【正文】 域模塊之間的物理連接成為可能。三款液壓系統(tǒng)的仿真軟件功能都十分強(qiáng)大，但 AMESim 系統(tǒng)仿真軟件易學(xué)易懂、方便快捷、可以在較短的時(shí)間內(nèi)、完成較多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。主軸回轉(zhuǎn)某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 12 運(yùn) 動(dòng)通過(guò)齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在銑軸內(nèi)的鏜軸沿兩個(gè)固定在銑軸上的專用成形鍵做無(wú)間隙滑動(dòng)，并通過(guò)此成形鍵傳遞銑軸回轉(zhuǎn)動(dòng)力。絲杠在固定于方滑枕上的支架中的滾珠絲母內(nèi)回轉(zhuǎn)，傳動(dòng)件為回轉(zhuǎn)絲杠、絲母為預(yù)壓式雙螺母結(jié)構(gòu) ，以便于消除間隙。 主軸箱的輪廓設(shè)計(jì) 查閱相關(guān)資料，借鑒相關(guān)書籍和老師進(jìn)行溝通得到主軸箱二維輪廓圖如下圖 所示： 圖 主軸箱二維輪廓圖 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 13 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù) TK6920 機(jī)床的設(shè)計(jì)要求和數(shù)據(jù)得到如下 圖 傳動(dòng)系統(tǒng)： 圖 傳動(dòng)系統(tǒng) II 軸轉(zhuǎn)速： m i n/ rinnIIII ????? III 軸轉(zhuǎn)速： m i n/3892771148 rinnIIIIIII ????? III? 軸轉(zhuǎn)速： m i n/975939148 rinnIIII ????? ? IV 軸轉(zhuǎn)速： m i n/111272497 rinn IIIIIV ????? V 軸轉(zhuǎn)速： m i n/1242427111 rinn IVIVV ????? 聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率： ?? 、齒輪嚙合效率： ?? 、滾動(dòng)軸承效率： ?? 、 v 帶傳動(dòng)的效率： ?? I 軸傳動(dòng)效率： ????? ??IKA II 軸傳動(dòng)效率： 9 1 22231 ??????? ???IIKA 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 14 III 軸傳動(dòng)效率： 2322331 ??????? ???I I IKA IV 軸傳動(dòng)效率： 342431 ??????? ???IVKA V 軸傳動(dòng)效率： 45442531 ????????? ????VKA ： kwp 710 ? I 軸功率： kwKApp I ????? II 軸功率： kwKApp II ????? III 軸功率： kwKApp I I I ????? IV 軸功率： kwKApp IV ????? V 軸功率 ： kwKApp V ????? ： 齒輪 01： 26?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 11020c os 426c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 118421102 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 451 1 ????? ? 齒輪 02： 57?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 24220c os 457c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 250422422 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB ????? ? 齒輪 03： 27?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 15 分度圓直徑： mmzmd 24220c os 457c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 154521442 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 581 4 ????? ? 齒輪 04： 59?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 31320c os 459c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 323523132 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 1 2 53 1 ????? ? 齒輪 05： 71?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 37720c os 571c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 387523772 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 1 5 03 7 ????? ? 齒輪 06： 39?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 20720c os 539c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 217522072 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 832 0 ????? ? 齒輪 07： 21?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 17820c os 821c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 194821942 ??????? ? 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 16 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB ????? ? 齒輪 08： 24?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 20420c os 824c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 220822042 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 822 0 ????? ? 齒輪 09： 27?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分 度圓直徑： mmzmd 23020c os 827c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 246822302 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 922 3 ????? ? ： mmnPAdII 33 10 ????? mmnPAdIIII96148 33 20 ????? mmnPAdIIIIII68389 33 30 ????? mmnPAdIIIIII10897 33 30 ????? ?? mmnPAdIVIV102111 33 40 ????? mmnPAdVV98124 33 50 ????? 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 17 ： I 軸的設(shè)計(jì)和校核： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm65 ，考慮到軸上有一個(gè)鍵槽，故直徑增加 4%5%，所以最小直徑為 mm79 。 （ 2） 、初選深溝球軸承 6024 型號(hào)： 281 8 01 2 0 ????? BDd （ 3） 、軸承端蓋的設(shè)計(jì)： 軸承端蓋如圖所示： 取螺栓直徑 3d =10，數(shù)目為 4 mmdDd 31 ?????? mmddd 2 3 0 312 ?????? mmde 3 ???? 取 mmm 17? mmmmDd 1 6 5154 ??? 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 22 （ 4）、軸的示意圖： IV 軸的設(shè)計(jì)： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm102 ，考慮到軸上有一個(gè)鍵槽，故直徑增加 3%，所以最小直徑為 mm105 。 8是用來(lái)支撐軸 III滾動(dòng)軸承的基座同時(shí)對(duì)主軸箱起支撐作用。 12是為減少主軸箱重量加強(qiáng)主軸箱強(qiáng)度的筋板。 9是軸 IV以及齒輪 08。 第三部分提供機(jī)床靜壓，其中包括：滑座靜壓、主軸箱靜壓、滑枕靜壓 第四部分提供機(jī)床滑枕部件潤(rùn)滑，其中包括： 滑枕潤(rùn)滑、鏜軸拖架潤(rùn)滑。由于本機(jī)床是重型數(shù)控機(jī)床，主軸箱、滑枕、鏜軸以及銑軸的重量較大，當(dāng)滑枕伸出時(shí)，受重力影響，使主軸箱前端向下傾斜，并且對(duì)立柱施加了一個(gè)逆時(shí)針的力矩，這降 低了銑軸、鏜軸、立柱的剛度，從而降低了機(jī)床的加工精度，使刀具磨損嚴(yán)重。當(dāng)滑枕縮回時(shí)， YB5接通，打開液控單向閥，同時(shí) YB YB4接通，液壓缸 4中的液壓油經(jīng)過(guò)液控單向閥 12的右腔流回油箱，降低主軸箱的前端補(bǔ)償主軸箱在伸出時(shí)前端鋼絲繩的拉力大于后端鋼絲繩的拉力產(chǎn)生的翹起誤差。 主軸箱以及滑枕夾緊液壓系統(tǒng) TK6920機(jī)床的主軸箱沿 Y軸上下運(yùn)動(dòng)，滑枕沿 Z軸水平運(yùn)動(dòng)，自由度為 1，當(dāng)進(jìn)行切削 工某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 30 作時(shí)只需限制這一個(gè)自由度就可實(shí)現(xiàn)夾緊。 液壓原理圖如 ： 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 31 圖 拉桿 液壓缸 滑枕 溢流閥 單向閥 液壓泵 過(guò)濾器 主軸箱 比例減壓閥 減壓閥 滑枕補(bǔ)償原理：在滑枕的上端對(duì)稱安裝兩個(gè)拉桿，拉桿前端連接拉套，拉桿 后端通過(guò)鎖緊螺母連接液壓油缸和拉桿，通過(guò)比例減壓閥 9控制液壓缸的壓力大小從而改變拉桿的拉力的大小，進(jìn)而補(bǔ)償因?yàn)橹亓?dǎo)致的滑枕的撓曲變形。 （ 3） 、楔鐵上靜油壓對(duì)主軸箱的作用力 滑枕與主軸箱之間的運(yùn)動(dòng)通過(guò)靜壓導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)，方向?yàn)樗竭\(yùn)動(dòng)。 b) 滑枕的受力示意圖如下所示： 根據(jù)上圖列出受力方程組： 1. NNFF 1 6 0 0 06 3 0 045 ??? 2. )1 3 9 06601 1 6 0()6601 1 6 0(1 6 0 0 01 1 6 0 45 ???????? FNF 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 33 聯(lián)立兩個(gè)方程求解： NF 1095005 ? 、 NF 305004 ? 液壓系統(tǒng)計(jì)算以及選型 由于本課題研究是機(jī)床整體的液壓系統(tǒng)的分析，所以將第三章設(shè)計(jì)的五部分液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)大的液壓系統(tǒng)如圖 ： 圖 整體液壓系統(tǒng) 液壓缸 比例減壓閥 2單向閥 1 1 減壓閥 三位三通閥 1液控單向閥 1二位二通閥、 1 1 1三位四通閥 1 16雙向節(jié)流閥 2溢流閥 2液壓泵 2過(guò)濾器 液壓系統(tǒng)動(dòng)作順序表： ： （ 1） 、主軸箱平衡系統(tǒng)缸 4和 9的計(jì)算 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 34 a) 缸 4的計(jì)算 根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 21確定液壓缸的工作壓力為 20Mpa、 ?Dd、最大 負(fù)載為 F1=40000N、回油背壓力為零、 ?cm? 。 液壓缸內(nèi)徑 mPFD cm 4 61 ???? ?????? ? 根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 24將液壓缸的內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列 mmD 100? ，所以mmd 70? 。 校核液壓缸可靠性： 因?yàn)?22222 40)70100()(4 cmdDA ?????? ? 且 23m inm in 510 cmvqA ???? ，所以液壓缸設(shè)計(jì)可靠。 取 Mpa100][ ?? 則 mmPD 101002 631020][2 66 ??? ???? ?? 缸體外徑為： mmDD ?????? ? 根據(jù)液 壓系統(tǒng)與維修設(shè)計(jì)手冊(cè) 157頁(yè)表選 mmD 751 ? 所以液壓缸的型號(hào)為： ARALBIWY 5014631 計(jì)算流量： m i n/ 232 LvDq ?????? ? ）（快進(jìn)快進(jìn) ? m i n/ 22 LvDq ????? ）（工進(jìn)工進(jìn) ? m i n/ 22 LvDq ????? ）（快退快退 ? m i n/ 22 LvDq ????? ）（夾緊夾緊 ? 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 37 （ 4） 、主軸箱夾緊系統(tǒng)液壓缸的計(jì)算 根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 21確定液壓缸的工作壓力為 20Mpa、 ?Dd、最大負(fù)載為 F1=139350N、回油背壓力為零、 ?cm? 。 根據(jù)液壓系統(tǒng)與維修設(shè)計(jì)手冊(cè) 157頁(yè)得液壓缸的型號(hào)為： AATRLBIWY 5801 （ 6） 、液壓泵的選擇 考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的壓力為 PPPp ???? 1 某型重型數(shù)控機(jī)床主軸箱設(shè)計(jì)及滑枕液壓系統(tǒng)仿真分析 38 式中： pP 為液壓泵最大工作壓力 1P 為執(zhí)行元件的最大工作壓力 P?? 為進(jìn)油管 路中損失的壓力，由于本系統(tǒng)較為為簡(jiǎn)單取 所以 M p aPPP p ??????? 上述 pP 為系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，考慮到系統(tǒng)在各種工況過(guò)程中的損失，因此泵的額定壓力nP 應(yīng)該 pP)( ?? ，所以本系統(tǒng)選