【正文】 力；數(shù)控機床具有廣泛的適應性和較大的靈活性，因此能夠完成很多普通機床很難完成或根本不能加工的、具有復雜型面、要求精度高的零件加工；許多數(shù)控機床如加工中心具有自動換到功能，是零件一次夾裝之后就能完成多個加工部位的加工，實現(xiàn)了一機多用，大大節(jié)省了設備和廠房的面積；生產(chǎn)者對生產(chǎn)成本可進行預算，并對生產(chǎn)進度進行合理的安排，以達到提高經(jīng)濟效益的目的；應用數(shù)控機床進行生產(chǎn)，減輕了工人的勞動強度，提高了工人工作的環(huán)境質(zhì)量，增強了工人勞動生產(chǎn)的積極性。（4） 輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、輪滑、照明、監(jiān)測等。（2） 數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，相當于人的大腦，它包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、織帶閱讀機等)以及相應的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 對于數(shù)控機床的簡介數(shù)字控制機床（Numerical Control Machine Tools）簡稱數(shù)控機床，這是一種將數(shù)字計算機技術應用于機床的控制技術。下面從數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能和體系結構三方面討論機床。其中，第一個階段為NC階段；第二個階段為CNC階段，從1974年微處理器開始用于數(shù)控系統(tǒng)，即為第五代數(shù)空系統(tǒng)。在近20多年內(nèi)，在生產(chǎn)中，實際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多是這第五代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術的發(fā)展得到了根本性的提高。數(shù)控技術的發(fā)展趨勢：（1）性能方面的發(fā)展趨勢：高速高精度高效、柔性化、工藝復合和軸化、實時智能化。它把機加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置，經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動的將零件加工出來。（3） 驅(qū)動裝置，它是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動系統(tǒng)、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、主軸電機以及伺服電機等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。數(shù)控機床改造的意義:自造技術和自動化水平的高低已成為一個國家和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標志，而其中最具有代表性的就是數(shù)控機床。然而，用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍出現(xiàn)質(zhì)量差、品種少、精度低、成本高、供貨期長等缺點，從而使產(chǎn)品在國內(nèi)、國際市場上缺少競爭力，這將直接影響一個企業(yè)的生產(chǎn)效益以及生存和發(fā)展、所以大力提高機床的數(shù)控化已迫在眉睫，有很大的意義，而且普通機床的數(shù)控化改造將會長期存在并不斷發(fā)展。（3）可以采用最新的控制技術，可擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自檢功能，更好的調(diào)節(jié)了機床的加工狀態(tài)。此系統(tǒng)能實現(xiàn)直線插補和圓弧插補并可以自動回轉(zhuǎn)刀架。例如數(shù)控鉆床等。在點位控制系統(tǒng)中不具有連續(xù)控制系統(tǒng)中所具有的軌跡計算裝置，而連續(xù)控制系統(tǒng)中卻具有點位系統(tǒng)控制的功能。為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作臺平穩(wěn)性，在設計機械傳動裝置時，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜阻尼比的要求。例如采用消隙齒輪等。如預加負載的滾動導軌等。閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機床移動部件上的檢測元件，用來測量實際位移量，能補償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高。如圖21所示。根據(jù)系統(tǒng)的要求我還設計了鍵盤接口電路、顯示接口電路、驅(qū)動電路、復位電路、晶振電路、功率放大電路和報警電路等。本次設計中的車床是普通型車床，其品種，用途，性能和結構都是普通型車床所共有的，在此就不作出詳細的解釋和說明了。然而，根據(jù)本次設計的需要選取的值如下：取umax=300m/min； umin=30m/min。 各級轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標準數(shù)列表中查出。根據(jù)此方法，中型車床典型重切削條件下的用量：根據(jù)設計書表中推薦的數(shù)值： 取 P= 傳動設計（1）傳動結構式、結構網(wǎng)的選擇結構式、結構網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動不失為有用的方法，但對于分析復雜的傳動并想由此導出實際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設計的需要可以參考一下這個方案。圖31 總的傳動系統(tǒng)（2）組傳動順序的安排18級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以安排成：3x3x2，2x3x3，或3x2x3選擇傳動組安排方式時，要考慮到機床主軸變速箱的具體結構、裝置和性能。這種擴大順序和傳動順序一致，稱為順序擴大傳動。在此基礎上，選擇電機型號，確定各中間傳動軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運動的轉(zhuǎn)圖，使主運動逐步具體化。 N=② 電機轉(zhuǎn)速nd異步電機的轉(zhuǎn)速有：3000、1500、1000、750r/min 在此處選擇的是： nd=1500r/min 這個選擇是根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速與主軸最高轉(zhuǎn)速nmax和Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速相近或相宜，以免采用過大的升速或過小的降速傳動。根據(jù)常用電機所提供的資料，選用電機33所示。但如果Ⅰ軸上裝有摩擦離合器一類部件時，高速下摩擦損耗、發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此，Ⅰ軸轉(zhuǎn)速不宜太高。 中間傳動軸的轉(zhuǎn)速較高時（如采用先升后降的傳動），中間轉(zhuǎn)動軸和齒輪承受扭矩小，可以使用軸徑和齒輪模數(shù)小寫：d∝ 、 m∝，從而可以使用結構緊湊。車床K=54，銑床K=。③控制齒輪圓周速度u∠8m/s（可用7級精度齒輪）。2)降速傳動中，最小傳動比umin≥1/4。(1)帶輪直徑確定的方法、步驟1)選擇三角型號一般機床上的都采用三角帶。根據(jù)皮帶的型號，從教科書〈〈機械設計基礎教程〉〉查表可?。? Dmin=140mm3)計算大帶輪直徑D大根據(jù)要求的傳動比u和滑功率ε確定D大。因此，≤D大≤343mm經(jīng)查表?。篋大=212mm(2)確定齒輪齒數(shù) 用計算法或查表法確定齒輪齒數(shù)，后者更為簡單。一般去Zmin≥18～20。但由于傳動比的要求，尤其是在傳動中使用了公用齒輪后，常常滿足比了上述要求。應避免齒輪和軸之間相撞，出現(xiàn)以上的情況可以采用相應的措施來補救。但標牌上標準數(shù)列的數(shù)值一般也不允許與實際轉(zhuǎn)速相差太大。圖35主傳動路線所有主軸的詳細的校核如下：輸入到Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速 ………………（322） ① ………………… （323） ………………………………… （324）② ……………………（325） ………………………………………（326） ③ ………………………（327） ……………………………………（328）④ …………………………（329） ……………… … ……… （330）⑤ ………… …… …（331） ………………………………………（332）⑥ ………………………（333） …………………………………………（334）⑦ ……………………（335） ……………………………………………（336）⑧ ……………………（337） …………………………………………（338）⑨ ………………………（339） ………………………………………（340）⑩ ……………………（341） ……………………………………………（342）? ………………… （343） ………………………………………（344）? ……………………（345） …………………………………………… （346）? ……………………（347） ………………………………………（348）? ……………………（349） …………………………………………（350）? ……………………（351） …………………………………………（352）? …………………（353） ……………………………………………（354）? ……………………（355） ………………………………………（356）? ……………………（（357） ……………………………………………（358）在主軸上的18級轉(zhuǎn)速分別校核后，都合格。對于本次設計，由于是畢業(yè)設計，所以先用手工畫出草圖，經(jīng)自己和指導老師的多次修改后，再用計算機繪出。（1)選擇三角帶的型號根據(jù)計算功率Nj（kw）和小帶輪n1（r/min）查圖選擇帶的型號。各型號帶對應的最小帶輪直徑Dmin可查表。3）確定三角帶速度u具體的計算過程如下： = …………………………………（360） =對于O、A、B、C型膠帶，5m/s≤u≤25m/s。中型車床電機軸至變速箱帶輪的中心距一般為750～850mm。如u超限。 代入數(shù)值如下： =180176。經(jīng)校核合格。參數(shù)的選擇可以根據(jù)書中的表差取：N0=C1=Kw= 帶入數(shù)值得： 所以，傳動帶根數(shù)選3根。因此，疲勞強度不是主要矛盾。因此，必須保證傳動軸有足夠的剛度。計算轉(zhuǎn)速nf是傳動件能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速。2）軸的彎曲變形計算公式計算軸本身變形產(chǎn)生的橈度y和傾角θ時，一般常將軸簡化為集中載荷下的簡支梁，按參考書中的表中的有關公式進行計算。一般的計算公式為： …………………………………………………（375） ……………………………………………… （376）矩形花鍵軸：平均直徑……………………………… （377） 當量直徑 ………………………………………… （378）慣性距 …………………………（379）表36 設計機床中常采用矩形花鍵軸的`花 鍵 軸 尺寸 （GB114474） 平均直徑 當量直徑 極慣性距 慣性距 28 58976 29488 200058 100029 1428706 714353根據(jù)本次設計的情況，主軸的剛度要求必須進行校核，具體的剛度校核結果如下：a）.首先，把主軸上的軸承所能承受的載荷在《機械設計手冊3》中查出，見下：深溝球軸承 其基本額定載荷為：推力球軸承 其基本額定載荷為：雙列圓錐滾子軸承 其基本額定載荷為：b）.計算軸上的載荷如圖37所示：圖37 軸的結構圖與彎矩扭矩圖主軸上齒輪在高速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的載荷：齒輪1：……………（380）齒輪2： ……………（381）c）.校核傾角和橈度經(jīng)查表得：安裝圓錐滾子軸承處 安裝深溝球軸承處安裝推力球軸承處計算主軸圓軸的平均直徑和慣性矩： …………（382） ……………………………（383） …………………………（384）傾角：對 ……（385） ……（386） ………………（387） ……（388）對 …（389） ……（390） ………………（391） ………（392）在點C處的傾角 …………………（393） … ……………（394）在點B處的傾角 ……… ……（395）在點A處的傾角 ……………（396）橈度：對 ……………（397） ………………（398） …………………………（399）對 ……………（3100） ………………（3101） ………………（3102） …………（3103）根據(jù)表選用…………………………（3104）由此可得在主軸上的剛度是完全合格的。由中心距A及齒數(shù)zz2求出模數(shù)： ……………………………（3107） 根據(jù)估算所得mj的值，由標準的模數(shù)表查取相近的標準模數(shù)。中等沖擊的主運動：K1=～；K2動載荷系數(shù)；K3齒向載荷分布系數(shù)；Y齒形系數(shù)；許用彎曲、接觸應力Mpa。齒輪彎曲疲勞的計算： ……………………………（3118）取A=90mm ………………………………（3119）經(jīng)校核和查表?。喝j=3) Ⅲ軸傳到Ⅳ軸的模數(shù)：齒輪接觸疲勞的計算： ………………………………（3120）齒輪彎曲疲勞的計算： ……………………………（3121）取A=122mm ………………………………（3122）經(jīng)校核和查表?。喝j=4) Ⅳ軸傳到Ⅴ軸的模數(shù)：齒輪接觸疲勞的計算： …………………………（3123）齒輪彎曲疲勞的計算： …………………………（3124）取A=192mm ………………………