【正文】 直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、性能、研制周期和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 rotary points。 工作臺分度轉(zhuǎn)位動作包括：工作臺抬起，齒盤脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作；回轉(zhuǎn)分度；工作臺下降，齒盤重新嚙合，完成定位夾緊共三個步驟。工作臺是加工中心的重要部分。加工中心機(jī)床除了沿 X、 Y 和 Z 三個坐標(biāo)軸直線進(jìn)給運(yùn)動外，往往還帶有繞 X、 Y 和 Z 軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。 正 文 部分 著重講述了電機(jī)、同步帶和主要軸承的選擇及鼠牙盤、同步帶輪、液壓系統(tǒng)和傳動齒輪的設(shè)計計算。 table dropped, Gear reengagement, targeting pletion of clamping a total of three steps. Focus on the body of the motor, belt and the main bearings and the choice of mice teeth set, timing belt pulleys, hydraulic systems and transmission gear design and calculation. The process of designing the use of CAD technology design. Key words： Table Indexing Transposition Gear 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 3 目 錄 前言 第一章 緒論 .................................................. 1 加工中心的功能及其特點(diǎn) ................................. 1 加工中心的結(jié)構(gòu)組成 ..................................... 4 加工中心的發(fā)展趨勢 ..................................... 6 本文研究目的和主要研究內(nèi)容 ............................ 11 第二章 TH6363B 加工中心回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計方案的擬訂 ............... 7 加工中心常用回轉(zhuǎn)工作臺簡介 ............................. 7 本課題設(shè)計方案的擬訂 .................................. 14 本課題設(shè)計的回轉(zhuǎn)工作臺原理簡介 ........................ 15 設(shè)計方案具體操作技術(shù)路線簡介 .......................... 16 第三章 回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計 ....................................... 18 回轉(zhuǎn)工作臺的主要設(shè)計內(nèi)容 .............................. 18 電機(jī)的選擇 ....................................... 18 傳動比的分配及傳動效率的計算 ..................... 20 同步帶的選擇及同步帶輪的設(shè)計計算 ................. 20 圓錐齒輪的設(shè)計計算 ............................... 22 圓柱齒輪的設(shè)計計算 ............................... 26 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 4 鼠牙盤的設(shè)計計算 ................................. 31 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 ............................... 39 主要軸承的選擇 ................................... 41 潤滑與密封 ....................................... 44 其他元件的選擇 .................................. 45 繪制回轉(zhuǎn)工作臺總圖和零件圖 ............................ 46 結(jié)論 ........................................................ 46 謝辭 ........................................................ 29 參 考 文獻(xiàn) .................................................... 30 前 言 機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著國民經(jīng)濟(jì)各部門，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、和社會生活各個方面提供各種性能先進(jìn)、價格低廉、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，所以在現(xiàn)代化建設(shè)中是舉足輕重的。工業(yè)發(fā)達(dá)的國家都十分重視產(chǎn)品設(shè)計：美國認(rèn)為，設(shè)計是一本萬利的事，對產(chǎn)品設(shè)計投資 1 美元，帶來的利潤卻是 1500 美元；英國認(rèn) 為：產(chǎn)品設(shè)計是英國工業(yè)的命脈，英國工業(yè)革新必須以設(shè)計為中心，始終應(yīng)把產(chǎn)品設(shè)計多為企業(yè)的頭等大事，應(yīng)時常探索研究使產(chǎn)品設(shè)盡善盡美；法國認(rèn)為：設(shè)計是工業(yè)的生命，要培養(yǎng)超一流設(shè)計大師，要大膽啟用有才華和有實踐工作經(jīng)驗的設(shè)計人員。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 1 第一章 緒 論 加工中心的功能 加工中心是一種功能較全的數(shù)控加工機(jī)床。加工中心與同類數(shù)控機(jī)床相比機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，控制系統(tǒng)功能較多。加工中心還具有不同的輔助功能；如：各種加工固定循環(huán)，刀具半徑自動補(bǔ)償，刀具長度自動補(bǔ)償，刀具破損報警，刀具壽命常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 2 管理，過載超程自動保護(hù)，絲杠螺距誤差補(bǔ)償 ，絲杠間隙補(bǔ)償，故障自動診斷，工件與加工過程圖形顯示，人機(jī)對話，工件在線檢測和加工自動補(bǔ)償、離線編程等，這些攻能提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率，保證了產(chǎn)品的加工精度和質(zhì)量，是普通加工設(shè)備無法相比的 ??8 。特別是對于必須采用工裝和專機(jī)設(shè)備來保證產(chǎn)品質(zhì)量和效率的工件，采用加工中心加工，可以省去工裝和專機(jī)。與普通數(shù)控機(jī)床相比，它有以下幾個突出特點(diǎn) ??9 。 (2) 加工精度高 加工中心同其他數(shù)控機(jī)床一樣具有加工精度高的特點(diǎn)，而加工中心可一次裝夾工件，實現(xiàn)多工序集中加工，減少了多次裝夾帶來的誤差。同時，它還能自動加工普通機(jī)床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜零件。另外，由于加工中心的加工穩(wěn)定，減少了廢料率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。當(dāng)前有許多大型 CAD／ CAM 集成軟件已經(jīng)開發(fā)了生產(chǎn)管理模塊，實現(xiàn)了計算機(jī)輔助生產(chǎn)管理。它們是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接的鋼結(jié)構(gòu)件，它們要承受加工中心的靜載荷以及在加工時的切削負(fù)載，因此必須是剛度很高的部件，也是加工中心中 質(zhì)量和體積最大的部件。主軸內(nèi)部刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)是自動刀具交換裝置的組成部分。數(shù)控系統(tǒng)主要功能有：控制功能、進(jìn)給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 5 和第二輔助功能、補(bǔ)償功能、字符圖形顯示功能、自診斷功能、通信功能、人機(jī)對話程序編制功能等。刀庫是存放加工過程所要使用的全部刀具的裝置；當(dāng)需要換刀時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，由機(jī)械手 (或通過別的方式 )將刀具從刀庫取出裝人主軸孔中。有的加工中心不用機(jī)械手而利用主軸箱或刀庫的移動來實現(xiàn)換刀的。分度工作臺的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動換刀裝置配合使用，實現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個面的加工。當(dāng)完成一個托盤上工件的加工后，便自動交換托盤，進(jìn)行新零件的加工，這樣可以減少輔助時間，提高加工效率。加工中心高速化可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加 工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量好精度。 20 世紀(jì) 90 年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)新一代高速數(shù)控車床，加 快 機(jī) 床 高 速 化 發(fā) 展 步 伐 。 （ 2） 高精度 從精密加工發(fā)展到超精密加工 (特高精度加工 )是世界各工業(yè)強(qiáng)國致力發(fā)展的方向。為了滿足用戶的需要，近 10 多年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 ? 10? m 提高到? 5? m，精密級加工中心的加工精度則從 ? 35? m，提高到 ? (1~)? m。還通過自動運(yùn)行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序 ，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報警。 ① 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成。 ③ 簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程，智能化的人機(jī)界面等。 （ 3） 柔性化 柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。 復(fù)合化 復(fù)合化包含工序復(fù)合化和功能復(fù)合化。 開放性體系結(jié)構(gòu) 為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，需設(shè)置開放性體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)。既可通過升擋或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，又可通過擴(kuò)展構(gòu)成不同類型數(shù)控加工中心的數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。加工中心的網(wǎng)絡(luò)化將極大的滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。 本課題來源于江蘇多棱數(shù)控 設(shè)備股份有限公司，完成帶回轉(zhuǎn)工作臺的三軸聯(lián)動 TH6363B 臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計，確定加工中心回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)，確定其分度、轉(zhuǎn)位和定位方式，完成其分度、定位、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計，工作臺尺寸滿足： 630 630，工作臺承重： 800Kg，回轉(zhuǎn)臺定位精度達(dá)到：177。一般圓周進(jìn)給運(yùn)動由回轉(zhuǎn)工作臺來實現(xiàn)。 （ 1） 分度工作臺 分度工作臺的作用完成分度運(yùn)動。等）。圓周進(jìn)給運(yùn)動一般由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺來實現(xiàn)，它除了可以完成圓周進(jìn)給運(yùn)動外，還可以完成分度運(yùn)動。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的分度定位和分度工作臺不同，它是按控制系統(tǒng)所指定的脈沖數(shù)來決定轉(zhuǎn)位角度，沒有其他的定位元件（如齒盤、定位銷等），常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 14 故分度定位精度高。由于設(shè)計要求中分度回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度和重復(fù)定位精度較高，為滿足分度精度的要求，我對設(shè)計的 TH6363B 臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺采用齒盤定位方式。分度轉(zhuǎn)位動作包括：工作臺抬起，齒盤脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備 工作；回轉(zhuǎn)分度；工作臺下降，齒盤重新嚙合，完成定位夾緊共三個步驟 ??2 。當(dāng)工作臺向上抬起時，通過接觸開關(guān)發(fā)出信號使電機(jī)轉(zhuǎn)動。 。然后進(jìn)行其內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計出轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)臺分度裝置，最后聯(lián)系已設(shè)計出的轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)臺分度裝置，進(jìn)行定位和夾緊裝置的設(shè)計。 選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)所需工作功率按式（ 1）為 Pe =?pKW 由式 P =9550nM? KW M 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩； n 為負(fù)載轉(zhuǎn)速。 97 則 a? =? ? = Pe =?p= ? KW 現(xiàn)選擇西門子 1FK6063– 6AF71– 1 型電機(jī)，電機(jī)基本參數(shù)見下表： 表 31 電機(jī)參數(shù)表 型號 額定功率KW 滿載時 額定電流 額定轉(zhuǎn)距 最大轉(zhuǎn)矩 重量 轉(zhuǎn)速 r/min 電流（ 380V 時） A 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 20 1FK6063– 6AF71– 1 3000 6 11 傳動比的分配及傳動效率的計算 電機(jī)型號為 1FK6063– 6AF71– 1，滿載轉(zhuǎn)速 3000max ?n r/min。取 3i =12 圓錐 齒輪的傳動比： 2i =21iii?總 = 90 ?? 大帶輪傳遞的功率 7 2 ???P KW 小圓錐齒輪軸傳遞的功率 22 ????P KW 大圓錐齒輪軸傳遞的功率 43 ????P KW 同步帶的選擇及同步帶輪的設(shè)計計算 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 21 同步帶是工作面為齒形的環(huán)形傳動帶，靠與帶輪嚙合傳動。 由小帶輪轉(zhuǎn)速 n=3000r/min，查《機(jī)床設(shè)計實用手冊》選擇同步帶帶型為 XL 型?，F(xiàn)重新分配傳動比： 同步帶的傳動比： ??? zzi 圓錐齒輪的傳動比： 2i =21iii?總 = 90 ?? 圓錐齒輪的設(shè)計計算 設(shè)計的直齒圓錐齒輪使用壽命為 8 年，每年以 300 工作日計，兩班制，輕微沖擊。 以上設(shè)計過程中所引用的公式及參數(shù)參考自《機(jī)械設(shè)計》（第 7 版）秦彥斌 陸品主編。 齒輪面閉式傳動，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取1z =20，則 2z =i1z =20?12=240 （ 2） 設(shè)計計算 ① 設(shè)計準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （ 1） 選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，故選用常用材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸段 2 處 安裝大圓錐齒輪，常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 31 由于大圓錐齒輪分度圓直徑 d =130mm，故取軸段 2 處直徑 352?d mm。軸段 4 為軸肩，用來固定軸承，取 484 ?d mm。 軸段 1 處