立式加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)doc-wenkub
2022-08-15 13:06:29 本頁面
【正文】 撓度為：得得得將，代入公式（），則水平面的撓度為：得得得(a)機(jī)構(gòu)草圖(b)受力簡圖(c)水平面受力(d)水平面彎矩圖(e)垂直面受力(f)垂直面彎矩圖(g)合成彎矩圖(h)轉(zhuǎn)矩圖 軸的結(jié)構(gòu)和載荷圖AB段支承反力：水平面：垂直面：BC段支承反力：水平面：垂直面：CD段支承反力：水平面：垂直面：DE段支承反力：水平面：垂直面：軸的受力簡圖、c、e。由公式（）得出切向銑削力徑向負(fù)荷切向負(fù)荷 軸向負(fù)荷 靜不定梁鉛垂面分解圖由于此主軸的受力屬于簡單靜不定梁類型，所以要以靜不定梁的受力方法來解決問題。計(jì)算時(shí)，常常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。按上式計(jì)算最優(yōu)跨距，計(jì)算過程如下： …………………………………………………（）式中： —— 主軸跨距部分的平均直徑，單位為； —— 主軸跨距部分的平均孔頸，單位為。最優(yōu)跨距是指在切削力作用下，主軸前端的柔度值最小時(shí)的跨距。因此，確定懸伸量的原則，是在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下盡可能取小值，同時(shí)應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)采取措施縮減值。，其尺寸大小按照J(rèn)B232478進(jìn)行加工，選擇主軸序號為50的主軸端部尺寸。按照任務(wù)書的要求及綜合各軸段直徑的實(shí)際大小，確定內(nèi)孔直徑。由于裝配需要，主軸的直徑總是由前軸頸向后緩慢地逐段減小的。加大直徑，可減少主軸本身彎曲變形引起的主軸軸端位移和軸承彈性變形引起的軸端位移，從而提高主軸部件剛度。根據(jù)主電機(jī)功率=，故本課題選用FANUC交流主軸電機(jī)6S型號。 主電機(jī)選型 利用交流伺服系統(tǒng)可進(jìn)行精密定位控制，可作為CNC機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等的執(zhí)行元件。使刀桿和主軸始終具有很好的配合精度。本課題采用了液壓缸運(yùn)行的方式，通過活塞、拉桿、拉釘?shù)纫幌盗性倪\(yùn)動(dòng)來達(dá)到刀桿的松緊目的。由于加工中心具備自動(dòng)換刀功能，所以在主軸組件中還應(yīng)有主軸準(zhǔn)停裝置、刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)以及切屑清除機(jī)構(gòu)。，本課題的總體設(shè)計(jì)方案現(xiàn)確定如下：由于同步帶無滑動(dòng)，能保證固定的傳動(dòng)比，且傳動(dòng)效率高，允許的線速度較高，無需安置在很良好的工作環(huán)境中，所以在主軸傳動(dòng)方式中選擇同步帶傳動(dòng)。同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：無滑動(dòng)，能保證固定的傳動(dòng)比；預(yù)緊力較小，軸和軸承上所受的載荷??；帶的厚度小，單位長度的質(zhì)量小，故允許的線速度較高；帶的柔性好，故所用帶輪的直徑可以較小。同步帶是嚙合傳動(dòng)中唯一一種不需要潤滑的傳動(dòng)方式。齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，應(yīng)用普遍，類型較多，適應(yīng)性廣。主軸的啟動(dòng)、停止和變速等均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動(dòng)，是切削加工的功率輸出部件。并且溫度過高會(huì)改變軸承等元件的間隙、破壞潤滑條件，加速磨損。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在其它條件允許的條件下，盡量提高剛度值。主軸組件和進(jìn)給組件的設(shè)計(jì)和制造，都是圍繞著解決這個(gè)基本問題出發(fā)的。 課題的目的及內(nèi)容加工中心是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個(gè)國家設(shè)計(jì)、制造的水平，因此在國內(nèi)外企業(yè)界都受到高度重視。雖然國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在近幾年中取得了可喜的進(jìn)步，但與國外同類產(chǎn)品相比，仍存在著不少差距，造成國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的市場占有率逐年下降。相對而言，國內(nèi)生產(chǎn)的高速加工中心快速進(jìn)給大多在左右，個(gè)別達(dá)到。在結(jié)構(gòu)上，國外的加工中心都采用了適應(yīng)于高速加工要求的獨(dú)特箱中箱結(jié)構(gòu)或龍門式結(jié)構(gòu)。1 概述 加工中心的發(fā)展?fàn)顩r 加工中心的國內(nèi)外發(fā)展對于高速加工中心，國外機(jī)床在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)上，滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的加工中心快速進(jìn)給大多在以上，最高已達(dá)到。雖然從時(shí)間上看只比國外晚了幾年，但由于種種原因，數(shù)控機(jī)床技術(shù)在我國的發(fā)展卻一直落后于國際水平，到1980年我國的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量還不到700臺(tái)。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(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)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。引言裝備工業(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、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展自1953年美國研制出第一臺(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。到90年代，我國的數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展才得到了一個(gè)較大的提速。采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加工中心已實(shí)用化，進(jìn)給速度可提高到，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。在加工精度上，國外臥式加工中心都裝有機(jī)床精度溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，加工精度比較穩(wěn)定。而直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加工中心僅試制出樣品，還未進(jìn)入產(chǎn)量化，應(yīng)用范圍不廣。國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與國外產(chǎn)品相比，差距主要在機(jī)床的高速、高效和精密上。畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)：工作臺(tái)尺寸：600mm400mm；最大承載：600kg主軸功率： – 5KW；主軸轉(zhuǎn)速： 20 3000rpm進(jìn)給速度：X、Y向 1 10000mm/min；Z向 1 5000mm/min行程：X、Y向、Z向：600mm400mm400mm 定位精度：177。為了達(dá)到相應(yīng)的精度要求，通常，主軸組件和進(jìn)給組件應(yīng)符合以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)要求：旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度是指機(jī)床在空載低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝工件或刀具部位的徑向和軸向跳動(dòng)值滿足要求，目的是保證加工零件的幾何精度和表面粗糙度。抗振性指主軸組件和進(jìn)給組件在切削過程中抵抗強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)保持平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。耐磨性指長期保持其原始精度的能力。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞對加工中心的性能有很大的影響，它決定著加工中心的切削性能、動(dòng)態(tài)剛度、加工精度等。其傳遞的功率可達(dá)近十萬千瓦，圓周速度可達(dá)，效率可達(dá)。在嚙合傳動(dòng)中，它的結(jié)構(gòu)最簡單，制造最容易，最經(jīng)濟(jì)，彈性緩沖的能力最強(qiáng)，重量輕，兩軸可以任意布置，噪聲低。其主要缺點(diǎn)是安裝時(shí)中心距的要求嚴(yán)格。但是需要注意的是同步帶的安裝具有嚴(yán)格的要求。在本課題中，主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)采用磁力傳感器檢測定向，其不僅能夠使主軸停止在調(diào)整好的位置上，而且能夠檢測到主軸的轉(zhuǎn)速，并在加工中心的操控面板上顯示出來，方便機(jī)床操作者調(diào)整轉(zhuǎn)速。同時(shí)，為了減少液壓推力對主軸支承的磨損，在主軸的內(nèi)部設(shè)置了一段碟形彈簧，使活塞對拉桿的作用起到一個(gè)緩沖的作用。在伺服系統(tǒng)中，本課題在進(jìn)給系統(tǒng)中選用直流伺服電動(dòng)機(jī)，而在主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中則選用交流伺服電動(dòng)機(jī)。～37kW共分13種。其主要技術(shù)參數(shù)如下：額定輸出功率：；最高速度：；額定輸出轉(zhuǎn)矩：；轉(zhuǎn)子慣量：。但加大直徑受到軸承值的限制，同時(shí)造成相配零件尺寸加大、制造困難、結(jié)構(gòu)龐大和重量增加等，因此在滿足剛度要求下應(yīng)取較小值。在確定前軸徑后，可知前軸頸直徑和后軸頸直徑有如下關(guān)系：（2） 主軸內(nèi)孔直徑的確定主軸內(nèi)孔直徑與機(jī)床類型有關(guān)，主要用來通過棒料，通過拉桿、鏜桿或頂出頂尖等。（3） 主軸端部形狀的選擇機(jī)床主軸的軸端一般
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