王莹莹，李一全，齐光英

(1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022；2.济南石油化工设计院，济南 250100)

采用小型化机床系统进行微细切削一方面可以提高响应速度，达到较高的相对精度[1]；另一方面，小型化机床具有体积小、能耗低、成本低、适应强等优势[3]。基于小型化机床的这些特点，自行设计了一台微小车床，并通过对微小车床进行动态分析与优化来完善微小车床的设计。

1 微小车床的结构设计

所设计的微小车床采用T形结构布局，即在床身上放置横、纵向导轨，横向导轨上放置主轴系统，纵向导轨上放置刀架系统，采用横、纵向分离运动，形成T形布局结构[2]。微小车床长400mm，宽300mm，高300mm，主要由以下几部分构成。

1.主轴系统。为了获得超高速的旋转运动，采用德国KAVO公司提供的定子与转子，最高转速可达90000r/min。前后轴承分别采用日本NSK公司提供的型号为15BGR19X和12BGR19X的高精度角接触混合陶瓷球轴承。

2.进给系统。在加工微小零件时的进给率很低，工作台的进给速度有时低于至0.06m/min，且在低速下要保持进给速度的平稳，提供足够的伺服刚度。同时考虑到成本、环境等多重因素的影响，采用伺服电机+滚珠丝杠的驱动方式。本设计中的导轨以及滚珠丝杠分别选用 THK公司提供的公称型号为 SHS15V的直线滚动导轨以及公称型号为BNK1002-3RRGO+243LC5Y的滚珠丝杠。

3.辅助系统。本设计中要求微小车床所加工的工件尺寸为：长度，直径 0.5mm~5mm。加工这种接近于细长轴的小型零件，即使在很小的车削力作用下，也会有明显的变形。……