畢業(yè)設計（論文）-簡易型教學數(shù)控銑床的設計

I簡易型教學數(shù)控銑床的設計摘要本次所選的畢業(yè)設計題目為簡易型教學數(shù)控銑床的設計，在此次設計中充分利用本專業(yè)所學的機械設計及其自動化方面的知識，根據(jù)所選定的相關參數(shù)為線索圍繞著主軸電機和步進電機的選擇進行了一系列的設計和計算。此次設計的銑床主要用于日常教學的實驗儀器，因而加工精度的要求不高，結構簡單，方便拆卸，易于維修。為了利于推廣和使用，采用特殊的中空式立柱和底座，可以有效降低整個機床的質量和體積，方便搬運到不同教室進行使用。本次設計為了保證機床在切削木料或者玻璃時的加工精度，我采用了導軌、滾珠絲杠和工作臺一體的伺服驅動的結構形式。通過此次設計讓我對數(shù)控銑床的結構有了進一步的了解，也讓我對機械設計有了更深的認識。關鍵詞：數(shù)控銑床，步進電機，滾珠絲杠全套圖紙加V信153893706或扣3346389411

ABSTRACTTheselectedgraduationdesigntopicisthedesignofsimpleTeachingCNCmillingmachine.Inthisdesign,wemakefulluseofthemechanicaldesignandautomationknowledgelearnedinthismajor,andcarryoutaseriesofdesignandcalculationaroundtheselectionofspindlemotorandsteppingmotoraccordingtotheselectedrelevantparametersasclues.Themillingmachinedesignedinthispaperismainlyusedinthedailyteachingofexperimentalinstruments,sotherequirementsofprocessingaccuracyarenothigh,thestructureissimple,easytodisassemble,easytomaintain.Inordertofacilitatethepromotionanduse,thespecialhollowcolumnandbasecaneffectivelyreducethequalityandvolumeofthewholemachinetool,andfacilitatethetransporttodifferentclassroomsforuse.Inordertoensurethemachiningaccuracyofthemachinetoolwhencuttingwoodorglass,thisdesignadoptsthestructureofservodrivewhichintegratesguiderail,ballscrewandworktable.Throughthisdesign,IhaveafurtherunderstandingofthestructureofCNCmillingmachine,andalsohaveadeeperunderstandingofmechanicaldesign.KEYWORDS:CNCmillingmachine,Steppermotor,Ballscrew目錄摘要 IABSTRACT II一、緒論 11.1課題的來源 11.2課題的背景和意義 11.3數(shù)控銑床的發(fā)展狀況 21.4數(shù)控銑床的發(fā)展趨勢 2二、總體方案設計 42.1銑床類型選擇 42.2銑床各項技術要求參數(shù)的確定 42.3系統(tǒng)方案及機械結構方案的設計 4三、傳動電機的選擇計算 63.1進給時切削力的計算 63.1.1切削時圓周力Fc的確定 63.1.2切削時軸向力Fo得確定 73.1.3主軸平面合力Fr的確定與切削力矩的計算 73.2主軸電機的選擇 73.2.1系統(tǒng)中的各要求參數(shù)確定 83.2.2主電機的確定 83.3步進電機的選擇 93.3.1步距角的確定 93.3.2絲杠在不同軸轉動慣量的計算 93.3.3步進電機等效負載校核計算 11四、系統(tǒng)中主要零部件設計計算 134.1主軸的設計與校核計算 134.1.1主軸的設計計算 134.1.2主軸的強度校核計算 144.2軸承的選擇與校核計算 164.2.1軸承的選擇計算 164.2.2軸承的校核計算 174.3滾珠絲杠的選擇計算 184.3.1軸向壓力的確定 184.3.2絲杠最大動負荷的計算 184.3.3剛度校核 194.4其他部分的選用和設計 194.4.1導軌的選用 194.4.2底座的設計 204.4.3工作臺的設計 204.4.4立柱的設計 204.4.5其他部件的選用 20五、銑床的潤滑和密封 215.1銑床的潤滑 215.2銑床的密封 21總結 22致謝 23參考文獻 24

一、緒論1.1課題的來源隨著我國科學技術的進步和綜合國力的提高，越來越多的大學生涌入校園來提高自身素質，老師在日常教學中關于數(shù)控機床方面的知識講述的都比較抽象，難免會有大部分同學會感到迷惑，因此需要借助實際的實驗操作來對老師講授的課本知識進行深化理解從而得到良好的教學效果。但是大部分的數(shù)控機床體積大，不易于搬動、價格昂貴、軟硬件的條件也不允許，無法應用于日常的教學實驗中。為解決這樣問題設計一種結構簡單、成本低、易于搬動、功能齊全，且能夠完成日常教學需要的簡易型教學數(shù)控銑床顯得尤為重要。通過這次畢業(yè)設計，會把我在大學期間所學的知識進行全面的綜合與深化，以達到自我提高和自我進步的目的。1.2課題的背景和意義數(shù)控技術是實現(xiàn)機床進行自動工作的核心技術，是現(xiàn)代化機械制造的核心，也與我國的戰(zhàn)略地位和綜合國力的提升有著密不可分的聯(lián)系。數(shù)控技術在我國的廣泛應用不僅極大地解放了我國的勞動生產力，也使制造業(yè)的先進程度變?yōu)楹饬课覈I(yè)化程度的重要指標。數(shù)控技術應用的范圍越來越廣泛，數(shù)字化發(fā)展符合世界發(fā)展的潮流，我們身邊處處都有著數(shù)控技術，在不知不覺中走進了我們的生活，與我們密不可分。數(shù)控銑床是指銑床通過計算機進行控制，通過不同數(shù)字代碼來實現(xiàn)銑床進行自動加工的機床。數(shù)控銑床和普通銑床結構有些相似，兩者加工零件時的加工工藝也基本相同，但是數(shù)控銑床依靠程序控制來對工件進行加工，所以應用數(shù)控銑床會降低勞動成本，提升生產效能，提高產品的合格率。當今教學設備是制約當代數(shù)控技術教學質量的首要問題，為了解決這一問題，因此進行了簡易型教學數(shù)控銑床的設計，完成了簡易型教學數(shù)控銑床的方案選擇、主要機械部件或零件的選擇和計算。本次設計有以下幾個特點：1.銑床不是很沉，方便同學或老師搬動。2.考慮到老師實驗室和講臺空間問題，本次設計的銑床占地面積較小。3.考慮到日常教學，此次設計的銑床基本能夠勝任相關的課程實驗任務?？煽闯霰敬卧O計十分適合普通的日常課堂教學和實驗教學，能夠極大地提高教學質量，對我國數(shù)控技術方面人才的培養(yǎng)有著極大地幫助。1.3數(shù)控銑床的發(fā)展狀況當世界上第一臺電子計算機在世界上問世，當時大多數(shù)人不會認為計算機會代替人腦，隨著計算機的發(fā)展，計算機逐漸顯示出可以代替部分人腦，并且可以幫助人們減輕一些勞動負擔，隨著計算機的進一步發(fā)展，使人們逐步走進信息社會。隨著計算機逐步的廣泛應用，計算機技術也被應用到了機床上，在1952年，成功融合了計算機技術的數(shù)控機床在美國誕生。從那以后，隨著數(shù)控系統(tǒng)的逐步發(fā)展，生產效率逐步提高，解放了勞動生產力，簡化了機床的操作流程，對工人的個人素質也逐步提高。20世紀50年代初，第一臺具有數(shù)控（NC）的計算機被創(chuàng)造了出來，當時最先研制的計算機僅僅只擁有算數(shù)的能力，并且運算速度不快，無法對復雜的數(shù)據(jù)進行素質化處理，因此無法做到對機床進行實時的控制。為了解決這一問題，人們發(fā)明出一種機床專用計算機，使用這種機床專用計算機充當數(shù)控系統(tǒng)，因而早期的數(shù)控（NC）就由此誕生了。跟隨計算機的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)得到了進一步的發(fā)展。到20世紀70年代，小型計算機的使用開始多了起來，它就成為了數(shù)控系統(tǒng)核心的不二選擇，數(shù)控得到了新一步的發(fā)展。計算機技術飛速發(fā)展，在1971年先進的研究者們研制出了計算機的核心部件微處理器。緊接著三年后，微處理器就開始應用于數(shù)控系統(tǒng)之中。微處理器為通用計算機的核心部件，而通用計算機是數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，仍稱它為計算機數(shù)控。到了20世紀90年代，計算機的功能得到了很大的提升，計算機產量得到進一步提高，個人計算機也由此而來。此時的個人計算機已經(jīng)符合做數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求，數(shù)控系統(tǒng)從此開始進入了基于個人計算機的時代。1.4數(shù)控銑床的發(fā)展趨勢銑床的生產技術不斷進步，越來越多的高檔銑床被生產出來并廣受各機械加工廠的搶購，各個機床生產廠生產的高端銑床在整個市場中售出的比例越來越成為各個機床廠重要的競爭指標。高端銑床的廣泛應用，在去年第一季度，我國對機床工具相關產品的進口比例比以往增加了60%，進口比例比以往有了很大的提高。可知我國市場對于高檔機床的需求還是非常大的。在近幾年，中低檔機床的市場占有比例持續(xù)下降，在這種趨勢下我們務必要提高一下中低檔機床的市場競爭力。通過我的調查研究發(fā)現(xiàn)，限制中低檔機床的因素有以下幾點：1.中低檔機床產品質量偏低，成本偏高2.對于主要的數(shù)控系統(tǒng)和主要的機床功能部件大多數(shù)掌握在外國人手里3.技術研發(fā)手段不夠成熟對于目前解決上述問題十分重要，高檔機床的市場固然重要，中低檔機床在整個市場中起的作用也不能忽視?，F(xiàn)在我國各個機床制造廠都在抓緊在國外數(shù)控系統(tǒng)的基礎上進行研發(fā)，并想盡辦法來提高中低檔機床的質量，在保證中低檔機床擁有原來功能的基礎上并可以根據(jù)技術的發(fā)展用增加某一零部件而進行自我更新的能力，因而間接會使售后服務業(yè)得到發(fā)展。因此，當代數(shù)控機床正向高速高效、高精度、高可靠性、多軸化、智能化、網(wǎng)絡化、柔性化、綠色化的方向平穩(wěn)發(fā)展。

二、總體方案設計2.1銑床類型選擇銑床的類型繁多，通常以不同的布局方式和產品加工數(shù)量范圍來給予區(qū)分：1.升降臺銑床:工作臺是可以朝三個主要坐標軸進行進給的銑床，主要有三種形式：萬能式、臥式和立式，中小機械零件可以選擇這類機床加工。2.龍門銑床：龍門銑床可根據(jù)加工對象的不同可以劃分為龍門鏜銑床和龍門刨銑床，要是加工精度要求很高的大型零件可以選擇龍門銑床，還可以對大型零件進行成批生產。3.工作臺水平移動銑床：可根據(jù)工作臺樣式的不同可劃分為矩形工作臺水平移動銑床和圓形工作臺水平移動銑床，加工過程是通過工作臺的平面運動和銑刀沿著立柱上下移動來實現(xiàn)對工件的加工。4.儀表銑床：儀表銑床是一種小型的數(shù)控銑床，主要是用來加工測量儀器和小型零部件的銑床。由于本次設計的簡易型教學數(shù)控銑床主要用于教學（例如在木板上畫圖形），所以選擇工作臺水平移動這種類型的銑床。臥式銑床的主軸是水平布置的，而立式銑床的主軸是垂直布置的，為了使在教學過程中切換刀具方便，因此最終確定使用工作臺水平移動銑床中的立式銑床類型。2.2銑床各項技術要求參數(shù)的確定表2-1簡易型教學數(shù)控銑床技術要求參數(shù)坐標軸數(shù)3聯(lián)動方式X與Y方向聯(lián)動控制精度0.01mm定位精度0.02mmX軸行程115mmY軸行程95mmZ軸行程35mm操作方式手動和自動程序輸入方式鍵盤或USB接口銑刀夾具要求低2.3系統(tǒng)方案及機械結構方案的設計在整個銑床中，銑床是由各個小部分組合而成，只有確定了設計的機床擁有如何的性能才能對各個部分進行選擇和設計。本次設計的銑床為三個方向可以做直線運動的銑床，因此可以通過使用步進電機或伺服電機作為位移控制的電機，并且使用直線導軌來進行導向和支撐，考慮到使用要求方面的因素，因此我們選擇步進電機。為了保證位移的控制精度，為此我選擇使用絲杠-螺母機構。在銑床工作的過程中，還要保證各軸向運動精度，因此我們還要添加導向裝置。我們使用如圖2-1的機構簡圖，為了簡化銑床結構，減少傳動過程中的能量損失，我們采用步進電機只經(jīng)過一個機械部件直接與滾珠絲杠相聯(lián)接的方案，并直接將電動機輸出軸的旋轉運動直接轉換成了滾珠絲杠的水平運動。為了使工作臺在各個方向上運動更加準確，我們將工作臺與螺母焊接在一起放在導軌上，使兩者一塊運動，并通過導軌的導向與支撐的作用實現(xiàn)預期要求。綜上所訴，為了簡化設計降低成本，我們使用各運動軸直接受電機驅動的方式，而Z軸方向的進給方案采用直流步進電機直接驅動的方案，采用的系統(tǒng)工作圖如圖2-2所示。圖2-1運動傳動簡圖圖2-2銑床系統(tǒng)工作原理框圖

三、傳動電機的選擇計算電動機是機器運動的動力源泉，將電能轉變成為機械能來帶動整個機床工作，電動機種類繁多，如何在眾多電動機中選擇適用的電動機是本章主要研究的問題。本次設計被加工的材料主要是木材或玻璃，為了提高機器的使用性能，我按照進行銑削玻璃的要求進行設計。3.1進給時切削力的計算銑床在進行工作時用于切削時的圓周力會消耗銑床大量的功率，銑床的刀具在工作時不僅會有圓周切削力Fc，還會有徑向切削力FW與軸向切削力Fo（a）（b）（c）（d）圖3-1銑刀受力圖3.1.1切削時圓周力Fc的確定查《機械制造工藝手冊》得F查《機械設計手冊》得：Cf=160，ae=df=5mm，ap=1mm；通過最初方案選定銑床的進給速度af為查《機械制造工藝手冊》得a3.1.2切削時軸向力Fo得確定刀具在切削毛坯時會存在軸向力Fo，F(xiàn)o的大小與刀具自身螺旋角β的大小有關，β愈大刀具切削毛坯的軸向力就越大。在計算軸向力時，需要將摩擦力Ft計算在內，由圖3-1（c）可知FF假設β為45F綜上，F(xiàn)3.1.3主軸平面合力Fr的確定與切削力矩的計算由圖3-1（d）此合力Fr由水平方向上的Ff和垂直方向上的FfnFr=查《機械手冊》得順銑公式：Ffn=（0.75~0.80）Fc，F(xiàn)fFfn=（58.4~62.3）N，F(xiàn)f=可得：Fr=（85.4~93.8）綜上可得：Fr=可算的切削力矩Fp取的刀具直徑為6mmF=89.6×3×=0.273.2主軸電機的選擇選用方案時選用主電機通過某一部件直接刀具主軸相聯(lián)接的方案，因此我設計時既要考慮到滿足使用要求還要盡可能的去節(jié)約制造成本，所以我們要合理的選擇使用的主電機。3.2.1系統(tǒng)中的各要求參數(shù)確定表3-1系統(tǒng)各要求參數(shù)脈沖當量δ0.01mm滾珠絲杠直徑12mmX，Y軸最大進給速度600mm/minZ軸最大進給速度400mm/min絲杠導程T2mm絲杠公稱直徑d12mm水平最大切削力89.6N垂直切削力15.4N工作臺質量2KGZ軸刀架總質量0.4KG3.2.2主電機的確定本次設計的教學銑床，主軸轉速n=3000r/min，切削時立銑刀刀具直徑dr=6mm，查機械設計手冊得求切削速度VVc=2切削功率PcPc在銑床實際工作中，P主P通過查機械設計手冊，P主轉化為Pc的效率為0.7~0.85為0.85，由此可通過以下公式得出P主P主=從滿足額定功率和盡量減輕主電機重量方面考慮，我們選用型號為57BL—1030H1—LS—B的無刷直流電機，其各參數(shù)如表3-2所示。表3-2主電機參數(shù)額定功率額定電壓額定轉速額定轉矩最大轉矩定位轉矩極對數(shù)重量100W220V3000r/min0.32N?m0.64N?m0.01N?m50.8kg3.3步進電機的選擇3.3.1步距角的確定因為我們選擇電機與絲杠直接聯(lián)接的方案，通過機械設計手冊差得:傳動比i=1，通過以下公式可將步進電機步進角求出:每轉脈沖數(shù)S為：S=Tsp/（i×δ）=0.2/（1×0.01）=200（脈沖/r步距角α為：α=360。/S=360。查機械設計手冊得，選用步距角為1.5。3.3.2絲杠在不同軸轉動慣量的計算（I）X軸軸向伺服系統(tǒng)的設計計算1）X軸絲杠轉動慣量計算本設計中選用的絲杠直徑d0=12mm，X軸軸向絲杠長度為0.2m，查《機械設計手冊》可知該絲杠的密度為ρ=7.85×103kg/cm3Jwx=2)X軸軸向工作臺的轉動慣量的計算已知δ=0.01mm，α=1.5°，MG=0.3kg，通過以下公式可計算出X軸軸向工作臺的轉動慣量的大小為nmx=Jwy=MG?Vfx/（4π2?nmxJwy=綜上可得X軸軸向的轉動慣量為：=1.824×（II）Y軸軸向伺服系統(tǒng)的設計計算1）Y軸絲杠轉動慣量計算本設計中選用的絲杠直徑d0=12mm，X軸軸向絲杠長度為0.16m，查設計手冊可知該絲杠的密度為ρ=7.85×103kg/cm3Jwy=π×2）Y軸軸向工作臺的轉動慣量的計算已知δ=0.01mm，α=1.5°，MG=0.3kg，通過以下公式可計算出Xnmy=Jsy=MG?Vfx/（4π2?nmxJsy=綜上可得X軸軸向的轉動慣量為：=1.824×（III）Z軸軸向伺服系統(tǒng)的設計計算1）Z軸絲杠轉動慣量計算本設計中選用的絲杠直徑d0=12mm，X軸軸向絲杠長度為0.16m，查設計手冊可知該絲杠的密度為ρ=7.85×103kg/cm3Jwy2)Z軸軸向刀架的轉動慣量的計算已知δ=0.01mm，α=1.5°，MG=0.4kg，通過以下公式可計算出Xnmy=Jsy=MG?Vfz/（4π2?nm）Jsy=綜上可得X軸軸向的轉動慣量為：=1.216×3.3.3步進電機等效負載校核計算（I）X軸軸向等效轉矩計算1）X軸方向上的摩擦轉矩Tμx查機械設計手冊得選用導軌的摩擦系數(shù)μ=0.15，摩擦力FxT=2）X軸方向上切削當量轉矩TFx通過設計計算已知水平方向上最大切削力Fr為86.9N，通過查機械設計手冊可知絲杠傳動時會有部分功損失，因此我們取絲杠的傳動效率ns為0.6，因此X軸切削當量轉矩T綜上，X軸方向上的等效負載轉矩TxT（II）Y軸軸向等效轉矩計算1）Y軸方向上的摩擦轉矩Tμy查機械設計手冊得選用導軌的摩擦系數(shù)μ=0.15，摩擦力FyT=2）Y軸方向上切削當量轉矩TFy通過設計計算已知水平方向上最大切削力Fr為86.9N，通過查機械設計手冊可知絲杠傳動時會有部分功損失，因此我們取絲杠的傳動效率ns為0.6，因此X軸方向上切削當量轉矩T綜上，Y軸方向上的等效負載轉矩TyT（III）Z軸軸向等效轉矩計算1）Z軸方向上的摩擦轉矩Tμz因為在Z軸方向上方向上為垂直式刀架因此導軌的摩擦系數(shù)為0，有：T=2）Z軸方向上切削當量轉矩TFz通過設計計算已知水平方向上最大切削力Fo為15.4N，通過查機械設計手冊可知絲杠傳動時會有部分功損失，因此我們取絲杠的傳動效率ns為0.6，因此Z軸方向上切削當量轉矩T綜上，Z軸方向上的等效負載轉矩TzT為了滿足各方向上的等效轉矩要求，我們選用最大靜轉矩Tmax=0.196N?m，在2800HZ時轉矩是0.064N?m、最大工作臺速度為0.028m/s因為X軸Y軸方向上計算結果相同，因此這兩個方向我們可一塊研究。當工作臺的速度低于0.028m/s時，X軸與Y軸的等效轉矩明顯低于電機轉矩，即0.058N當工作臺是從靜止經(jīng)10秒加速到Vfx=600mmTαx=2π（因為0.059N當Z軸刀架從靜止經(jīng)10秒加速到Vfx=500mmTαz=2π（因為0.052N因此，可以使用已選定的電機。四、系統(tǒng)中主要零部件設計計算4.1主軸的設計與校核計算主軸在機械設備中扮演著人身體內的“骨骼”，它的結構尺寸、制造精度、材料及其熱處理等對整個主傳動系統(tǒng)都有很大的影響。數(shù)控銑床主軸的設計會隨著機床的不同和要求的功能不同而不同。4.1.1主軸的設計計算I）主軸最小直徑dmin已知主軸傳遞的額定功率N為0.08635KW，ni=3000r/min，查《機械設計手冊》可知A=109，又因為N<nid≥1094N為了方便設計取dII）主軸各分段尺寸的確定I段：我們以I段為設計基準，此段需要攻M14×1.5的螺紋與相應的圓螺母配合，內部還需要鉆孔為了與電機軸進行連接，因此我們設計IdI=?12II段：此段需要放置型號為7002AC角接觸球軸承，并通過主軸座進行固定，因此設計II段為：dII=?15III段：起連接作用，并由實際設計來確定，因此設計此段為：dIII=?14IV段：此段需要放置型號為7002AC角接觸球軸承，并通過軸肩與主軸座進行固定，因此設計IV段為：dIV=?15V段：此段為軸肩，此段高度h=（0.07dI+3）~（0.1dI+5）=3.8~dV=?18VI段：此段需要與銑床夾頭相配合，因此長度大小要小于銑床夾頭的長度，通過1：20軸的莫氏錐度與夾具頭錐面配合來限制上下移動的自由度，以達到固定的作用。因此設計VI段為：dVI=?18VII段：通過最初計算已知dmin=8mm，此段處于銑床夾具頭內，此處長度不宜太長，dVII=?8綜上，主軸的形狀尺寸如圖4-1：圖4-1主軸形狀尺寸圖4.1.2主軸的強度校核計算I）徑向載荷與軸向載荷計算通過機械設計手冊查得Cf=158，ae=5mm，ap=1mm，aF=查機械設計手冊得：徑向載荷F軸向載荷FII）外力分析通過分析可知，軸上的外力主要通過軸承來承受，可知各點處的大小為：F軸的外力圖如圖4-2所示 圖4-2主軸的外力圖III）內力分析通過分析外力圖，我們可知主軸受到扭轉切應力和彎曲拉應力，只研究扭轉得可知扭矩圖如圖4-3所示圖4-3扭矩圖只研究彎曲可知彎矩圖如圖4-4所示圖4-4彎矩圖從彎矩圖可明顯看出，c點為危險面，因此只需對c點進行研究。MCA=FMBC=F在C處總彎矩為：MIV）當量彎矩的計算已知C點處易于被破壞，因此計算C點的當量彎矩公式為：Mα為主軸工作時轉矩應力循環(huán)特征不同而產生的應力校對系數(shù)，取α=0.6。已知主電機的額定轉矩T=320N?mmM因此當量彎矩圖如圖4-5所示：圖4-5當量彎矩圖V）主軸的強度校核計算我們只對危險點C進行校核計算，我們選用主軸的材料為45鋼，并進行正火處理，其σb=600MP危險點C處的當量彎曲應力σcσ因為σ所以主軸符合使用要求。4.2軸承的選擇與校核計算4.2.1軸承的選擇計算已知Fr=50.87N因為FaFr=0.533<e，查表得：X=1可知P為：P==本次設計的銑床工作壽命假設為10年，主軸的最小轉動速度n=20r/min，工作時處于室內，并且沖擊載荷不大，有一定的沖擊。查機械設計手冊可知fh=5.3，fn=1.186，fC=f因此，為了滿足要求我們選用7002AC角接觸球軸承。4.2.2軸承的校核計算通過分析可得，軸承的載荷分布圖如下圖4-6所示圖4-6軸承的載荷分布圖I）通過載荷分布圖計算軸向載荷從上圖中明顯看出左側軸承受壓，軸向載荷為：FFII)P1與FF通過上述計算結果查機械設計手冊可知：X1=0.41，Y取沖擊載荷fp=1.8，計算P1P==P==III)軸承的使用校核查機械設計手冊可知7002AC角接觸球軸承的Cr為左側軸承校核L右側軸承校核L可得，選擇的軸承滿足使用要求。4.3滾珠絲杠的選擇計算滾珠絲杠的作用是使回轉運動與直線運動相互轉換的產品，經(jīng)常應用于直線運動與回轉運動相互轉化的機床當中，使用滾珠絲杠還可以極大的提高傳動的效率有效的減少因為摩擦等因素而產生的功，在使用過程中也能夠保證提高生產效率的同時保證整個機床加工產品的加工精度。滾珠絲杠按不同的循環(huán)方式可劃分為外循環(huán)式滾珠絲杠與內循環(huán)式滾珠絲杠。本次設計使用外循環(huán)式滾珠絲杠并用止推軸承放于絲杠兩段的固定方案，以獲得較高的穩(wěn)定性。4.3.1軸向壓力的確定已知系數(shù)K為1.141，摩擦系數(shù)f為0.01，工作臺的重量為3KG，因為X軸和Y軸數(shù)據(jù)相同，我們只對X軸進行計算，X軸軸向壓力為：P=4.3.2絲杠最大動負荷的計算取壽命T為4000h，S=2mm，Vf=600mm/min，可知絲杠轉速n=壽命值L為：L=查課程設計手冊得：運轉系數(shù)fw=1，硬度系數(shù)Q查課程設計手冊，可以取用公稱直徑為12mm的絲杠，并選擇采用型號為FF204-4.3.3剛度校核因受工作負載的影響會使導程發(fā)生變化，導程的誤差?L已知P=0.042N??因為?<4.4其他部分的選用和設計4.4.1導軌的選用對于數(shù)控銑床，最重要的是所選用機床的精準度，剛性和使用壽命。導軌為數(shù)控銑床各項功能的實現(xiàn)打下了堅實的基礎。銑床上各種工作部分都是利用控制軸在各自導軌上進行運動。導軌系統(tǒng)會隨著機床類型和用途不同而不同。導軌主要有以下三個主要功能：1、承載運動導向2、為工件提供光滑運動的表面3、減小加工時切削產生的力對被加工件的影響。加工導軌的毛坯在加工成導軌前必須進行時效處理，這樣才能防止因為原料加工成毛坯后產生的內應力導致加工好的導軌發(fā)生局部尺寸變形的情況。目前，經(jīng)常使用的導軌類型有：直線導軌、直線滾柱導軌、鑲鋼導軌、滑動導軌、燕尾槽導軌。考慮到經(jīng)濟成本我們選用滑動導軌。根據(jù)本次設計的根本情況，我們從圓柱面導軌和棱柱面導軌這兩種形式中進行選擇。低速導軌通常為凸形，凸形導軌因為中間高兩邊低，有雜物會沿著導軌邊緣滑落，不用刻意進行清理。高速導軌通常為凹形，凹形導軌需要安裝保護裝置，防止切屑和污物掉入。在選用導軌時，擺在第一位的是考慮導軌的承受能力，因為此次設計的是教學銑床，所以導軌承受的載荷不會太大，為了適應緊密教學，也必須考慮導軌易于清理，因此我們采用圓柱導軌。我們取X方向上動導軌行程為330mm，Y方向上取動導軌行程為240mm，綜上我們選擇型號為GTA164.4.2底座的設計底座是機床零部件中最重要的一部分，它是整個機床的主要承重部分。本次設計的銑床即要簡化結構還要保證整個機床的穩(wěn)定性，底座我選擇采用整體式結構。為了美化結構，我選擇在底部開槽留出電線引入位置。4.4.3工作臺的設計為了便于加工制造，工作臺采用滑枕和軸相互配合的結構方式，并安放于底座的右側。尺寸的大小由絲桿來決定。4.4.4立柱的設計采用中空型立柱，這將有利于減輕整個機床的重量，也可以將電線從立柱中引出，避免了電線暴露在外的情況。為了降低經(jīng)濟成本，立柱的尺寸大小根據(jù)Z軸的移動長度和銑床的整體布局來決定。立柱通過底座支撐，安放在底座的右側并通過立柱支撐座與底座相連。4.4.5其他部件的選用彈簧和導滑塊等部件應該根據(jù)實際情況選用合適的標準件。

五、銑床的潤滑和密封5.1銑床的潤滑為了增強整個機床的使用性能，在機床的軸承、齒輪、導軌等處添加潤滑液是十分必要的?；A油和添加劑是潤滑油的最主要組成部分，有時為了滿足實際需要還需要添加別的材料。潤滑根據(jù)摩擦狀態(tài)的不同可分為：流體摩擦潤滑和邊界摩擦潤滑。潤滑劑需要根據(jù)實際情況進行選用，例如：滾動軸承的摩擦因數(shù)較小，因而我們對滾動軸承采用脂潤滑，采用這樣方案的目的即可以進一步降低滾動軸承的摩擦因數(shù)可以提高滾動軸承的使用壽命。因為機床的運行都會通過導軌，所以導軌每時每刻都會承受較多的載荷，在一定程度下會導致產生爬行現(xiàn)象，因此我在導軌處采用油潤滑以達到減少阻力提高導軌使用壽命的目的。5.2銑床的密封為了使銑床能夠正常的工作，采用合適的密封裝置尤為重要。機械最初密封的目的是為了防止外部雜物的進入或者是內部潤滑液的泄漏，以保證機床可以穩(wěn)定的工作。根據(jù)密封件與相對運動部件能否相互接觸可分為以下兩種：可接觸式密封和非可接觸式密封。為了應對泄露，密封件應具有以下幾項要求：⒈密封件應有一定的抗熱和抗壓能力。⒉密封件應該擁有較小的摩擦因數(shù)，盡可能降低機床的摩擦損失。⒊要有足夠長的使用壽命，不會因為有一點的磨損就無法使用⒋與工作介質相適應。⒌易于更換，形狀不宜過于復雜，物美價廉。在機械系統(tǒng)中，對于使用不同的潤滑劑對其密封的目的也不相同。油潤滑的密封是為了防止?jié)櫥屯庑购突覊m等雜物進入；脂潤滑的密封目的是為了防止污物進入。綜上，軸承處的密封可采用非接觸式密封。

總結時間飛逝，我的畢業(yè)設計也即將完成，在畢業(yè)設計的這幾周內，每天都要翻閱各種有關的資料，并與同學相互分享設計的經(jīng)驗，遇到不會的及時向老師請教，這幾周過得十分充實，雖然過程很艱辛，但是也讓我學到了不少的知識。在設計遇到困難時，讓我養(yǎng)成了獨立思考問題的習慣，也讓我明確了今后學習工作的目標，使我對以后從事機械制造行業(yè)的相關