買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 任務(wù)書 1設(shè)計(jì)（論文）擬解決的主要問題 通過調(diào)研和分析 小組共同 確定機(jī)床的傳動(dòng)方案、總體布置 形式；完成給定 機(jī)械部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的各部分間能有機(jī)結(jié)合，相互協(xié)調(diào) ；小組共同整個(gè)機(jī)床的 裝配圖和 機(jī)械部分的大部分圖樣。 加強(qiáng)綜合訓(xùn)練，全面提高工程應(yīng)用能力和開發(fā)創(chuàng)新能力，培養(yǎng)相互協(xié)作配合的團(tuán)隊(duì)精神。 重點(diǎn)解決主軸箱部件 設(shè)計(jì) 有關(guān)的技術(shù)問題 。 2設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容和基本要求 技術(shù)參數(shù)： 床身最大回轉(zhuǎn)直徑： 360板最大回轉(zhuǎn)直徑： 190大加工長度： 1000軸轉(zhuǎn)速： 36 1800r/ 低擋無級(jí)變速） ， 主軸錐孔 縱向進(jìn)給最大速度： 4m/向進(jìn)給最大速度： 4m/主電機(jī)功率 設(shè)計(jì)任務(wù)： 機(jī)床總裝配圖、部件裝配圖 、 主要自制件零件圖，總圖量不小于 3 張 開題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯、設(shè)計(jì)計(jì)算書各一份。 設(shè)計(jì)要求： 圖樣全部用計(jì)算機(jī)繪制，符合最新制圖標(biāo)準(zhǔn)；投影正確，表達(dá)完整，布局合理。 注重工作性能和結(jié)構(gòu)、裝配工藝性 ； 外觀造型，力求簡潔、明快；功能滿足，實(shí)用可靠。 理論分析完整清楚；設(shè)計(jì)推導(dǎo)簡要；計(jì)算正確可靠。避免冗長， 杜絕 抄襲 。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 要 數(shù)控技術(shù)水平的高 低和數(shù)控設(shè)備擁有的多少已成為衡量個(gè)國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，在機(jī)械制造中發(fā)揮著巨大的作用，很好地解決了現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率。但是，發(fā)展數(shù)控技術(shù)的最大障礙就是添置設(shè)備的初期投資大，這使許多中小型企業(yè)難以承受。如果淘汰大量的普通機(jī)床，而去購買昂貴的數(shù)控機(jī)床，勢必造成巨大的浪費(fèi)。因此，普通機(jī)床的數(shù)控化改造大有可為。 通過對(duì) 通車床的數(shù)控改造，使其加工精度明顯提高，定位準(zhǔn)確可靠， 操作方便，性能價(jià)格比高。這種方法對(duì)中小企業(yè)設(shè)備的數(shù)控改造有一定的借鑒與推廣作用。本次改造主要針劃車床的主軸系統(tǒng)、刀架系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、反饋環(huán)節(jié)、電器控制柜及數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了改造，改造方法簡單、改造操作步驟便于實(shí)施。 關(guān)鍵詞 ：車床 ； 數(shù)控 ； 改造 ； 進(jìn)給系統(tǒng) ； 主軸 ； 傳動(dòng)系統(tǒng) 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 ow of NC NC of an of as a a to of to NC is to If a of to an NC is to a C is By NC so to to of to is to 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 引言 . 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第一章、總體方案設(shè)計(jì) . 2 傳動(dòng)的組成部分 . 3 床主要部件及其運(yùn)動(dòng)方式的選定 . 4 床的主要技術(shù)參數(shù) . 4 組成部件的特性與所應(yīng)達(dá)到的要求 . 5 第二章、床身設(shè)計(jì) . 7 身對(duì)數(shù)控車床性能的影響及其基本要求 . 7 控車床床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 7 身基本的形式選擇 . 7 控車床床身截面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 8 控車床床身的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 8 控車床床身導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 8 控車床床身材料的選擇和熱處理 . 9 第三章、主軸箱設(shè)計(jì) . 10 . 10 . 11 機(jī)的選取 . 11 制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 . 11 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) . 12 軸（主軸） . 12 . 12 定各齒輪齒數(shù)和模數(shù) . 12 . 14 3. 14 5. 17 1輪的校核 . 20 軸的強(qiáng)度校核 . 23 承的選擇 . 26 第四章、總結(jié) . 27 致 謝 . 28 參考文獻(xiàn) . 29買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 引言回顧即將過去的 20 世紀(jì)，人類取得的每一項(xiàng)重大科技成果，無不與制造技術(shù)，尤其與超精密加工技術(shù)密切相關(guān)。在某種意義上，超精密加工擔(dān)負(fù)著支持最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的重要使命。超精密加工技術(shù)在航天運(yùn)載工具、武器研制、衛(wèi)星研制中有著極其重要的作用。有人對(duì)海灣戰(zhàn)爭中美國及盟國武器系統(tǒng)與超精密加工技 術(shù)的關(guān)系做了研究，發(fā)現(xiàn)其中在間諜衛(wèi)星、超視距空對(duì)空攻擊能力、精確制導(dǎo)的對(duì)地攻擊能力、夜戰(zhàn)能力和電子對(duì)抗技術(shù)方面，與超精密加工技術(shù)有密切的關(guān)系?？梢哉f，沒有高水平的超精密加工技術(shù)，就不會(huì)有真正強(qiáng)大的國防。 超精密 車 床要求其數(shù)控系統(tǒng)具有高編程分辨率（ 1快速插補(bǔ)功能（插補(bǔ)周期 基于 和數(shù)字信號(hào)處理芯片（ 主從式硬件結(jié)構(gòu)是超精密數(shù)控的潮流，如美國的 M 都采用了這一結(jié)構(gòu)。數(shù)控系統(tǒng)的硬件運(yùn)動(dòng)控制模塊（ C）開發(fā)應(yīng)用越來 越廣泛，使此類數(shù)控系統(tǒng)的可靠性和可重構(gòu)性得到提高。我國國防科技大學(xué)研制開發(fā)的 1型數(shù)控系統(tǒng)采用 824 工業(yè)一體化 作站為主機(jī)，用 號(hào)處理器模塊構(gòu)成高速下位伺服控制器。 模塊化、構(gòu)件化是超精密 車 床進(jìn)入市場的重要技術(shù)手段，如美國 司生產(chǎn)各種主軸、導(dǎo)軌和轉(zhuǎn)臺(tái)，用戶可根據(jù)各自的需要組成一維、兩維和多維超精密運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)和 車 床。研制超精密 車 床時(shí)，布局就顯得非常關(guān)鍵。超精密 車 床往往與傳統(tǒng) 車 床在結(jié)構(gòu)布局上有很大差別，流行的布局方式是 “T” 型布局，這種布局使 車 床整體剛度較高，控制也 相對(duì)容易，如 司生產(chǎn)的大部分超精密 車 床都采用這一布局。模塊化使 車 床布局更加靈活多變，如日本超硅晶體研究株式會(huì)社研制的超精密 車 床，用于 車 削超大硅晶片 ,采用三角菱形五面體結(jié)構(gòu)，用于提高剛度；德國蔡司公司研制了 4軸精密 車 床 于加工自由形式表面，該 車 床除了 X、 Z 和 C 軸外，附加了 A 軸，用于加工自由表面時(shí)控制砂輪的車 削點(diǎn) 。 此外，一些超精密加工 車 床是針對(duì)特殊零件而設(shè)計(jì)的，如大型高精度天文望遠(yuǎn)鏡采用應(yīng)力變形盤加工，一些非球面鏡的研拋加工采用計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面成形技術(shù)（ 工，這些 車 床都具有和 通用 車 床完全不同的結(jié)構(gòu)。由 此可見，超精密 車 床的結(jié)構(gòu)有其鮮明的個(gè)性，需要特殊的設(shè)計(jì)考慮和設(shè)計(jì)手段。 為保證超精密 車 床有足夠的定位精度和跟蹤精度，數(shù)控系統(tǒng)必須采用全閉環(huán)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 結(jié)構(gòu)，高精度運(yùn)動(dòng)檢測是進(jìn)行全閉環(huán)控制的必要條件。雙頻激光干涉儀具有高分辨率（如 ）與高穩(wěn)定性，測量范圍大，適合作 車 床運(yùn)動(dòng)線位移傳感器使用。但是雙頻激光干涉儀對(duì)環(huán)境要求過于苛刻，使用和調(diào)整非常困難，使用不當(dāng)會(huì)大大降低精度。根據(jù)我們的使用經(jīng)驗(yàn)，德國司生產(chǎn)的光柵尺更適合超精密 車 床 運(yùn)動(dòng)檢測，如該公司 401,材料長度 220辨率為 2用 料制成幾乎達(dá)到零膨脹系數(shù)（ k），動(dòng)靜尺間隙為 對(duì)環(huán)境要求低，安裝和使用方便，如pt 精密 車 床都使用了 在數(shù)控軟件方面，開放性是一個(gè)發(fā)展方向。國外有關(guān)開放性數(shù)控系統(tǒng)的研究有歐共體的 國的 國國防科技大學(xué)在此基礎(chǔ)上提出了構(gòu)件化多自由度運(yùn)動(dòng)控制軟件，可根據(jù) 車 床成形系統(tǒng)的布局任意組裝 軟件，符合 車 床模塊化發(fā)展的方向。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 第一章、總體方案設(shè)計(jì) 機(jī)床工業(yè)是機(jī)器制造業(yè)的重要部門，肩負(fù)著為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防現(xiàn)代化提供技術(shù)裝備的任務(wù)，是使現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)具有高生產(chǎn)率和先進(jìn)的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的保證。設(shè)計(jì)機(jī)床的目標(biāo)就是選用技術(shù)先進(jìn)。經(jīng)濟(jì)效果顯著的最佳可行方案，以獲得高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 我國是一個(gè)機(jī)床擁有量大、 大部分機(jī)床役齡長、數(shù)控化程度不高的發(fā)展中國家。 因此，從事機(jī)床設(shè)計(jì)的人員，應(yīng)不斷地把經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的新理論、新技術(shù)、新方法應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，做到既要技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益好、效率高。要不斷的吸收國外的成功經(jīng)驗(yàn)，做到既要符合我國國情，又要趕超國際水平。要不斷的開拓創(chuàng)新，設(shè)計(jì)和制造出更多的生產(chǎn)率高、靜態(tài)動(dòng)態(tài)性能好、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、維修容易、造型美觀、耗能少、成本低的現(xiàn)代化機(jī)床。設(shè)計(jì)本 著以上原則進(jìn)行，盡量向低成本、高效率、簡化操作、符合人機(jī)工程的方向考慮。 傳動(dòng)的組成部分 主傳動(dòng)由動(dòng)力源、變速裝置及執(zhí)行元件（如主軸、刀架、工作臺(tái)等）部分組成。主傳動(dòng)系統(tǒng)屬于外聯(lián)系傳動(dòng)鏈。 數(shù)控車床 主傳動(dòng)包括 的內(nèi)容較普通車床的少，一般由：動(dòng)力源（變頻電動(dòng)機(jī)）、主軸組件等 組成。 （ 1）、動(dòng)力源 電動(dòng)機(jī)，它給執(zhí)行件提供動(dòng)力，并使其獲得一定的運(yùn)動(dòng)速度和方向。 （ 2）、 主軸組件 機(jī)床的執(zhí)行件之一，它由主軸支承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件等組成， （ 3）、 開停裝置 用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的啟動(dòng)和停止的機(jī)構(gòu)，本設(shè) 計(jì)中采用 控制程序來 實(shí)現(xiàn)主軸的啟動(dòng)和停止。 （ 4）、 制動(dòng)裝置 用來控制主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，以減少輔助時(shí)間。本設(shè)計(jì)中采用 電機(jī)反向制動(dòng) 。 （ 5）、 潤滑與密封 為了保證主傳動(dòng)的正常工作和良好的使用壽命，必須有良好的潤滑裝置和可靠的密封裝置。本設(shè)計(jì)中采用箱外循環(huán)強(qiáng)制潤滑，主軸組件買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 采用迷宮式密封。 （ 6）、 箱體 上述個(gè)機(jī)構(gòu)和裝置都裝在箱體中，并應(yīng)保證其相互位置的準(zhǔn)確性。本設(shè)計(jì)中采用灰鐵鑄造箱體。 （ 7）、 刀架 數(shù)控機(jī)床中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)刀架的自動(dòng)控制，采用制動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。 床主要部件及其運(yùn)動(dòng)方式 的選定 主運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)采用主軸箱 實(shí)現(xiàn) 。其中，電動(dòng)機(jī)至于機(jī)座內(nèi) 。 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn) 本次所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由 行 控制，因此在 X、 Y 方向上，進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 與普通機(jī)床相似，都 采用滾珠絲杠螺母副，其動(dòng)力由步進(jìn)電機(jī)通過齒輪傳遞。齒輪的消隙采用偏心環(huán)調(diào)整。 控制的實(shí)現(xiàn) 采用 個(gè)控制按扭均安裝在控制臺(tái)上，而控制臺(tái)擺放在易操作的位置， 本設(shè)計(jì)將控制臺(tái)放在主軸箱上面 。 機(jī)床其它零部件的選擇 考慮到生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，機(jī)床附件如油管、行程開關(guān)等，以及標(biāo)準(zhǔn)件如滾珠絲杠、軸承等均選擇外購形式。 床的主要技術(shù)參數(shù) 由設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，現(xiàn)將 數(shù)控車床的主要技術(shù)參數(shù) 及加工范圍技術(shù)參數(shù) 列于下： 項(xiàng)目 規(guī)格 單位 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 360 大工件長度 1000 板最大回轉(zhuǎn)直徑 190 軸前端錐孔 莫氏 6號(hào)錐度 / 主軸轉(zhuǎn)速范圍 36 1800 r/文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) 高低擋無級(jí)變速 / 主軸電機(jī)輸出功率 5.5 縱向進(jìn)給最大速度 4 m/向進(jìn)給最大速度 4 m/組成部件的特性與所應(yīng)達(dá)到的要求 1 床身 機(jī)床床身采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵，內(nèi)部筋采用 U 形布局，床身整體剛性高?；瑒?dòng)導(dǎo)軌面采用中頻淬火，淬硬層深。硬度達(dá) 上，拖板滑動(dòng)面貼塑，使得進(jìn)給系統(tǒng)的剛度，摩擦阻尼系數(shù)等動(dòng)、靜特性都處于最佳狀態(tài)。 2. 床頭箱結(jié)構(gòu) 機(jī)床主軸箱內(nèi)的傳動(dòng)齒輪均經(jīng)淬硬磨齒處理，傳動(dòng)比穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低。機(jī)床主軸為二支撐結(jié)構(gòu)，前支撐采用 滑油潤滑，提高了回轉(zhuǎn)精度，使機(jī)床主軸具有良好的精度和剛性。機(jī)床采用單片式電磁 離合器，解決主軸的剎車及離合問題 。 機(jī)床兩軸進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠的典型傳動(dòng)方式 ，在滑板與床鞍及床鞍與床身之間的滑動(dòng)面處貼有 動(dòng)磨擦系數(shù)非常小，有助于提高了機(jī)床的快速響應(yīng)性能及生產(chǎn)效率。在進(jìn)給系統(tǒng)各滑動(dòng)處及兩軸絲杠絲母處都設(shè)置了潤滑點(diǎn)。 4. 刀架 機(jī)床采用立式四工位刀架，該刀架布刀方便，剛性好。 5. 尾座采用手動(dòng)尾座 6. 冷卻系統(tǒng) 冷卻箱放在后床腿中。 電路的動(dòng)力回路，均有過流、短路保護(hù)，機(jī)床相關(guān)動(dòng)作都有相應(yīng)的互鎖，以保障設(shè)備和人身安全。 電氣系統(tǒng)具有自診斷功能，操作及維修人員可根據(jù)指示燈及顯示器等隨時(shí)觀買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 察到機(jī)床各部分的運(yùn)行狀態(tài)。 當(dāng)機(jī) 床遇到外 部突然斷電或自身故障時(shí)，由控制電路的 設(shè)計(jì)，機(jī)床可動(dòng)進(jìn)給軸，冷卻電機(jī)等如已在 “ 啟動(dòng) ” 狀態(tài)者，將進(jìn)入 “ 停止 ” 狀態(tài)；如已在 “ 停止 ”狀態(tài)的則不可自行進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)， 機(jī)床具有報(bào)警裝置及緊急停止按鈕，可防止各種突發(fā)故障給機(jī)床造成損壞。由于軟件的合理設(shè)計(jì)，報(bào)警可通過顯示器顯示文字及報(bào)警號(hào)，通過操作面板的指示燈指示；機(jī)床根據(jù)情況將報(bào)警的處理方式分為三類：對(duì)緊急報(bào)警實(shí)行 “ 急停 ” ；對(duì)一般報(bào)警實(shí)行 “ 進(jìn)給保持 ” ；對(duì)操作錯(cuò)誤只進(jìn)行 “ 提示 ” 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第二章、 床身設(shè)計(jì) 床身對(duì)數(shù)控車床性能的影響及其基本要求 床身是數(shù)控車床的 主要支承件，它支承著數(shù)控車床的床頭箱，床鞍，刀架，尾座等部件；承受著切削力，重力，摩擦力等靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力的作用。其結(jié)構(gòu)的合理 性和性能的好壞直接影響著數(shù)控車床的制造成本；影響著車床各部件之間的相對(duì)位置精度和車床在工作中各運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響著工 件的加工質(zhì)量；還影響著車床所用刀具的耐用度，同時(shí)也影響著機(jī)床的工作效率和壽命等等。因此，床身特別是數(shù)控車床的床身具有足夠的靜態(tài)剛度和較高的剛 度質(zhì)量比；良好的動(dòng)態(tài)性能；較小的熱變形和內(nèi)應(yīng)力；并易于加工制造，裝配等；才能滿足數(shù)控車床對(duì)床身的要求。 數(shù)控車床床身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 身基本的形式選擇 數(shù)控車床工作時(shí)，主要受到水平方向和垂直方向切削力的作用，使床身在水平面和垂直面內(nèi)發(fā)生彎曲，以及在這些分力聯(lián)合作用下的扭轉(zhuǎn)，其中，影響最大的是床身水平面內(nèi)的彎曲。 在此綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用平床身，如圖 1所示， 這 圖 1 平床身 種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是： 工藝性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，對(duì)提高刀架買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 的運(yùn)動(dòng)精度有好處，但床身下部空間小，排屑困難；刀架橫滑板較長，加大了機(jī)床的寬度尺寸，影響外觀 。 控車床床身截面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 床身在彎曲、扭轉(zhuǎn) 載荷作用下，床身的變形與床身的截面的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩有關(guān)。材料、截面相同，但形狀不同的床身，截面的慣性矩相差很大。截面積相同時(shí)，采用空形截面，加大外輪廓尺寸，在工藝允許的情況下，盡可能減小壁厚，可以大大提高截面的抗彎和抗扭剛度；矩形截面的抗彎剛度高于圓形截面，但圓形截面的抗扭剛度較高；封閉截面的剛度顯著高于不封閉截面的剛度。為此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)床身截面時(shí)，綜合考慮以上因素，在滿足使用、工藝情況下，采用空心截面，加大輪廓，減小壁厚，采用全封閉的類似矩形的床身截面形式 。 控車床床身的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)控車床床身局部結(jié)構(gòu)的剛性也很重要，若不重視，同樣會(huì)影響床身的整體性能。為此， 綜合考慮機(jī)床特性，將控制臺(tái)用 4個(gè)螺釘固定在主軸箱上方，并在機(jī)床右端面加了可以拆卸的鐵板，以便裝卸清理和修理。 控車床床身導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)床導(dǎo)軌的質(zhì)量在一定程度上決定了機(jī)床的加工精度、工作能力和使用壽命。導(dǎo)軌應(yīng)滿足導(dǎo)向精度，精度保持性，低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和結(jié)構(gòu)的工藝性的要求。由于矩形導(dǎo)軌制造簡單，剛度高，承載能力大， 并能限制縱向的自由度 。且兩個(gè)導(dǎo)軌面的誤差不會(huì)相互影響，便于安裝。為此，設(shè)計(jì)出如 圖 2 和圖 3 所示的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) （分 別為溜板箱導(dǎo)軌和尾座導(dǎo)軌） 來滿足機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的要求。 圖 2 溜板箱導(dǎo)軌示意圖 圖 3 尾座導(dǎo)軌示意圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 數(shù)控車床床身材料的選擇和熱處理 床身與導(dǎo)軌為一體，床身材料的選擇應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇。鑄鐵具有良好的減震性和耐磨性，易于鑄造 和加工。床身材料采用機(jī)械性能優(yōu)良的 ，其硬度、強(qiáng)度較高，耐磨性較好，具有很好的減震性。為了消除床身的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)床身進(jìn)行兩次時(shí)效處理，粗加工前后各進(jìn)行一次。導(dǎo)軌表面經(jīng)熱處理，中頻淬火后，其硬度可達(dá) ，淬火后其硬度、強(qiáng)度更高，耐磨性更好；而且淬火質(zhì)量穩(wěn)定，成本低、生產(chǎn)效率高。淬火后進(jìn)行磨削加工，磨削后導(dǎo)軌具有良好的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，完全可以滿足機(jī)床的技術(shù)要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 第 三 章、主軸箱設(shè)計(jì) 將普通車床設(shè)計(jì)成數(shù)控機(jī)床，除了增加控制系統(tǒng)外，機(jī)械部分也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，其中包括：主軸箱變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，縱向 和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型，以及自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選型。在此根據(jù)任務(wù)要求，只詳細(xì)說明主軸箱部分的設(shè)計(jì)。 數(shù)控車床主軸要求的恒功率變化范圍遠(yuǎn)大于調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率變化范圍，為解決兩者功率的匹配問題，滿足低速大功率切削時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率的要求。 一般來說，調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍足夠大，可滿足主軸轉(zhuǎn)矩調(diào)速的要求，因此，在設(shè)計(jì)分檔變速機(jī)構(gòu)時(shí)，主要考慮主軸恒功率調(diào)速范圍的要求。 查 1表 2用 000i 型號(hào)的交流伺服電動(dòng)機(jī)，其最大轉(zhuǎn)速為3000r/，根據(jù)任務(wù)要求取 Z=2，用一個(gè)變速組實(shí)現(xiàn)即可，轉(zhuǎn)速圖如圖 4 所示， 分別用一對(duì)齒輪副實(shí)現(xiàn)高檔轉(zhuǎn)速和低檔轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換（其中 800r/ ，）。 圖 4 轉(zhuǎn)速圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 機(jī)的選取 合理的確定電機(jī)功率，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生 產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率因素。 在運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)中我們已經(jīng)選擇電機(jī)型號(hào)為：000最大轉(zhuǎn)速為 3000r/定力矩為 38 ，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，質(zhì)量 51 制傳動(dòng)系統(tǒng)圖 根據(jù)轉(zhuǎn)速圖 等已知條件可會(huì)出如 圖 5所示 系統(tǒng)圖： 圖 5 系統(tǒng)圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 軸 （主軸） （ 1）材料的選?。?主軸選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 其許用切應(yīng)力 =60 （ 2）計(jì)算直徑： 根據(jù) P= 3表 2主軸前頸直徑 0軸后軸頸直徑4 （ 1）材料選取： 選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其許用切應(yīng)力 =60 （ 2）計(jì)算直徑： 軸的輸入功率 ： 3 其中 97.0g為齒輪傳動(dòng)的效率。 軸的 最小 轉(zhuǎn)速： m 002180010 a 軸的 輸入扭矩： 03 3 5 09 5 5 0根據(jù)163m a x 760 16 33 考慮到安全因素等條件 最終取D=30 定各齒輪齒數(shù)和模 數(shù) 當(dāng)各變速組的傳動(dòng)比確定以后，可確定齒輪齒數(shù)。為了減小變速箱的徑向尺買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 寸，齒數(shù)和 120對(duì)中小型機(jī)床一般取 10070考慮到兩軸的中心距不致過小，以避免兩軸的軸承或傳動(dòng)件與其他零件發(fā)生干涉，齒數(shù)和不宜太小。為保證齒輪傳動(dòng)的穩(wěn)定和不發(fā)生根切現(xiàn)象，一般取 2018Z 。采用三聯(lián)滑移齒輪時(shí)，應(yīng)檢查滑移齒輪之間的齒數(shù)關(guān)系：三聯(lián)滑移齒 輪的最大齒輪之間的齒數(shù)差應(yīng)大于或等于 4，以保證滑移是齒輪外圓不相碰。 、 軸齒輪副： 傳動(dòng)比： 查 2表 3 221 Z ，齒數(shù)和 99， 則 77229912 z 、 軸齒輪副 : 傳動(dòng)比： 212 齒輪 4Z 是和離合器連在一起的，為了保證離合器傳遞運(yùn)動(dòng)的可靠性，離合器外徑會(huì)設(shè)計(jì)的比較大，因此我們把齒數(shù)取得大一些， 由轉(zhuǎn)速圖知最小齒輪為 4Z ，查 2表 3 224 Z ，齒數(shù)和 99， 則 77229943 z； 再根據(jù) 等和已知的傳動(dòng)比，查 2表 3： 335 Z ； 則 66339956 z； 、 軸齒輪模數(shù)： 對(duì) 21輪副進(jìn)行模數(shù)估算： 0 6 3 0 0 3 0 023P）（ ， 故 選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 21 = 由公式 為模數(shù)mB 106m 得： （ 610） 525在此取 20 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 ， 。 、 軸齒輪模數(shù)： 對(duì) 21輪副進(jìn)行模數(shù)估算： 55 7 0212063)121(1 6 3 0 0 3 0 023P）（ ， 故 選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 21 = 由公式 為模數(shù)mB 106m 得： 610） 525 在此取 2520mm ， ， 555 ， 6 。 3根據(jù) 取43 級(jí)精度，其中3Z=25 采用 40 調(diào)質(zhì)）硬度為2804Z =63采用 45號(hào)鋼，硬度為 240者的材料硬度相差 40 1）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （ 1）小齒輪傳遞的扭矩 軸的 輸 出 功率 ： 其中 955.0r 為滾動(dòng)軸承的效率， 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 97.0g 為齒輪傳動(dòng)的效率。 軸的 轉(zhuǎn)速： m 101 8 a ， 軸的 輸出扭矩： 4109 4 5 09 5 5 0； （ 2）齒寬系數(shù) 查 6表 10 4.0d； （ 3）小齒輪 ； （ 4）齒數(shù)比 （ 5）查 6表 10 ； （ 6）查 6圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限 001 ，大齒輪的接觸強(qiáng)度極限 802 。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 設(shè)計(jì)工作壽命為 15年，每年工作 300天兩班制， 971 53 0 082( 16060 892 N 由 6圖 10 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 : 安全系數(shù)取 S=1 M P 761 1l i M P 451 2l i 選取 1 H 與 2 H 中較小者作為許用接觸應(yīng)力，故 45 ； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 （ 7）小齒輪圓周速度 0 0 0 0 0 0 41 ， 根據(jù) ， 7 級(jí)精度，由 6圖 108.1 直齒輪 1 K， 由 6表 10K ， 由 6表 10插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承不對(duì)稱布置時(shí)， 所以載荷系數(shù) 所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度： M p 51(09 4 所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。 2）校核齒根疲勞強(qiáng)度 （ 1）小齒輪傳遞的扭矩 4109 4 5 09 5 5 0， r 44 ； （ 2）齒寬系數(shù) 查 6表 10 4.0d； （ 3）小齒輪 ； （ 4）齒寬 齒 高比： 由 56.3 6圖 10 所以載荷系數(shù) 4 8 （ 5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 由 6圖 10得小齒輪的彎曲疲勞極限 001 ，大齒輪的彎曲疲勞極限 802 ； 由 6圖 10 所以 M P M P ； （ 6）查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：由 6表 10 計(jì)算齒根彎曲強(qiáng)度校核： 12411241 P 22422232 P 所以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度符合要求。 5根據(jù) 取65 級(jí)精度，其中5Z=25 采用 40 調(diào)質(zhì)）硬度為280Z=63采用 45號(hào)鋼，硬度為 240者的材料硬度相差 40 1）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （ 1）小齒輪傳遞的 扭矩 軸的輸 出 功率 ： 其中 955.0r 為滾動(dòng)軸承的效率， 97.0g 為齒輪傳動(dòng)的效率。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 軸的 轉(zhuǎn)速： m 101 8 a ， 軸的 輸出扭矩： 4109 4 5 09 5 5 0； （ 2）齒寬系數(shù) 查 6表 10 4.0d； （ 3）小齒輪 55 ； （ 4）齒數(shù)比 2336654 （ 5）查 6表 10 ； （ 6）查 6圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限 001 ，大齒輪的接觸強(qiáng)度極限 802 。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 設(shè)計(jì)工作壽命為 15年，每年工作 300天兩班制， 971 53 0 082( 16060 892 N 由 6圖 10 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 : 安全系數(shù)取 S=1 M P 761 1l i M P 451 2l i 選取 1 H 與 2 H 中較小者作為許用接觸應(yīng)力，故 45 ； （ 7）小齒輪圓周速度 0 0 0 0 0 0 51 ， 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 根據(jù) ， 7 級(jí)精度，由 6圖 100.1 直齒輪 1 K， 由 6表 10K ， 由 6表 10插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承不對(duì)稱布置時(shí)， 所以載荷系數(shù) 5 8 所以齒面接觸 疲勞強(qiáng)度： M p 511(09 4 所以齒面接觸疲勞強(qiáng)度符合要求。 2）校核齒根疲勞強(qiáng)度 （ 1）小齒輪傳遞的扭矩 4109 4 5 09 5 5 0， r 44 ； （ 2）齒寬系數(shù) 查 6表 10 4.0d； （ 3）小齒輪 55 ； （ 4）齒寬齒高比： 由 56.3 6圖 10 所以載荷系數(shù) （ 5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 由 6圖 10得小齒輪的彎曲疲勞極限 001 ，大齒輪的彎曲買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 疲勞極限 802 ； 由 6圖 10 所以 M P M P ； （ 6）查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系