【正文】 27 或 LM Pa ?? 3.. 得 L= 要使貼塑料板的導軌平均壓力取 ,導軌面的接觸長度必須取 L==500mm,有 MPaPF ? 或 MPaPF 1003 ??? M P aaLMP yMy 75166 22 ????? 或M P aaLMP yMy 2 1 5 166 22 ????? M PaPPP MyF a x ????? M PaPPP MyF i n ?????? ? ? ? ? M P aPPP av m i nm a x ????? 或 M PaPPP MyF a x ????? M P aPPP MyF i n ?????? ? ? ? ? M P aPPP av minmax ????? 經(jīng)計算各條件符合許用壓力和平均壓力的要求 Y軸移動導軌的選擇： 由于結構與前面的相同 選擇參數(shù)： H=20 B=70 B1=12 A=400 h=12 h1= b=6（平） 滑動導軌的驗算 Z軸導軌受力分析如圖 37 圖 3 Z軸受力分析 （ 1）各外力對坐標軸取矩 X軸： MX=Ff e/2+WXQ XQ= 或 28 e=AB=330mm W=500Kg 當 XQ= 時， MX=+500 10 = 當 XQ= 時， MX= My=Mz=0 （ 2）支反力計算 各導軌面的支反力分別為 RA、 RB、 RC BA RR Z ???? 3 1 4 9105 0 0 NRNeMRZZBXB 6 3 5 1 9 3 3 2????? 則ZAR有： NRZA ? 或 NRZA ? 0?CR （ 3）牽引力： 對于鉆床進給力很小或為 0，即 Ff=0 導軌壓強 按線形分布的導軌壓強： aLFP ZF ? a=B 值 = L=（接觸強度） 上導軌的寬度基本上等于下導軌的接觸長度。除選取 合適 的 材料、熱處理、潤滑外，還應采用防護罩，使機床導軌不外露，這樣直接能防止切屑及灰塵等落到導軌上 ，提高導軌的壽命 。 數(shù)控裝置系統(tǒng)硬件組成 計算機數(shù)控系統(tǒng)是由輸入 /輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床電器邏輯控制裝置組成，具體情況如圖 38所示： 輸入 輸出 裝置 數(shù) 控 裝 置 伺服系統(tǒng) 機床電器邏輯控制裝置 機 床 本 體 30 圖 3計算機數(shù)控系統(tǒng)組成 輸入 /輸出裝置主要完成人與數(shù)控機床之間的人機交互，將數(shù)控程序、機床參數(shù)等輸入裝置和將輸入內容及工作狀態(tài)信息輸出； 數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的只會中心，主要功能是正確識別和解釋數(shù)控加工程序，進行各種零件輪廓幾何信息和命令邏輯信息處理，并將處理結果分發(fā)給相應單元； 伺服系統(tǒng)位于數(shù)控裝置與基礎本體之間，包括進給軸伺服驅動和主軸伺服驅動裝置。本論文通過單片機發(fā)出信號后，經(jīng)過環(huán)形分配器驅動放大直接控制，所以采用軟件實現(xiàn)脈沖分配。 本論文采用 PLC 控制，且采用內裝型 PLC，具體情況如圖 39 所示： 圖 3內裝型 PLC的 CNC系統(tǒng)框圖 計算機數(shù)控裝置軟件 根據(jù)零件圖紙和機械加工工藝編寫出數(shù)控加工程序輸入 CNC 裝置，在內部進行處理，輸出相應的位置信號給伺服系統(tǒng)，經(jīng)電機和滾珠絲杠螺母副驅動工作臺或刀具進行移動，最后加工出零件。 雙片可調式薄齒輪錯齒調整法能夠調整齒側隙，使加工精度及表面粗糙度達一定要求，所以可采用該方法調整以消除齒輪間隙。由于加工精度為 7 級，而鉆床為一般機床，所以可選擇 貼塑的矩形滑動導軌。而對于數(shù)控鉆床來講，工件進給過程中不受切削力的影響，所以在加上鑲入塑料導軌板時的平均壓力可以適當增加。矩形導軌存在側向間隙，必須用鑲條進行調整（采用窄式組合）。= 18 所以 Tg= = ，所以選擇的電機合適 縱向進給滾珠絲杠的核算 初選絲杠型號為 CMD25043，必須對承載能力、壓桿穩(wěn)定性、剛度進行校核 (1)驗算承載能力 Ｑ＝ 3L fHfWPmaxCO （ L為滾珠絲杠壽命系數(shù)（ 轉6101? ）） Pmax=F 縱 +F 摩 ＝ 0+＝ fH=1 fW= T=15000 61060m in/ 0 3 3NtLrnn s???? Ｑ＝ KNN 8 3 1 ??????? 查表得絲桿額定載荷為Ｃ O=Q 滿足設計要求 （ 2） 驗算壓桿穩(wěn)定性 m a x22 PKD EIFP KK ?? ? 取雙推 — 簡支式支承，由 FK=2 鋼的彈性模量 E= 105Mpa 絲杠小徑的截面慣性矩 4441 cmdI ???? ?? 查手冊可知，所用絲杠的最小徑為： d1= 壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K=4 絲杠長度 L=LS=700mm ? ?NPPNP K 1 7 4 m a xm a x2 52 ???? ????? ?? 所選絲杠滿足設計要求 （ 3） 驗算絲杠剛度 絲杠剛度是保證第一導程的變動量必須要在允許范圍內 ???????????????? IEMTESPTL ?2 00 絲杠最小截面積 S= d21/4= 19 設 T0= I= M= Tmaxi= ==1020Ncm “＋”號用于拉伸，“一”號用于壓縮，都取“＋”號，則 : mcmL ?? 6 1 0 2 1 7 4525 ??????????? ??? ???????? ?? ??? ? 由于選擇要求滾珠絲杠精度等級為 C 級， Δ L0=177。 ???? ?? 初選的進電機型號 200BF001，五相十步，步距角 %Step，最大靜轉矩 Tymax=，為保證能夠正常起動或停止，步電機的起動轉矩 Tg TΣ ˊ，由表可知 Tg/Tymax=， 則 Tg= =，故選擇合適。首先小齒輪（主動齒輪）用 40Cr，調質處理，硬度 241HB∽ 286HB，平均取為 260HB，大齒輪（從動齒輪）用 45鋼，調質處理，硬度 229HB∽ 286HB，平均取為 240HB。 對于齒輪組的設計就是要完成傳動。 《機械設計課程設計》附錄Ⅲ 電動機 表一 選擇了電動機就可根據(jù)所選擇電動機確定相應的無級變速器。因此，需要齒輪組進行減速以增大轉矩來滿足主軸的轉矩需求。 6 詳細設計 切削力的計算 確定加工工件尺寸 加工零件尺寸 =10mm,刀具為高速鋼麻花鉆。 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)就是對機械部分的控制，如對進給系統(tǒng)、工作臺回轉、定位、轉速等的控制。詳細設計和計算在下一章。 3 系統(tǒng)設計 機床系統(tǒng)設計框圖 做什么都離不開一個大綱，而機床系統(tǒng)設計框圖就像一個大綱，引導論文的設計 。 在加工零部件時，傳統(tǒng)鉆床在加工精度、工件的形狀、經(jīng)濟成本等方面不能滿足現(xiàn)代的生產(chǎn)要求，而且還浪費了更多的人力與加工時間，因此，它逐漸被日新月異的社會所淘汰。全都是數(shù)控系統(tǒng)控制的。如： TBT 公司生產(chǎn)的特別適用于加工摩托車到輕型卡車的各種中小型曲軸油孔的BW200KW 深孔鉆床；特別適用于大中型卡車曲軸油孔的 BW250KW 深孔鉆床，它們均具有X、 Y、 Z、 W四軸數(shù)控。 對于本次數(shù)控多工位鉆床的設計，我認為使鉆削加工能實現(xiàn)自動化的數(shù)控加工正是運用到了數(shù)控機床的特點：提高了加工精度、生產(chǎn)率和自動化程度。數(shù)控機床的傳動多是用步進電機經(jīng)過滾珠絲杠螺母副的結構傳動。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 在一般情況下，數(shù)控鉆床就滿足需求，而基于采用西門子數(shù)控系統(tǒng)，能完成連續(xù)精確的高速鉆孔。而數(shù)控多工位鉆床 就是提高鉆削加工精度和效率的一種很好的機加工工具 ，在滿足制造精度的前提下，更是節(jié)約了人力、時間的成本。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。而在 本次設計中，進給傳動和傳動部件是一個重要環(huán)節(jié)。床身、立柱的結構和材料選擇是必不可少的。例如專門為了加工曲軸上的油孔，連桿上的斜油孔，平行孔和飼料機械上料模的多個徑向出料孔等。該工件孔數(shù)量多達 36000 個。實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。 論文研究的主要工作 該論文主要研究 傳統(tǒng) 數(shù)控鉆床 怎么實現(xiàn)多工位的功能、提高生產(chǎn) 效率、高精度、自動化控制等，以滿足當代的生產(chǎn)需求，以低成本來滿足良好的經(jīng)濟效益。我們就以加工最大尺寸的孔加工工件 為例，根據(jù)切削力、所需轉矩來確定電機。所以，該論文將用漸開線圓柱齒輪傳動來作為減速器。這個基本框架使后面的詳細設計更針對的性，以免脫離設計的目的和要求。與之相對應的轉速為= =、 = =同理由 《金屬切削刀具》計算鉆頭軸向力 F 和扭矩 T 的經(jīng)驗公式及表 31麻花鉆軸向力和扭矩表達式中的系數(shù)、指數(shù)及修正系數(shù)可知： MyXMM KfdCT ? （ 1） FyXFF KfdCF ? （ 2） 3102 ?? nm TP ? （ 3） 而 =、 =、 =、 =、 = = 、 = 對于已經(jīng)磨損的鉆頭 = =1 而工件材料 = =（ ） =1，其中（ =190） 當進給量為 f=，由公式 F= 、 T= 、=2 可得 = = = = =2 = 當進給量為 f=，同理可得 8 = = = = =2 = 所以，可得鉆頭的最大軸心力 Fmax=、 最大轉矩 Tmax=、最大功率Pmax= 又因鉆頭的主軸功率 = / ， = = = 所以 =現(xiàn)在開始選擇主軸的電機，查閱《機械設計課程設計》（附錄Ⅲ 電動機）中只有轉矩在 ∽ ，不能滿足主軸 (Tmax=)需求。并且，根據(jù)設計，主軸要能在主軸的軸向方形上移動，也就是說，上端的花鍵齒外面要有內花鍵齒輪才能將電動機的運動傳遞給主軸，所以主軸的傳遞方式為：主軸電機 — 無級變速器 — 聯(lián)軸器 — 漸開線圓柱齒輪組 — 主 軸 確定主軸齒輪傳動方案 （ 1）齒輪傳遞方案的確定 如圖 31 所示，軸Ⅰ為機床主軸，設計為齒輪花鍵軸；軸Ⅱ為主軸電機聯(lián)軸器 圖 3主軸傳動示意圖 所以 = =，軸二 = = （精度為 8 級） 則主軸電機輸出功率 = / =粗略估算則選用 Y90S2，額定功率為 ，額定電壓為 380V，額定電流為 ，轉速為 2840R/MIN，最大額定轉矩為 。故在接下來設計的齒輪組中，主要達到的目的為將電動機的轉動傳遞給主軸使主軸完成轉動，并不影響軸向的進給運動。 齒