買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘要 裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度 ,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如：信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。制造技術(shù)和裝備是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)則是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其 產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。 數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展自 1953 年美國(guó)研制出第一臺(tái)三坐標(biāo)方式升降臺(tái)數(shù)控銑床算起，至今已有 53 年歷史了。 20 世紀(jì) 90 年開(kāi)始，計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)的微電子基礎(chǔ)工業(yè)的高速發(fā)展，給數(shù)控機(jī)床的發(fā)展提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，使數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)得到了高速的發(fā)展。我國(guó)數(shù)控技術(shù)研究從1958 年起步，國(guó)產(chǎn)的第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是北京第一機(jī)床廠生產(chǎn)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。雖然從時(shí)間上看只比國(guó)外晚了幾年，但由于種種原因，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展卻一直落后于國(guó)際水平，到 1980 年我國(guó)的數(shù)控 機(jī)床產(chǎn)量還不到 700 臺(tái)。到 90 年代，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展才得到了一個(gè)較大的提速。目前，與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍存在著較大的差距。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。 加工中心：是帶有刀庫(kù)和 自動(dòng)換刀裝置 的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。在中國(guó)香港，臺(tái)灣及廣東 一代也有很多人叫它電腦鑼。工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助機(jī)能，依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。并且有多種換刀或選刀功能，從而使生產(chǎn)效率大大提高。 加工中心由于備有刀庫(kù)并能自動(dòng)更換刀具，使得工件在一次裝夾中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人為干預(yù)，當(dāng)機(jī)床開(kāi)始程序后，它將一直運(yùn)行到程序結(jié)束。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控機(jī)床； 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)； 滾珠絲杠； 仿真 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of in is of is of of is s in in to to to In in NC of to to of of to of 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 NC 953 NC so 3 0 0 of to NC a NC in 958, NC of C to to a to in of is a on 980, s NC is 00 In 990s, s a At to In NC as of s to of an a is a NC 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 it in by a to of in to of a of or so is of in a of do to it to to of 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 第 1 章概述 . 1 題的背景 . 1 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品及研發(fā)現(xiàn)狀 . 4 1 3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 . 6 第 2 章滾珠絲杠螺母副 . 7 珠絲桿副及其支承的選取 . 7 算 . 7 第 3 章伺服電機(jī) . 19 服電機(jī)的選型 . 19 機(jī)負(fù)載扭矩計(jì)算 . 19 量匹配計(jì)算 . 20 服定位精度的驗(yàn)證 . 21 械傳動(dòng)裝置剛度計(jì)算 . 21 服剛度計(jì)算 . 22 第 4 章仿真 分析 . 23 電進(jìn)給系統(tǒng)綜合結(jié)構(gòu)圖 . 23 真分析 . 23 想線性狀態(tài)的仿真分析 . 23 4. 2. 2 具有摩擦非線性因素的仿真分析 . 24 參考文獻(xiàn) . 25 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 致謝 . 28 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 概述 題的背景 制造業(yè)直接體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力水平，是區(qū)別發(fā)展中國(guó)家和發(fā)達(dá)國(guó)家的重要因素。制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主導(dǎo)部門(mén)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，是我國(guó)城鎮(zhèn)就業(yè)的主要渠道和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的集中體現(xiàn)：作為過(guò)去 20 多年我國(guó)綜合國(guó)力提高的主要標(biāo)志。我國(guó)已經(jīng)成為裝備制造業(yè)大國(guó)，但產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)、自主創(chuàng)新能力薄弱、自主創(chuàng)新產(chǎn)品推廣應(yīng)用困難等問(wèn)題依然突出。應(yīng)該看到，我國(guó)目前正處于擴(kuò)大內(nèi)需、加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，對(duì)先進(jìn)裝備有著巨大的市場(chǎng)需求。因此，提高中高檔數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 是機(jī)床行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的首要任務(wù)。必須采取有效措施加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)裝備制造業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 數(shù)控機(jī)床作為現(xiàn)代裝備制造業(yè)的關(guān)鍵裝備，其產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上代表了國(guó)家的工業(yè)現(xiàn)代化水平和競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與裝備制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距，高檔數(shù)控機(jī)床及功能部件大多依靠進(jìn)口，同時(shí)，數(shù)控機(jī)床作為國(guó)防軍工的戰(zhàn)略裝各，是各種武器裝備最重要的制造母機(jī)，是國(guó)防軍工裝備現(xiàn)代化的重要保證口。因此，一些發(fā)達(dá)國(guó)家把高性能數(shù)控機(jī)床作為戰(zhàn)略物 資嚴(yán)加控制，限制我國(guó)進(jìn)口。 根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)市場(chǎng)部提供的國(guó)際招標(biāo)信息，中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)分會(huì)對(duì) 2012年 1 3月份通過(guò)國(guó)際招標(biāo)采購(gòu)的加工中心總量、產(chǎn)品分類占比、產(chǎn)品水平和價(jià)格方面、用戶及制造商情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。進(jìn)一步了解了市場(chǎng)需求，為企業(yè)有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品并積極參與國(guó)際招標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)起到引導(dǎo)作用。根據(jù)國(guó)際招標(biāo)采購(gòu)加工中心匯總表， 2012 年 1 3 月，加工中心中標(biāo)項(xiàng)目共有 153 項(xiàng)，中標(biāo)數(shù)量為 314臺(tái)，產(chǎn)品金額總計(jì) 46962 4萬(wàn)美元。各類加工中心中標(biāo)情況見(jiàn)表 1 1。 表 1 1 各類加工中心中標(biāo)情況 產(chǎn) 品分類 中標(biāo)數(shù)量 產(chǎn)品數(shù)額（萬(wàn)美元） 金額占比 % 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 臥式加工中心 6 臥式加工中心 166 龍門(mén)加工中心 27 其它加工中心 50 立式加工中心 2 立式加工中心 61 其它加工中心 2 總計(jì) 314 00% 2012年 1 3月份通過(guò)國(guó)際招標(biāo)采購(gòu)的 314 臺(tái)加工中心， 分布在 13 個(gè)國(guó)家和地區(qū)。以金額計(jì)算，德國(guó)中標(biāo)額最大，達(dá)到 24387 萬(wàn)美元，占中標(biāo)總額的 51 93；日本中標(biāo)額排第 2，為 13856 06萬(wàn)美元，占中標(biāo)總額的 29 5；法國(guó)排名第 3，中標(biāo)額為 2065 44 萬(wàn)美元，占中標(biāo)總額的 4 4；美國(guó)中標(biāo)額最少，為 11 17萬(wàn)美元，占中標(biāo)總額的 0 02。以數(shù)量計(jì)算，日本中標(biāo)臺(tái)數(shù)最多，為 119 臺(tái)；德國(guó)中標(biāo) 97 臺(tái)名列第 2；法國(guó)中標(biāo) 23 臺(tái)排在第 3；中國(guó)中標(biāo) 17 臺(tái)位列第 4。詳細(xì)情況見(jiàn)表 1 2。 表 1 2 中標(biāo)產(chǎn)品國(guó)別分布及占比 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 制造商國(guó)別或地區(qū) 臺(tái)數(shù) 金額（萬(wàn)美元） 金額占 比 德國(guó) 97 日本 119 法國(guó) 23 意大利 12 瑞士 7 韓國(guó) 12 奧地利 1 中國(guó) 17 捷克 5 西班牙 2 中國(guó)臺(tái)灣 14 新加坡 2 美國(guó) 1 總計(jì) 314 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 由以上數(shù)據(jù)可以看出， 2012 年，世界 28 個(gè)主要機(jī)床生產(chǎn)國(guó)機(jī)床產(chǎn)值 932 億美元，中國(guó)機(jī)床產(chǎn)值 273 6 億美元，約占 30，中國(guó)金屬加工機(jī)床消耗約占全球市場(chǎng)的 45。 2012年，機(jī)床進(jìn)口額 136 6億美元，其中加工中心進(jìn)口 5萬(wàn)臺(tái)，進(jìn)口額 56 5億美元，占進(jìn)口機(jī)床總額的 41 4。 2012年軍工企業(yè)進(jìn)口五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床進(jìn)口數(shù)量約占總進(jìn)口機(jī)床 70。而德國(guó)哈默公司 性能機(jī)床，是我國(guó)進(jìn)口主要機(jī)種之一。 愛(ài)好 軍事的朋友大多都知道著名的“東芝事件”：上世紀(jì)末，日本東芝公司賣(mài)給前蘇聯(lián)幾臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，結(jié)果讓前蘇聯(lián)用于制造潛艇的推進(jìn)螺旋槳，上了幾個(gè)檔次，使美國(guó)間蝶船的聲納監(jiān)聽(tīng)不到潛艇的聲音了，所以美國(guó)以東芝公司違反了戰(zhàn)略物資禁運(yùn)政策，要懲處東芝公司。由此可見(jiàn)，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)對(duì)一個(gè)國(guó)家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)各等等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力?，F(xiàn)在大家普遍認(rèn)為，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)予、大型柴油機(jī)曲軸等加工的唯一手段。是衡量我國(guó)數(shù)控裝備 制造水平的重要依據(jù)之一。與裝備制造發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在五軸加工中心系列化程度、加工功能、加工效率、加工精度和市場(chǎng)占有率上尚有差距。尤其是五軸加工中心國(guó)產(chǎn)制造能力明顯不足，這已經(jīng)成為制約我國(guó)制造業(yè)快速發(fā)展，尤其是制約國(guó)家重大國(guó)防、航空和航天裝備制造能力的瓶頸。 1 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品及研發(fā)現(xiàn)狀 根據(jù)近三年來(lái)，中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)展出機(jī)床產(chǎn)品來(lái)看，展會(huì)展品的特點(diǎn)是：突出智能功能，倡導(dǎo)低碳和綠色制造方式，柔性、復(fù)合、五軸聯(lián)動(dòng)、高精、高速化仍然是數(shù)控機(jī)床的發(fā)展主流，自動(dòng)化水平高，機(jī)床向安全、宜人化深度發(fā)展。 1 1屆展會(huì) 具有五軸聯(lián)動(dòng)功能的機(jī)床展品有 80余臺(tái)套，眾多國(guó)際知名廠家都帶來(lái)展品。如 克朗、森精機(jī)等，臺(tái)灣的崴立、簏馳和友佳公司都帶來(lái)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床展出，國(guó)內(nèi)的沈陽(yáng)集團(tuán)、大連機(jī)床集團(tuán)、北京機(jī)電院等也都展出了五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。展會(huì)展出的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心結(jié)構(gòu)形式多種多樣，從功能上講除了葉片式、葉輪式及龍門(mén)式加工中心外，五軸機(jī)床不再僅展示曲面加工，還有不少是展示一次裝夾，多面高效加工的功能。這是展會(huì)五軸機(jī)床最突出的亮點(diǎn)，也是五軸機(jī)床買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 的發(fā)展趨勢(shì)，更是全面解決方案服務(wù)理念的具體體現(xiàn)。 瑞士 00U 五軸加工中心屬于高效銑削領(lǐng)域中的最新一代產(chǎn)品。機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、穩(wěn)定性好且動(dòng)力出眾。尤為突出的是：它對(duì)第四軸和第五軸的直接驅(qū)動(dòng)使其在加工 500工件時(shí)回轉(zhuǎn)軸和擺動(dòng)軸有充足的動(dòng)能。它具有四種不同類型的工作臺(tái)，可使小型工件在完全聯(lián)動(dòng)的回轉(zhuǎn)擺動(dòng)工作臺(tái)上手動(dòng)輕松裝載，并可以從后面進(jìn)行托盤(pán)交換。機(jī)床主要參數(shù)：行程 (X 850 800X 550動(dòng)軸： +91。 121。，回轉(zhuǎn)軸： 360。，工作主軸： 20000 1，快速移動(dòng)： 45m 作臺(tái)面： 500 630 大承重： 80060把。 0也是一次裝夾多面加工的典范。該機(jī)將萬(wàn)能銑床和立式加工中心的性能完美地結(jié)合，滿足一次裝夾五軸聯(lián)動(dòng)輪廓加工的要求。該機(jī)采用了動(dòng)梁式龍門(mén)結(jié)構(gòu)，直線軸 (X 行程為 600 500 500 軸采用轉(zhuǎn)速 高達(dá) 60動(dòng)范圍為 +5。 1 10。的快速數(shù)控?cái)[動(dòng)分度工作臺(tái)。工作臺(tái)的直徑為 630載能力為 400轉(zhuǎn)軸的力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)提高了機(jī)床的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。 0 標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床采用滾珠絲杠傳動(dòng)，快移速 度為 50 m 機(jī)左側(cè)刀庫(kù)和鏈?zhǔn)酵屑艿脑O(shè)計(jì)也非常巧妙，機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠。標(biāo)配 30 把刀庫(kù)。標(biāo)配 14， 000 軸，用戶也可以選配 18， 000 4， 000 軸。所有主軸可以配置 還有 北京機(jī)電院的 通科技的 500 等五軸加工中心，先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)及控制系統(tǒng)在五軸聯(lián)動(dòng) 7J 口 32 中 ,t上得到了廣泛的應(yīng)用，如直驅(qū)技術(shù)、直線電機(jī)、力矩電機(jī)、內(nèi)裝式電主軸、熱變形控制技術(shù)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)等被廣泛利用。 力矩電機(jī)在五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中起到了特別重要的作用。 從五軸聯(lián)動(dòng)加工中心產(chǎn)品上看，國(guó)內(nèi)五軸機(jī)床已走過(guò)從無(wú)到有，特別引人關(guān)注的時(shí)段。五軸機(jī)床的市場(chǎng)與立、臥式加工中心相比相對(duì)還比較小，如果機(jī)床做不成精品和實(shí)用，不能全面為用戶解決加工問(wèn)題，用戶是不會(huì)輕易采購(gòu)的。國(guó)外眾多知名廠商大多在其原有的機(jī)床上做了很大的改進(jìn)，五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，制造精良，全面解決問(wèn)題的能力非常強(qiáng)，這正是國(guó)內(nèi)廠家需要好好學(xué)習(xí)的，也是我國(guó)五軸機(jī)床的發(fā)展方向。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 1 3 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與裝備 制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距，高檔數(shù)控機(jī)床及功能部件大多依靠進(jìn)口。數(shù)控機(jī)床作為國(guó)防軍工的戰(zhàn)略裝備，是各種武器裝備最重要的制造母機(jī)，是國(guó)防軍工裝備現(xiàn)代化的重要保證。因此，一些發(fā)達(dá)國(guó)家把高性能數(shù)控機(jī)床作為戰(zhàn)略物資嚴(yán)加控制，限制我國(guó)進(jìn)口。大連機(jī)床集團(tuán)有限責(zé)任公司在綜合比較分析國(guó)內(nèi)外五軸聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)，綜合借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)機(jī)床設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)分析手段的基礎(chǔ)上，采用設(shè)計(jì)計(jì)算和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，系統(tǒng)的對(duì)墻式五軸加工中心總體布局、主要功能部件的設(shè)計(jì)、機(jī)床精度保持和機(jī)床高速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能分析等關(guān)鍵項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行深入研究。 論文作者為本 產(chǎn)品主要研發(fā)人之。本文將針對(duì)墻式五軸加工中心開(kāi)發(fā)過(guò)程中機(jī)床結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題展開(kāi)研究，并著重進(jìn)行以下幾方面的分析和論述： (1)機(jī)床總體布局的確定 依據(jù)國(guó)內(nèi)外高檔五軸加工中心的機(jī)床參數(shù)，綜合分析市場(chǎng)需求、投入市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力、企業(yè)生產(chǎn)能力及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等因素，確定合理的機(jī)床參數(shù)；分析各種五軸加工中心結(jié)構(gòu)布局，綜合考慮機(jī)床的整體剛性、性能、制造成本、操作方便等因素，確定切合實(shí)際可行的布局方案。 (2)機(jī)床各傳動(dòng)系統(tǒng)的理論分析及計(jì)算選型 對(duì)機(jī)床三向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析，計(jì)算、校核三向絲杠及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的規(guī)格和型號(hào)；選定主 傳動(dòng)功率，分析主軸形式并確定主傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力參數(shù)；進(jìn)行直取式快速換刀系統(tǒng)理論分析計(jì)算，確定刀庫(kù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速機(jī)的規(guī)格和型號(hào)。 (3)機(jī)床各部件原理分析及結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)要介紹產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)軟件平臺(tái) 點(diǎn)分析三向進(jìn)給傳動(dòng)結(jié)構(gòu)原理、分析提高傳動(dòng)系統(tǒng)性能的措施，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：進(jìn)行直取式快速換刀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理分析及設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)要分析床身、橫梁、滑板、雙軸搖籃轉(zhuǎn)臺(tái)等功能機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)，完成機(jī)床的外觀造型設(shè)計(jì)。 (4)主要結(jié)構(gòu)模型有限元分析 簡(jiǎn)要介紹 化設(shè)計(jì)流程；運(yùn)用 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 滾珠絲杠 螺母副 珠絲桿副及其支承的選取 在半閉環(huán)控制方式中 , 機(jī)床定位精度很大程度上取決于滾珠絲桿的精度 , 其中絲桿的導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定位精度的影響最明顯。因此根據(jù)機(jī)床定位精度要求 , 首先確定絲桿導(dǎo)程精度 , 再根據(jù)機(jī)床行程、快速移動(dòng)速度、承載要求 , 確定絲桿軸長(zhǎng)、導(dǎo)程、直徑。最終選定滾珠絲桿型號(hào)為 50 10長(zhǎng)度分別為 , 軸承型號(hào)為 35 算 (1)滾珠絲杠 選型的初始設(shè)計(jì)條件如表 床各移動(dòng)部件的重量如表 表 滾珠絲杠初始設(shè)計(jì)條件 進(jìn)給方向 驅(qū)動(dòng)數(shù)量 行程（ 快進(jìn)速度（ m/ 定位精度（ 單驅(qū) 1100 60 向 雙驅(qū) 1100 60 向 單驅(qū) 750 60 機(jī)床移動(dòng)部件重量 移動(dòng)部件 橫梁結(jié)構(gòu) 滑板結(jié)構(gòu) 主軸箱結(jié)構(gòu) 工作臺(tái)最大載量 重量（ 2300 500 900 2000 考慮到在沒(méi)有平衡器的情況下，只靠伺服電機(jī)對(duì)主軸單元進(jìn)行升降及位置保買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 持 ，電 機(jī)負(fù)荷過(guò)大，電力耗損量增加，另外，電機(jī)也會(huì)發(fā)熱使得絲杠受熱變長(zhǎng)，影響機(jī)床精度，因此，利用氮?dú)馄胶馄髌胶馄渲亓?，?lái)減輕伺服電機(jī)負(fù)荷，降低電力消耗和發(fā)熱，提高時(shí)的加工度，減輕絲杠及主軸單元導(dǎo)向部的負(fù)荷。 初選 氣平衡器 充氣壓在 7 0始負(fù)荷為 5 6 大負(fù)荷為 6 7衡力取初始值的 90： 5 (2)運(yùn)轉(zhuǎn)條件如表 表 運(yùn)轉(zhuǎn)條件 運(yùn)動(dòng)類型 N） N） N） 傳動(dòng)速度m/用時(shí)間比例（ %） 切削阻力 滑動(dòng)阻力削阻力 滑動(dòng)阻力削阻力 滑動(dòng)阻力重 快進(jìn) 0 55 0 145 0 3855 60000 30 輕中切削 4000 55 4000 145 4000 3855 800 50 重切削 8000 55 8000 145 8000 3855 200 20 注： 1)滑動(dòng)阻力 F=u 中導(dǎo)軌面摩擦系數(shù)： u=0 004 (3)各基本參數(shù)的選定 絲杠直徑： d=45( 絲杠軸底槽徑： 9 4(絲杠螺紋總長(zhǎng)： 大行程 +螺母 長(zhǎng) +余量 軸承安裝距離： 大行程 +螺母長(zhǎng) 2+軸端余量 最大行程： 絲杠總長(zhǎng)度： L 如表 基本參數(shù)的選定 進(jìn)給方向 絲杠螺紋總長(zhǎng) 1330 1330 957 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 軸承安裝距離 1417 1417 1043 最大行程 1120 1120 770 絲杠總長(zhǎng)度 L（ 1672 1672 1300 絲杠選擇精度等級(jí)： 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速 床預(yù)備達(dá)到的最高進(jìn)給速度 V。來(lái)計(jì)算絲杠導(dǎo)程Ph(規(guī)伺服電機(jī) 900(r 機(jī)床快速移動(dòng)速度 000( 計(jì)算公式為 )(3 9 0 0/6 0 0 0 0/ m a xm a x (2故初選擇絲杠導(dǎo)程為 20杠快進(jìn)轉(zhuǎn)速 N： 60000 20=3000(4)直徑、導(dǎo)程、螺母的選定 定動(dòng)載荷的確認(rèn)，如表 表 額定動(dòng)載荷的選定 運(yùn)轉(zhuǎn)類型 N） N） N） 絲杠轉(zhuǎn)速（ 使用時(shí)間比例（ %） 快進(jìn) 55 80 3855 3000 30 輕中切削 4055 2280 145 40 50 強(qiáng)力切削 8055 4480 4145 10 20 因?yàn)?55倍。 平均負(fù)載 312211322321131 ). .( (2買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 平均轉(zhuǎn)數(shù) . . 根據(jù)公式 2 2、 2 3求各方向的平均負(fù)載和平均轉(zhuǎn)數(shù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 f。 表 2 6 平均負(fù)載和平均轉(zhuǎn)數(shù) 進(jìn)給方向 N） 1372 768 3828 Nm(922 922 922 負(fù)載系數(shù) 表 負(fù)載系數(shù)值 沒(méi)有沖擊的平滑運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 通運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 振動(dòng)沖擊的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 床疲勞壽命的一般目標(biāo)值： 0000h(注： 16 小時(shí) 250 天 10 年 0 5移動(dòng)率 )。機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，基本沒(méi)有沖擊，因此，取 本額定動(dòng)負(fù)載 )(10)60( 2311 (2 根據(jù)公式 2 4 求得各進(jìn)給方向需求最 小 基本額定動(dòng)負(fù)載，如表 2 8。 表 各進(jìn)給方向需求 最小基本額定動(dòng)負(fù)載 進(jìn)給方向 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 (N) 17028 9532 47511 初選絲杠基本額定動(dòng)載荷為 69100N，所以滿足使用條件。 容許轉(zhuǎn)速的確認(rèn) a危險(xiǎn)速度 取 f=21 9，絲杠快進(jìn)轉(zhuǎn)速為 n=3000 )(10 72 (2計(jì)算最小軸底槽徑 根據(jù)公式 表 各進(jìn)給方向最小軸底直徑值 表 進(jìn)給方向 （ 于初定參數(shù)中，絲杠直徑： d=45(軸底槽徑： d。 =39 4227 5(所以滿足使用條件。 b求 d 135000300045 滾珠絲杠系統(tǒng)剛度的確認(rèn) a 螺桿剛性： 性位移量 ) 在產(chǎn)生最大軸向 位 移的螺桿中央位置上進(jìn)行計(jì)算： )/(10 32 (2買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 )(10 32 (2(縱向彈性系數(shù) E=b螺母剛性 性位移量 1/3左右的最大軸向負(fù)載設(shè)為預(yù)壓負(fù)載： 31m a x)(2 (其中剛性值 K=1470 N m，基本額定動(dòng)負(fù)載 9100N，剛性計(jì)算基準(zhǔn)系數(shù) =(2c支撐軸承剛 性位移量 支撐軸承為滾珠絲杠用推力角接觸球軸承 (2A ，軸承組合型號(hào)為： 2A 72 軸承剛性值： 260 N m (2計(jì)算結(jié)果： (2將 a、 b、 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 表 各進(jìn)給方向滾珠絲杠剛度計(jì)算值 進(jìn)給方向 螺桿 螺母（公稱型號(hào)：6E） 軸承 合計(jì) L m N B 向 260 向 260 向 260 進(jìn)給方向絲杠剛度計(jì)算結(jié)果滿足要求。 (5)基本的安全性確認(rèn) 可軸向負(fù)載確認(rèn) 表 壓屈負(fù)載系數(shù)值 安裝方式 m N 固定 自由 單支撐 簡(jiǎn)單支撐 固定 簡(jiǎn)單支撐 固定 固定 4142 )10( m 將公式 表 各進(jìn)給方向最小軸底直 徑值 進(jìn)給方向 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 因?yàn)槌踹x絲杠 9 416 89，所以滿足要求。 允許轉(zhuǎn)速確認(rèn) a 危險(xiǎn)速度 72 10 (2表 各進(jìn)給方向最大容許轉(zhuǎn)速值 進(jìn)給方向 為初選絲杠 n=300020000 h，所以滿足要求。 (6)對(duì)適合要求性能的項(xiàng)目進(jìn)行確認(rèn) 精度的確認(rèn) a定位精度： 選用定精度等級(jí)： 據(jù)絲杠樣本查得： 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 表 2 16 x Y Z 進(jìn)給方向定位用代表性移動(dòng)量誤差 進(jìn)給方向 600 600 250 足機(jī)床定位精度： 0 02X、 Y， 0 016 b熱位移量 根據(jù)公式 (2其中熱膨脹系數(shù) 31012 16 ， ,得出： 表 2 17 各進(jìn)給方向熱位移量 進(jìn)給方向 X 向 Y 向 Z 向 c預(yù)張力 為了吸收絲杠受熱延伸量，通常在安裝絲杠時(shí)對(duì)其施加一定的張力，它相當(dāng)于桿溫度升高 23時(shí)的張力。 根據(jù)公式 2 （ 2 得出對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸合理的拉伸量時(shí)的預(yù)緊力： 0009037 d支撐軸承校核 將軸承基本額定動(dòng)載荷 預(yù)張力 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 可以 為標(biāo)準(zhǔn)，校核軸承。 表 軸承校核值 軸承型號(hào) N) 2720500 算結(jié)果滿足要求。 驅(qū)動(dòng)扭矩的確認(rèn) 表 2 19 驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)表 項(xiàng)目 驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào) 90 F 90 F 90 F 子慣量 a負(fù)載 絲桿慣性力矩： 432 （ 2 其中： 7 8 m)， 0 045(表 2 20 各進(jìn)給方向 進(jìn)給方向 m) 動(dòng)部分慣性矩： 2)2( w （ 2 其中： 0 02(m) 表 2 21 各進(jìn)給方向 進(jìn)給方向 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 Jw(m) 軸器慣性矩： 根據(jù)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)設(shè)定： m)。 合計(jì)： 表 2 22 各進(jìn)給方向慣性力矩及其與驅(qū)動(dòng)電機(jī)比值 進(jìn)給方向 X 向 (W+C) W+ L/b驅(qū)動(dòng) 扭 (2其中 12 按軸承組合的起動(dòng)扭矩值求得 : )( 取 1= 2 23 各進(jìn)給方向扭矩值表 T(N m) 快進(jìn)時(shí) 切時(shí) 切時(shí) 機(jī)額定扭矩大于 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 表 2 24 電機(jī)規(guī)格參數(shù)表 項(xiàng)目 電機(jī)型號(hào) 90 F 90 F 90 F 定轉(zhuǎn)速 (3000 3000 3000 額定扭矩 (N m) 扭矩 (N m) 高轉(zhuǎn)速 (3900 3900 3900 最大扭矩 (N m) 150 150 150 電機(jī)慣量 (m) 定輸出攻略（ .9 ： 2)(1 (2表 3 25 各進(jìn)給方向加速時(shí)間值 進(jìn)給方向 s) 中 0(m/表 2 26 各進(jìn)給方向加速度值 進(jìn)給方向 a (m/s) a (g) 定三向進(jìn)給加速度 5 m/s ，根據(jù)以上計(jì)算確定達(dá)到要求的目標(biāo)值。 通過(guò)以上的計(jì)算和校核，我們選定本機(jī)床的絲杠型號(hào)為： 6E 向電機(jī)型號(hào)分別為 90 F 制動(dòng) )， 90 F 制動(dòng) )， 90制動(dòng) )。買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 第 3 章 伺服電機(jī) 服電機(jī)的選型 數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)出的控制指令 , 是通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)床執(zhí)行部件的。所選電機(jī)應(yīng)滿足下列條件 : 在所有進(jìn)給速度范圍內(nèi) , 空載進(jìn)給扭矩小于電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 ; 最大負(fù)載扭矩小于電機(jī)額定 轉(zhuǎn)矩 ; 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與進(jìn)給負(fù)載慣量合理匹配 ; 定位加速時(shí)的最大扭矩小于電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。因此 , 必須進(jìn)行最大負(fù)載扭矩計(jì)算、慣量匹配計(jì)算和加減速扭矩計(jì)算 , 據(jù)此確定合適的電機(jī)型號(hào)。 電機(jī)負(fù)載扭矩即滾珠絲桿克服外部載荷作等速運(yùn)動(dòng)所需的力矩 , 可按下式計(jì)算 12 （ 3 式中 :在絲桿上的軸向外部載荷 ( N) , 其值與 軸向進(jìn)給力大小相等方向相反 ; 桿導(dǎo)程 1- 滾珠絲桿的正效率 螺母滾珠絲桿的預(yù)緊力矩 ,