畢業(yè)論文數(shù)控車削中心主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁
【正文】 更加靈活，功能得到進(jìn)一步擴(kuò)展，柔性線也進(jìn)一步縮短，效率提高.。近幾年來，數(shù)控車削中心在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等一些方面取得很多成績。數(shù)控機(jī)床主軸部件是機(jī)床的核心部件，它的性能好壞直接影響機(jī)床的加工精度。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的精度對(duì)于數(shù)控機(jī)床的加工精度有著非常重要的影響。 車削中心的發(fā)展現(xiàn)狀精密、高速、復(fù)合、智能以及綠色是現(xiàn)今數(shù)控車削中心機(jī)床發(fā)展的總趨勢(shì)。3. 數(shù)控車削中心精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展從原來的絲級(jí)提升到目前的微米級(jí)。重復(fù)定位精度已經(jīng)達(dá)12微米（），圓度達(dá)到了1微米，表面粗糙度達(dá)到了Ra 。在復(fù)合化方面，具有銑削功能、Y軸功能的車削中心的比例增加很多，約占總數(shù)的15%。在提高復(fù)合加工性能方面進(jìn)步很大，數(shù)控加工中心的高性能發(fā)展備受矚目。 車削中心簡介 數(shù)控車削中心是擁有高精度和高效率的自動(dòng)化機(jī)床，它通過數(shù)字信息自動(dòng)控制加工過程中的運(yùn)動(dòng)部件的坐標(biāo)位置、動(dòng)作順序、輔助功能，操作者在加工過程中不能干預(yù)，不能對(duì)機(jī)床進(jìn)行人為的補(bǔ)償，所以數(shù)控車削中心幾乎在任何方面都要求比普通機(jī)床設(shè)計(jì)得更加完善，制造的更加精密。(3)變速范圍大。這樣車削中心的優(yōu)點(diǎn)就很明顯了，它以數(shù)控車床為主體，配有刀庫、分度裝置、和機(jī)械手等，可以實(shí)現(xiàn)多工序復(fù)合加工。（a）為銑端面槽，加工時(shí)，機(jī)床主軸不轉(zhuǎn)，裝在刀架上的銑削主軸帶著銑刀旋轉(zhuǎn)。機(jī)床主軸不轉(zhuǎn)，刀架內(nèi)的銑主軸帶著刀旋轉(zhuǎn)，可作Z向進(jìn)給(如左圖)，也可作X向進(jìn)給(如右圖)。此外，車削中心還可以銑削螺旋槽。(d)端面分度鉆孔、攻螺紋；(e)橫向鉆孔。(2)床身。安裝在床身的最左邊。尾座作用是安裝頂尖，以支撐工件，在加工時(shí)起到支撐輔助作用。(6)刀架滑板。(7)防護(hù)罩。它用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸的變速、尾座套筒的移動(dòng)及工件自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)動(dòng)作等一些輔助運(yùn)動(dòng)。它為機(jī)床在加工中提供充足的切削液，以滿足切削加工的要求。 車削中心的C軸 車削中心C軸功能示意圖 (a)C軸定向時(shí)，在圓柱面或端面上銑槽。（3）具有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。方案三：用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸，（c）所示。3 電機(jī)的選擇 伺服電機(jī)的概述 電機(jī)的功率負(fù)載特性一般驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作的回轉(zhuǎn)電機(jī)常用的功率負(fù)載特性有以下三種：（1）連續(xù)工作制（S1）：是指該電機(jī)在額定工作條件和負(fù)載條件下允許長時(shí)間、不間斷的工作。即隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，其輸出功率基本不變，而電機(jī)的輸出扭矩則會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降；在nj拐點(diǎn)轉(zhuǎn)速以下進(jìn)行無級(jí)調(diào)速時(shí)，均為恒扭矩調(diào)速，即隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，其輸出扭矩保持恒定不變，而電機(jī)的輸出功率則隨轉(zhuǎn)速的下降而降低。在此范圍內(nèi)為恒功率調(diào)速。電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩，維持為額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩不變，不隨轉(zhuǎn)矩的下降而上升，輸出功率隨轉(zhuǎn)速的下降而降低。成為了數(shù)控機(jī)床的主要變速形式。由任務(wù)書中要求主軸要求的恒功率變速范圍是Rnp=4000/150= 我們選定的電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍是Rp=6000/1500=4 (Rp=，Ra=，因?yàn)閦0=2)由此主軸要求的恒功率調(diào)速范圍遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)所能提供的恒功率調(diào)速范圍，為了盡量滿足主軸轉(zhuǎn)速要求，在主軸與電動(dòng)機(jī)之間加裝一個(gè)變速機(jī)構(gòu)，該變速機(jī)構(gòu)為一個(gè)有級(jí)變速機(jī)構(gòu)，這樣我們的主傳動(dòng)系統(tǒng)就成為了一個(gè)有級(jí)變速機(jī)構(gòu)和一個(gè)無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)組成的混合傳動(dòng)系統(tǒng)。分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際公比為= 所以 結(jié)構(gòu)式為4=2122為減少中間傳動(dòng)軸及齒輪副的結(jié)構(gòu)尺寸，分級(jí)傳動(dòng)的最小傳動(dòng)比應(yīng)采用前緩后急的原則；為降低中間軸齒輪的制造成本，應(yīng)盡量使齒輪的速度小，故擴(kuò)大順序應(yīng)與傳動(dòng)系統(tǒng)一致，采用前密后疏的原則。驗(yàn)算帶速因?yàn)?30所以帶速合適。3) 根據(jù)齒輪材料的選擇原則，大齒輪和小齒輪選用的材料都為40。各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n3=1500r/min；n2=800r/min；n3=400r/min各齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速n48=1500r/min；n30=1500r/min；n24=800r/min；n42=800r/min；n43=800r/min；n33=800r/min；n23=400r/min；n33=400r/min；。常用的經(jīng)驗(yàn)公式約可分為兩類：一類是指數(shù)公式；一類是按單位切削力進(jìn)行計(jì)算。已知硬質(zhì)合金刀進(jìn)行加工，切削用量為ap=5mm, f=, v=。旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸、軸承、殼體孔的各主要件的制造、裝配以及調(diào)整精度。（3）溫升和熱變形 由于受熱膨脹是材料固有的性質(zhì)，溫升將引起主軸的熱變形，使主軸伸長，也會(huì)使軸承間隙變小，降低了加工的精度；溫升還會(huì)降低潤滑劑的粘度，影響潤滑條件。（5）耐磨性 對(duì)數(shù)控加工中心的主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長期保持精度?，F(xiàn)在，主軸前端部已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。通常情況下，若軸的剛度能滿足要求，則強(qiáng)度也能滿足要求，因此，除了載荷很大的情況下，可不驗(yàn)算的強(qiáng)度，只計(jì)算軸的剛度。 已知前軸頸為64mm,后軸頸為36mm,跨距456mm,前端懸伸94mm,中空25mm,主軸端加載8700N. （1）軸承支反力前軸承FA=8700=(N) 后軸承FB=FAF==(N) （2）撓度 d=（64+36）=50(mm) = 上式中，F(xiàn)—外載荷(N)；a前懸伸（mm）； l—跨距（mm）； d,di—主軸外徑和孔徑。為了提高主軸的精度和剛度，我們采用的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是主軸軸承應(yīng)有可調(diào)的間隙，這也是主軸軸承的主要特點(diǎn)之一。角接觸球軸承在傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計(jì)中就往往應(yīng)用于車床和加工中心的主軸。為了提高角接觸球軸承的承載能力和剛度，在同一個(gè)支撐中，角接觸球軸承可采用成對(duì)安裝，也可三個(gè)、四個(gè)組配在一起。而主軸前后軸承的精度對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響是不同的。一般常常用軸肩和孔擋肩以及各種類型的螺母等限位的元件給軸定位。 主軸軸承的潤滑方式 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的主軸為高速主軸，發(fā)熱較多，所以在潤滑的同時(shí)應(yīng)該兼顧溫升，應(yīng)用油潤滑，可以應(yīng)用空氣冷卻的方法。本設(shè)計(jì)采用油潤滑，所以才有鋸齒形環(huán)槽的密封方式，鋸齒方向應(yīng)逆著油流的方向。通常Z＝3時(shí)，若RDP＝3 時(shí)，分級(jí)變速機(jī)構(gòu)的恒功率區(qū)變速范圍可擴(kuò)大到9左右，主軸轉(zhuǎn)速連續(xù)。 F. J. machine tool spindle drive gearbox London,2007,(5): 851860.
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