【正文】 應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展必須對(duì)現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行升級(jí)。二是改善機(jī)床結(jié)構(gòu)。 (4)高剛性：機(jī)床在不斷追求高速、高精的同時(shí)，開始注重機(jī)床的剛度，為實(shí)現(xiàn)大功率切削，提高加工效率奠定基礎(chǔ)。 Mitsui Seiki 公司的 HU50— 5AX 型高精度 5 軸高速加工中心，帶一個(gè)傾斜轉(zhuǎn)臺(tái)，所有坐標(biāo)的直線運(yùn)動(dòng)定位精度 0． 003mm， B軸、 C 軸的回轉(zhuǎn)精度0． 001。 0． 05～177。由于高速 電主軸的普遍應(yīng)用，主軸轉(zhuǎn)速也迸一步提高，有的高達(dá) 40000～ 60000r／ min，快移速度也由于直線電機(jī)的采用而提高到 lOOm／ mim 以上，很多機(jī)床的直線運(yùn)動(dòng)加速度達(dá)到 1～ 29，少數(shù)可達(dá) 39以上。 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要趨勢(shì) 從外國(guó)五軸聯(lián)動(dòng)加工中心機(jī)床的發(fā)展看，機(jī)床不再單純是一臺(tái)加工設(shè)備，而是工廠自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的組成單元。轉(zhuǎn)臺(tái)消隙方式為雙蝸桿消隙結(jié)構(gòu)。配旋轉(zhuǎn)編碼器 RON275，定位精度177。 =臥式），回轉(zhuǎn)速度 30r/min。 DMG 公司的 DMU125FDduoBLOCK5 軸車銑復(fù)合加工中心，是以臥式加工中心為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的復(fù)合機(jī)床。 東風(fēng)汽車有限公司設(shè)備 制造廠展出的 DH500Ⅰ高速臥式加工中心具有 主軸軸向尺寸溫升自動(dòng)補(bǔ)償功能和 主軸防碰撞功能，利用傳感器在零件周圍設(shè)置臨界區(qū)，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)后自動(dòng)實(shí)現(xiàn)碰撞規(guī)避。 HTM40100h 車銑加工中心屬于 國(guó)家 重大專項(xiàng)產(chǎn)品，這臺(tái)車銑加工中心體現(xiàn)了當(dāng)今數(shù)控機(jī)床高效、高精、復(fù)合化的發(fā)展趨勢(shì)，具有國(guó)際領(lǐng)先水平 ,是針對(duì)國(guó)內(nèi)汽車、航天、軍工等行業(yè)對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床的需求而研制開發(fā)的。 河南理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 VH1100高速立式加工中心 主體結(jié)構(gòu)采用門型結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)機(jī)床剛性。三向行程（ x/y/z） 650mm 700mm 460mm， A 軸回轉(zhuǎn)角度為 110176。轉(zhuǎn)臺(tái)定位精度 8，轉(zhuǎn)臺(tái)重復(fù)定位精度 4。 5DMCH63工作臺(tái)尺寸 630mm 630mm，轉(zhuǎn)臺(tái)承重 700kg，三向行程（ x/y/z） 900mm 650mm 800mm，快速移動(dòng)速度 60m/min，切削移動(dòng)速度 3～ 40000m/min，主軸轉(zhuǎn)速 20～ 18000r/min， A軸擺動(dòng)角度 30176。 其中南通科技投資集團(tuán)股份有限公司展出了 5DMCH63 臥式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心、5DGBC50 五軸聯(lián)動(dòng)立式加工中心、 VH1100 高速立式加工中心和 VMCL1100 新型立式加工中心。可 通過五軸聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)空間任意方向孔、面及復(fù)雜型面進(jìn)行加工；主軸高轉(zhuǎn)速，適合高速切削。 河南理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 在 CIMT2021 展會(huì)上，中國(guó)的展品和參展廠家占多數(shù)，展出了 33 臺(tái)被西方國(guó)家禁運(yùn)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。到 20 世紀(jì) 90 年代初，國(guó)內(nèi)的數(shù)控機(jī)床及 數(shù)控系統(tǒng) 的生產(chǎn)具有了一定的規(guī)模，但前進(jìn)中的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)正面臨十分嚴(yán)峻的形勢(shì) 。 基于上述原因，本課題將對(duì)精密數(shù)控 主軸附件頭 AB 軸 進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，它涉及到結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)等問題的研究。 圖 13 CITM2021中國(guó)國(guó)際機(jī)床展 調(diào)查 統(tǒng)計(jì) CITM2021中國(guó)國(guó)際機(jī)床展 調(diào)查報(bào)告中 50%的受訪者認(rèn)為國(guó)產(chǎn)機(jī)床與國(guó)外機(jī)床的差距縮小了一些， %認(rèn)為差距縮小了不少（詳見圖 14）。 圖 11是對(duì)2021 年 中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。為了應(yīng)對(duì)日益增多的復(fù)雜零件加工、提高加工精度和效率，多軸機(jī)床和復(fù)合機(jī)床將會(huì)進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展。使學(xué)生學(xué)會(huì)初步掌握解決工程技術(shù)問題的正確指導(dǎo)思想、方法手段，樹立做事嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。通過 畢業(yè)設(shè)計(jì) ，可樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn)：我們?cè)谑褂们蛎驺姷都庸で鏁r(shí)，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)，由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差，采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使球 面銑刀避開頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是解決 數(shù)控 主軸旋轉(zhuǎn) 的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。 另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，環(huán)繞 Z軸回轉(zhuǎn)，定義為 C軸， C 軸都是 360 度回轉(zhuǎn)。 隨著生產(chǎn)力水平的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 driving force calculation and other related calculation。這樣的雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)可以沿 XY、 Z方向作平行移動(dòng)， A 軸上能夠在一定角度內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)， B 軸 也 可以做旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng) ,且 A、 B兩軸能同時(shí)運(yùn)動(dòng)，隨時(shí)停止。是 在現(xiàn)有的 電火花數(shù)控機(jī)床 主軸 三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的 主軸附件頭 ，將其安裝在原有的 主軸頭 上，與原有的 主軸 組成一個(gè)整體，成為一個(gè)多自由度的 主軸頭 ，再通過對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)，使該機(jī)床成為五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控； 主軸附件頭 ；五坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)； 河南理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 II Abstract The graduation project is the subject of EDM CNC machine tool spindle attachment head AB axis design. It is a two spindle attachment head rotational degrees of freedom in addition to the existing NC EDM machine tool spindle three coordinate linkage, mounted in the spindle head on the original, form a whole with the original spindle, a spindle head of a multiple degree of freedom, and then through the numerical control system upgrade, so that the machine be five coordinate linkage CNC machine. Double rotary worktable that can parallel move along the direction of XY, Z, A axis can be rotated continuously within a certain angle, the B axis can rotate, and the A, B axes to move at the same time, stop at any time. Can not only process the simple line, line, arc, can also adapt to the machining surface is more plex and spherical parts. The main content of this thesis includes: determining the transmission scheme of spindle attachment head。即使發(fā)達(dá)工業(yè)化國(guó)家，也無不高度重視。 立式五軸加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞 X軸回轉(zhuǎn)，定義為 A軸， A 軸一般工作范圍 +30 度至 120 度。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單， 主軸剛性非常好，制造成本比較低。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大，客機(jī)龐大的機(jī)身、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。 河南理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 IV 目錄 前言 第 1 章 緒 論 ........................................................... 1 五軸數(shù)控機(jī)床 學(xué)術(shù)背景 ........................................... 2 本課題的研究目的和現(xiàn)實(shí)意義 ..................................... 3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................. 3 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主要趨勢(shì) ......................................... 6 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床 ............................................... 7 本章小結(jié) ....................................................... 8 第 2 章 主軸附件頭 AB 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................... 9 主軸附件頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................. 9 主要參數(shù) ...................................................... 10 第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇與控制 ............................................. 11 伺服 電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) .............................................. 11 伺服電機(jī) 的原理 ................................................ 11 伺服電機(jī) 的種類 ................................................ 12 A 軸方向上 伺服電機(jī) 的選擇和及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 ..................... 14 B軸方向上 伺服電機(jī) 的選擇和及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 ..................... 15 本章小結(jié) ...................................................... 16 第 4 章 蝸輪蝸桿 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................... 17 傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)時(shí)應(yīng)滿足的要求 .................................... 17 傳動(dòng)方案及其分析 .............................................. 17 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) ........................................... 17 A軸方向上蝸輪與蝸桿設(shè)計(jì) ....................................... 18 蝸輪與蝸桿的選用與校核 ................................... 18 蝸輪與蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸 ........................... 21 B軸方向上蝸 輪與蝸桿設(shè)計(jì) ....................................... 22 蝸輪與蝸桿選用與校核 ..................................... 22 河南理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 V 蝸輪與蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸 ........................... 24 蝸桿軸 渦輪軸 的設(shè)計(jì) ............................................ 25 夾緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算 ................................................ 26 聯(lián)軸器的選擇 .................................................. 28 軸承的選用 .................................................... 28 本章小結(jié) ....................................................... 29 第 5 章 維修與故障分析 ................................................. 30 操作 .......................................................... 30 啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作 ......................................... 30 操作順序 ................................................. 30 啟動(dòng)運(yùn)行中注意的事項(xiàng) .............................