【正文】 方面的需求，而且也適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)的節(jié)能 7 減排要求。 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是“臥式車銑復(fù)合加工中心總體結(jié)構(gòu)及主軸自動(dòng)卡盤(pán)設(shè) 5 計(jì)”，包括總體方案的比較與制定、主軸自動(dòng)卡盤(pán)部件設(shè)計(jì)、主軸自動(dòng)卡盤(pán)部件關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、電氣控制原理圖的設(shè)計(jì)（包括輔助電路及操作系統(tǒng)）、相關(guān)機(jī)械部件零件的校核設(shè)計(jì)等。同時(shí)具有雙刀架、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)換刀功能。 機(jī)床主軸（ C軸）驅(qū)動(dòng)采用交流變頻調(diào)速電機(jī) — 皮帶輪 — 主軸的傳動(dòng)方式 主軸電機(jī)調(diào)速范圍 ≥ 3000rpm 自動(dòng)主軸卡盤(pán) 機(jī)床圓工作臺(tái)（ B軸）驅(qū)動(dòng)采用伺服電機(jī) — 蝸輪副 — 圓工作臺(tái)的傳動(dòng)方式 進(jìn)給脈沖當(dāng)量 ≤ 176。其中主軸自動(dòng)卡盤(pán)部件的設(shè)計(jì)及校核是核心內(nèi)容，主要包括：自動(dòng)卡盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、方案比較與制定、變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的選擇、卡盤(pán)盤(pán)絲的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)及校核、偏心軸的設(shè)計(jì)及校核、軸承的選擇及軸承壽命的校核等。目前越來(lái)越多的復(fù)雜零件采用復(fù)合機(jī)床進(jìn)行綜合加工，復(fù)合機(jī)床成為各國(guó)機(jī)床制造商開(kāi)發(fā)的熱門(mén)產(chǎn)品。車銑復(fù)合加工運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，影響表面加工質(zhì)量的因素多 (如刀具轉(zhuǎn)速、工件轉(zhuǎn)速、軸向進(jìn)給量、切削深度、工件直徑、刀具直徑、刀齒數(shù)、工件與刀具的夾角和偏心量、刀具角度等 )，而且這些因素的影響又相互耦合，使得車銑復(fù)合加工工藝參數(shù)選擇變得尤為復(fù)雜，目前尚未完全揭示出車銑復(fù)合加工參數(shù)對(duì)加工表面質(zhì)量的影響規(guī)律，這在一定程度上影響了車銑復(fù)合加工技術(shù)的推廣和應(yīng)用。 高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，近幾年來(lái)，在實(shí)用化和產(chǎn) 8 業(yè)化等方面取得可喜成績(jī)。 控機(jī) 床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。 二、車銑復(fù)合加工中心的發(fā)展 車銑復(fù)合加工中心是將車削中心和加工中心的加工特點(diǎn)集于一臺(tái)機(jī)床之上， 一次裝夾進(jìn)行多工序完全加工（ DONE IN ONE），能為用戶帶來(lái)提高加工效率、降低零件加工成本和提高加工精度等好處。以銑削為主的銑車復(fù)合加工中心均為多軸五聯(lián)動(dòng)機(jī)床。 三、車銑復(fù)合加工中心的發(fā)展趨勢(shì) 車銑復(fù)合加工技術(shù)的先進(jìn)理念就是提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短產(chǎn)品制造周期，是一種集成了現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)和 CAD/CAM 應(yīng)用技術(shù)的先進(jìn)機(jī)械加工技術(shù)。隨著航空 航天、軍工、船舶領(lǐng)域產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度日益加快，工序分散的加工設(shè)備將會(huì)被工序集中的柔性、自動(dòng)化設(shè)備所取代，這為車銑復(fù)合加工中心提供了更為廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間。 對(duì)于車削功能： 切削運(yùn)動(dòng)????????????車刀架的移動(dòng)—進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電磁制動(dòng)器—制動(dòng)主軸變頻器—正反轉(zhuǎn)主軸變頻器—調(diào)速主軸旋轉(zhuǎn)—主運(yùn)動(dòng) 12 輔助運(yùn)動(dòng) —— 立柱的快速移動(dòng)，工件的夾緊和松開(kāi)，冷卻、潤(rùn)滑液的開(kāi)關(guān)等。下圖是滿足該機(jī)床功能的方案圖： 13 主動(dòng)力頭變頻電機(jī)； 皮帶輪； 主軸箱； 主卡盤(pán)； 主動(dòng)力刀架；前立柱； 刀庫(kù)； 副卡盤(pán)； 操控面板； 多刀位回轉(zhuǎn)刀架； 1副動(dòng)力頭變頻電機(jī)； 1副主軸箱； 1床身； 1電控柜； 1前立柱縱向進(jìn)給系統(tǒng)； 1副動(dòng)力頭縱向進(jìn)給系統(tǒng)； 1多刀位刀架縱向進(jìn)給系統(tǒng)。 第三章 自動(dòng)卡盤(pán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一、 副 動(dòng)力頭自動(dòng) 卡盤(pán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 15 （一） 夾緊裝置的組成 1．動(dòng)力裝置 夾緊力的來(lái)源，一是人力；二是某種裝置所產(chǎn)生的力。 2．夾緊部分 接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，一般由下列機(jī)構(gòu)組成： 1）接受原始作用力的機(jī)構(gòu)。 3）夾緊元件。既要保證工件在整個(gè)加工過(guò)程中其位置穩(wěn)定不變、振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形。夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。在數(shù)控車床中，動(dòng)力卡盤(pán)是最常用的工件夾具 ,它是機(jī)床電主軸與工件之間的連接接口 , 機(jī)床電主軸的轉(zhuǎn)速、扭矩和旋轉(zhuǎn)精度通過(guò)動(dòng)力卡盤(pán)傳遞給工件。由于中、高檔卡盤(pán)及油缸價(jià)格較高，還要配備液壓系統(tǒng)，電卡的優(yōu)勢(shì)在此就充分體現(xiàn)出來(lái)了。齒輪 2以偏心套 3的偏心距為半徑，圍繞某一中心作兩個(gè)坐標(biāo)方向的平移，從而撥動(dòng)內(nèi)齒輪 1慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)盤(pán)絲 4 回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)卡抓 5夾持工件。切深抗力 Fy 與縱向進(jìn)給方向垂直 , 影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。 Vc切削速度，單位為 m/s。 式中括號(hào)內(nèi)第二項(xiàng)是 Ff 小號(hào)的功率，與第一項(xiàng)相比很小，可忽略不計(jì)，因此可認(rèn)為： 3CCC 10VFP ??? = 310? = 根據(jù)切削功率選擇機(jī)床主電動(dòng)機(jī)時(shí)，還要考慮機(jī)床的傳動(dòng)效率，機(jī)床住電動(dòng)機(jī)的功率 ?P 應(yīng)為： ?? /PP C? 式中： ? 機(jī)床傳動(dòng)效率，一般取 ~ 20 ?? /PP C? = = 初選 主軸電機(jī)型號(hào)為 三相異步電機(jī) Y180L4，額定功率 P=30kw. 電動(dòng)卡盤(pán)電機(jī)的選擇 初選電動(dòng)卡盤(pán)電機(jī)型號(hào)為 Y1324，額定功率為 行星齒輪減速機(jī)構(gòu)減速比 i的計(jì)算 圖 1 中， H 為系桿（ 偏心軸）， a為齒輪， b( 為內(nèi)齒輪 ), V 為輸出機(jī)構(gòu)（ 盤(pán)絲）。 根據(jù)卡盤(pán)的大小 , 選定齒輪直徑和設(shè)計(jì)齒輪的模數(shù)后即可得到各齒輪的齒數(shù)。 基圓半徑 rb=h/2∏ =30/2∏ = r0=203（ 始點(diǎn)極徑） r1=397（ 始點(diǎn)極徑） α 0= (起始點(diǎn)壓力角） α 1= (終止點(diǎn)壓力角） β 0=90176。 (終止點(diǎn)螺旋升角） 所以 β =（β 0+β 1） /2=176。此外，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，還應(yīng)滿足穩(wěn)定性要求。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，還可進(jìn)行熱處理或化學(xué)處理改善其力學(xué)性能及工藝性，所以應(yīng)用廣泛。同時(shí)合金鋼的淬火性能及尺寸穩(wěn)定性也優(yōu)于碳素鋼。 另外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較敏感。 此處根據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)選擇 45 號(hào)鋼正火處理。設(shè)計(jì) 26 時(shí)必 須針對(duì)軸的具全情況具體分析，綜合考慮，確定出軸的合理結(jié)構(gòu)。曲軸是往復(fù)式機(jī)械中的專用零件，用來(lái)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 （ 2）傳動(dòng)軸 工作時(shí)只承受轉(zhuǎn)矩不承受彎矩的軸。常用于紡 織機(jī)械，農(nóng)業(yè)機(jī)械和橋式起