移、温度漂移等弱点。五、数控机床改造的意义数控机床改造在国外已发展成一个新兴的工业部门，早在60年代已经开始迅速发展，其发展的原因是多方面的，主要有技术、经济、市场和生产上的原因。我国是拥有300多万台机床的国家。而这些机床又大多是多年累积生产的通用机床，不论资金和我国机床制造厂的能力都是办不到的。因此，尽快将我国现有一部分普通机床实现自动化和精密化改装，是我国现有设备技术改造迫切要求解决的课题。用数控技术改造机床，正是适应了这一要求。它是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础上。在机床改造中引入微机的应用，不但技术上具有先进性，同时，在应用上比其它传统的自动化改装方案，有较大的通用性与可调性。而且所投入的改造费用低，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3至1/5，用户承担的起。从若干单位成功应用的实例可以证明，投入使用后，确实成倍地提高了生产效率，减少了废品率，取得了显著的技术经济效益。因此，我国提出从大力推广经济型数控这一中间技术的基础上，再逐步推广全功能数控这条道路，适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方向之一。同时，它还可以作为全功能数控机床应用的准备阶段，为今后使用全功能数控机床，培养人才，积累维护、使用经验，而且也是实现我国传统的机械制造技术朝机电一体化的方向过渡的主要内容之一第一章CA6140车床进给伺服系统改造方案的拟订1.1总体方案确定CA6140车床数控改造方案本文改造后的结构是一种非常典型卧式车床的数控改造结构，改造时拆除原机床的纵向和横向丝杠光杠、溜板箱、挂轮箱的挂轮、原手动刀架及手柄等部件，用滚珠丝杠替换原有普通丝杠、用电动刀架替换原有的普通刀架。纵向和横向进给采用步进电动机及减速器驱动，横向步进电动机及减速器装置安装在机床床鞍的后部，纵向的步进电动机减速器装置安装在机床的右端。由于被改装的机床本身的机械结构不是按数控机床的要求设计的，其精度和刚度等性能指标往往不能满足数控机床的要求，因此将普通机床改造为全功能的数控机床，一味追求先进指标则会得不偿失，所以确定总体方案的原则应当是在满足生产需要的前提下，对原机床尽可能减少机械部分的改动量，选择简单易用的数控系统，达到合理的性价比。本次改造设计要求就是根据这一原则提出的。根据设计要求、依据设计参数及机床数控改造的理解，总体方案确定如下：（1）系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造后的经济型数控机床应具有定位、直线插补、顺、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，采用步进电机开环控制系统。（2）.机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杆，为保证一定的传动精度和平稳度，尽量减少摩擦量力，选用滚珠丝杆螺母副。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。1.2 CA6140车床的设计参数根据型普通原始数据及数控改造设计要求，确定主要如下： 最大加工直径： 车床身上： 400mm 车床鞍上： 210mm 最大加工长度： 1000mm 快进速度： 纵向 2.4m/min 横向 1.2m/min 最大切削进给速度： 纵向 0.6m/min 横向 0.3m/min 脉冲当量： 纵向 0.01mm/step 横向 0.005mm/step 脉冲分配方式： 逐点比较法 控制坐标数： 2 机床定位精度： 0.015 溜板及刀架重力： 纵向： 800N 横向： 600N 自动生降速性能： 有 起动加速时间： 30ms主电机功率： 7.5Kw 第二章机床进给伺服系统机械部分的设计和计算2.1进给伺服系统机械部分的结构改造设计方案2.1.1纵向进给机械结构改造方案拆除原机床的进给像、溜板箱、滑动丝杠、光杠等，装上步进电机、齿轮减速箱和滚珠丝杠螺母副。为了提高支承刚度，采用向心推力球轴承对加止推轴承支承方式。齿轮间隙采用双薄片调隙方式。利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装齿轮箱体。滚珠丝杆仍安置在原来的位置，两端仍采用原固定方式。这样可减少改装工作量，并由于滚珠丝杠的摩擦系数小于原丝杠，且外径比原先的大，从而使纵向进给整体刚度只可能增大。 纵向进给机构都采用了一级齿轮减速。双片齿轮间没有加弹簧自动消除间隙。因为弹簧的弹力很难适应负载的变化情况。当负载大时，弹簧弹力显小，起不到消除间隙之目的；当负载小时，弹簧弹力又显大，则加速齿轮的磨损。因此，采用定期人工调整、螺钉紧固的办法消除间隙。2.1.2横向进给机械结构改造方案 拆除原中拖板丝杆，安装滚珠丝杆副，为提高横向进给系统刚度，支承方式采用两端装止推轴承。步进电机、齿轮箱安装于机床后侧，为了使减速机构不影响走刀，同时消除传动过程的冲击，减速机构采用二级传动，从动轮采用双薄片错位消除间隙。2.2进给伺服机构机械部分的设计计算此机床进给伺服系统运动及动力计算如下：2.2.1进择脉冲当量根据机床精度要求确定脉冲当量，纵向:0.01mm/步，横向:0.005mm/步(半径)。2.2.1计算切削力（1）纵车外圆主切削力Fz(N)按经验公式估算:Fz=0.67Dmax1.5=0.67 x 4001.5 =5360按切削力各分力比例: Fz:Fx:Fy=l:0.25:0.4 Fx = 5360 x 0.25 = 1340Fy = 5360 x 0.4 = 2144（2）横切端面 主切削力Fz(N)可取纵切的1/2: 此时走刀抗力为Fy(N)，吃刀抗力为Fx(N)。仍按上述比例粗略计算: Fz:Fy:Fx=1:0.25:0.4 Fy=2680 x 0.25 = 670 Fx=2680 x 0.4 = 10722.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型滚珠丝杠螺母副的设计首先要选择结构类型：确定滚珠循环方式，滚珠丝杠副的预紧方式。结构类型确定之后，再计算和确定其他技术参数，包括：公称直径d0（丝杠外径d）、导程L0、滚珠的工作圈数j、列数K、精度等级等。滚珠循环方式可分为外循环和内循环两大类，外循环又分为螺旋槽式和插管式。我们在此选用螺旋槽式外循环：在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔，同螺母的螺纹滚道相切，形成滚珠返回通道。为防止滚珠脱落，螺旋槽用钢套盖住。在通孔口设有挡珠器，引导滚珠进入通孔。挡珠器用圆钢弯成弧形杆，并焊上螺栓，用螺帽固定在螺母上。它的优点是：工艺简单，螺母外径尺寸较小。缺点是：螺旋槽同通孔不易连接准确，挡珠器钢性差、耐磨性差。滚珠丝杠副的预紧方法有：双螺母垫片式预紧、双螺母螺纹式预紧、双螺母齿差式预紧、单螺母变导程预紧以及过盈滚珠预紧等。2.3.1纵向进给丝杠（1）计算进给率引力Fm(N)纵向进给为综合型导轨： 式中： K考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨取K1.15; -滑动导轨摩擦系数:0.15-0.18; G -溜板及刀架重力: G = 800N。（2） 计算最大动负载c:式中:L0 滚珠丝杠导程，初选L0=6mm;vs最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的（1/21/3），此处vs0.6m/min；fw运转系数，按一般运转取fw1.21.5；L寿命、以106转为1单位。（3）滚珠丝杠螺母副的选型和校核可采用外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，1列2.5圈，其额定动负载为16400N，精度等级选3级。传动效率计算式中：螺旋升角，W1L4O0b=2044摩擦角取10滚动摩擦系数0.0030.004（4）刚度验算一般滚珠丝杠比较细长，它的刚度应该给与充分重视。先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式草图。最大牵引力为2530N。支承间距L=15OOmm丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的1/3。 图4-1、纵向进给系统计算简图 （4.1）丝杠的拉伸或压缩变形量1根据Pm=2530N,Do=40mm, 查资料可查出L/L=l.2lO-5，可算出:1=L/L1500=1.210-51500=1.810-2(mm)由于两端均采用向心推力球轴承，且丝杠又进行了预拉伸，故其拉压刚度可以提高4倍。其实际变形量1 (mm)为: （4.2）滚珠与螺纹滚道间接触变形2查资料W系列1列2.5圈滚珠和螺纹滚道接触变形量Q 因进行了预紧， (4.3)、支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形3采用8107型推力球轴承，d1=35mm，滚动体直径dQ=6.35mm，滚动体数量z=18,注意，此公式中Fm单位应为kgf因施加预紧力，故根据以上计算：定位精度（5）稳定性校核滚珠丝杠两端推力轴承，不会产生失稳现象不需作稳定性校核。2.3.2横向进给丝杠（1）计算进给牵引力Fm:横向导轨为燕尾形，计算如下:（2）计算最大动负载c（3）选择滚珠丝杠螺母副查资料，W1L20051列2.5圈外循环螺纹预紧滚珠丝杠副，额定动载荷为8800N，可满足要求，选定精度为3级。（4）传动效率计算（5）刚度验算横向进给丝杠支承方式如（2-1）图所示，最大牵引力为2425N，支承间距L=45Omm，因丝杠长度较短，不需预紧，螺母及轴承预紧。图（2-1）计算如下:(5.1)、丝杠的拉伸或压缩变形量1 (mm)查图4-6，根据Fm2023N，D。=2Omm，查出L /L=5lO-5，可算出 图4-2、横向进给系统计算简图 (5.2)、滚珠与螺纹滚道间接触变形2查资料：因进行了预紧2=1/2Q=0.5*8.5=4.25m(5.3)、支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形3采用8102推力球轴承，dQ=4.763,z=12，d=l5mm考虑到进行了预紧，故综合以上几项变形量之和: 显然此变形量已大于定位精度的要求，应该采取相应的措施修改设计，因横向溜板空间限制，不宜再加大滚珠丝杠直径，故采用贴塑导轨减小摩擦力，从而减小最大牵引力。重新计算如下:从资料查出，当Fm=1155N时，L/L=2.4lO-52和3不变，则1230.01080.00430.00470.0198mm定位精度为0.lmm，故此变形量仍不能满足，如果将滚珠丝杠再经过预拉伸，刚度还可提高四倍，则变形量可控制在要求的范围之内。从上面计算过程可以看出，设计的过程要经过反复修改参数，反复计算才能达到满意的结果。（6）稳定性校核计算临界负载其FK(N)式中： E材料弹性模量，钢:E20.61O6N/cm2I截面惯性矩（cm4）丝杠：，di为丝杠内径；L丝杠两支承端距离 (cm)；fZ-一丝杠支承方式系数，从表4-13中查出，一端固定，一端简支fZ =2.00（一般nk=2.54）此滚珠丝杠不会产生失稳。2.4纵向及横向滚珠丝杠副几何参数。其几何参数如下:名称 符号 公式 公称直径 35 20导程 6 5接触角 37 433钢球直径() 3.969 3.175滚道法面半径 2.064 1.651偏心距 0.056 0.045螺纹升角 37 433螺杆外径 34 19.4螺杆内径 30.984 16.78螺杆纹接触直径 31.258 16.835螺母螺纹直径 39.365 23.212螺母内径 36.125 20.6352.5齿轮传动比计算2.5.1纵向进给齿轮箱传动比计算已确定纵向进给脉冲当量p0.01滚珠丝杠导程L0=6mm，初选步进电机步距角0.750。可计算出传动比i可选定齿轮齿数为， 或2.5.2横向进给齿轮箱传动比计算已确定横向进给脉冲当量pO.005，滚珠丝杠导程L05mm，初选步进电机步距角0.750可计算传动比i: 考虑到结构上的原因，不使大齿轮直径太大，以免影响到横向溜板的有效行程，故此处可采用两级齿轮降速:因进给运动齿轮受力不大，模数m取2。相关参数如下表：齿数324024402025分度圆648048804050齿顶圆688452844454齿根圆597543753545齿宽（610）202020202020中心距726445第三章 CA6140车床进给部分电机的选择3.1纵向进给步进电机计算3.1.1等效传动惯量计算方法计算如下表示。传动系统折算到电机轴上的总传动惯量J(kgcm2)可有下式计算：J=Jm+J1+（Z1Z2）2(J2+Js)+Gg(L02)2式中：Jm步进电机转子转动惯量(kgcm2)J1，J2齿轮Z1、Z2的转动惯量(kgcm2)Js滚珠丝杠传动惯量(kgcm2)参考同类型机床，初选反应式步进电机150BF，其转子转动惯量Jm=10(kgcm2)J1=0.78103d14L1=0.781036.422=2.6 kgcm2J2=0.78103d24L2=0.78103822=6.39 kgcm2Js=0.7810344150=29.952 kgcm2G=800N代入上式： J=Jm+J1+（Z1Z2）2(J2+Js)+Gg(L02)2 =10+2.62+(3240)2(6.39+29.592)+8009.8(0.62)2=36.355 kgcm2考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题。JmJ=1036.355=0.275基本满足惯量匹配的要求。3.1.2电机力矩计算机床在不同的工况下，其所需转距不同，下面分别按各阶段计算：A.快速空载启动力矩M起在快速空载起动阶段，加速力矩占的比例较大，具体计算公式如下： M起=Mamax+Mf+Ma Mamax=J= Jnnax102/(60ta/2) = J2nmax102/(60ta)nmax=maxbp360将前面数据代入，式中各符号意义同前。 nmax=maxbp360=24000.75(0.01360)=500r/min 启动加速时间ta=30ms Mamax=J2nmax102/(60ta)=36.3552500102/(600.03)=634.5Ncm 折算到电机轴上的摩擦力距Mf： Mf=FOL02i=f(Pz+G)L0(2Z2Z1) =0.16(5360+800)0.6(20.81.25)=94 Ncm 附加摩擦力距M0 MO=FPOL0(102)/2i=13FtL0(102)(2Z2Z1) =1325300.6(10.92)( 20.81.25) =805.30.19=15.3Ncm上述三项合计： M起=Mamax+Mf+Ma=634.5+94+15.3=743.8NcmB快速移动时所需力矩M快。M快=Mf+M0=94+15.3=109.3NcmC快速切削负载时所需力矩 M切M切=Mf+M0+Mt=Mf+M0+ FOL02i =94+15.3+13400.6(20.81.25) =94+15.3+127.96=237.26Ncm 从上面计算可以看出，M起、M快和M切三种工况下，以快速空载起动所需力矩最大，以此项作为初选步进电机的依据。从下表查出，当步进电机为三相六拍时 =MqMjmax=0.951最大静力矩Mjmax=743.80.951=782Ncm按此最大静力矩从下表查出，150BF002型最大静转矩为13.72Nm。大于所需最大静转矩，可作为初选型号，但还需进一步考核步进电机起动矩频特性和运行矩频特性。3.1.3计算步进电机空载起动频率和切削时的工作频率 =4000 HZ=1000 HZ从表中查出150BF002型步进电机允许的最高空载起动频率为2800Hz运行频率为8000Hz,再从下表中查出130BF001型步进电机起动矩频特性和运行矩频特性曲线如图2-3，2-4所示。当步进电机起动时，f起=2500时，M=100Ncm,远远不能满足此机床所要求的空载起动力矩（782Ncm）直接使用则会产生失步现象，所以必须采用升降速控制（用软件实现），将起动频率降到1000Hz时，起动力矩可增加到588.4Ncm，然后在电路上再采用高低压驱动电路，还可将步进电机输出力矩扩大一倍左右。当快速运动和切削进给时，130BF001型步进电机运行矩频特性完全可以满足要求。3.2横向进给步进电机计算3.2.1等效传动惯量计算横向传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量J可由下式计算 J=Jm+J1+（Z1Z2）2(J2+J3)+Z3Z(J+J)+Gg(L02)2式中各符号意义同前，其中J1=0.78103d14L1=0.781034.822=0.83kgcm2J2=0.78103d24L2=0.78103842=6.4 kgcm2J3=0.78103d24L3=0.78103442=0.4 kgcm2J4=0.78103d24L4=0.78103542=0.98 kgcm2Js=0.781032445=0.56kgcm2G=600nJm=4.7 （初选反应式步进电机为110BF）代入上式为： J=Jm+J1+（Z1Z2）2(J2+J3)+Z3Z(J+J)+Gg(L02)2 =4.7+0.83+(2410)2(6.4+0.4)+(2025)2(0.98+0.56)+60010(0.52)2 =8.42kgcm2考虑到步进电机与传动系统惯量的匹配问题JmJ=4.78.42=0. 558基本满足惯量匹配要求3.2.2电机力矩计算A.快速空载起动力矩M M起=Mamax+Mf+MaMamax=J= Jnnax102(60ta2) = J2nmax102(60ta)式中： nmax=maxbp360 =12000.75(0.005360)=500r/min ta=30msMamax=J2nmax102(60ta)=8.422500102(600.03)=147Ncm折算到电机轴上的摩擦力矩MfMf=FOL02i=f(Pz+G)L0(2Z2Z1) =0.2(2680+600)0.50.48(20.8)=31.3Ncm附加摩擦力矩M0 MO=FPOL0(102)2i=13FtL0(102)(2Z2Z1) =1320230.50.48(10.92)( 20.8) =6.1Ncm上述三项合计： M起=Mamax+Mf+Ma=147+31.3+6.1=184.4NcmB快速移动时所需力矩M快。M快=Mf+M0=31.3+6.1=37.4NcmC.最大切削福载时所需力矩M切M切=Mf+M0+Mt=Mf+M0+ FOL02i =37.4+10720.50.48(20.8)=88.6Ncm 由上面计算可以看出, M起、M快和M切三种工况下，以快速空载起动所需力矩最大，故以此项作为选择步进电机的依据。根据步进电机转矩Mq与最大静转矩Mjmax的关系可知，当步进电机为三相六拍时：=MqMjmax=0.866最大静力矩Mjmax=184.40.866=213Ncm查BF反应式步进电机技术参数得，110BF003型步进电机最大静转矩为7.84Nm。大于所需最大静转矩，可作为初选型号，但必须进一步考核步进电机起动矩频特性和运行矩频特性。3.2.3计算步进电机空载起动频率和切削时的工作频率Fk=1000Vmax60p =10002.4600.01=4000HzFe=1000Vs60p =10000.6600.01=1000Hz由110BF003型步进电机的技术参数可知其最高空载起动频率为1500Hz，运行频率为7000Hz。根据110BF003型电机的起动距频特性和运行矩频特性曲线可以看出，当步进电