SK360數(shù)控化改造

1、引言本次改造設(shè)計(jì)是對(duì)SK360的數(shù)控化改造，具體是對(duì)主傳動(dòng)的改造設(shè)計(jì)，通過添加軸上 的編碼器測(cè)量主軸轉(zhuǎn)速，保證 X和Z向的進(jìn)給。數(shù)控化改造即能降低成本，有能提高生產(chǎn) 效率，有很大的發(fā)展前景。通過本次改造設(shè)計(jì)，使所學(xué)的理論知識(shí)得到鞏固和應(yīng)用。進(jìn)一步提高自己的設(shè)計(jì)、計(jì) 算繪圖能力，在改造設(shè)計(jì)的過程中提高自己分析解決問題的第一章緒論11 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)大綱要求：本專業(yè)學(xué)生要熟悉掌握機(jī)電 一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、使用與維修、維護(hù)的程序，并能夠靈活運(yùn)用所學(xué)專業(yè)課 程知識(shí)，解決實(shí)際問題的綜合素質(zhì)與能力；具有研究開發(fā)為完成教學(xué)大綱的要求，本畢業(yè) 設(shè)計(jì)研究討論的主要

2、內(nèi)容，是對(duì)安陽鑫盛機(jī)床廠的一臺(tái) SK360普通臥式車床進(jìn)行數(shù)控化改 造，改造后機(jī)床型號(hào)定為 CKG360。具體是對(duì)主傳動(dòng)的改造設(shè)計(jì)。12 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題意義 ：數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志：是提高促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)備，促進(jìn)科技國 防現(xiàn)代化的重要手段， 也是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的一個(gè)重要指標(biāo)， 隨著我國 WTO 的加入， 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)將與世界接軌，為加快我國制造業(yè)向高速、高精、高自動(dòng)化、高柔性化、智能化 的發(fā)展速度，提高市場(chǎng)競爭能力，數(shù)控機(jī)床是我國列入十五計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目。近期，對(duì)汽車工業(yè)和數(shù)控行業(yè)的重點(diǎn)投入與扶持， 98 年來中國數(shù)控機(jī)床消費(fèi)量增長率 在 30%以上，產(chǎn)量年增長率在 19%，據(jù)預(yù)

3、測(cè)以后幾年中國數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)消費(fèi)將以年均 20.75%的速度增長，國家數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)需求空間很大。同發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)械行業(yè)基礎(chǔ)較差，數(shù)控應(yīng)用起步較晚，數(shù)控普及率較低，鄉(xiāng) 鎮(zhèn)、民營企業(yè)較多，數(shù)控技改資金投入有限，機(jī)床價(jià)格成為制約數(shù)控應(yīng)用的一個(gè)障礙，對(duì) 普通機(jī)床的數(shù)控化改造成為我國應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的投資少、見效快的項(xiàng)目。我國目前機(jī)床總量 380 余萬臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 11.34 萬臺(tái)，即我國機(jī)床數(shù) 控化率不到3%近10年來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.60.8萬臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元。 機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6%。我國機(jī)床役齡 1 0年以上的占 60%以上；10 年以下的機(jī)床中， 自動(dòng)/

4、半自動(dòng)機(jī)床不到20% FMC/FM蒔自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動(dòng)和半自 動(dòng)機(jī)床占 60%以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的 機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì) 量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競爭力，直接 影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù) 控化率。經(jīng)過大量實(shí)踐證明普通機(jī)床數(shù)控化改造具有一定經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性和穩(wěn)定性。所以很多 企業(yè)紛紛將現(xiàn)有機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，這種做法具有投資少、見效快的特點(diǎn)。事實(shí) 證明：用較少的資金，將

5、普通機(jī)床改造升級(jí)為數(shù)控機(jī)床，可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。1. 3 改造的目的 ：克服普通機(jī)床自動(dòng)化程度低，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大，技術(shù)水平要求高，機(jī)床潤滑不穩(wěn)定， 導(dǎo)軌易爬行，加工產(chǎn)品精度一致性差，不易加工曲線和圓弧面的缺點(diǎn)。提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，提高機(jī)床生產(chǎn)率及加工成品的一致性，降低操作者勞動(dòng)強(qiáng)度， 降低機(jī)床對(duì)操作者熟練程度的要求。擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，提高機(jī)床加工精度。1. 4 技術(shù)指標(biāo)：原車床SK360參數(shù)、指標(biāo)：1 規(guī)格：中心高： 190mm。最大工件長度： 750mm。床身上最大回轉(zhuǎn)直徑：360mm床鞍上最大回轉(zhuǎn)直徑：210mm2床頭箱：主軸孔錐度：莫氏短 6 號(hào)。主軸孔直徑：38 mm主

6、軸正轉(zhuǎn)種數(shù)： 12 種。轉(zhuǎn)速范圍： 37-1600r/min 主軸反轉(zhuǎn)種數(shù)： 6 種。轉(zhuǎn)速范圍： 102-1570r/min 。3機(jī)床主電機(jī)：主電機(jī)功率： 4Kw。轉(zhuǎn)速： 1441r/min15 改造設(shè)計(jì)要求：根據(jù)本部分緒論，改造目的，針對(duì)改造機(jī)床具體情況，參考同規(guī)格數(shù)控機(jī)床的功 能配置和精度要求，提出如下改造設(shè)計(jì)要求：1. 床頭箱提高主軸精度，增加主軸編碼器和相關(guān)元件，滿足數(shù)空控制的要求及精度 要求。2. 手動(dòng)卡盤改為電動(dòng)卡盤，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，并且卡盤定心準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，動(dòng)作靈敏，夾緊力大小可調(diào)，最大加緊力達(dá)45KN夾持范圍達(dá)4200mm3. 手動(dòng)刀架改為電動(dòng)刀架，能實(shí)現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)

7、位、定位、夾緊的自動(dòng)控制，滿足數(shù)控 編程的要求，并且要求刀架對(duì)指令信號(hào)反應(yīng)靈敏，動(dòng)作執(zhí)行準(zhǔn)確可靠，能充分發(fā)揮出數(shù) 控化改造后加工效率高、精度高的特點(diǎn)。4. 溜板與床鞍合理匹配，滿足 Z 向進(jìn)給的剛性結(jié)構(gòu)及數(shù)控化技術(shù)改造的要求。5. 床鞍、滑板、X向、Z向絲杠潤滑，采用電動(dòng)潤滑，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高潤滑 的可靠性和潤滑質(zhì)量，滿足數(shù)控化改造對(duì)潤滑系統(tǒng)的要求，同時(shí)潤滑系統(tǒng)的技術(shù)改造，應(yīng) 有利于數(shù)控化技術(shù)改造后車床的安裝調(diào)試及日常維護(hù)。6. 主軸箱潤滑仍采用原潤滑，軸承溫度最高不大于70 C,溫升小于40 C,以利于提高加工精度。7. 電氣改造采用低成本、高穩(wěn)定性的半閉環(huán)數(shù)字化廣州980T控制系統(tǒng)，配置

8、安全可靠的電器控制箱，與機(jī)械部分的數(shù)控化改造相匹配，安裝數(shù)據(jù)輸入顯示屏和車床數(shù)控化功能操作面板，直流穩(wěn)壓電源由隔離變壓器提供，具有良好的安全性和抗干擾性。8. 機(jī)床改造機(jī)械部分精度按國家標(biāo)準(zhǔn) JB/T8324.1-96 數(shù)控臥式車床精度要 求；電氣部分按國家標(biāo)準(zhǔn) GB5226.1-2002 要求。第二章車床數(shù)控化改造方案21 改造可行性分析 ：將原普通臥式車床的參數(shù)和指標(biāo)與簡式數(shù)控臥式車床的參數(shù)、 指標(biāo)相比較，可以看出， 數(shù)控機(jī)床的幾何精度中除床身導(dǎo)軌調(diào)平在縱向?qū)к壌怪逼矫鎯?nèi)的直線度提高 0.01mm 和新 增加了刀架精度要求之外，其余與普通機(jī)床完全相同，數(shù)控機(jī)床的工作精度項(xiàng)目中，精度 要求也

9、基本相同，個(gè)別項(xiàng)目精度要求雖高，但相差不大，因此，從精度方面分析，原機(jī)床 的零部件基本能滿足數(shù)控機(jī)床的要求，個(gè)別項(xiàng)目精度要求不同，通過零件的改造補(bǔ)充加工， 可以達(dá)到要求，因此，普通臥式車床的數(shù)控化改造基礎(chǔ)是可行的。22 總體改造方案 ：通過分析，原機(jī)床主要存在問題為：1機(jī)床不宜加工曲面和圓弧。 2機(jī)床控制自動(dòng)化低，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工一致性差。為克服上述缺陷，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床具有的自動(dòng)加工特性，對(duì)其進(jìn)行數(shù)控化改造，總體 改造方案為：機(jī)床原主參數(shù)不變，將手動(dòng)刀架將變?yōu)殡妱?dòng)刀架；手動(dòng)卡盤變?yōu)殡妱?dòng)卡盤； 縱向（Z軸），橫向（X軸）普通絲杠將換為滾珠絲杠，并分別配置伺服電動(dòng)機(jī)控制兩個(gè)方 向運(yùn)動(dòng)；主軸增加

10、轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速信息反饋編碼器；電器增加伺服系統(tǒng)，自動(dòng)液晶顯示器，從 而使機(jī)床具備數(shù)控機(jī)床加工可進(jìn)行編程及自動(dòng)加工的性能。改造后機(jī)床具有加工效率高，廢品率低，成品一致性好，對(duì)工人技術(shù)熟練程度要求 降低，操作簡單的特性；并適合于加工各種錐面、曲面、螺紋及形狀復(fù)雜的軸套類零件的 加工，且適用于多品種，中小批量的輪番加工，工藝適應(yīng)性強(qiáng)。22.1 主軸箱部分：主軸箱是機(jī)床的關(guān)鍵部件，其價(jià)格在機(jī)床中占的比例比較大，由于本次設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)型 數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時(shí)，基本原則是在滿足使用要求的前提下，對(duì)機(jī)床的改動(dòng) 盡可能少，以降低成本。222 卡盤部分：原機(jī)床卡盤為手動(dòng)卡盤，為提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，降低操作者

11、勞動(dòng)強(qiáng)度，滿足加工要求，去除手動(dòng)卡盤，增加電動(dòng)卡盤。根據(jù)機(jī)床允許最大切削力為7150N,最大夾緊直徑為200mm,最高主軸轉(zhuǎn)速為1600r/min，選擇夾緊范圍為4200mm,最大夾緊力為45KN , 最高工作轉(zhuǎn)速為2000r/min，生產(chǎn)廠家為上海機(jī)床附件二廠，型號(hào)為 JDK200的電動(dòng)卡盤， 該卡盤結(jié)構(gòu)緊湊，安裝簡便，使用可靠，定心精度高，能夠滿足機(jī)床改造要求。改造方法 為主軸前端增加過渡連接盤與卡盤體連接，主軸后端蓋增加支架，支承卡盤電機(jī)，設(shè)計(jì)結(jié) 構(gòu)簡單可靠。223 床身、溜板、刀架部分：在對(duì)床身改造時(shí)，考慮到其為機(jī)床重要基礎(chǔ)件之一，床身導(dǎo)軌本身采用中頻淬火，淬 火層較深，為了提高床身的

12、精度和耐磨性，對(duì)床身再次進(jìn)行磨削加工。同時(shí)為了盡量減少 改造加工，在補(bǔ)充加工限位開關(guān)用螺孔后，并充分利用原絲杠支架位置和螺孔，設(shè)計(jì)安裝 滾珠絲杠、伺服電機(jī)支架，滿足傳動(dòng)要求。溜板部分，由于縱向 Z 軸采用滾珠絲杠、伺服電機(jī)傳動(dòng)，原機(jī)床溜板箱被取消，但為了 安裝滾珠絲杠螺母座，減少支架安裝的補(bǔ)充加工，提高支架剛性，新設(shè)計(jì)螺母座支架，仍 采用溜板箱式框架結(jié)構(gòu)。刀架部分，為了提高自動(dòng)化程度，去除原機(jī)械回轉(zhuǎn)刀架，換為電動(dòng)回轉(zhuǎn)四工位刀架， 型號(hào)為LDB4-C6132，廠家為常州市亞興數(shù)控設(shè)備有限公司，配置刀方為 20X20mm,該刀 架換刀不許抬刀，無觸點(diǎn)發(fā)訊，雙銷反靠，采用國際先進(jìn)的三端齒定位，螺紋升

13、降夾緊， 工作可靠度高，剛性好，壽命長，密封性能好，定心精度高，能夠滿足機(jī)床需要。224 潤滑部分：原機(jī)床導(dǎo)軌、絲杠，為人工潤滑，潤滑不均勻，不可靠。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化的 要求，并增加機(jī)床潤滑的可靠性、均勻性，減少磨擦，對(duì)機(jī)床床身兩導(dǎo)軌處、滑板兩導(dǎo)軌 處、縱向（ Z 向）絲杠及橫向（ X 向）絲杠等潤滑改為集中自動(dòng)潤滑，潤滑裝置選用浙江 中日合資浙江永嘉流遍機(jī)械潤滑有限公司生產(chǎn)的MMXL-川-15/5.5潤滑泵，該潤滑裝置可定時(shí)、定量提供潤滑油，并設(shè)有油位發(fā)訊器，可滿足潤滑安全、可靠、均勻、省油的要求。 床頭箱潤滑為油輪飛濺自動(dòng)潤滑，非人工潤滑，不影響數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度，能滿足數(shù) 控機(jī)床

14、要求，仍采用原潤滑。225 電氣部分：原機(jī)床電氣為交流接觸器普通強(qiáng)電控制，為了滿足機(jī)床數(shù)控化改造的要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)控 機(jī)床要求的電氣系統(tǒng)控制的自動(dòng)化和控制精度，對(duì)機(jī)床電氣部分進(jìn)行全部改造設(shè)計(jì)，廢除 原電器部分，根據(jù)結(jié)構(gòu)情況，設(shè)計(jì)更換新的電氣柜、數(shù)控操縱臺(tái)，并重新設(shè)計(jì)強(qiáng)電和添加 配置數(shù)控系統(tǒng)。為了操縱方便，設(shè)計(jì)將全部操縱按扭和液晶顯示屏集中布置在操縱臺(tái)上。 在系統(tǒng)選擇方面，目前，數(shù)控控制主要有開環(huán)控制、半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制三種，從系統(tǒng) 的價(jià)格、精度和功能方面考慮，改造選擇廣州數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控半閉環(huán)控制升 級(jí)換代產(chǎn)品 GSK980T 數(shù)控系統(tǒng)。 該系統(tǒng)系國產(chǎn)第一代全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)， 采用國

15、際最新 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）、大規(guī)?？删幊涕T陣列（CPLD）和MITSUBISHI智能化功率模塊（IPM），集成度高，體積小，保護(hù)完善，可靠性好，并且采用最優(yōu)PID算法完成PWM控制，性能已達(dá)到國外同類產(chǎn)品的水平，另外伺服電機(jī)自帶編碼器，位置信號(hào)反饋至伺服驅(qū) 動(dòng)器，與開環(huán)位置控制器一起構(gòu)成半閉環(huán)控系統(tǒng)，避免了失步現(xiàn)象，從低速到高速都具有 穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩特性，電機(jī)轉(zhuǎn)速、定位精度高，通過修改參數(shù)，可對(duì)伺服系統(tǒng)的工作方式、運(yùn) 行特性作適當(dāng)?shù)脑O(shè)置， 可適應(yīng)不同的要求。 從控制精度參數(shù)看， 本系統(tǒng)的反饋脈沖為 10000 脈沖 /轉(zhuǎn)，能夠滿足數(shù)控需要第三章 主傳動(dòng)改造方案設(shè)計(jì)31 確定主傳動(dòng)改造方案 將

16、普通機(jī)床的精度與簡式數(shù)控機(jī)床的精度要求相比較，普通機(jī)床主軸箱要求的幾何精 度與數(shù)控機(jī)床主軸箱要求的幾何精度（主軸端部的跳動(dòng)、主軸定心軸徑的徑向跳動(dòng)、主軸 錐孔軸線的徑向跳動(dòng)、主軸軸線對(duì)溜板移動(dòng)的平行度、頂尖的跳動(dòng)、橫刀架橫向移動(dòng)對(duì)主 軸軸線的垂直度）完全相同；普通機(jī)床主軸箱要求的三項(xiàng)工作精度與數(shù)控機(jī)床主軸箱要求 三項(xiàng)工作精度相比，數(shù)控機(jī)床精車夾在卡盤中（或插在主軸錐孔）的圓柱試件圓度誤差提 高0.005 mm,在縱截面內(nèi)直徑的一致性相同，精車夾在卡盤中的盤形試件端面直線度誤差 提高為0.005mm,精車圓柱普通螺紋螺距誤差提高 0.015mm，精度相差不大，為了降低改 造成本，滿足數(shù)控機(jī)床的要

17、求，對(duì)主軸箱只作局部改造。1. 原 SK360 普通臥式車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)不變。2. 為了提高主軸精度，對(duì)于主軸軸承，全部更換，并提高一個(gè)精度等級(jí)。3. 為了節(jié)約改造成本，對(duì)沒有損壞、不影響精度的齒輪、一般軸用軸承只作清洗維護(hù)。4. 拆除進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，使主軸箱內(nèi)傳動(dòng)系統(tǒng)簡化，滿足改造后數(shù)控精度要求。5. 主軸箱的齒輪、軸承潤滑，為甩油輪飛濺自動(dòng)潤滑，非人工潤滑，不影響數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度，能夠滿足數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸箱的潤滑要求，潤滑仍采用原裝置，不做改動(dòng)，只做整理。6. 為了給進(jìn)給系統(tǒng)提供主軸轉(zhuǎn)速和位置信息，滿足數(shù)控車削各種螺紋、曲線、圓弧的要求，增加主軸編碼器。7. 為提高檢測(cè)精度，編碼器利用拆除

18、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的W軸位置，采用1:1齒輪傳動(dòng)，與主軸直接相連。3. 2編碼器選擇根據(jù)SK360主軸箱的結(jié)構(gòu)擬定方案，該機(jī)床主要適合螺紋的加工，在螺紋加工的過程中，應(yīng)避免螺紋的亂扣現(xiàn)象，所以應(yīng)該保證 X向和Z向的進(jìn)給的精度和平穩(wěn)性。主軸轉(zhuǎn)速能夠保證X和Z向進(jìn)給，只要測(cè)出主軸的轉(zhuǎn)速即可。故需安裝一個(gè)軸來傳遞 主軸的轉(zhuǎn)速，在安裝的這根軸加個(gè)速度檢測(cè)裝置-旋轉(zhuǎn)編碼器。旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。技術(shù)參數(shù)主要 有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是 一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位差90度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以

19、測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。旋轉(zhuǎn)編碼器由精密器件構(gòu)成，故當(dāng)受到較大的沖擊時(shí)，可能會(huì)損壞內(nèi)部功能，使用上應(yīng)充 分注意。編碼器為了滿足精度、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)匹配的要求，編碼器選擇具有體積小、重量輕、安裝 方便、互換性好、性能穩(wěn)定、功能全、抗干擾能力強(qiáng)、力矩小、耗能低、使用壽命長、旋 轉(zhuǎn)方向、脈沖數(shù)量的增減能自動(dòng)判別、計(jì)數(shù)起點(diǎn)可任意設(shè)定、并可實(shí)現(xiàn)多圈無限累加和測(cè) 量的長春一光生產(chǎn)的主軸編碼器，型號(hào)為PLF25-1024-C05E,編碼器最高轉(zhuǎn)速為5000r/min， 每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1024PLF系列的編碼器3.3 主軸軸承的選擇軸承選擇的原則 數(shù)控機(jī)床選用的軸承，有滾動(dòng)和滑動(dòng)兩大類，從旋轉(zhuǎn)精度來看，兩大

20、類軸承都能滿足 要求。滾動(dòng)軸承比滑動(dòng)軸承相比的優(yōu)缺點(diǎn)：滾動(dòng)軸承能在轉(zhuǎn)速和載荷變化幅度很大的條 件下穩(wěn)定地工作，能在無間隙，甚至在預(yù)緊的條件下工作。摩擦系數(shù)小，易于潤滑，有 利于散熱。但滾動(dòng)軸承的不足是：滾動(dòng)軸承的阻尼較低，徑向尺寸比滑動(dòng)軸承大；其次由 于滾動(dòng)軸承滾動(dòng)體的數(shù)量有限，在旋轉(zhuǎn)中的徑向剛度是變化的，易引起振動(dòng)。因此選用滾 動(dòng)軸承更為合適。通常情況下，可按下列條件選用滾動(dòng)軸承：1. 中高速重載 雙列圓柱滾子軸承配雙向推力角接觸球軸承（如配推力軸承則極限轉(zhuǎn)速低） 。成對(duì)圓錐滾子軸承結(jié)構(gòu)簡單，但極限轉(zhuǎn)速較低?？招膱A錐滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速較高但成本較高。2. 高速輕載 成組角接觸球軸承，根據(jù)軸向

21、載荷的大小分別選用 接觸角。3. 軸向載荷為主 精度要求不高時(shí)，選用推力軸承配深溝球軸承；精度要求較高時(shí)，選用向心推力軸承。4. 徑向載荷為主 一般選用深溝球軸承。主軸組件的滾動(dòng)軸承既要有承受徑向載荷的向心軸承，又要有承受兩個(gè)方向軸向載荷 的推力軸承。軸承類型及型號(hào)選用主要應(yīng)根據(jù)主軸組件的剛度、承載能力、轉(zhuǎn)速、抗振性 及結(jié)構(gòu)等要求綜合考慮進(jìn)行選定。本次改造中，原有主軸軸承型號(hào)不變，只是全部提高一 個(gè)精度等級(jí)，選用 6 級(jí)精度。3.4 編碼器軸組件的設(shè)計(jì)3.4.1 軸的設(shè)計(jì)1. 軸的選材（1）選材應(yīng)該滿足使用性能要求 該軸不進(jìn)行力的傳遞，在保證其剛度、強(qiáng)度、耐磨性、耐沖擊性、熱穩(wěn)定性和抗 振性等

22、力學(xué)性能和運(yùn)動(dòng)副磨損就能滿足其性能要求(2) 滿足經(jīng)濟(jì)性要求如果符合使用要求的材料，其工藝成本、供應(yīng)難度、環(huán)境損害等資源要素的代價(jià) 很高，那么這種材料的選用顯然是不符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會(huì)發(fā)展要求的。因此，選材必 須滿足經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)發(fā)展性要求。(3) 滿足用材習(xí)慣性要求在工程實(shí)際中，符合使用性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性要求的材料往往不是唯一的，這就要考 慮用材習(xí)慣的問題。軸類零件應(yīng)根據(jù)不同工作條件和使用要求選用不同的材料和熱處理，以獲得一定的強(qiáng) 度、韌性和耐磨性。45鋼是一般軸類常用的材料，40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn) 速較高的軸，軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn可制造較高精度的軸。本軸選用45

23、鋼作為材料 就能滿足其使用要求2. 軸承的選擇由于本設(shè)計(jì)的軸只承受徑向載荷，軸轉(zhuǎn)速范圍為37-1600r/min，極限轉(zhuǎn)速較高，所以應(yīng)選 用極限轉(zhuǎn)速較很高的軸承組合；另外由于主電動(dòng)機(jī)的功率為4kw，為小功率。因此該機(jī)床屬于以徑向載荷為主，所以選用深溝球軸承。軸承精度等級(jí)選用5級(jí)精度，型號(hào)為6304型深溝球軸承。3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 擬定軸上零件的裝配方案擬定軸上零件的裝備方案是進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它決定軸的基本形式。所謂的裝 配方案就是預(yù)定出軸上零件的裝配方向、順序、和相互關(guān)系。該軸的零件裝配方案是：齒 輪、套筒、軸承、軸承端蓋。(2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1) 初步

24、確定軸的最小直徑，選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取A=112，取齒輪的傳動(dòng)效率0.97于是得dmin3112n4 0.972160014.89mm，取d115mm,長度 L120mm。2） 初步選用60000型深溝球軸承，d D T 20 47 14，故直徑d2 20 mm,軸肩高度 h=1.5，取 L2 31.5mm。故 ds 25mm，取 Ls 453）取安裝齒輪處的直徑 d2 30mm，采用套筒定位，軸肩高度h0.07d，故取h=2.5mm，取 L4 40mm4）齒輪左端部分起定位，故選取d3 30mm，采用軸肩定位，h0.07d，所以取h=5,l336 mm經(jīng)過上述分析，已經(jīng)初步確

25、定軸的各段直徑和長度。（3）軸上零件的周向定位H 7為保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，選用齒輪輪轂與軸的配合為二7，選用平鍵N68 7 30。該軸左端編碼器采用鍵鍵連接，選用 5 5 18，由于該軸只是傳遞速度，軸向不 受力，故無需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。=14齒輪的設(shè)計(jì)在本次主軸箱數(shù)控化改造中，原變速箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保持不變，拆掉帶動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的V和VI軸，進(jìn)給系統(tǒng)改用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了防止漏油和灰塵的進(jìn)入，在V軸上加個(gè)空堵。為了測(cè)量主軸轉(zhuǎn)速，在VI軸的位置加上一根安裝編碼器的軸，實(shí)現(xiàn)和主軸的同步轉(zhuǎn)速，軸 上所用齒輪和主軸齒輪采用 1：1 的傳動(dòng)比。由于中心距已定，根據(jù)結(jié)構(gòu)空間的要求，用類 比演算的方

26、法，確定該齒輪傳動(dòng)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，齒輪的齒數(shù)和模數(shù)分別為： Z=78,m=1.5。結(jié)論本次設(shè)計(jì)是對(duì) SK360 車床數(shù)控化改造，經(jīng)過三個(gè)多月的努力。這次對(duì)車床改造的主要任 務(wù)就是能夠準(zhǔn)確的測(cè)出主軸的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的檢測(cè)。通過對(duì)改造的分析，要 測(cè)的主軸轉(zhuǎn)速，應(yīng)該把主軸轉(zhuǎn)速給傳遞出來，在安裝一個(gè)速度檢測(cè)裝置編碼器，把編碼 器安裝在傳遞主軸轉(zhuǎn)速的那根軸，實(shí)現(xiàn)和主軸同步轉(zhuǎn)速，能夠測(cè)得主軸的轉(zhuǎn)速。在整個(gè)改造設(shè)計(jì)過程中，我認(rèn)為態(tài)度是至關(guān)重要的。用什么樣的態(tài)度對(duì)待這次畢業(yè)設(shè) 計(jì)，是能否高質(zhì)量完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。積極的態(tài)度讓我們迎著問題和困難而上，不 懼風(fēng)雨，最終我們將克服重重困難，收獲成

27、功。本次改造還有很多的不足之處，應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中還需要大量的試驗(yàn)，畢竟理論和實(shí) 際之間需要一個(gè)過度過程。即將走向工作的我們，在企業(yè)中要善于發(fā)現(xiàn)問題，勤于思考， 把自己所學(xué)的理論和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來，我相信一定能夠設(shè)計(jì)出更先進(jìn)的產(chǎn)品。在整個(gè)改造設(shè)計(jì)的過程中，我感到這不僅是一次能力的升華，也是人格的一種完善， 我認(rèn)為，此次設(shè)計(jì)必將對(duì)我以后的工作、生活和學(xué)習(xí)產(chǎn)生巨大的影響，它給了我一次人生 跳板。致謝通過四年的學(xué)習(xí)，我們?cè)谌握n老師、指道老師的耐心輔導(dǎo)、細(xì)心關(guān)懷和校方領(lǐng)導(dǎo)的 精心安排下，按時(shí)完成了所學(xué)課程；在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，得到了苗老師朱老師等老師的大 力支持和幫助。特別是我們的指導(dǎo)老師苗曉鵬老師，在課

28、題選擇、方案的確定、資料借閱 和設(shè)計(jì)過程中都給予了我詳細(xì)的指導(dǎo)和幫助，使我們順利完成教學(xué)規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)；再通 過這次畢業(yè)答辯，經(jīng)過各位專家、評(píng)委的認(rèn)真點(diǎn)評(píng)與指導(dǎo)，我相信對(duì)我們樹立正確的設(shè)計(jì) 思想，培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作學(xué)風(fēng)起道推進(jìn)作用，為我們以后的 工作提供極大的幫助；我借此對(duì)我們付出艱辛勞動(dòng)、艱辛汗水、提供各種資料的任課老師 和指道老師，為我們提供各種支持的學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)，以及百忙之中抽出時(shí)間為我們點(diǎn)評(píng)與指導(dǎo) 的專家、評(píng)委表示感謝和衷心的謝意！在本設(shè)計(jì)調(diào)研、查找資料的過程中，得到了“安陽鑫盛機(jī)床廠”部門及有關(guān)人員的大 力支持，給我們提供了必要的數(shù)據(jù)和資料，使我們?cè)O(shè)計(jì)工作得到了順利進(jìn)行，并最終按時(shí) 完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。在此，也一并對(duì)他們的熱心幫助表示感謝！參考文獻(xiàn)1 王愛玲主編現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)北京：兵器工業(yè)出版社 ,1999. 801092 熊光華主編 .數(shù)控機(jī)床 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 60903 王鳳蘊(yùn)等主編 . 數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng) . 北京：高等教育出版社， 2003.94 江耕華 胡來瑢 陳啟松 主編 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 煤炭工業(yè)出版社 1992 55895 使用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組 主編 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1