【正文】 33 L0—— 最大受壓長度，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計取 L0=1140mm； K1—— 安全系數(shù)，一般取 K1=1/3； Fmax—— 最大軸向工作載荷， Fmax = ； f1—— 絲杠支承方式系數(shù) ,查表的 f1=2，則 Fcr=627112 101140 ??? ????? ? ?31=? 105NFmax= 可見 Fcr遠大于 Fmax，滿足要求。 Lu 為1000mm。 39″，絲杠底徑 ，螺母長度為 170mm，取絲杠的精度為 1 級。n2=2n1） Fm=(2211223m in113m ax tntn tnFtnF ?? )1/3=1334N （四） 確定絲杠所受的最大動載荷 ?aC 查表，取絲杠的工作壽命 Th 為 15000h，同時取精度系數(shù)fa=1，負荷性質(zhì)系數(shù) fw=，溫度系數(shù) ft=，硬度系數(shù) fh=1，可靠性系數(shù) fk=，平均轉(zhuǎn)速為 1000r/min。選定導(dǎo)軌為滾動 直 線 導(dǎo)軌 ，而 一 般情 況下 ，滾 動 導(dǎo)軌 的摩 擦系 數(shù)為，取摩擦系數(shù)為 ，則絲杠所受的最大牽引第三章 加工中心的工作臺和伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計 31 力為 Fmax=KFX+f(FY+FZ+G) 其中， K 為顛覆力矩影響系數(shù)， K 一般取為 ，現(xiàn)取 K 為 ，則得最大工作負載： Fma x= 179。 第三章 加工中心的工作臺和伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計 30 滾珠絲桿副的設(shè)計計算 在本設(shè)計中 ,電機和絲杠直接相連 ,傳動比為 1 ,選擇電機的最高工作轉(zhuǎn)速 1500r/ min ,最大轉(zhuǎn)矩 Mmax=1570kgf178。設(shè)定工作臺進給速度為 1～ 1500mm/ min ,快速進給速度 15m/ min ,工作臺 X向工作行程為 750mm , Y向工作行程為 500mm ,銑削最大直徑為 ? 100mm。 500 179。文中除作了工作臺、滾珠絲杠副、伺服電機、滾動直線導(dǎo)軌的設(shè)計計算外 ,還作了傳動精度計 算、絲杠拉壓振動和扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率驗算。伺服驅(qū)動裝置的性能 ,在很大程度上決定了機床的性能。 本設(shè)計采用的是直線滾動導(dǎo)軌副，它包括導(dǎo)軌條和滑塊兩部分。導(dǎo)軌的剛性主要取決于導(dǎo)軌類型、結(jié)構(gòu)形式和尺寸大小、導(dǎo)軌與床身的連接方式，還取第二章 加工中心工作臺的主要部件 26 決于導(dǎo)軌材料和表面加工質(zhì)量。動導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌長期運行會引起導(dǎo)軌的不均勻磨損，破壞導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度，從而影響機床的加工精度。對直線運動導(dǎo)軌而言，檢驗的內(nèi)容主要是導(dǎo)軌在水平平面內(nèi)和垂直平面內(nèi)的直線度。導(dǎo)軌的作用是用來支撐和引導(dǎo)機床執(zhí)行部件的運動，導(dǎo)軌的剛度以及摩擦特性又對執(zhí)行部件的定位精度有重要影響，因此，導(dǎo)軌是加工中心進給傳動系統(tǒng)的重要組成部 分。支承件的設(shè)計應(yīng)從結(jié)構(gòu)上和材料上保證其內(nèi)應(yīng)力要小，并應(yīng)在焊、鑄等工序后進行時效處理。影響支承件熱變形的主要因素是：支承件的結(jié)構(gòu)，運動部件的發(fā)熱及外部熱源。抵抗自激振動的能力是指在給定的切削條件下，能保證切削的穩(wěn)定性。動剛度不僅與靜剛度有關(guān)，而且與支承系統(tǒng)的阻尼和固有頻率有關(guān)。因此，正確設(shè)計支承件結(jié)構(gòu)、尺寸及布局具有十分重要的意義。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的主要功能有兩個：一是實現(xiàn)工作臺的進給分度運動，即在非切削時，裝有工件的工作臺在整個圓周（ 360176。 常用鍵的型式有：普通平鍵、半圓鍵和鉤頭楔鍵。一般根據(jù)額定動載荷選用滾珠絲杠副，只有當 n≤ 10r/min 時，按額定動載荷選用。因此這種形式適用于對剛度和位移精度要求高的場合， 絲杠的支承軸承應(yīng)采用滾珠絲杠專用軸承，這是一種特殊第二章 加工中心工作臺的主要部件 20 的向心推力球軸承。 這種支承形式的特點安裝時需保持螺母與兩端支承同軸，故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，絲杠的軸向剛度比兩端固定低；絲杠有熱膨脹的余地。這種調(diào)整方法精確可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用于對調(diào)整準確度要求較高的場合。但調(diào)整費時，并且在工作中不能隨意調(diào)整，除非更換厚度不同的墊片。第二章 加工中心工作臺的主要部件 18 常用的方法有下列幾種。適應(yīng)于微型滾珠絲杠副。適應(yīng)于小導(dǎo)程、一般導(dǎo)程、大導(dǎo)程與重型滾珠絲 杠副。 表 21 滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)特點比較 種類 特 點 循環(huán)圈數(shù) 螺母第二章 加工中心工作臺的主要部件 16 圈數(shù) 列數(shù) 尺寸 內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu) 通過反向器組成滾珠循環(huán)回路，每一個反向器組成 1 圈滾珠鏈。 滾珠循環(huán)方式 滾珠循環(huán)方式可分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩大類型。 （ 4）磨損小、壽命長、維護簡單 使用壽命是普通滑動絲杠的 410 倍。 第二章 加工中心工作臺的主要部件 14 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu) 滾珠絲杠副特點 圖 22 滾珠絲桿副的結(jié)構(gòu) 滾珠絲杠螺母結(jié)構(gòu)是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，它具有下列特點。 第二章 加工中心工作臺的主要部件 13 （ 4）能承受頻繁振動、制動和反轉(zhuǎn)。輸出位移有足夠的精度，即實際位移與指令位移之差要小。應(yīng)用非常廣泛。 （ 4）低速、大轉(zhuǎn)矩 根據(jù)機床的加工特點，經(jīng)常在低速下進行重切削，即在低速下進給驅(qū)動系統(tǒng)必須有大的轉(zhuǎn)矩輸出。加工中心的伺服進給系統(tǒng)一般為 310000mm/min。因此加工中心的進給傳動系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)需滿足如下要求。 進給運動是機床成型運動的一個重要部分，其傳動質(zhì)量直接關(guān)系到 機床的加工性能。所以，只有有了進給精度高、性能安全可靠的直線工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺，加工中心才能精確完成各種輪廓和曲面的加工，加工出高質(zhì)量的零件。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺除了分度和轉(zhuǎn)位的功能外，還能實現(xiàn)圓周進給運動。加 工中心直線工作臺主要在數(shù)控系統(tǒng)控制下完成縱向（ X 方向）和橫向（ Y方向）進給。所以說，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且是數(shù)控機床中生產(chǎn)率和自動化程度最高的綜合性機床。 設(shè)計方案的預(yù)期目標 設(shè)計任務(wù)定為立式加工中心工作臺，工作臺承擔(dān)運動功能為縱向（ X）軸和橫向（ Y）軸兩個方向的移動及一個繞 Z 軸的轉(zhuǎn)動。 （ 2） 機床 的傳動系結(jié)構(gòu)簡單，傳遞精度高、速度快。 表 11 加工中心控制結(jié)構(gòu) 數(shù)控系統(tǒng) 可編程控制器 機床輔助系統(tǒng) 自動刀具交換裝置 主軸伺服 主軸電機 伺服單元 X 軸伺服機構(gòu) Y 軸伺服機構(gòu) Z 軸伺服機構(gòu) 轉(zhuǎn)臺伺服機構(gòu) 加工中心的分類 （ 1） 按工藝用途分為鏜銑加工中心、鉆削加工中心、第一章 引言 6 車削加工中心、復(fù)合加工中心。一個工件安裝在工作臺上加工的同時，另外一個或幾個可交換的工作臺面上還可以裝些別的工件。數(shù)控系統(tǒng)是加工中心執(zhí)行順序控制功能和完成加工過程的控制中心。 （ 3）數(shù)控系統(tǒng) 單臺加工中心的數(shù)控部分由 CNC 裝置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動裝置以及電動機等部分組成。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，它們是加工中心中體積和重量最大的部件。它把切削、銑削、鏜削和鉆削等功能集中在一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝功能。說明中國市場消費的加工中心雖然以普及型的中檔機為主，但高檔機在消費量中所占比重估計已達 15%至 20%。到了 2021 年，中國加工中心的消費量猛增至約 13200 臺（估計值，加工中心的產(chǎn)量數(shù)據(jù)未公布），其中進口 10343 臺。由于加工中心是典型的集高新技術(shù)于一體的機械加工設(shè)備，其生產(chǎn)效率高、柔性好、一機多用和易于加工復(fù)雜的曲線、曲面零件等特點，早已成為工業(yè)發(fā)達國家軍民機械工業(yè)的主力加工設(shè)備。 第四章 結(jié) 論 .....................................................錯誤 !未定義書簽。 采用夾 緊機構(gòu)的計算 絲杠拉壓振動和扭轉(zhuǎn)振動固有頻率驗算 錯誤 !未定義書簽。 伺服電機的選擇 滾動直線導(dǎo)軌的選擇 滾珠絲桿副的設(shè)計計算 錯誤 !未定義書簽。 伺服電機的選擇 目錄 V 縱向直線位移工作臺結(jié)構(gòu) 錯誤 !未定義書簽。 縱向伺服進給系統(tǒng)與直線工作臺的設(shè)計 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 第三章 加工中心的工作臺和伺服進給的 設(shè)計 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 伺服電動機與絲杠的連接 ................... 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 滾珠絲杠副特點 第二章 加工中心工作臺的主要部件 .................錯誤 !未定義書簽。 課題的背景和意義 ............................... 錯誤 !未定義書簽。清楚地表示工作臺及其組成部分的連接、裝配關(guān)系和其中主要零件結(jié)構(gòu)、大小及技術(shù)要求。這一部分詳細描述了在工作臺設(shè)計過程中所用到的幾個典型部件，如伺服進給系統(tǒng)、工作臺、導(dǎo)軌，陳述選用這幾個部件的原因和對它們的基本要求。摘要 I 摘 要 本文主要設(shè)計立式加工中心直線、回轉(zhuǎn)工作臺，工作臺承擔(dān)縱向 X 和橫向 Y 軸兩個方向的移動及一個繞 Z 軸的轉(zhuǎn)動。 。 。s this pater content is as follows: 1. Draft the overall scheme of the structure of the moving working table moves along Xaxis and Yaxis is drawn up,of which in the Ttyple groove the NC rotary table is fixed which can be removed and fixed easily like a jig. 2. Descripe the typical ponents of vertical machining this part, the ponents used in the design, such as servo feed system 、 tables and guide rails,are descriped respectively why choose them,and the requirements for them. 3. Design and calculate structural the given main parameters to select and pute the ponents to get other indispensable parameters,then identify the physical demension of the tables 4. Draw assembly drawings and part the connection the tables and their ponents、 assembly relations，Abstract III also the structures and the sizes of the main ponents、 technical requirements, clearly. Key words: Machining Center, Working Table, Servo Feed System， Rotary Working Table 目 錄 摘 要 ................................................................................................... I Abstract................................................................................................ II 目錄 ................................................................................................ III 第一章 引 言 .......................................................錯誤 !未定義書簽。 設(shè)計方案的可行性分析 ....................... 錯誤 !未定義書簽。 滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu) ........................... 錯誤 !未定義書簽。 滾珠絲杠螺母的計算和選用 錯誤 !未定義書簽。 支承件的基本要求 錯誤 !未定義書簽。 工作臺質(zhì)量及工作臺承重初估 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義書簽。 橫向伺服進給系統(tǒng)與直線工作臺的設(shè)計 錯誤 !未定義書簽。 錯誤 !未定義