【正文】 電機(jī)的選型與計(jì)算 ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 電動(dòng)機(jī)參數(shù)驗(yàn)證 .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 6. 聯(lián)軸器的選擇 ....................................................................................................... 36 選擇聯(lián)軸器的類型 ............................................... 36 計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ........................................... 36 確定聯(lián)軸器的型號(hào) ............................................... 36 校核最大轉(zhuǎn)速 ................................................... 37 協(xié)調(diào)軸孔直徑 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度 ......................................... 37 進(jìn)行必要的校核 ................................................. 37 聯(lián)軸器 參數(shù) ..................................................... 38 7. 進(jìn)給系統(tǒng)其他部件的確定 ................................................................................ 40 導(dǎo)軌的 確定 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 導(dǎo)軌的選用 ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 機(jī)床的噪聲控制 .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 8. 滾珠絲杠的保護(hù) ................................................................錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 總結(jié)與體會(huì) .......................................................................................................................... 45 致謝 ........................................................................................................................................ 46 參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................................55 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁(yè) 共 47 頁(yè) 引 言 在機(jī)械加工中，金屬切削刀具是切削加工必不可少的重 要工具之一，在機(jī)械制造、汽車、模具、醫(yī)療器械、國(guó)防工業(yè)和航空航天等行業(yè)中占有十分重要的地位。其質(zhì)量好壞直接影響到加工對(duì)象的表面質(zhì)量、精度及加工效率。采用先進(jìn)的刀具刃磨機(jī)床和有效經(jīng)濟(jì)的工藝方法，刃磨出高效率、高精度、高可靠性的刀具，是切削加工技術(shù)水平提高的一個(gè)重要保證。刀具成本在綜合加工成本中占有重要的位置，如何利用刀具刃磨機(jī)床修磨好磨損到用鈍標(biāo)準(zhǔn)的刀具，延長(zhǎng)刀具的壽命，提高刀具的利用率，降低刀具成本，是企業(yè)降低生產(chǎn)成本的有效途徑之一。 高質(zhì)量、高耐用度刀具的生產(chǎn)需求，高效的、高精度的刀具修磨要求，促使刀具刃 磨機(jī)床的功能結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，自動(dòng)化程度由低到高不斷發(fā)展。 在國(guó)內(nèi)，數(shù)控工具磨床的發(fā)展基本上還停留在對(duì)普通工具磨床或原有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造來(lái)滿足特定刀具的制造刃磨的水平上。最近幾年國(guó)內(nèi)也有一些廠家研制開(kāi)發(fā)了數(shù)控工具磨床，但由于采用的是主機(jī)自行制造、數(shù)控系統(tǒng)靠引進(jìn)，這種數(shù)控工具磨床產(chǎn)品不但成本很高，而且由于通用的 CNC 系統(tǒng)沒(méi)有集成刀具磨削加工技術(shù)和編程軟件，難以實(shí)現(xiàn)刀具的磨削加工。來(lái)提高刀具刃磨效率和精度，減少?gòu)U品率，降低刀具生產(chǎn)和修磨成本，是未來(lái)很值得研究的方向。 刀具在整個(gè)加工制造成本中，看似只占很小 的比例。但在整個(gè)加工效率方面，恰恰是刀具起舉足輕重的作用。隨著對(duì)加工精度的提高，對(duì)刀具的要求也更高，相對(duì)刀具的成本也在增加，所以刀具的重新修磨就顯得尤為重要！以往的刀具刃磨僅僅只限于人工在砂輪上修磨，或者由刀具廠家回收修磨，這些方式就談不上效率可言了。現(xiàn)在，加工中心的技術(shù)工人們，不可能在工作初期，用大量的時(shí)間來(lái)修磨刀具。刀具的精度、使用壽命和刀具結(jié)構(gòu)越來(lái)越成為影響加工能力和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素，昂貴的刀具成為生產(chǎn)成本的重要組成部分。因此，用于刀具修磨的刃磨機(jī)行業(yè)就越來(lái)越受到加工制造業(yè)的認(rèn)可。在實(shí)際中，提高機(jī)床 的傳動(dòng)精度，高效率，穩(wěn)定的進(jìn)給系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具刃磨的精度，減低成本。 因而，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要圍繞如何提高機(jī)床刃磨刀具的精度，設(shè)計(jì)合適的刃磨機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)來(lái)提高精度，主要以 Z 軸進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為例來(lái)說(shuō)明研討，選擇相應(yīng)的傳動(dòng)方式，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并在proe 中進(jìn)行模型設(shè)計(jì)生成二維工程圖。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 2 頁(yè) 共 47 頁(yè) 1. 概述 數(shù)控機(jī)床的概念 數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物 ，是技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的典型機(jī)電一體化加工設(shè)備 。 它與普通機(jī)床相比 ， 其優(yōu)越性是顯而易見(jiàn)的 ， 不僅零件加工精度高 ， 產(chǎn)品質(zhì) 量穩(wěn)定 ， 且自動(dòng)化程度極高 ， 可減輕工人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度 ， 大大提高了生產(chǎn)效率 ， 特別值得一提的是數(shù)控機(jī)床可完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工 ， 因而數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的地位愈來(lái)愈顯得重要 。 數(shù)控工具磨床是精度效率高、制造修磨范圍廣的刀具刃磨機(jī)床。數(shù)控工具磨床與手動(dòng)工具磨床最大區(qū)別是拋棄了手動(dòng)工具磨床上的手搖滑臺(tái)、以及特制的復(fù)雜工藝裝備附件，機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。手動(dòng)工具磨床上的特殊機(jī)構(gòu)和通過(guò)人為操縱所實(shí)現(xiàn)的刀具刃磨形式，在數(shù)控工具磨床上則通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)控制的聯(lián)動(dòng)軸之間的柔性協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)來(lái)輕松地實(shí)現(xiàn)。 數(shù)控機(jī)床的 組成分類及特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體組成。 ：以指令的形式記載各種加工信息； ：接受輸入的加工信息，經(jīng)數(shù)控裝置運(yùn)算處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖； ：把數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械位移；用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。 ：包括，主軸部分、進(jìn)給系統(tǒng)、刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置 (ATC)、自動(dòng)托盤交換裝置 (APC)等。 數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床 的品種和規(guī)格繁多，分類方法不一。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有近 500陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 2 頁(yè) 共 47 頁(yè) 種數(shù)控機(jī)床。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁(yè) 共 47 頁(yè) 根據(jù)數(shù)控機(jī)床的功能和組成，一般分為以下幾類： 按坐標(biāo)軸數(shù)分類：一般數(shù)控機(jī)床，數(shù)控加工中心機(jī)床，多坐標(biāo)軸數(shù)控機(jī)床； 按特點(diǎn)分類：點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床，直線控制數(shù)控機(jī)床，輪廓控制數(shù)控機(jī)床； 按有無(wú)測(cè)量裝置分類：開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)； 按功能水平分類：經(jīng)濟(jì)型，普及型，高級(jí)型。 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批、多變的零件加工問(wèn)題，是一種靈活的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，尤其對(duì)于約 占機(jī)械加工總量 80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來(lái)，數(shù)控機(jī)床有以下幾方面的特點(diǎn) ： ，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定； ，一般約提高效率 35 倍，使用數(shù)控加工中心機(jī)床則可提高生率510 倍； ； ，改善了勞動(dòng)條件； 。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展 趨勢(shì)及 現(xiàn)狀 在國(guó)外，手動(dòng)工具磨床已經(jīng)只是作為數(shù)控工具磨床的輔助。從目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，相對(duì)價(jià)格昂貴的數(shù)控工具磨床 ，手動(dòng)工具磨床在我國(guó)相對(duì)占主導(dǎo)地位，它適合目前我國(guó)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求和實(shí)際情況。主要應(yīng)用于專業(yè)刀具生產(chǎn)企業(yè)作為數(shù)控工具磨床的輔助，和大中型企業(yè)車間中小批量刀具修磨，及結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)刀具的生產(chǎn)制造。數(shù)控工具磨床已經(jīng)經(jīng)歷了幾代的產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程。初期是對(duì)普通工具磨床進(jìn)行數(shù)控改造，用 CNC 軟件來(lái)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高精度。第二代產(chǎn)品是數(shù)控萬(wàn)能刀具“磨削中心”，它適用于刀具的連續(xù)加工，使刀具制造工藝高度集成，工件一次裝夾，通過(guò)幾組獨(dú)立砂輪的轉(zhuǎn)塔磨頭來(lái)完成多道工序復(fù)合加工，加工過(guò)程中自動(dòng)更換砂輪，因而刀具制造精度高，適用于 復(fù)雜形狀型面刀具的精密磨削。 Michael Deekel 公司研發(fā)的 S20Eturbo 磨削中心自帶砂輪庫(kù)，并且砂輪庫(kù)由獨(dú)立的伺服軸控制，完全實(shí)現(xiàn)砂輪的自動(dòng)更換，可以實(shí)現(xiàn)高效率的自動(dòng)化生產(chǎn)；采用生產(chǎn)、修磨一體化設(shè)計(jì)磨削軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的編輯、修改、編譯、檢查等；還集成了砂輪的自動(dòng)測(cè)量、修整和刀具測(cè)量系統(tǒng)的全自動(dòng)校準(zhǔn)等輔助功陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4 頁(yè) 共 47 頁(yè) 能。適用于各種標(biāo)準(zhǔn)刀具、復(fù)雜刀具 (非標(biāo)準(zhǔn) )的生產(chǎn)和修磨。 S20E 磨削中心，還可以集成全自動(dòng)拾取式上料系統(tǒng)，容納多達(dá) 16 支自由尺寸的各種刀具。 第三代產(chǎn)品是生產(chǎn)刀具的自動(dòng)化工廠、自動(dòng)化生產(chǎn)線 和柔性制造單元，它代表刀具刃磨機(jī)床的最專業(yè)、最前沿的制造生產(chǎn)技術(shù)。它由一組只需完成單一加工工序的24軸簡(jiǎn)易型 CNC 工具磨床組成，機(jī)床問(wèn)由傳輸線和機(jī)械手連接，用于磨削刀具的外圓、溝槽、刃背和端面，適用于刀具的大批量生產(chǎn)。 采用數(shù)控工具磨床對(duì)刀具進(jìn)行磨削加工必須依靠刀具磨削加工技術(shù)和編程技術(shù)，而各種復(fù)雜形狀刀具的磨削加工技術(shù)和編程軟件，目前在國(guó)外也屬于專利技術(shù)或保密技術(shù)。正因?yàn)槿绱?，目前世界上也只有少?shù)廠商能夠生產(chǎn)高性能的數(shù)控工具磨床。 在國(guó)內(nèi)，數(shù)控工具磨床的發(fā)展基本上還停留在對(duì)普通工具磨床或原有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造來(lái)滿足特定刀具的制造刃磨的水平上。國(guó)內(nèi)的數(shù)控工具磨床基本上靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴，并且這些數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，其主機(jī)性能基本完好，仍可使用，而其數(shù)控系統(tǒng)則已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，屬于已淘汰產(chǎn)品。最近幾年國(guó)內(nèi)也有一些廠家研制開(kāi)發(fā)了數(shù)控工具磨床，但由于采用的是主機(jī)自行制造、數(shù)控系統(tǒng)靠引進(jìn)，這種數(shù)控工具磨床產(chǎn)品不但成本很高，而且由于通用的 CNC 系統(tǒng)沒(méi)有集成刀具磨削加工技術(shù)和編程軟件，難以實(shí)現(xiàn)刀具 (特別是復(fù)雜刀具 )的磨削加工。但總的來(lái)說(shuō)我國(guó)在近幾年來(lái)，在數(shù)控工具磨床上不斷地努力，也取得了一定 的發(fā)展，逐步縮小與世界先進(jìn)水平的差距。如在第九屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì) (CIMT20xx)上，中國(guó)武漢機(jī)床廠還展出了 MK6030 五軸數(shù)控工具磨床，可用于生產(chǎn)和修磨各種金屬切削刀具，以上所述的刀具刃磨機(jī)床均是萬(wàn)能型的，其實(shí)刀具刃磨機(jī)床發(fā)展過(guò)程中還有另一重要分支，那就是專用刀具刃磨機(jī)床。專用刀具刃磨機(jī)床是為特定刀具批量化生產(chǎn)而設(shè)計(jì)制造，如，滾刀刃磨床、拉刀刃磨床、鉆頭刃磨床、鋸片刃磨床等。這些機(jī)床通用性雖然沒(méi)有萬(wàn)能型刀具刃磨機(jī)床好，但它具有效率高、適用于大批量生產(chǎn)、能有效降低刀具制造生產(chǎn)成本等特點(diǎn)，適用于專業(yè)刀具生 產(chǎn)廠特定刀具的大批量生產(chǎn)，也是刀具刃磨機(jī)床的重要組成部分和發(fā)展方向。未來(lái)數(shù)控工具磨床的主要研究發(fā)展方向還有如下幾個(gè)方向： 1)高速磨削是世界上正大力研究并逐漸推廣的一種先進(jìn)的機(jī)械加工方法，與普通磨削相比，其效率可提高 1～ 3 倍，工件表面光潔度可提高 1～ 3小級(jí)，砂輪耐用度可提高1 倍左右。隨著電主軸技術(shù)、直線電機(jī)技術(shù)、大導(dǎo)程高速精密滾珠絲杠副和新型高精度導(dǎo)軌的發(fā)展，高速和超高速數(shù)控工具磨床也是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 2)產(chǎn)品的小型化和加工過(guò)程的微細(xì)化是全球加工制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，微細(xì)切削陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁(yè) 共 47 頁(yè) 加工在模具、汽車、電 子、生物、醫(yī)療、航空航天等行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是切削加工技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。高精密微細(xì)刀具的生產(chǎn)制造是微細(xì)切削加工技術(shù)得以發(fā)展的重要保證。因此，研發(fā)刃磨微細(xì)刀具的數(shù)控工具磨床也是未來(lái)數(shù)控工具磨床的發(fā)展方向。 3)砂輪是工具磨床制造生產(chǎn)和修磨刀具的“刀具”，是工具磨床的關(guān)鍵部分。砂輪的設(shè)計(jì)，其截面形狀的優(yōu)化、粘結(jié)劑的結(jié)合強(qiáng)度及其適用性、砂輪基體的材料、砂輪的制造技術(shù)，以及全自動(dòng)的砂輪修整、檢測(cè)控制技術(shù)也是未來(lái)工具磨床發(fā)展的一個(gè)重要方向。 4)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及模擬技術(shù)，開(kāi)發(fā)能對(duì)刀具刃磨過(guò)程、排屑過(guò)程、磨削力變 化、磨削區(qū)溫度、磨削精度和磨削表面質(zhì)量進(jìn)行仿真的數(shù)控工具磨床軟件，也是未來(lái)數(shù)控工具磨床很好的一個(gè)發(fā)展方向。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容