丁伟明，邵志骋，刘春阳，徐武军

(中国通用技术集团大连机床有限责任公司，辽宁 大连 116620)

0 引言

进给系统是CNC系统和移动部件间的执行系统，是数控车床的重要组成部分[1]。在市场化运作的当下，车床产品更加偏向于移动部件轻量化(小惯量)、绿色化(低耗能)方向设计，进给伺服电机是动力源的关键要素之一，因此选型显得尤为重要。目前进给系统伺服电机的惯量扭矩匹配计算仍存在两个关键性问题：①没有完整的、系统性的文献可供参考；②依赖于供应商的伺服电机选型软件(只有结果，没有过程)，无法优化。本文根据新型全机能数控车床的设计实例及现有量销产品的反复验证，提出了通用型选型方法，本方法具有借鉴意义。

1 新型全机能数控车床X轴移动部件参数

新型“阶梯平”全机能数控车床由中国通用技术集团大连机床有限责任公司数控车床研究所研发设计，该车床结构紧凑、运行平稳、精度可靠。由于采用斜床身、平导轨结构，避免在了在粗、精加工时多次使用角度胎而造成的产品精度不一致问题，大大提高了装配效率。目前该产品已形成量产，其车床截面如图1所示。

图1 “阶梯平”全机能数控车床斜床身、平导轨结构图

设计目标参数：移动部件质量W=220 kg；丝杠长L=0.618 m；螺距Ph=8 mm；初选丝杠外径d=28 mm；初选丝杠底径d0=22.4 mm；初选快移速度V=20 000 mm/min；床体角度θ=45°；初选伺服电机惯量J电=0.001 17 kg·m2；联轴器惯量J联=0.000 617 kg·m2；传动效率η=0.95；动摩擦系数μ=0.02；密度ρ=7800 kg/m3；重力加速度g=9.8 N/kg；传动比i=1(直联)。

2 X轴进给伺服电机惯量匹配

惯量对进给系统的精度、稳定性，动态响应都有影响[2-3]，设计时应使移动部件的惯量需和进给伺服电机的惯量相匹配才行。……