機(jī)械制造裝備ppt課件

1、 1底座；2床身；3懸梁；4刀桿支；5主軸；6任務(wù)臺(tái)；7床鞍；8升降臺(tái)；9回轉(zhuǎn)盤(pán)1立銑頭；2主軸；3任務(wù)臺(tái)；4床鞍；5升降臺(tái)1任務(wù)臺(tái)2、9程度銑頭；3橫梁；4、8垂直銑頭 5、7立柱；6一龍門(mén)架；l0床身1.3.4.1主軸部件的構(gòu)造1.4.1磨床類(lèi)型 1)外圓磨床包括普通外圓磨床、萬(wàn)能外圓磨床、端面外圓磨床和無(wú)心外圓磨床等。 2)內(nèi)圓磨床包括內(nèi)圓磨床、無(wú)心內(nèi)圓磨床和行星式內(nèi)圓磨床等。 3)平面磨床包括臥軸矩臺(tái)平面磨床、立軸矩臺(tái)平面磨床、臥軸圓平面磨床和立軸圓臺(tái)平面磨床等。 4)工具磨床包括工具曲線磨床、鉆頭溝槽磨床和絲錐溝槽磨床等。 5)刀具刃磨磨床包括萬(wàn)能工具磨床、拉刀刃磨床和滾刀刃磨床等。

2、 6)各種專門(mén)化磨床專門(mén)用于磨削某一類(lèi)零件的磨床，如曲軸磨床、凸輪軸磨床、花鍵軸磨床、葉片磨床、活塞環(huán)磨床、齒輪磨床和螺紋磨床等。7)其他磨床包括珩磨機(jī)、拋光機(jī)、超精加工機(jī)床、砂帶磨床、研磨機(jī)和砂輪機(jī)等。1.4.2 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床的總體構(gòu)造1.4.2.1外圓磨床的任務(wù)方法與主要類(lèi)型 1.4.2.2 M1432A型萬(wàn)能外圓磨床1.機(jī)床的組成 2.機(jī)床的運(yùn)動(dòng) 1機(jī)床的運(yùn)動(dòng)1)砂輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) (單位：rmin)。2)工件圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng) (單位：rmin)3)工件縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) (單位：mmmin)4)砂輪周期或延續(xù)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(單位：mm任務(wù)行程、mm往復(fù)行程或mmmin)。 1.頭架撥盤(pán)(帶

3、開(kāi)工件)的運(yùn)動(dòng)此傳動(dòng)鏈用于實(shí)現(xiàn)工件的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其傳動(dòng)道路表達(dá)式為 2.砂輪的傳動(dòng)3.砂輪架的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)4.任務(wù)臺(tái)的手動(dòng)驅(qū)動(dòng) 1砂輪架2頭架3尾座 4橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 1.4.5.1其他外圓磨床 1普通外圓磨床 2半自動(dòng)寬砂輪外圓磨床 3.端面外圓磨床4.無(wú)心外圓磨床 1)普通內(nèi)圓磨削2)無(wú)心內(nèi)圓磨削 3)行星內(nèi)圓磨削 51 概述1511齒輪的加工方法 1成形法 2展成法 1圓柱齒輪加工機(jī)床 按構(gòu)成齒輪輪齒的原理不同，又可分為以下兩類(lèi)。 (1)展成法加工機(jī)床它包括滾齒機(jī)、插齒機(jī)、剃齒機(jī)、珩齒機(jī)和磨齒機(jī)等。 (2)成形法加工機(jī)床它包括銑齒機(jī)、拉齒機(jī)和成形砂輪磨齒機(jī)等。 2錐齒輪加工機(jī)床錐齒輪加工

4、機(jī)床種類(lèi)也很多，主要有如下兩類(lèi)。(1)直齒錐齒輪加工機(jī)床 包括直齒錐齒輪粗切機(jī)、直齒錐齒輪刨齒機(jī)、直齒錐齒輪銑齒機(jī)、直齒錐齒輪拉齒機(jī)和直齒錐齒輪磨齒機(jī)。 (2)弧齒錐齒輪加工機(jī)床 包括弧齒錐齒輪粗切機(jī)、弧齒錐齒輪銑齒機(jī)、弧齒錐齒輪拉齒機(jī)、弧齒錐齒輪磨齒機(jī)和弧齒錐齒輪研齒機(jī)。1521滾齒原理1522滾切直齒圓柱齒輪1)展成運(yùn)動(dòng)這條傳動(dòng)鏈?zhǔn)牵簼L刀一45一ix一67一工件。2)主運(yùn)動(dòng)這條傳動(dòng)鏈為：電動(dòng)機(jī)一12一iv一34一滾刀。 3)豎直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)這條傳動(dòng)鏈為：工件一78一if一9一10一刀架升降絲杠 1.5.3.1插齒原理1.6.1鉆 床1.6.1.1立式鉆床1.6.2.1臥式銑鏜床臥式銑鏜床的主運(yùn)

5、動(dòng)有鏜軸和平旋盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有鏜軸的軸向運(yùn)動(dòng)，平旋盤(pán)刀具溜板的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸箱的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，任務(wù)臺(tái)的縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)有：主軸、主軸箱及任務(wù)臺(tái)在進(jìn)給方向上的快速調(diào)位運(yùn)動(dòng)，后立柱的縱向調(diào)位運(yùn)動(dòng)，后支架的垂直調(diào)位挪動(dòng)，任務(wù)臺(tái)的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)。1.6.3.1刨床2.1概述211數(shù)控機(jī)床的任務(wù)原理普通機(jī)床零件圖編制工藝規(guī)程操作者機(jī)床1按工藝用途分類(lèi) 1)普通數(shù)控機(jī)床2)數(shù)控加工中心 2按控制的運(yùn)動(dòng)軌跡分類(lèi) 1)點(diǎn)位控制 2)點(diǎn)位直線控制 3)輪廓控制3按控制方式分類(lèi)1)開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床 2)閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 3)半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床 2.2.1 CK7815型數(shù)控車(chē)床概述 1機(jī)床的運(yùn)用

6、范圍2機(jī)床的總規(guī)劃 主軸箱(headstock)1。固定在床身4的左端。裝在主軸箱中的主軸由交流調(diào)速主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以無(wú)級(jí)調(diào)速和恒線速度切削，有利于降低端面切削時(shí)的外表粗糙度，且便于選取能發(fā)揚(yáng)刀具切削性能的切削速度。主軸經(jīng)過(guò)裝在主軸中的卡盤(pán)安裝2裝夾工件。卡盤(pán)為高速液壓夾盤(pán)，松夾工件由液壓系統(tǒng)控制。 轉(zhuǎn)塔刀架(turret)3。它是數(shù)控車(chē)床的最主要部件。它裝在機(jī)床床鞍上，和床鞍一同沿縱、橫導(dǎo)游軌挪動(dòng)，并且實(shí)現(xiàn)加工中的自動(dòng)換刀。 尾架(tailstoch)7。它安裝在床身4的縱向矩形導(dǎo)軌上。尾架套筒的旋轉(zhuǎn)與伸縮由液壓系統(tǒng)控制 數(shù)控系統(tǒng)(numerical control system)。安裝在電

7、控柜8中?？膳溆萌毡鞠M(fèi)的FANUC一6T、5T、6TB等CNC系統(tǒng)。目前該機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)已換成FANUC一OT、OTC等CNC系統(tǒng)。 排屑安裝5。運(yùn)用它可以實(shí)現(xiàn)排屑自動(dòng)化。 自動(dòng)拉門(mén)(door)6。加工時(shí)，拉門(mén)自動(dòng)封鎖，防止鐵屑、冷卻液濺到機(jī)床外；加工終了，拉門(mén)自動(dòng)翻開(kāi)，以便裝卸工件。 床身(1athe bed)4。數(shù)控車(chē)床的床身按照床身導(dǎo)軌面與程度面的相關(guān)位置，主要可分為平床身、斜床身、平床身斜滑板和立床身4種規(guī)劃方式(圖2.6)。普通來(lái)說(shuō)，中、小規(guī)格的數(shù)控車(chē)床采用斜床身和平床身斜滑板居多，少數(shù)采用立床身。只需大型數(shù)控車(chē)床和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床或者小型精細(xì)數(shù)控車(chē)床才采用平床身。斜床身和平床身斜滑

8、板構(gòu)造在數(shù)控車(chē)床中得到廣泛運(yùn)用。 3主要技術(shù)參數(shù)最大切削直徑：軸類(lèi)150mm，盤(pán)類(lèi)400mm主軸轉(zhuǎn)速：高速：直流38-3000r/min 交流37.5-5000r/min 低速：直流22-1800r/min 交流15-2000r/min刀具數(shù)：8或12 4CNC：數(shù)控系統(tǒng) CK7815型機(jī)床運(yùn)用的是日本消費(fèi)的運(yùn)用最普遍的FANUC-6T系統(tǒng) 車(chē)床主傳動(dòng)系統(tǒng)有四種方式(a)帶變速齒輪的主傳動(dòng),在電機(jī)和主軸之間經(jīng)過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪傳動(dòng),可以擴(kuò)展變速范圍.用于中大型數(shù)控車(chē)床.(b)帶傳動(dòng)主傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲適宜于高速低轉(zhuǎn)矩傳動(dòng),CK7815屬于此種(c)為有兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸,高速時(shí)電機(jī)經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)主

9、軸;低速時(shí)電機(jī)經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)主軸.齒輪起降速增大轉(zhuǎn)矩和擴(kuò)展變速的作用(d)內(nèi)裝主軸電動(dòng)機(jī)構(gòu)造,主軸和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子裝在一同.主要用于變速范圍不大的高速主軸主軸由AC-6型交流調(diào)速電機(jī)或DC-8型直流調(diào)速電極1經(jīng)過(guò)兩級(jí)塔式皮帶輪2、 3直接帶動(dòng)，由電氣系統(tǒng)無(wú)級(jí)調(diào)速。由于中間沒(méi)有齒輪，故噪聲很小?？v向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)4經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器直接帶動(dòng)滾珠絲杠和螺母副7來(lái)實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給由電機(jī)8，經(jīng)過(guò)同步齒形帶帶動(dòng)橫向滾珠絲杠和螺母副實(shí)現(xiàn)。1主軸箱 2尾架3床鞍和橫向進(jìn)給安裝 4縱向驅(qū)動(dòng)安裝2.3.1車(chē)削中心的工藝范圍2.3.2車(chē)削中心的C軸 由以上對(duì)車(chē)削中心加工工藝的分析可見(jiàn)，車(chē)削中心在數(shù)控車(chē)床的根底上添加了兩大功能

10、： 1)自驅(qū)動(dòng)力刀具。在刀架上備有刀具主軸電動(dòng)機(jī)，自動(dòng)無(wú)級(jí)變速，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝在刀架上的刀具主軸。 2)添加了主軸的C軸坐標(biāo)功能。機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)除作為車(chē)削的主運(yùn)動(dòng)外，還可作分度運(yùn)動(dòng)，即定向停車(chē)和圓周進(jìn)給，并在數(shù)控安裝的伺服控制下，實(shí)現(xiàn)c軸與z軸聯(lián)動(dòng)，或c軸與x軸聯(lián)動(dòng)，以進(jìn)展圓柱面上或端面上恣意部位的鉆削、銑削、攻螺紋及平面或曲面銑削加工。 1精細(xì)蝸桿副C軸構(gòu)造2經(jīng)滑移齒輪控制的C軸傳動(dòng) 數(shù)控銑床用途非常廣泛，不僅可以加工各種平面、溝槽、螺旋槽、成型外表和孔，而且還能加工各種平面曲線和空間曲線等復(fù)雜型面，適宜于各種模具、凸輪、板類(lèi)及箱體類(lèi)零件的加工。2.4.1 XKA5750數(shù)控銑床簡(jiǎn)介1.機(jī)

11、床的根本構(gòu)成及根本運(yùn)動(dòng) 數(shù)控銑床存在以下三種運(yùn)動(dòng)：任務(wù)臺(tái)13由伺服電動(dòng)機(jī)15帶動(dòng)在升降滑座16上作縱向挪動(dòng)(x軸方向)；伺服電動(dòng)機(jī)2帶動(dòng)升降滑座16作垂直升降運(yùn)動(dòng)(z軸方向)；滑枕8作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)(y方向)。XKA5750數(shù)控立式銑床是立臥兩用的數(shù)控銑床，其萬(wàn)能銑頭不僅可以將銑頭主軸調(diào)整到立式或臥式位置，而且還可以在前半球面內(nèi)使主軸中心線處于恣意空間角度。 2.機(jī)床的主要技術(shù)參 數(shù)任務(wù)臺(tái)面積(寬長(zhǎng)) 500mm1600mm 任務(wù)臺(tái)縱向行程 1200m 滑枕橫向行程 700mm主軸轉(zhuǎn)速 50-2500r/min控制軸數(shù) 3(可選4軸)最大同時(shí)控制軸數(shù) 32.4.2機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)1主傳動(dòng)系統(tǒng)：主運(yùn)

12、動(dòng)是銑床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由裝在滑枕后部的交流主軸伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 2進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 任務(wù)臺(tái)的縱向(x向)進(jìn)給和滑枕的橫向(y向)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，都是由交流伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)速比為1：2的一對(duì)同步圓弧齒形帶輪，將運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)至導(dǎo)程為6mm的滾珠絲杠。升降臺(tái)的垂直(z向)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為交流伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)速比為1：2的一對(duì)同步齒形帶輪將運(yùn)動(dòng)傳到軸，再經(jīng)過(guò)一對(duì)弧齒錐齒輪傳到垂直滾珠絲杠上，帶動(dòng)升降臺(tái)運(yùn)動(dòng)。垂直滾珠絲杠上的弧齒錐齒輪還帶動(dòng)軸上的錐齒輪，經(jīng)單向超越離合器與自鎖器相連，防止升降臺(tái)因自重而下滑。 2.4.3典型部件構(gòu)造1萬(wàn)能銑頭部件2任務(wù)臺(tái)縱向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3升降臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及自動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)4數(shù)控回轉(zhuǎn)任務(wù)臺(tái)2.4.4機(jī)床

13、數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)采用的是AUTOCON TECH公司的DELTA 40M CNC系統(tǒng)，可以附加坐標(biāo)軸增至四軸聯(lián)動(dòng)，程序輸入輸出可經(jīng)過(guò)軟驅(qū)和RS232C接口銜接。 2.5.1 概 述2.5.1.1加工中心的根本構(gòu)成1根底部件： 由床身、立柱和任務(wù)臺(tái)等大件組成，是加工中心的根底構(gòu)件。 2主軸組件：它由主軸電動(dòng)機(jī)、主軸箱、主軸和主軸支承等零部件組成。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其構(gòu)造優(yōu)劣對(duì)加工中心的性能有很大的影響。3控制系統(tǒng)：?jiǎn)闻_(tái)加工中心的數(shù)控部分是由CNC安裝、可編程序控制器、伺服驅(qū)動(dòng)安裝以及電動(dòng)機(jī)等部分組成。它們是加工中心執(zhí)行順序控制動(dòng)作和完成加工過(guò)程中的控制中心。4伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)的作用是把

14、來(lái)自數(shù)控安裝的信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)床挪動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，其性能是決議機(jī)床的加工精度、外表質(zhì)量和消費(fèi)效率的主要要素之一。5自動(dòng)換刀安裝：它由刀庫(kù)、機(jī)械手和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件組成。刀庫(kù)是存放加工過(guò)程所運(yùn)用的全部刀具的安裝。 6輔助系統(tǒng)：包括光滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓和隨機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)等部分。輔助系統(tǒng)雖不直接參與切削運(yùn)動(dòng)，但對(duì)加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保證作用。7自動(dòng)托盤(pán)改換系統(tǒng)：有的加工中心為進(jìn)一步縮短非切削時(shí)間，配有兩個(gè)自動(dòng)交換工件托盤(pán)，一個(gè)安裝在任務(wù)臺(tái)上進(jìn)展加工，另一個(gè)那么位于任務(wù)臺(tái)外進(jìn)展裝卸工件。當(dāng)完成一個(gè)托盤(pán)上的工件加工后，便自動(dòng)交換托盤(pán)，進(jìn)展新零件的加工，這樣可減少輔助時(shí)間，提高加工工效。

15、1、按照加工中心規(guī)劃方式分類(lèi) 1立式加工中心2臥式加工中心3龍門(mén)式加工中心4萬(wàn)能加工中心(復(fù)合加工中心)2.按換刀方式分類(lèi) 1帶刀庫(kù)、機(jī)械手的加工中心 2無(wú)機(jī)械手的加工中心 3轉(zhuǎn)塔刀庫(kù)式加工中心按加工中心機(jī)床的功用分類(lèi) 1鏜銑加工中心機(jī)床 它主要用于鏜削、銑削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔及攻螺紋等工序，特別適宜于加工箱體類(lèi)及外形復(fù)雜、工序集中的零件。普通將此類(lèi)機(jī)床簡(jiǎn)稱為加工中心。 2鉆削加工中心機(jī)床 它主要用示鉆孔，也可進(jìn)展小面積的端銑。 3車(chē)削加工中心機(jī)床 除用于加工軸類(lèi)零件外，還進(jìn)展銑(如銑扁、銑六角等)、鉆(如鉆橫向孔)等工序的加工，并能實(shí)現(xiàn)C軸功能。2.5.3.1JCS一018A立式加工中心簡(jiǎn)介

16、2.5.3.2傳動(dòng)系統(tǒng)共存在五條傳動(dòng)鏈：主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，縱向、橫向、垂向傳動(dòng)鏈，刀庫(kù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如任務(wù)臺(tái)的縱橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸箱的升降運(yùn)動(dòng)，以及選擇刀具時(shí)刀庫(kù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 1主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) JCS一018A型立式加工中心的主運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，延續(xù)輸出額定功率為55kw；最大輸出功率為75Kw。 主電動(dòng)機(jī)經(jīng)兩級(jí)多楔帶輪驅(qū)動(dòng)主軸。無(wú)級(jí)調(diào)速，傳動(dòng)帶采用一次成形的三聯(lián)帶 2進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)X、Y、Z三個(gè)軸各有一套根本一樣的進(jìn)給伺服系統(tǒng)。脈寬調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)滾珠絲杠，功率都為14kw，無(wú)級(jí)調(diào)速。三個(gè)軸的進(jìn)給速度均為1400mmmin。快移速度，x、

17、y兩軸皆為15mmin，z軸為10mmin。三個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)分別由數(shù)控指令經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)控制，恣意兩個(gè)軸都可以聯(lián)動(dòng)。3刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 圓盤(pán)形刀庫(kù)亦用直流伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)蝸桿蝸輪驅(qū)動(dòng)，裝在規(guī)范刀柄中的刀具，置于圓盤(pán)的周邊。當(dāng)需求換刀時(shí)，刀庫(kù)旋轉(zhuǎn)到指定位置準(zhǔn)停，機(jī)械手換刀。1.刀庫(kù)的種類(lèi) 1直線刀庫(kù)刀具在刀庫(kù)中直線陳列，構(gòu)造簡(jiǎn)單，存放刀具數(shù)量有限(普通8把12把)，較少運(yùn)用 2圓盤(pán)刀庫(kù) 存刀量少那么6把8把，多那么50把60把，有多種方式。3鏈?zhǔn)降稁?kù)鏈?zhǔn)降稁?kù)是較常運(yùn)用的方式，這種刀庫(kù)刀座固定在鏈節(jié)上，常用的有單排鏈?zhǔn)降稁?kù)，普通存刀量小于30把，個(gè)別到達(dá)60把。假設(shè)進(jìn)一步添加存刀量，可運(yùn)用加長(zhǎng)鏈條的鏈?zhǔn)降稁?kù)4其

18、他刀庫(kù) 刀庫(kù)的方式還有很多，值得一提的是格子箱式刀庫(kù)，如圖2.30j、k所示，刀庫(kù)容量較 大，可使整箱刀庫(kù)與機(jī)外交換。為減少換刀時(shí)間，換刀機(jī)械手通常利用前一把刀具加工工件的時(shí)間，預(yù)先取出要改換的刀具，當(dāng)然所配的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具備該項(xiàng)功能。圖2.30j為單面式，圖2.30k為多面式。2.常見(jiàn)的換刀方式 1無(wú)機(jī)械手換刀 2機(jī)械手換刀從手臂的類(lèi)型來(lái)看，有單臂機(jī)械手、雙臂機(jī)械手等。雙臂機(jī)械手中最常用的有如圖2.32所示的幾種構(gòu)造方式：圖a是鉤手，圖b是抱手，圖c是伸縮手，圖d是插手。 3轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)換刀3.刀具的選擇方式自動(dòng)選擇刀具的方法主要有以下四種： 1順序選擇 2刀具編碼選擇 3刀座編碼選擇4恣意選刀

19、4.1機(jī)床總體設(shè)計(jì) 機(jī)床設(shè)計(jì)主要包括：擬定機(jī)床的工藝方案、運(yùn)動(dòng)方案，確定技術(shù)參數(shù)和機(jī)床總體規(guī)劃等 。4.1.1機(jī)床工藝方案擬定 機(jī)床工藝方案的主要內(nèi)容有：確定加工方法、刀具類(lèi)型、工件的工藝基準(zhǔn)及夾壓方式等。4.1.2機(jī)床運(yùn)動(dòng)方案擬定 機(jī)床運(yùn)動(dòng)方案擬定的主要內(nèi)容有：確定機(jī)床運(yùn)動(dòng)的類(lèi)型，傳動(dòng)聯(lián)絡(luò)，運(yùn)動(dòng)的分配及傳動(dòng)方式等。1類(lèi)型確實(shí)定2機(jī)床運(yùn)動(dòng)的分配3機(jī)床傳動(dòng)方式選擇4.1.3機(jī)床技術(shù)參數(shù)確定 機(jī)床技術(shù)參數(shù)包括主參數(shù)和普通技術(shù)參數(shù)，普通技術(shù)參數(shù)又包括機(jī)床的尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。1主參數(shù) 主參數(shù)(或稱主要規(guī)格)是機(jī)床最重要的一個(gè)或兩個(gè)技術(shù)參數(shù)，它表示機(jī)床的規(guī)格和最大任務(wù)才干。通用機(jī)床和專門(mén)化機(jī)

20、床的主參數(shù)已有規(guī)范規(guī)定，并已構(gòu)成系列。2尺寸參數(shù) 機(jī)床的尺寸參數(shù)是指機(jī)床的主要構(gòu)造尺寸 3運(yùn)動(dòng)參數(shù) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)是機(jī)床執(zhí)行件如主軸、刀架、任務(wù)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度，可分為主運(yùn)動(dòng)參數(shù)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)兩大類(lèi)。1主運(yùn)動(dòng)參數(shù) 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是機(jī)床的主軸速度；為直線運(yùn)動(dòng)時(shí)(如刨、插床)，其主運(yùn)動(dòng)參數(shù)是刀具每分鐘的往復(fù)次數(shù)(次min)，或稱雙行程數(shù)。 dvn/1000dvn/1000dvn/1000dvn/1000dvn/1000dvn/1000 1 最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速確實(shí)定minmaxmax/1000dvnmaxminmin/1000dvn (4.2) (4.3)2主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列對(duì)于有級(jí)變速傳動(dòng)，主

21、軸轉(zhuǎn)速普通按等比級(jí)數(shù)陳列，主軸轉(zhuǎn)速采用等比級(jí)數(shù)陳列，主要為了實(shí)現(xiàn)均勻的相對(duì)速度損失。 3規(guī)范公比和規(guī)范轉(zhuǎn)速數(shù)列2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用無(wú)級(jí)調(diào)速方式，普通機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)既有無(wú)級(jí)調(diào)速方式，又有有級(jí)調(diào)速方式。采用有級(jí)變速時(shí)，進(jìn)給量普通為等比級(jí)數(shù)陳列對(duì)于各種螺紋加工的機(jī)床，如臥式車(chē)床、螺紋車(chē)床和螺紋銑床等，因被加工螺紋的導(dǎo)程是分段成等差級(jí)數(shù)，4動(dòng)力參數(shù) 機(jī)床動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的功率，液壓缸的牽引力，液壓馬達(dá)、伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。各傳動(dòng)件的參數(shù)(如軸或絲杠的直徑、齒輪與蝸輪的模數(shù)等)，都是根據(jù)動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算的。機(jī)床的動(dòng)力參數(shù)可經(jīng)過(guò)調(diào)查類(lèi)比法、實(shí)驗(yàn)法和計(jì)算法加以確定。 (

22、1)調(diào)查法。對(duì)國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型、同規(guī)格機(jī)床的動(dòng)力參數(shù)進(jìn)展統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)用戶運(yùn)用或加工情況進(jìn)展調(diào)查分析，作為選定動(dòng)力參數(shù)的根據(jù)。 (2)實(shí)驗(yàn)法。利用現(xiàn)有的同類(lèi)型、同規(guī)格機(jī)床進(jìn)展假設(shè)干典型的切削加工實(shí)驗(yàn)，測(cè)定有關(guān)電動(dòng)機(jī)及動(dòng)力源的輸入功率，作為確定新產(chǎn)品動(dòng)力參數(shù)的根據(jù)，這是一種簡(jiǎn)便、可靠的方法。 (3)計(jì)算法。對(duì)動(dòng)力參數(shù)可進(jìn)展估算或近似計(jì)算。公用機(jī)床由于工況單一，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得到比較可靠的結(jié)果。通用機(jī)床工況復(fù)雜，切削用量變化范圍大，計(jì)算結(jié)果只能作為參考。 A工件特征要求B機(jī)床性能要求C消費(fèi)批量要求 D宜人性要求4.2.1概述 機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的，它應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速(速度)和一定的變速范圍

23、，以便采用不同資料的刀具，加工不同資料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地進(jìn)展開(kāi)、停、變速、換向和制動(dòng)等。 4.2.2分級(jí)變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.2.2.2分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖的根本規(guī)律 1各變速傳動(dòng)組的傳動(dòng)比陳列的規(guī)律傳動(dòng)系統(tǒng)最后一根軸的變速范圍應(yīng)等于各傳動(dòng)組的變速范圍的乘積 2分級(jí)變速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床、重型機(jī)床和精細(xì)機(jī)床已廣泛地采用直流或交流無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)。 4.3.1進(jìn)給傳動(dòng)系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求 進(jìn)給傳動(dòng)系用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。 1進(jìn)給傳動(dòng)系的組成進(jìn)給傳動(dòng)系普通由動(dòng)力源、變速機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)分配機(jī)構(gòu)、過(guò)載保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和執(zhí)行件等組成。 2進(jìn)給傳動(dòng)

24、系設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的根本要求4.3.2機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)系的設(shè)計(jì) 1進(jìn)給傳動(dòng)是恒扭矩傳動(dòng) 2進(jìn)給傳動(dòng)系中各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速是其最高轉(zhuǎn)速3進(jìn)給傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖為前疏后密構(gòu)造4進(jìn)給傳動(dòng)的變速范圍 5進(jìn)給傳動(dòng)系采用傳動(dòng)間隙消除機(jī)構(gòu)6快速空程傳動(dòng)的采用7微量進(jìn)給機(jī)構(gòu)的采用 (一)電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)的分類(lèi) 電氣伺服系統(tǒng)按有無(wú)檢測(cè)和反響安裝分為開(kāi)環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)。 (二)電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部件 電氣伺服進(jìn)給系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)部件和機(jī)械傳動(dòng)部件組成。伺服驅(qū)動(dòng)部件如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)等，機(jī)械傳動(dòng)部件如齒輪、滾珠絲杠螺母等。其功能是控制機(jī)床各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。(三)電伺服進(jìn)給傳動(dòng)系中的機(jī)械傳動(dòng)部件4.4

25、.1主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件是機(jī)床的一個(gè)重要組成部分。它包括主軸、軸承以及安裝在主軸上的傳動(dòng)件。 4.4.1.1對(duì)主軸組件的根本要求 一、旋轉(zhuǎn)精度主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，在無(wú)載荷、低速轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下，主軸前端安裝工件或刀具部位的徑向跳動(dòng)和軸向跳動(dòng)。主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度主要取決于各主要件，如主軸、軸承、箱體孔等的制造、裝配和調(diào)整精度。旋轉(zhuǎn)精度還決議于主軸轉(zhuǎn)速、支承的設(shè)計(jì)和性能，光滑劑以及主軸組件的平衡。 二、靜剛度 主軸組件的靜剛度(簡(jiǎn)稱剛度)反映組件抵抗靜態(tài)外載荷變形的才干。主軸組件的彎曲剛度K定義為：使主軸前端產(chǎn)生單位位移時(shí)，在位移方向丈量處所需施加的力 影響主軸組件彎曲剛度 的要素很多，如

26、主軸的尺寸 和外形，滾動(dòng)軸承的型號(hào)、 數(shù)量、配置方式和預(yù)緊?；瑒?dòng)軸承的類(lèi)型和油膜剛度，前后支承間的間隔和主軸前端的懸伸量，傳動(dòng)件的布置方式，主軸組件的制造和裝配質(zhì)量等。各類(lèi)機(jī)床主軸組件的剛度目前尚無(wú)一致的規(guī)范。 三、抗振性振動(dòng)表現(xiàn)為強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)兩種方式。主軸組件產(chǎn)生自激振動(dòng)，不僅嚴(yán)重影響加工質(zhì)量，甚至使切削無(wú)法進(jìn)展下去。抵抗強(qiáng)迫振動(dòng)那么要提高動(dòng)剛度。動(dòng)剛度是指激振力幅值與振動(dòng)幅值之比。 影響抗振性的要素主要有主軸組件的靜剛度、質(zhì)量分布和阻尼(特別是主軸前軸承的阻尼)。主軸的固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)大于激振力的頻率，以使它不易發(fā)生共振。 四、溫升和熱變形 主軸組件任務(wù)時(shí)因各相對(duì)運(yùn)動(dòng)處的摩擦和攪油等而發(fā)

27、熱，產(chǎn)生溫升，從而使主軸組件的外形和位置發(fā)生變化(熱變形)。主軸組件受熱伸長(zhǎng)，使軸承間隙發(fā)生變化。溫升使光滑油粘度下降，降低了滑動(dòng)軸承的承載才干。主軸箱因溫升而變形，使主軸偏離正確位置。前后軸承溫度不同，還會(huì)導(dǎo)致主軸軸線傾斜。 五、耐磨性 主軸組件的耐磨性是指長(zhǎng)期堅(jiān)持原始精度的才干，即精度堅(jiān)持性。對(duì)精度有影響的部位首先是軸承，其次是安裝刀、夾具或工件的部位，如錐孔、定心軸頸等。此外，還有挪動(dòng)式主軸的任務(wù)外表如鏜床主軸的外圓，坐標(biāo)鏜床和某些加工中心主軸的套筒外圓等。4.4.1.3資料和熱處置主軸資料的選擇主要根據(jù)耐磨性和熱處置變形來(lái)思索。普通機(jī)床主軸，可用45號(hào)或60號(hào)優(yōu)質(zhì)中碳鋼，調(diào)質(zhì)到220H

28、B250HB。其端部的定心錐面、定心軸頸和錐孔等部位，應(yīng)高頻淬硬至HRC50HRC55。假設(shè)采用滑動(dòng)軸承，那么軸頸處也需淬硬，硬度同上。精細(xì)機(jī)床主軸希望淬火變形和應(yīng)力小些，可選用40Cr或低碳合金鋼20Cr、16MnCr5、12CrNi2A等滲碳淬硬至HRC60。采用滑動(dòng)軸承的高精度磨床砂輪主軸，鏜床、坐標(biāo)鏜床、加工中心的主軸，要求有很高的耐磨性，這時(shí)可用滲氮鋼(如38CrMoAlA)經(jīng)滲氮處置，外表硬度可達(dá)HVll00HVl200(相當(dāng)于HRC69HRC72)。 4.4.1.4主軸組件軸承的選用 一、主軸滾動(dòng)軸承的類(lèi)型及選用4.4.1.5支承組件的軸承配置4.4.1.6主軸組件的剛度計(jì)算設(shè)計(jì)

29、和計(jì)算的主要步驟如下： 根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，初選主軸直徑； 選擇主軸的跨距； 進(jìn)展主軸組件的構(gòu)造設(shè)計(jì)，根據(jù)構(gòu)造要求修正上述數(shù)據(jù)； 進(jìn)展驗(yàn)算； 根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)展必要的修正。 一、初選主軸直徑表4.5主軸前軸頸直徑主電機(jī)功率（kw）5.57.51115臥式車(chē)床60-9075-110 90-120 100-160升降臺(tái)銑床60-9075-100 90-110 100-120外圓磨床55-7570-8075-9075-100二、主軸懸伸量確實(shí)定 主軸懸伸量a是指主軸前支承徑向支反力的作用點(diǎn)到主軸前端面之間的間隔。它對(duì)主軸組件剛度影響較大。根據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)，縮短懸伸量可以顯著提高主軸組件的剛度和抗振性。因

30、此，設(shè)計(jì)時(shí)在滿足構(gòu)造要求的前提下，盡量縮短懸伸量a。 三、主軸最正確跨距的選擇 主軸的跨距(前、后支承之間的間隔)對(duì)主軸組件的性能有很大影響，合理選擇跨距是主軸組件設(shè)計(jì)中一個(gè)相當(dāng)重要的問(wèn)題。4.4.1.7主軸組件的光滑與密封 一、主軸滾動(dòng)軸承的光滑二、密封4.4.2.1概 述 一、支承件的功用 支承件是機(jī)床的根本構(gòu)件，主要是指床身底座、立柱、橫梁、任務(wù)臺(tái)、箱體和升降臺(tái)等大件。這些大件的作用是支承其它零部件，保證它們之間正確的相互位置關(guān)系和相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡。機(jī)床切削時(shí)，支承件接受著一定的重力、切削力、摩擦力、夾緊力等。 二、支承件的根本要求 1剛度 所謂剛度是指支承件在恒定載荷或交變載荷作用下抵抗變

31、形的才干。前者稱為靜剛度，后者稱為動(dòng)剛度。普通所說(shuō)的剛度往往指靜剛度。支承件要有足夠大的剛度，即在額定載荷作用下，變形不得超越允許值。 2抗振性 抗振性是指支承件抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的才干。抵抗受迫振動(dòng)的才干是指受迫振動(dòng)的振幅不超越許用值，即要求有足夠的靜剛度。抵抗自激振動(dòng)的才干是指在給定的切削條件下，能保證切削的穩(wěn)定性。 3熱變形 機(jī)床任務(wù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械摩擦及切削過(guò)程等都會(huì)發(fā)熱，機(jī)床周?chē)h(huán)境溫度的變化也會(huì)引起支承件溫度變化，產(chǎn)生熱變形，從而影響機(jī)床的任務(wù)精度和幾何精度，這一點(diǎn)對(duì)精細(xì)機(jī)床尤為重要。因此應(yīng)對(duì)支承件的熱變形及熱應(yīng)力加以控制。4內(nèi)應(yīng)力 支承件在鑄造、焊接及粗加工的過(guò)程中

32、，資料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致變形。在運(yùn)用中，由于內(nèi)應(yīng)力的重新分布和逐漸消逝會(huì)使變形增大，超出許用的誤差范圍。支承件的設(shè)計(jì)應(yīng)從構(gòu)造上和資料上保證其內(nèi)應(yīng)力要小，并應(yīng)在焊、鑄等工序后進(jìn)展失效處置。 5其它 支承件還應(yīng)使排屑通暢，操作方便，吊運(yùn)平安，加工及裝配工藝性好等。4.4.2.2支承件的靜剛度與構(gòu)造設(shè)計(jì)一、支承件的靜剛度 支承件的變形普通包括三部分：本身變形、部分變形和接觸變形。 1提高支承件本身剛度 支承件抵抗本身變形的才干稱為支承件的本身剛度，它主要決議于支承件的資料、外形、尺寸和筋板的布置等。在進(jìn)展支承件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從以下幾方面思索提高支承件的本身剛度。 1)正確選擇支承件的截面和尺寸 2)

33、合理布置隔板3)合理開(kāi)窗和加蓋2.提高支承件銜接剛度和部分剛度支承件在銜接處抵抗變形的才干，稱為支承件的銜接剛度。銜接剛度與銜接處的資料、幾何外形與尺寸、接觸面硬度及外表粗糙度、幾何精度和加工方法有關(guān)。 二、支承件的構(gòu)造設(shè)計(jì) 1支承件外形和尺寸確實(shí)定 確定支承件的構(gòu)造外形和尺寸，首先要滿足任務(wù)性能的要求。由于各類(lèi)機(jī)床的性能、用 途、規(guī)格的不同，支承件的外形和大小也不同。 1)臥式床身2)立柱立柱可看作立式床身，其截面有圓形、方形和矩形。 3)橫梁和底座橫梁及底座截面外形2支承件資料的選擇及時(shí)效處置 1)鑄鐵2)鋼 3)時(shí)效處置4.4.3.1概 述 一、導(dǎo)軌的功用和分類(lèi)1運(yùn)動(dòng)軌跡 (1)直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為不斷線，如普通車(chē)床的溜板和床身導(dǎo)軌。 (2)圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌副的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡為一圓，如立式車(chē)床的花盤(pán)和底座導(dǎo)軌。 2摩擦性質(zhì) (1