數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

常州工學(xué)院（成人教育） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目 數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 副標(biāo)題 性 質(zhì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文學(xué)生姓名 年 級(jí) 教 學(xué) 點(diǎn) 專(zhuān) 業(yè) 指導(dǎo)教師 評(píng)定成績(jī) 常州工學(xué)院大專(zhuān)（脫產(chǎn)）畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告書(shū) 題 目數(shù)控銑床的主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)姓 名學(xué) 號(hào)專(zhuān) 業(yè)指導(dǎo)教師職 稱(chēng) 20* 年 5 月 科學(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國(guó)內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等） 數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光，高度一體的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來(lái)描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，主軸正反轉(zhuǎn)，換刀，冷卻液的開(kāi)關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件存放在信息載體上，然后由機(jī)床上數(shù)控系統(tǒng)讀入，通過(guò)對(duì)其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。在機(jī)械加工工業(yè)中大批量零件的生產(chǎn)宜采用專(zhuān)用機(jī)床或自動(dòng)化生產(chǎn)線。對(duì)于小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品品種的變換頻繁批量小，加工方法的區(qū)別大，宜采用數(shù)控機(jī)床。隨零件復(fù)雜程序和零件批量的變化，通用機(jī)床，普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床的動(dòng)用情況。當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜采用通用機(jī)床；當(dāng)生產(chǎn)批量大時(shí)宜采用專(zhuān)用機(jī)床；而當(dāng)零件復(fù)雜程度較高時(shí)，宜采用數(shù)控機(jī)床。這是由數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)決定的。數(shù)控機(jī)床加工零件的適應(yīng)性，靈活性好，能完成很多普通機(jī)床難以勝任，或者根本不可能加工出來(lái)的復(fù)雜型面的零件，這是由于數(shù)控機(jī)床具有多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)功能，并可按零件加工的要求變換加工程序。因此，數(shù)控機(jī)床在航空航天等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。、 數(shù)控機(jī)床可以獲得較高的加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)件，特別是滾珠絲杠精度很高。機(jī)床導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或粘接有摩擦系數(shù)很小的合成塑料，因而減少了摩擦阻力，消除了低速爬行。閉環(huán)、半閉環(huán)伺復(fù)系統(tǒng)，裝有精度很高的位置檢測(cè)元件，并隨時(shí)把位置誤差反饋給控制系統(tǒng)，使之能夠及時(shí)進(jìn)行誤差校正。數(shù)控機(jī)床的一切操作都是由程序裝配的，沒(méi)有人為干擾，因而加工質(zhì)量穩(wěn)定。、 具有較高的生產(chǎn)率，切削速度高，空行程的速度達(dá)mm以上，再因輔助時(shí)間很短。目前，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正發(fā)展迅速，正朝以下幾個(gè)趨勢(shì)發(fā)展：1、具有先進(jìn)的自檢能力使之長(zhǎng)期可靠的工作。在現(xiàn)在機(jī)床上裝有多種監(jiān)控、檢測(cè)裝置，從而提高了機(jī)床的綜合性能。2、向高速，高精度發(fā)展。新型的數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)，有很高的分辨率和進(jìn)給速度。具有更高的生產(chǎn)率和利用率3、單元模塊化。數(shù)控機(jī)床的部件有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的作用，特別是對(duì)我國(guó)要機(jī)械制造工業(yè)的現(xiàn)代化起到至關(guān)重要的作用。課題來(lái)源互聯(lián)網(wǎng)。研究?jī)?nèi)容 1主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式 3主軸電動(dòng)機(jī)的選取 4同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 5主軸組件的設(shè)計(jì) 6主軸軸承的選擇 7聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計(jì)算 8螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì) 9液壓缸的設(shè)計(jì) 10潤(rùn)滑與密封件設(shè)計(jì)擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析按照設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行以下工作：進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、繪制有關(guān)圖紙（“三圖一卡”、部件總圖、裝配圖等），編寫(xiě)技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下： 1）繪制被加工零件工序圖、加工示意圖、機(jī)床聯(lián)系尺寸圖。 2）部件裝配圖設(shè)計(jì)。 3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。研究計(jì)劃及預(yù)期成果設(shè)計(jì)一臺(tái)簡(jiǎn)易的數(shù)控試驗(yàn)銑床的主軸箱，包括主軸調(diào)速和換刀裝置的結(jié)構(gòu)，通過(guò)CAD軟件畫(huà)出所有零件工程圖以及零件圖，并編寫(xiě)畢業(yè)論文。需要完成的工作：1、銑床主軸箱裝配圖一張（A0）； 2、換刀裝置液壓原理圖一張（A2）； 3、零件圖五張（A2）； 4、外文翻譯一份（3000字，與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)）5、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（1500020000字）特色或創(chuàng)新之處 數(shù)控機(jī)床的主軸部件、變速箱立柱、工作臺(tái)、刀架等都可以模塊化生產(chǎn)，有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。已具備的條件和尚需解決的問(wèn)題通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，同步帶是一種綜合了帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過(guò)帶輪與輪齒相嵌合，做無(wú)滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了承載后無(wú)彈性伸長(zhǎng)的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主動(dòng)，從動(dòng)帶輪可做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確；傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上；傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲?。皇褂梅秶鷱V，速度要達(dá)到50m/s，速比可達(dá)10左右，傳動(dòng)功率由幾瓦到數(shù)千瓦；修保養(yǎng)方便，不需要潤(rùn)等。已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)。 但是同步帶也有不足之處，其安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名：年 月 日教研室（學(xué)科組、研究所）意見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日院系意見(jiàn) 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名： 年 月 日常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表（理、工、農(nóng)類(lèi)）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 類(lèi)別：設(shè)計(jì)（ ）、論文（ ） 工作量：（折合零號(hào)）圖紙： 張；說(shuō)明書(shū)： 頁(yè)一、 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1、評(píng)分（占總成績(jī)的30%）設(shè)計(jì)評(píng)分欄論文評(píng)分欄序評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值得分序評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值得分1設(shè)計(jì)過(guò)程中分析、解決問(wèn)題能力的表現(xiàn)151論文過(guò)程中分析、解決問(wèn)題能力的表現(xiàn)152設(shè)計(jì)方案的合理性、新穎性252研究方案制定的合理性、新穎性253設(shè)計(jì)過(guò)程中的獨(dú)立性153課題研究動(dòng)手能力及獨(dú)立性154設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性、圖紙數(shù)量、質(zhì)量304研究結(jié)果的準(zhǔn)確性305設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程的工作態(tài)度155整個(gè)過(guò)程的工作態(tài)度152、評(píng)語(yǔ) 評(píng)分： 分 指導(dǎo)教師： 年 月 日二、 評(píng)閱教師意見(jiàn)：1、評(píng)分（占總成績(jī)的30%）設(shè)計(jì)評(píng)分欄論文評(píng)分欄序評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值得分序評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值得分1設(shè)計(jì)方案、工藝條件論證151論文指導(dǎo)思想與實(shí)驗(yàn)方案制定152設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性、圖紙數(shù)量及質(zhì)量352論文質(zhì)量（包括論據(jù)的充分性、數(shù)據(jù)的可靠性與正確性）353設(shè)計(jì)合理、有創(chuàng)新353論文有創(chuàng)見(jiàn)、有突破、具有一定成果354設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的結(jié)構(gòu)、文字表達(dá)及書(shū)面情況154論文結(jié)構(gòu)、文字表達(dá)及書(shū)寫(xiě)情況152、評(píng)語(yǔ) 評(píng)分： 分 評(píng)閱教師： 年 月 日 三、 答辯小組意見(jiàn)：1、答辯記錄：2、評(píng)分（占總成績(jī)的40%）： （畢業(yè)答辯評(píng)分記錄表由院系歸檔備查） 評(píng)分： 分 答辯負(fù)責(zé)人： 年 月 日 答辯小組成員簽名： 3、總成績(jī)： 分； 折合五級(jí)制： 四 、答辯委員會(huì)意見(jiàn) 答辯委員會(huì)主任委員簽名： 年 月 日 緒論數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控（Numerical Control）。它是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。用數(shù)控技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床，或者說(shuō)裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床（NC）。數(shù)控技術(shù)包括：數(shù)控裝置，可編程控制器，主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給裝置等部分。數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光，高度一體的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來(lái)描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，主軸正反轉(zhuǎn)，換刀，冷卻液的開(kāi)關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件存放在信息載體上，然后由機(jī)床上數(shù)控系統(tǒng)讀入，通過(guò)對(duì)其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。在機(jī)械加工工業(yè)中大批量零件的生產(chǎn)宜采用專(zhuān)用機(jī)床或自動(dòng)化生產(chǎn)線。當(dāng)零件不太復(fù)雜，生產(chǎn)批量較小時(shí)，宜采用通用機(jī)床；當(dāng)生產(chǎn)批量大時(shí)宜采用專(zhuān)用機(jī)床；而當(dāng)零件復(fù)雜程度較高時(shí)，宜采用數(shù)控機(jī)床。這是由數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)決定的。數(shù)控機(jī)床能完成很多普通機(jī)床難以勝任，或者根本不可能加工出來(lái)的復(fù)雜型面的零件，這是由于數(shù)控機(jī)床具有多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)功能，并可按零件加工的要求變換加工程序。因此，數(shù)控機(jī)床在航空航天等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。控機(jī)床可以獲得較高的加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)件，特別是滾珠絲杠精度很高。機(jī)床導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或粘接有摩擦系數(shù)很小的合成塑料，因而減少了摩擦阻力，消除了低速爬行。閉環(huán)、半閉環(huán)伺復(fù)系統(tǒng)，裝有精度很高的位置檢測(cè)元件，并隨時(shí)把位置誤差反饋給控制系統(tǒng)，使之能夠及時(shí)進(jìn)行誤差校正。數(shù)控機(jī)床的一切操作都是由程序裝配的，沒(méi)有人為干擾，因而加工質(zhì)量穩(wěn)定。有較高的生產(chǎn)率，切削速度高，空行程的速度可達(dá) mm以上，再因輔助時(shí)間很短。目前，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正發(fā)展迅速，正朝以下幾個(gè)趨勢(shì)發(fā)展：1、具有先進(jìn)的自檢能力使之長(zhǎng)期可靠的工作。在現(xiàn)在機(jī)床上裝有多種監(jiān)控、檢測(cè)裝置，從而提高了機(jī)床的綜合性能。2、向高速，高精度發(fā)展。新型的數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)，有很高的分辨率和進(jìn)給速度，達(dá)到了.m（m/min ），m（m/min），甚至達(dá).m（mm/min）。更高的生產(chǎn)率和利用率3、單元模塊化。數(shù)控機(jī)床的主軸部件、變速箱立柱、工作臺(tái)、刀架等都可以模塊化生產(chǎn)，有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)廠家供貨。不僅可提高產(chǎn)品質(zhì)量，也大大的縮短了機(jī)床的生產(chǎn)周期。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著巨大的作用，特別是對(duì)我國(guó)要機(jī)械制造工業(yè)的現(xiàn)代化起到至關(guān)重要的作用。為此，我們要加大數(shù)控機(jī)床的研究和探討，把三坐標(biāo)銑床主軸設(shè)計(jì)作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也是對(duì)我大專(zhuān)期間學(xué)習(xí)成果的一次全方位的檢驗(yàn)。摘要數(shù)字控制是近代發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)化控制技術(shù)是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)極其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)是一個(gè)國(guó)家機(jī)械工業(yè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控機(jī)床是裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號(hào)碼，或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，起技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械制造技術(shù)（2）信息處理、加工、傳輸技術(shù)；（3）自動(dòng)控制技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（5）傳感技術(shù)；(6軟件技術(shù)等。計(jì)算機(jī)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械業(yè)的滲透，完全改變了制造業(yè)。制造業(yè)不但成為工業(yè)化的象征，而且由于信息技術(shù)的滲透，使制造業(yè)猶如朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展天地。數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程所需的各種步驟以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都是用數(shù)字化的代碼來(lái)表示。通過(guò)控制介質(zhì)數(shù)字信息送入專(zhuān)用區(qū)域通用的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理，發(fā)出各種指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；數(shù)控三坐標(biāo)銑床；主軸；數(shù)控系統(tǒng)。謝謝朋友對(duì)我文章的賞識(shí)，充值后就可以下載說(shuō)明書(shū)，我這里還有一個(gè)壓縮包，里面有相應(yīng)的word說(shuō)明書(shū)和CAD圖紙及答辯ppt。下載后請(qǐng)留上你的郵箱號(hào)或QQ號(hào)或給我的QQ留言：1459919609。我可以將壓縮包送給你。歡迎朋友下次光臨！目錄緒論.1摘要.2第1章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述.3第2章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式.4第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取.5第4章 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算.64.1、同步材料選擇.64.2、同步帶參數(shù)的計(jì)算.64.2.1、模數(shù)的選取.64.2.2、小帶輪齒數(shù).64.2.3、同步帶節(jié)距.64.2.4、節(jié)圓直徑.74.2.5、大帶輪齒數(shù).74.2.6、大帶輪直徑.74.2.7、帶的速度.74.2.8、定中心距.74.2.9、帶的節(jié)線長(zhǎng)度.74.2.10、計(jì)算中心距.74.2.11、帶輪與帶的嚙合齒數(shù).84.2.12、帶寬.84.2.13、作用在軸上的力.84.2.14、小帶輪的最小包角.84.2.15、帶輪寬度.8第5章 主軸組件的設(shè)計(jì).95.1、主軸組件的設(shè)計(jì)要求.95.1.1、回轉(zhuǎn)精度.95.1.2、主軸剛度.95.1.3、主軸的抗振性.105.1.4、主軸溫升.105.1.5、主軸耐磨性.105.1.6、提高主軸組件抗振性的措施.105.2、減少主軸組件熱變形的措施.105.3、主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算.115.4、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置箱體的作用.135.5、主軸箱體的截面形狀和壁厚的計(jì)算.15第6章 主軸軸承的選擇.156.1、軸承的選擇和軸承的精度.156.2、軸承預(yù)緊力的要求.156.3、主軸軸承的潤(rùn)滑與密封.166.4、選取軸承求.166.5、軸承壽命校核.186.6、軸承座孔的設(shè)計(jì)要求.19第7章 聯(lián)接鍵的選擇碟形彈簧的選擇與計(jì)算.207.1、碟形彈簧的特點(diǎn).207.2、碟形彈簧材料及熱處理厚度和脫碳.217.3、碟形彈簧的強(qiáng)壓處理.217.4、表面強(qiáng)化處理和防腐處理.21第8章 螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì).238.1、根據(jù)設(shè)計(jì)要求計(jì)算.238.2、螺釘?shù)膹?qiáng)度計(jì)算與校核.23第9章 液壓缸的設(shè)計(jì).249.1.液壓壓缸安裝應(yīng)注意的問(wèn)題.249.2.壓缸各部分的結(jié)構(gòu)及主要尺寸的確定.249.3.強(qiáng)度校核.25第10章 潤(rùn)滑與密封件設(shè)計(jì)2610.1、封件的作用及其意義.2610.2、密封的分類(lèi)及密封件的材料要求.2610.3、防塵圈的設(shè)計(jì)要求.27結(jié)論.28致謝. .29參考文獻(xiàn). .30第1章 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件。與普通機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)相比數(shù)控機(jī)床在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速來(lái)承擔(dān)。省去了繁雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，還有一些數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中還存在二級(jí)或三級(jí)齒輪變速機(jī)構(gòu)用以擴(kuò)大主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的范圍。對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求:范圍： 各種不同的機(jī)床對(duì)調(diào)速范圍的要求不同，多用途，通用性比較大的機(jī)床，要求主軸的調(diào)速范圍大，不但有低速大轉(zhuǎn)距的功能，而且還要有比較高的速度。熱變形：電動(dòng)機(jī)、主軸及傳動(dòng)件都有熱源。降低溫升，減少熱變形是對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)要求的重要指標(biāo)。旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度：主軸的旋轉(zhuǎn)精度:是指裝配后，在無(wú)載荷，低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，測(cè)量主軸前端和300mm處的徑向和軸向跳動(dòng)值。主軸在以工作速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量上述兩項(xiàng)精度稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)精度。數(shù)控機(jī)床要求有較高的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度。主軸的靜剛度和抗振性；由于數(shù)控機(jī)床的加工精度比較高，主軸的轉(zhuǎn)速又很高。因此，主軸組件的質(zhì)量分布是否均勻以及主軸組件的阻尼等，對(duì)主軸組件的靜剛度和抗振性都會(huì)產(chǎn)生影響。主軸組件的耐磨性； 主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之能夠長(zhǎng)期保持要求的準(zhǔn)確精度。凡是有機(jī)械摩擦的部位，軸承，錐孔等都要有足夠的硬度，軸承還應(yīng)具有良好的潤(rùn)滑。第2章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍，以保證進(jìn)行加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)效率、加工精度和表面質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。大多數(shù)的數(shù)控銑床是用無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)控制的。數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)主要有以下三種配置方式：帶有變速齒輪的主傳動(dòng)這種配置方式在大中型數(shù)控機(jī)床中采用比較普遍。它通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪進(jìn)行降速，使之能夠分段變速，確保低速時(shí)擁有足夠的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性。但也有一部分小型數(shù)控機(jī)床也采用這種傳動(dòng)方式，以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭矩。通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，但它只能適用于低扭矩特性要求的主軸。同步帶有多楔帶，齒形帶，圓弧帶等，是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過(guò)帶輪與輪齒相嵌合，做無(wú)滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。帶內(nèi)采用了承載后無(wú)彈性伸長(zhǎng)的材料作強(qiáng)力層，以保持帶的節(jié)距不變，使主動(dòng)和從動(dòng)帶輪可做無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.無(wú)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。2.傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上。3.傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲小。4.使用范圍廣，速度要達(dá)到50m/s，速比可達(dá)10左右，傳動(dòng)功率由幾瓦到數(shù)千瓦。5.修保養(yǎng)方便，不需要潤(rùn)滑。但是同步帶也有不足之處，其安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)：這種主傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度。但主軸輸出扭矩小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的熱量對(duì)主軸的精度影響比較大。在低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，高于額定轉(zhuǎn)矩時(shí)為恒功率輸出。使用這種電動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)電氣定向。我們把機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)與一般工業(yè)的驅(qū)動(dòng)相比較，便可知機(jī)床要求其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有較高的速度精度和動(dòng)態(tài)剛度，而且要求具有能連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)距能力和非常寬的恒功率運(yùn)動(dòng)范圍。隨著功率電子，計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制理論，新材料和電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，矢量控制交流主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)了直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正在逐步取代直流系統(tǒng)。第3章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取正確選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、型號(hào)及容量是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題之一，它直接影響著機(jī)床的結(jié)構(gòu)和壽命，選擇時(shí)要根據(jù)機(jī)床的功能要求，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，工作狀況等全面考慮，然后選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式及容量。 圖3-1主軸電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的選擇：工作機(jī)所需的有效功率為：Pw=Fv/1000=17.5kw,為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的功率，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作部件的總效率，設(shè)1、2、分別為同步帶輪和同步帶的傳動(dòng)效率，查表所得1和2都等于0.97。則傳動(dòng)的總效率為=12=0.94， 所以電動(dòng)機(jī)所需的功率為Pd=Pw/=18.5KW電動(dòng)機(jī)傳速的選擇:此次設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)必須有額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最高轉(zhuǎn)速必須達(dá)到4000r/min.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選取：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)中選取蘭州電機(jī)廠生產(chǎn)的1PH5167-4CF4型號(hào)交流主軸電動(dòng)機(jī)。其主要參數(shù)如下表：額定轉(zhuǎn)速（r/min）最高轉(zhuǎn)速(r/min)額定轉(zhuǎn)矩慣性矩(N.M)電機(jī)功率(KW)恒功率范70.04618.51:90表3-1第第4章 同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算同步帶傳動(dòng)，綜合了帶、鏈和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，帶的工作面呈齒形,與帶輪的的齒槽作嚙合傳動(dòng)，使主、從帶輪間作無(wú)滑差的同步運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)是傳動(dòng)比準(zhǔn)確，對(duì)軸作用力小，結(jié)構(gòu) 緊湊，耐油耐磨損，抗老化性能好，傳動(dòng)效率可達(dá)99.5%，傳動(dòng)功率從幾瓦到數(shù)百千瓦，傳動(dòng)比可達(dá)10，線速度可達(dá)40m/s以上。此次設(shè)計(jì)選用梯形同步帶，它靠齒嚙合傳動(dòng)，速比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率高，初張緊力最小，軸承承受壓力最小，瞬時(shí)速度均勻，單位質(zhì)量傳遞的功率最大，與鏈和齒輪傳動(dòng)相比，噪聲小，不需要潤(rùn)滑，傳動(dòng)比、線速度范圍大，傳遞功率大，而沖擊振動(dòng)較好，維修簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)。廣泛用于各種機(jī)械傳動(dòng)中。4.1、材料選擇：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用聚氨酯同步帶，由帶背、帶齒、抗拉層三部分組成。帶背和帶齒材料為聚氨酯，抗拉層采用鋼絲繩，適用于中小功率的高速運(yùn)轉(zhuǎn)部分。4.2、參數(shù)計(jì)算：設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容主要是：齒形帶的模數(shù)、齒數(shù)、和寬度的結(jié)構(gòu)和尺寸，傳動(dòng)中心距，作用在軸上載荷以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.2.1、模數(shù)的選取：模數(shù)主要根據(jù)齒形帶所傳遞的計(jì)算功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n1確定的，通過(guò)查現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床表4-33查得Pd=KA*P, 式中P傳動(dòng)功率表4-1載荷性質(zhì)一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間/h10101616以上載荷平穩(wěn)1.01.11.2載荷變化小1.21.41.6載荷變化大1.41.72.0選取KA=1.7，所以PC=5.51.7=9.35KW由齒形帶模數(shù)選用圖可選m=44.2.2、小帶輪齒數(shù)Z1:由機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-38 得Zmin=22,所以取Z1=244.2.3、同步帶節(jié)距Pb:由PD=9.35KW n1=1500r/min, 查表選取節(jié)距Pb=12.566mm, 齒形角2=40。齒根厚S=5.75mm。齒頂厚St=4mm, 齒高h(yuǎn)g=ht+e=2.4+2.7=5.1mm, 齒根圓半徑Rr=齒頂圓半徑Ra=0.40mm, 帶高h(yuǎn)s=4.4mm, 節(jié)頂距=1.000mm, 帶bs=3540mm.4.2.4、節(jié)圓直徑d1:d1=96 4.2.5、大帶輪齒數(shù)z2與直徑：z2=iz1=364.2.6、大帶輪直徑d2=id1=1.596=1444.2.7、帶的速度V:V=7.536， (式4-1)由表查得Vmax=3540 VVmax 所以合格。4.2.8、定中心距a0: 5(d1+d2) a02(d1+d2)所以：0.7（96+144）a02(96+144)則有168a0480 初選a0=3004.2.9、帶的節(jié)線長(zhǎng)度Lp以及齒數(shù)Zb：Lp0=2a0+(d1+d2)+=2300+240+=978.72 （式4-2）查表選取Lp=1005 Zb=804.2.10、計(jì)算中心距a（采用中心距可調(diào)）aa0+=300+ （式4-3） 選取a=314 4.2.11、帶輪與帶的嚙合齒數(shù)Zm：Zm=11.82 取Zm=12 （式4-4）因?yàn)楫?dāng)m2時(shí)，Zm應(yīng)不小于6 ，所以計(jì)算的Zm滿足條件。4.2.12、帶寬bs: bs 查表取Kz=1.20, Fa=20N/mm （式4-5）Fc=mbV2=4.810-3 7.5362=0.273所以 bs選取bs=404.2.13、作用與軸上的力Fr：Fr= （式4-6）4.2.14、小帶輪最小包角：180-60（d2-d1）/a=180。-60。（144-96）/314=170.8。5.2.15、帶輪寬度bf, bf1, bf2 bf=bs+(1.53)=41.543bf1=bs+(67)=4647bf2=bs+(35)=4345第5章 主軸組件的設(shè)計(jì)主軸組件主要包括：主軸、主軸支撐和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等，因?yàn)橹鬏S帶動(dòng)工件或刀具直接參加工件表面形成運(yùn)動(dòng)，所以它的工作性能對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)率產(chǎn)生直接影響，是機(jī)床最重要的部件之一。5.1.主軸組件的設(shè)計(jì)要求：主要體現(xiàn)在如下方面：5.1.1回轉(zhuǎn)精度： 主軸組件的回轉(zhuǎn)精度,是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。當(dāng)主軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度為零的點(diǎn)的連線稱(chēng)為主軸的得回轉(zhuǎn)中心線?；剞D(zhuǎn)中心線的空間位置，每一瞬間都是變化的，這些瞬間回轉(zhuǎn)中心線的平均空單位轉(zhuǎn)移不為理想回轉(zhuǎn)中心線。瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心線相對(duì)于理想回轉(zhuǎn)中心線在空間位置的距離，就是主軸的回轉(zhuǎn)誤差，而回轉(zhuǎn)誤差的范圍，就是主軸的回轉(zhuǎn)精度。純徑轉(zhuǎn)誤差、角度誤差和軸向誤差，它們很少單獨(dú)存在。當(dāng)徑向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成徑向跳動(dòng)，而軸向誤差和角度誤差同時(shí)存在構(gòu)成端面跳動(dòng)。由于主軸的回轉(zhuǎn)誤差一般都是一個(gè)空間旋轉(zhuǎn)矢量，它并不是在所有的情況下都表示為被加工工件所得的加工形狀。主軸回轉(zhuǎn)精度的測(cè)量，一般分為三種靜態(tài)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量和間接測(cè)量。目前我國(guó)在生產(chǎn)中沿著傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量法，用一個(gè)精密的檢測(cè)棒插入主軸錐孔中千分表觸頭觸及檢測(cè)棒圓柱表面，以低速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸進(jìn)行測(cè)量。千分表最大和最小的讀數(shù)差既認(rèn)為是主軸的徑向回轉(zhuǎn)誤差。端面誤差一般以包括主軸所在平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系的垂直度，數(shù)據(jù)綜合表示。動(dòng)態(tài)測(cè)量是用一標(biāo)準(zhǔn)球裝在主軸中心線上，與主軸中心線上，與主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)；在工作臺(tái)上安裝兩個(gè)互成90度角的非接觸傳感器，通過(guò)儀器記錄回轉(zhuǎn)情況。間接測(cè)量是用小的切削量用小的切削量回工有色金屬試件，然后在圓度儀上測(cè)量試件的圓度來(lái)評(píng)價(jià)。出廠時(shí)，普通級(jí)加工中心的回轉(zhuǎn)精度用靜態(tài)測(cè)量法測(cè)量，當(dāng)L=300mm時(shí)允許誤差應(yīng)小于0.02。造成主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因主要是由于主軸的結(jié)構(gòu)及其加工精度、主軸軸承的選用及剛度等，而主軸及其回轉(zhuǎn)零件的不平衡，在回轉(zhuǎn)時(shí)引起的激振力，也會(huì)造成主軸的回轉(zhuǎn)誤差。因此加工中心的主軸不平衡量要控制在0.4/s以下。5.1.2、主軸剛度：主軸組件的剛度是指受外力作用時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力。通常抵以主軸前端產(chǎn)生單位位移時(shí)，在位移方向上所施加的作用力大小來(lái)表示。主軸組件的剛度越大，主軸受力的變形就越小。主軸組件的剛度不足，在切削力及其他力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形，不僅影響工件的加工質(zhì)量，還會(huì)破壞齒輪、軸承的正常工作條件，使其加快磨損，降低精度。主軸部件的剛度與主軸結(jié)構(gòu)尺寸、支撐跨距、所選軸承類(lèi)型及配置形勢(shì)、砂間隙的調(diào)整、主軸上傳動(dòng)元件的位置等有關(guān)。5.1.3、主軸抗振性：主軸組件的抗振性是指切削加工時(shí)，主軸保持平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動(dòng)的能力。主軸組件抗振性及在必要時(shí)安裝阻尼（消振）器。另外，使主軸固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激振力的頻率。5.1.4、主軸溫升：主軸組件在運(yùn)轉(zhuǎn)中，溫升過(guò)高會(huì)起兩方面的不良結(jié)果：一是主軸組件和箱體因熱膨脹而變形，主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機(jī)床其他件的相對(duì)位置會(huì)有變化，直接影響加工精度；其次是軸承等元件會(huì)因溫度過(guò)高而改變已調(diào)好的間隙和破壞正常潤(rùn)滑條件，影響軸承的正常工作。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生：“抱軸”。數(shù)控機(jī)床在解決溫升問(wèn)題時(shí)，一般采用恒溫主軸箱。5.1.5、主軸的耐磨性：主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長(zhǎng)期保持精度。主軸上易磨損的地方是刀具或工件的安裝部位以及移動(dòng)式主軸的工作部位。為了提高耐磨性，主軸的上述部位應(yīng)該淬硬，或者經(jīng)過(guò)氮化處理，以提高硬度增加耐磨性。主軸軸承也需要有良好的潤(rùn)滑，提高其耐磨性。以上這些要求，有的還是矛盾的，例如高剛度和高速，高速和高精度等，這就要具體問(wèn)題具體分析，例如設(shè)計(jì)高效數(shù)控機(jī)床的主軸組件的主軸應(yīng)滿足高速和高剛度的要求；設(shè)計(jì)高精度數(shù)控機(jī)床時(shí)，主軸應(yīng)滿足高剛度、低溫升的要求。同時(shí)，主軸結(jié)構(gòu)要保證個(gè)部件定位可靠，工藝性能好等要求。5.1.6、提高主軸組件抗振性的措施：盡量縮短主軸前軸承結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度， 適當(dāng)增大跨矩；盡量提高前軸承的剛度和阻尼；提高前軸承的精度，把推力軸承放在前支撐初可提高抗振性；對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的零件作靜、動(dòng)平衡，提高齒輪、主軸的制造精度都可適當(dāng)減少?gòu)?qiáng)迫振動(dòng)源；對(duì)于非連續(xù)切削過(guò)程的銑削，滾削等加裝飛輪可減少振動(dòng)；應(yīng)用阻尼器消耗振動(dòng)能量是有效的措施；考慮系統(tǒng)的固有頻率，避免共振。5.2、減少主軸組件熱變形的措施：把熱源移至機(jī)床以外。改善主傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件。如進(jìn)行箱外循環(huán)潤(rùn)滑，用低粘度的潤(rùn)滑油、油霧潤(rùn)滑等，特別注意前軸承的潤(rùn)滑情況。采用冷卻散熱裝置。例如用熱管冷卻減少機(jī)床各部位的溫差,進(jìn)行熱補(bǔ)償。如可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用一些自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难b置設(shè)法使熱變形朝不影響加工精度的方向發(fā)展。還可以在工藝上減少熱變形的影響。如先空運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間再加工。把粗、精加工分開(kāi)等。5.3、主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算：圖5-1主軸主軸是主軸組件的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材料、及其熱處理，對(duì)主軸組件的工作性能都有很大的影響。主軸結(jié)構(gòu)隨系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的不同而有各種形式。主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長(zhǎng)度和支撐跨距。評(píng)價(jià)和考慮主軸的主要尺寸參數(shù)的依據(jù)使主軸的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性和主軸組件的工藝適應(yīng)范圍。主軸直徑 主軸直徑越大，其剛度越高，但