X-Y向滚动导轨的计算及其校核设计
作用于滚动导轨副的载荷计算
由于本次设计工作台上下两个工作台一样，所以只要底层导轨满足要求即可。由于滚动直线导轨副的特殊结构，使其具有垂直向上、向下、左右和水平四个方向额定载荷相等，且额定载荷大，刚性好，三个方向抗颠覆力矩能力大的特点。
（1）钻削时工作台的计算载荷。受力分析如图5－1所示；钻削时采用 =15mm 的钻头，在切削用量为 =6mm， =0.3mm/r， =20m/min 的条件下钻削时，
轴向力 =738.7 0.667× 1.233× 0.248≈2145.86N
扭矩 =345.3 1.975× 0.885× -0.11≈18016.96N•mm
若仅考虑工作台在垂直方向的载荷对滚动导轨副的影响，则有
式(4.27)
式中 ——工作台的计算载荷，N；
——单层工作台的重量和工件的重量， ；
——工作台承受的垂直载荷，1000N。
所以 。
（2）铣削时工作台的计算载荷。受力分析如图5－2所示；铣削采用 =40mm， 的立铣刀，在切削用量为 =6mm， =0.6d=24mm， =0.06mm/r， =510r/min 的条件下铣削时主切削力 =118 0.85× 0.75× -0.73× 1.0× 0.13 ≈130.14N,不对称顺铣时垂直分力 =(0.75～0.8) =104.11N，纵向分力 =(0.8～0.9) =117.13N，横向分力 =（0.35～0.40） =52.06N。
铣削时由于横向的载荷较小，对导轨的影响较小，而纵向的载荷主要作用在丝杠支承面上，所以仅计算工作台在垂直方向的载荷对滚动导轨副的影响。
铣削是工作台的计算载荷为：
式(4.28)
式中 ——工作台的计算载荷，N；
——工作台承受的垂直载荷，400N；
——单层工作台的重量和工件的重量，W=W1+W2=300N。
所以
对比以上两种情况 PC取最大值，即 PC=0.325KN。
4.3.2滚动导轨副的寿命计算
（1）额定寿命的计算
=50( )3 式(4.29)
式中 ——额定寿命，Km；
——额定动载荷，取 =6.07KN；
——计算载荷，N；
——温度系数，取 1.0；
——接触系数，取 0.81；
——精度系数，取 1.0；
——载荷系数，取 1.5；
——硬度系数，取 1.0。
所以 =50（ ）3≈49418Km
图4－2 铣削受力分析
（2）寿命时间的计算
当行程的长度一定，以小时为单位的额定寿命：
=( ) 式(4.30)
式中 ——行程长度，m;
——每分钟往复次数。
式(4.31)
所以Lh=( )= ≈27454h
滚动直线导轨副寿命时间大于预期寿命 20000 小时，钻削扭矩 M 小于滚动直线导轨副的Mc=88.8Nm。所以满足要求。
4.4 Z向滚珠丝杠的计算及其校核
为了满足数控机床高进给速度、高定位精度、高平稳性和快速响应的要求,必须合理选择滚珠丝杠副,并进行必要的校核计算。表5—3给出了本次设计的一些参数。
表 5-4给出了的Z向进给切削状况，本丝杠副即以满足该切削状况为前提进行其传动部件的设计。
表4－3 技术参数
主轴箱重量
=660N
Z 向进给最大行程
=350mm
Z 向快速进给速度
＝14 m/min
定位精度
0.02mm/300mm
全程定位精度
0.025mm
重复定位精度
±0.005mm
