定梁式數(shù)控雕銑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘 要 雕銑機(jī)的出現(xiàn) 彌補(bǔ)了通用數(shù)控機(jī)床 （銑床、鉆床等）加工功能單一，加工中心加工小型產(chǎn)品成本過(guò)高的不足 。 數(shù)控雕銑機(jī)既可以雕刻 ,也可銑削 , 是一種高效高精的數(shù)控機(jī)床， 為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展提供了一種性價(jià)比很高的新型機(jī)床產(chǎn)品，是我國(guó)機(jī)床工業(yè)中的 新產(chǎn)品 本文介紹數(shù)控雕銑機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，包括機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，X 向和 Z 向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要分析了電主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)，電主軸的冷卻和潤(rùn)滑的方式， 3軸安裝座的機(jī)械機(jī)構(gòu)。 Z 向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中主要分析了絲杠、軸承，導(dǎo)軌 的安裝。計(jì)算主要有：主軸切削力計(jì)算 ， 主軸系統(tǒng)重力計(jì)算對(duì)滾珠絲杠 的選擇計(jì)算 和 Z 軸伺服電機(jī)的選擇計(jì)算 支承軸承的選擇 。最后完成機(jī)床裝配圖、部裝圖、零件圖等 。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控雕銑機(jī) ；電主軸；伺服電機(jī)；滾珠絲杠；導(dǎo)軌 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of up of NC of of NC a NC be to a s is of s of on NC of of to of In of of of a kW in of of of of of of Z of 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 V 目 錄 摘 要 . I . 錄 . V 1 緒 論 . 1 控雕銑機(jī)的概述 . 1 控雕銑機(jī)和數(shù)控銑床及加工中心的比較 . 1 銑機(jī)與雕刻機(jī)的比較 . 2 內(nèi)數(shù)控雕銑機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀 . 3 章小結(jié) . 6 2 數(shù)控雕銑機(jī)總體方案設(shè)計(jì) . 7 床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 7 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) . 8 給運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) . 9 控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本形式 . 9 上幾種傳動(dòng)方案的簡(jiǎn)介和比較 . 9 次設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù) . 10 章小結(jié) . 10 3 主軸部件設(shè)計(jì) . 11 主軸的基本結(jié)構(gòu) . 11 軸系統(tǒng)的計(jì)算 . 11 軸設(shè)計(jì) . 13 承選用及壽命校驗(yàn) . 14 承受力分析 . 14 承壽命檢驗(yàn) . 14 承的壽命 L . 16 主軸的冷卻與潤(rùn)滑及安裝 . 16 章小結(jié) . 17 4 Z 向進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 . 18 珠絲杠副的選擇 . 18 向進(jìn)給伺服電機(jī)功率的計(jì)算及選擇 . 23 珠絲杠的支承結(jié)構(gòu)及制動(dòng)裝置 . 27 軸器的類(lèi)型和選擇 . 28 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 向?qū)к?. 28 章小結(jié) . 29 5 X 向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)計(jì)算 . 30 珠絲杠的選型與校核 . 30 算絲杠最大動(dòng)載荷 . 30 珠絲杠螺母副的選型 . 30 動(dòng)效率計(jì)算 . 30 度計(jì)算 . 30 定性校核 . 31 動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 . 31 選步進(jìn)電動(dòng)機(jī) . 31 核步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 . 32 章小結(jié) . 34 6 結(jié) 論 . 35 題研究的主要結(jié)論 . 35 望 . 35 致 謝 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 附 錄 . 38 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 緒 論 控雕銑機(jī)的概述 雕銑機(jī)的前身是雕刻機(jī) ， 雕刻機(jī)的優(yōu)勢(shì)在雕 ， 不適合 加工材料硬度比較大 的材料 ， 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來(lái)越高的要求，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加快 ，因此 采用 雕銑機(jī) 來(lái)加工 應(yīng)運(yùn)而生。 數(shù)控雕銑機(jī)既可以雕刻 ， 也可銑削 ，是一種高效高精的數(shù)控機(jī)床 ， 是我國(guó)高端制造業(yè)的新產(chǎn)品 。 數(shù)控雕銑機(jī)主要用于雕、銑 各種型腔模具 ， 也可以用于各種工藝品、凹凸圖案的加工 ， 可加工各種鋼材、鋁材、銅材或非金屬材料等。 從工作原理 來(lái)講 ，雕銑機(jī)是數(shù)控鉆銑組合機(jī)床，但由于 它主要用來(lái) “ 雕刻 ” ， 因 此 機(jī)床結(jié)構(gòu)、雕刻加工工藝及雕刻 件的功能與數(shù)控銑床都有很大的差異 ， “ 是一項(xiàng)獨(dú)特的新型數(shù)控加工技術(shù)。 雕銑機(jī)的出現(xiàn)填補(bǔ)了兩者之間的空白 ， 彌補(bǔ)了通用數(shù)控機(jī)床（銑床、鉆床等） 加工功能單一，和 加工中心加工小型產(chǎn)品成本過(guò)高的不足，為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展提供了一種性價(jià)比很高的新型機(jī)床產(chǎn)品，是我國(guó)機(jī)床工業(yè)中的新軍 。 銑機(jī)主要由雕銑 機(jī)床、電控柜、數(shù)控系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成 ， 數(shù)控系統(tǒng) 處理解釋雕銑 件生成的 碼，發(fā)出加工控制指令，指揮雕銑機(jī)進(jìn)行各種復(fù)雜的加工動(dòng)作，完成雕銑產(chǎn)品的加工。電控柜 雕銑機(jī)的驅(qū)動(dòng)和信號(hào)檢測(cè)部分，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)送的控制的控制指令連接驅(qū)動(dòng)雕銑機(jī)本體產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)，并對(duì)雕銑機(jī)的各種狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、反 饋 給數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別和處理。雕銑機(jī)床 雕銑機(jī)的機(jī)械設(shè)備部分，通過(guò)它完成雕刻、銑削、切割和鉆孔等各種加工方式的機(jī)械加工 1。 近年來(lái) 在模具加工行業(yè)中，為了避免工件表面質(zhì)量因電加工后產(chǎn)生型面微觀裂紋，人們一直 在探索用一種比較完美的加工方式來(lái)替代電火花成型加工， 在這些模具加工中高速銑削方式具有很大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，伴隨著加工高硬度材料刀具技術(shù)的發(fā)展，在模具加工中高速數(shù)控銑床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但隨著模具加工業(yè)對(duì)加工表面質(zhì)量要求的提高，所需刀具半徑越來(lái)越小，于是高速銑削加工出現(xiàn)了另一種分支工具 高速數(shù)控雕銑機(jī)。通過(guò)高速雕銑機(jī)的加工方式來(lái)彌補(bǔ)電火花成型加工的缺點(diǎn)。 數(shù)控模具雕銑機(jī)的誕生為模具加工工業(yè)解決了這一問(wèn)題。高速數(shù)控模具雕銑機(jī)不僅具有高表面加工質(zhì)量的精細(xì)雕刻功能，同時(shí)具有高效率強(qiáng)力粗銑半精銑加工能力 ,使良好表面質(zhì)量和 高效率得以有機(jī)統(tǒng)一 2。 控雕銑機(jī)和數(shù)控銑床 及加工中心 的比較 在國(guó)外很早就有雕銑機(jī)的名詞 （ 嚴(yán)格地講雕是銑的一部分 3。 （ 1） 應(yīng)用對(duì)象 的區(qū)別 1） 雕銑機(jī)主要用于較小銑削量或者輕金屬的加工 或?qū)浗饘俚募庸?， 大部分用于模具行業(yè) 。 2） 數(shù)控銑床主要用于完成較大銑削量的 工件的加工設(shè)備 ， 硬度比較 高 的材料 ， 大型的模具 ， 也適合普通模具的開(kāi)粗 ， 主要用于一些精密零件的加工和小批量多品種的加工 。 3） 控銑加工主要面向規(guī)則的工件，平面加工區(qū)域比 較開(kāi)闊，而曲面比較光滑 但是 雕買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 銑加工除了加工數(shù)控銑類(lèi)似的小區(qū)域或小曲面外，還要加工隨意的平面圖形和跌蕩起伏的紋理曲面，比如加工一些網(wǎng)格曲面等。雕銑加工的圖形必須比較精細(xì)，比如雕銑加工時(shí)常加工 米的薄壁 ， 雕刻加工路徑的計(jì)算精度一般是傳統(tǒng)的數(shù)控銑的 5 倍左右 4。 （ 2）從機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速分析 1）雕銑機(jī)要求高速的數(shù)控系統(tǒng)，主軸轉(zhuǎn)速 150030000右。 2）數(shù)控銑床對(duì)數(shù)控系統(tǒng)要求速度一般，主軸轉(zhuǎn)速 08000右 。 （ 3）結(jié)構(gòu)上講 1）加 工中心一般采用懸臂式 。 2） 雕銑機(jī)和雕刻機(jī)一般多用龍 門(mén)式架構(gòu)，龍門(mén)式又分為棟梁式和定梁式，目前雕銑機(jī)以定梁式居多。 （ 4）從機(jī)床采用的數(shù)控系統(tǒng)的角度來(lái)看 1） 雕 銑 機(jī)大部分采用企業(yè)自主研發(fā)或者外購(gòu)的工業(yè)控制器。 2） 數(shù)控銑床對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的要求：操作方 便 ，穩(wěn)定可靠 ， 修方便等，現(xiàn)在市場(chǎng)上的數(shù)控系統(tǒng)主要集中在 西門(mén)子控制器 。 綜上 所述 ： 雕銑機(jī) 進(jìn)行一些小切削量的銑削。而數(shù)控銑床大部分在機(jī)械加工行業(yè)中使用 。 銑機(jī)與雕刻機(jī)的比較 雕刻機(jī)：它主軸轉(zhuǎn)速高 ， 矩比較小 ， 適合小刀具的加 ， 著重于 “ 雕刻 ” 功能，例如木材（專門(mén)加工木板的稱為 木雕機(jī)）亞克力板、雙色板、等硬度不高的板材，不太適合強(qiáng)切削大工件。目前市面上的 用于 大多數(shù)加工工藝品為主 的是 雕刻機(jī)，成本低，由于精度不高，不宜用于模具開(kāi)發(fā)；但也有例外的例如晶片雕刻機(jī) 5。 數(shù)控雕銑機(jī) 是在 雕刻機(jī)的基礎(chǔ)上加大了床身承受力， 伺服電機(jī) 、 主軸 功率，同時(shí)保持主軸的高速，更重要的是精度很高。雕銑機(jī)還向高速發(fā)展，一般稱為 高速機(jī) ，加工精度非常高，切削能力更強(qiáng)，還可以直接加工硬度在 上的材料，一次成型。 （ 1） 從用途上分：雕刻機(jī)主要是用于對(duì)板材的雕刻，大量應(yīng)用于雙色板或亞克力雕刻，雕刻一次進(jìn)刀深度約在 13右，在標(biāo)牌、標(biāo)志方面應(yīng)用較為普遍。 （ 2） 從機(jī)械構(gòu)造方面：雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)輕巧， X、 Y 軸移動(dòng)速度快， Z 軸行程較短，適合雕刻 58材料。雕刻主軸頭裝有彈簧壓鼻，作用是在雕刻過(guò)程中壓平 3下的薄板材。雕刻主軸通過(guò)皮帶連接到直徑較大的馬達(dá)上 ， 以此使轉(zhuǎn) 速增大，這樣雕刻出來(lái)的工件質(zhì)量就較為光滑 ， 它適合做切削量很小的高轉(zhuǎn)速的雕刻工藝制作。 （ 3）外 觀體積方面 : 雕銑機(jī)比較大型的 750 型機(jī)一般在 m， 雕刻機(jī) 較 小。 雕銑機(jī)可以理解為既 可做精細(xì)雕刻，又能做切割、鏤銑。例如做三維雕刻，盡管 落差很大， 但 200材料可一次完成，一次進(jìn)刀量相當(dāng)大。雕銑機(jī)可供選用的刀具直徑規(guī)格從 116刀具長(zhǎng)度為 5080們可以靈活使用，裝細(xì)刀干細(xì)活，裝粗刀干大活。由于機(jī)器設(shè)計(jì)注重重型負(fù)載，機(jī)架剛性大 ， Z 軸行程大，因此不僅可以做小型雕刻機(jī)的工藝，更可高速切割厚的板材，一次進(jìn)刀量可達(dá) 2030是雕刻機(jī)根本做不到的工藝制造。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 內(nèi)數(shù)控雕銑機(jī)的發(fā)展和現(xiàn) 狀 改革開(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng) ， 近年來(lái) 尤其是模具業(yè)對(duì)表面加工要求的提高，以及傳統(tǒng)電火花 加工的不足， 現(xiàn)今模具業(yè)流行談?wù)摳咚巽姶矊?duì)模具加工影響，高速加工論說(shuō)甚多 ， 尤其在中國(guó)市場(chǎng)，模具行業(yè)飛速發(fā)展，對(duì)于能加快模具生產(chǎn)之機(jī)床 ， 需求極高，因此高速銑床理論成為熱點(diǎn)所在 ,最近的一兩年綜合銑削與高速雕刻優(yōu)點(diǎn)的 銑機(jī)在國(guó)內(nèi)有了較大的發(fā)展 4。 銑特有的專業(yè)優(yōu)勢(shì)為 ： “ 小刀具的快速銑削 ” ，擅長(zhǎng)做 “ 常規(guī)大刀具無(wú)法加工的業(yè)務(wù) ” 。目前，在下述行業(yè)中 銑方式用得較為得心應(yīng)手： 模具雕刻業(yè)和廣告雕刻業(yè)。 （ 1） 模具行業(yè) 銑在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的是模具業(yè)，在模具生產(chǎn)過(guò)程中 銑不是主要加工方式和生產(chǎn)手段，但其作用卻非同一般，可謂是 “ 畫(huà)龍點(diǎn)睛 ” ，這是由雕刻對(duì)象的“ 圖案、文字和復(fù)雜的曲面 ” 特點(diǎn)所決定，當(dāng)前 銑在模具雕刻領(lǐng)域主要的業(yè)務(wù)為： 1） 紫銅和石墨電極加工 2） 五金沖模和精密沖頭加工 3） 鞋材模具和鞋底模型加工 5） 鐘表零件加工和輕型 工 6） 壓花（皮紋、花紋）輥輪和圓柱體工件雕刻 7） 首板（手板、樣板）模型加工 （ 2） 廣告雕刻 精雕細(xì)刻 、 力求創(chuàng)意 刻在廣告主要應(yīng)用于沙盤(pán)模型、廣告標(biāo)牌和文字標(biāo)志的制作，這些業(yè)務(wù)在雕刻工藝上相對(duì)簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是在效果表現(xiàn)上， 而且主要突出的是 “ 精雕細(xì)刻和求新創(chuàng)異 ” 。 國(guó)內(nèi)幾家著名的數(shù)控機(jī)床廠在這個(gè)領(lǐng)域里面都有較好的成績(jī)。比如北京精 雕、廣東佳鐵、南京四開(kāi)、上海洛克等都是國(guó)內(nèi)著名的數(shù)控雕銑機(jī)廠家。 在雕 刻 術(shù)、 密雕刻機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)工藝等領(lǐng)域取得了重大的突破 ，并真正實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化 5。 典型的數(shù)控雕銑機(jī)如下 : （ 1） 橫梁移動(dòng)式數(shù)控雕銑機(jī) 橫梁移動(dòng)式，工作臺(tái)不移動(dòng) ， 承載工件可達(dá) 5 噸以上，尤其適合汽車(chē)保險(xiǎn)杠等特大模具的加工；橫梁移動(dòng)式，機(jī)床運(yùn)行慣最性，機(jī)床使用壽命大提高；使加工的表面光潔度在提高； 機(jī)床主體高強(qiáng)度樹(shù)脂砂鑄件，體穩(wěn)吸震耐用；臺(tái)灣產(chǎn)滾珠絲桿及精密鎖緊螺母；進(jìn)口軸承與聯(lián)軸器，臺(tái)灣新代 900M 系統(tǒng)。 如圖 示： 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 梁移動(dòng)式數(shù)控雕銑機(jī) 主要技術(shù)參數(shù)，如表 1 表 1梁移動(dòng)式數(shù)控雕銑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 項(xiàng) 目 技 術(shù) 參 數(shù) 作臺(tái)面積 96015402001540、 Y、 Z 行程 8001400500 2002000500 軸端面到工作臺(tái)距離 356 85620 820門(mén)寬度 1130 620 大可通過(guò)工件高度 800 50大承載 800000軸型號(hào) 松野水冷電主軸（可選臺(tái)灣產(chǎn)高精密主軸） 主軸功率 4軸最高轉(zhuǎn)速 18000/24000軸錐孔 大快移速度 10000mm/大加工速度 6000mm/復(fù)定位精度 300位精度 00 控系統(tǒng) 臺(tái)灣新代 900M （ 2） 龍門(mén)式數(shù) 控雕銑機(jī) 如圖 示： 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 圖 門(mén)式數(shù)控雕銑機(jī) 主要技術(shù)參數(shù)，如表 1示： 表 1門(mén)式數(shù)控雕銑機(jī) 主要技術(shù)參數(shù) 機(jī)器型號(hào) 00 程 X 軸 /Y 軸 /Z 軸 600/400/250軸端面至工作臺(tái)距離 50作臺(tái)尺寸 600400大承重 300 型槽寬度 12 型槽間距 63 型槽數(shù)量 4 主軸額定功率 軸轉(zhuǎn)速 3000軸錐度規(guī)格 軸冷卻系統(tǒng) 水冷 快 速移動(dòng)速率 10000mm/削進(jìn)給速率 5控系統(tǒng)（標(biāo)準(zhǔn)配置） 50) 定位精度 復(fù)定位精度 滑系統(tǒng) 自動(dòng)潤(rùn)滑 (32#油 ) 龍門(mén)寬度 720向電機(jī)連接方式 直聯(lián) 氣壓 器重量 2000器外形尺寸 160016002000源 0功率 6文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 章小結(jié) 本 章主要介紹了雕銑機(jī)的概念以及與雕刻機(jī)，加工中心等的區(qū)別 ，雕銑機(jī)的應(yīng)用前景以及國(guó)內(nèi)外雕銑機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，緊接著介紹了兩種典型的雕銑機(jī)以及它們的主要 參數(shù)。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 2 數(shù)控雕銑機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 現(xiàn)在流行的雕 銑 機(jī)工作臺(tái)主要有兩 種 ， 第一種是 刀具作 方向的移動(dòng) 即定梁式結(jié)構(gòu) 。第二種則工作臺(tái)作 X， 刀具只作 動(dòng)梁式結(jié)構(gòu) 。理論設(shè)計(jì)上，數(shù)控模具雕銑機(jī)總體結(jié)構(gòu)布局如圖 1工作臺(tái)（整體式） ， 2345二維工作臺(tái)（橫 梁）， 6圖 梁式數(shù)控雕銑機(jī)布局設(shè)計(jì)圖 1 2工作臺(tái) ， 3 4 5 6 7圖 梁式數(shù)控雕銑機(jī)布局 設(shè)計(jì)圖 結(jié)構(gòu) 1的優(yōu)點(diǎn)是制作容易，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但由于工件隨工作臺(tái)移動(dòng)，所以不能加工太重買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 的工件，而且雕刻機(jī)尺寸不能太大。結(jié)構(gòu) 2雖然制作也較容易，然而穩(wěn)定性要比結(jié)構(gòu) 1差很多。由于本次設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械部件結(jié)構(gòu)的要求就是要小而輕便，加工工件的質(zhì)量也是比較輕，因此選用結(jié)構(gòu) 1。 本設(shè)計(jì)中，數(shù)控雕銑機(jī)選用龍門(mén)式 定梁式結(jié)構(gòu) 。 該 結(jié)構(gòu)具有良好的剛性 和對(duì)稱性，一直是高速切削設(shè)備的首選結(jié)構(gòu)。 為克服不良力矩的問(wèn)題，從整體布置保證 機(jī)床的剛性 ，采用 較寬的立柱和橫梁 ， 盡量加寬了 X、 Y、 Z 三向的兩根直線滾動(dòng)導(dǎo)軌之間的跨距 ， 盡量加粗 導(dǎo)軌和絲桿 5。 在 該結(jié)構(gòu)中， 在保證整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械剛性的前提下 ， 為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu) 和 縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造的周期 ， 其主體框架采用鋁合金制造， 減輕整機(jī)重量 ， 防護(hù)件用塑料件制造，用標(biāo)準(zhǔn)的緊固件和定位銷(xiāo)連接 6。 本機(jī)床整體式床身底座采用鑄鐵鑄造而成 ， 因 為 鑄 鐵 具有良好的穩(wěn)定性、吸振性和耐沖擊性，可使床身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛性有顯著提高， 采用 箱形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部筋板采用米字型筋配合的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，確保了對(duì) Y 軸工作臺(tái)和兩立柱的剛性支承，使機(jī)床動(dòng)態(tài)加工的穩(wěn)定性可達(dá)最好。 為了 加強(qiáng)剛性，所設(shè)計(jì)的數(shù)控雕銑機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是能進(jìn)行比較細(xì)小的加工，加工精度比較高，對(duì)軟 金屬可進(jìn)行高速切削。 運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 主軸的 傳動(dòng)方式主要有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)等。主軸傳動(dòng)方式的選擇主要決定于主軸的轉(zhuǎn)速、所傳遞的轉(zhuǎn)矩、對(duì)于平穩(wěn)性的要求以及結(jié)構(gòu)緊湊、裝卸維修方便等要求 7。 （ 1） 齒輪傳動(dòng) ，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，能適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工 作，應(yīng)用最廣。缺點(diǎn)：線速度不能過(guò)高，通常小于 12m/s，不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)。 （ 2） 帶傳動(dòng)，特別適用于中心距較大的兩軸間傳動(dòng)，傳動(dòng)平 穩(wěn)，噪聲小，適宜高速傳動(dòng)。 帶傳動(dòng)在過(guò)載時(shí)會(huì)打滑，不能用在速比要求準(zhǔn)確的場(chǎng)合。同齒形帶傳動(dòng)的優(yōu) 點(diǎn)：無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高；不需要潤(rùn)滑，耐水、耐腐蝕，能在高溫下工作，維護(hù)保養(yǎng)方便；傳動(dòng)比大，可達(dá) 1:10 以上。缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜，安裝條件要求 求高。 （ 3） 電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng) ， 而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的 “ 零傳動(dòng) ” ?？蓪⒅鬏S與電動(dòng)機(jī)制成一體 ，使用電主軸可以減少帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，有效的提高了主軸部件的剛度 ， 簡(jiǎn)化機(jī)床設(shè)計(jì)，易于實(shí)現(xiàn)主軸定位 ， 其缺點(diǎn)是溫升和散熱問(wèn)題。 目前，隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化，基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪 傳動(dòng)。用電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪或齒輪等方式傳動(dòng)，則在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，由此產(chǎn)生的振動(dòng)等，勢(shì)必影響高速加工的精度、加工表面粗糙度，而產(chǎn)生的噪聲導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量的惡化 ， 將電動(dòng)機(jī)內(nèi)置，省掉齒輪、帶輪等一系列中間環(huán)節(jié)，將主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盡可能地減至最小可提高主軸 系統(tǒng)的剛度，也就提高了系統(tǒng)的固有頻率、從而提高了其臨界轉(zhuǎn)速值。 由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的傳動(dòng)沖擊等外力作用，主軸高速運(yùn)行更為平穩(wěn)，使得主軸軸承的使用壽命相應(yīng)得到延長(zhǎng)。 電主軸與傳統(tǒng)的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)相比有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊等優(yōu)點(diǎn)，這樣便于把它用在多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、多面體加工機(jī)床和并聯(lián) （虛擬軸）機(jī)床上 8。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 給運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本形式 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以分為兩大類(lèi) ：（ 1）直線運(yùn)動(dòng)；（ 2）圓周運(yùn)動(dòng)。 在數(shù)控機(jī)床上，實(shí)現(xiàn)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)主要有三種形式： 1）通過(guò)絲杠（通常為滾珠絲杠或靜壓絲杠）螺母副，將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。 2）通過(guò)齒輪、齒條副，將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。 3）直接采用直線電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 上幾種傳動(dòng)方案的簡(jiǎn)介和比較 （ 1）滾珠絲杠螺母副 滾珠絲杠螺母副具有傳動(dòng)無(wú)間隙 ， 傳動(dòng)精度高且平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)代機(jī)床 業(yè)中采用較多，但是在 Z 向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中有不能自鎖的缺點(diǎn) 3。 （ 2） 靜壓絲杠螺母副 靜壓絲杠螺母副是通過(guò)油壓在絲杠和螺母接觸面之間，產(chǎn)生一層保持一定厚度 ，且具有一定剛度的壓力油膜，使絲杠和螺母由邊界摩擦變?yōu)橐后w摩擦。 靜壓絲杠螺母的優(yōu)點(diǎn)是：摩擦系數(shù)很小，其起動(dòng)力矩很小，傳動(dòng)靈敏，避免了爬行。油膜可以吸振，提高了運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。機(jī)床的加工精度和光潔度高。缺點(diǎn)是：靜壓絲杠螺母副應(yīng)有一套供油系統(tǒng)，而且對(duì)油的清潔度要求高，如果在運(yùn)動(dòng)中供油忽然中斷，將造成不良后果。 （ 3）齒輪齒條副 大型數(shù)控機(jī)床不宜采用絲杠傳動(dòng)， 因?yàn)橹圃扉L(zhǎng)絲杠成本較大，而且容易下垂彎曲，影響傳動(dòng)精度；同時(shí)也降低了扭轉(zhuǎn)剛度與軸向剛度。如果加大絲杠直徑，則轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大，不易保證伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，故常用齒輪齒條副 。 齒輪齒條副傳動(dòng)用于行程較長(zhǎng)的大型機(jī)床上，可以得到較大的傳動(dòng)比，進(jìn)行高速直線運(yùn)動(dòng)，剛度及機(jī)械效率也高。但其傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，傳動(dòng)精度不高，而且還不能自鎖。采用齒輪齒條副傳動(dòng)時(shí)，必須采取措施消除齒側(cè)間隙，當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載小時(shí)，也可采用雙片薄齒輪調(diào)整法，分別與齒條齒槽的左、右兩側(cè)貼緊，從而消除齒側(cè)間隙。當(dāng)傳動(dòng)負(fù)載大時(shí)，可采用雙厚齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。 （ 4）直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 采用直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：不需要絲杠、齒輪齒條等轉(zhuǎn)換裝置即能直接實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，因此，它大大簡(jiǎn)化了進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了傳動(dòng)效率。 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)無(wú)法避免必須通過(guò)絲杠、齒條轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)等轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，降低了傳動(dòng)環(huán)節(jié)對(duì)精度、剛度、快速性和穩(wěn)定性的影響 直線電動(dòng)機(jī)的 缺點(diǎn)： 主要表現(xiàn)在 起動(dòng)推力受電源電壓的影響較大，故對(duì)驅(qū)動(dòng)器的要求較高，應(yīng)采用措施保證或改變電動(dòng)機(jī)的有關(guān)特性來(lái)減少或消除這種影響直線電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)要低由于電動(dòng)機(jī)直接和導(dǎo)軌、工作臺(tái)做成一體，必須采取措施以防止磁力和熱變形對(duì)加工的影響 綜 上所述，本次進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用滾珠絲杠副作為傳動(dòng)系統(tǒng)。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 次設(shè)計(jì)主要技術(shù)參數(shù) 如表 2示： 表 2梁式 數(shù)控雕銑機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 參數(shù) 單位 1 工作臺(tái)尺寸（ X/Y） 500*480 最大行程（ X/Y/Z） 400*400*150 最大工件尺寸（ X/Y/Z） 460*600*200 最大刀具直徑（ 13 最大進(jìn)給速度 6 m/ 主軸電機(jī)功率 3 主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍 1500n/ 分辨率 p 9 定位精度 0 重復(fù)定位精度 1 外型尺寸 1500*1200*1800 2 機(jī)器凈重 1400 3 電源電壓 V 14 機(jī)器總功率 5 5 機(jī)器軸聯(lián)動(dòng)數(shù) 3 軸 16 龍門(mén)寬度 650 7 裝料高度 170 章小結(jié) 本章主要是總體方案的設(shè)計(jì)比較和選擇，首先對(duì)龍門(mén)定梁式結(jié)構(gòu)和龍門(mén)動(dòng)梁式結(jié)構(gòu)這兩種總體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行分析和比較，最后確定龍門(mén)定梁式 結(jié)構(gòu)，以及提高雕銑機(jī)的剛度和穩(wěn)定性的措施。對(duì)主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案分析比較，最后決定采用電主軸的形式，對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案的比較分析，確定采用伺服電機(jī)和滾珠絲杠副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的形式的方案。最后確定雕銑機(jī)的技術(shù)參數(shù)。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 3 主軸部件設(shè)計(jì) 主軸部件是機(jī)床的重要部件之一。作為機(jī)床的執(zhí)行件，它的功能是支承并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷，完成表面成形運(yùn)動(dòng)。 數(shù)控機(jī)床高速主軸單元包括主軸動(dòng)力源、主軸、軸承和機(jī)架等幾個(gè)部分，它影響加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及應(yīng)用范圍，其動(dòng)力學(xué)性能及穩(wěn)定性對(duì)高速加工起 著關(guān)鍵的作用。高速高精度主軸單元系統(tǒng)，應(yīng)該具有剛性好、回轉(zhuǎn)精度高、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫升小、穩(wěn)定性好、功耗低、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，制造及操作成本也應(yīng)適中。要滿足這些要求，主軸的制造及動(dòng)平衡、主軸的支承（軸承）、主軸系統(tǒng)的潤(rùn)滑和冷卻、主軸系統(tǒng)的剛性等是很重要的 7。 主軸的基本結(jié)構(gòu) 高速電主軸要獲得好的動(dòng)態(tài)性能和使用壽命，必須對(duì)電主軸各個(gè)部分進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和制造。電主軸基本結(jié)構(gòu)原理如圖 示。 圖 主軸的結(jié)構(gòu)原理圖 電主軸轉(zhuǎn)速的實(shí)現(xiàn)是 通過(guò)變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻 率來(lái)控制電主軸的轉(zhuǎn)速， 把主軸的轉(zhuǎn)速?gòu)?150