【正文】 6）將各處的孔都鉆成∮ 8 孔，用線切割割出 50x12 的槽，各孔加工到尺寸。小批量、精度要求不高的箱體，常常將粗加工合并在一道工序上進(jìn)行，但必須采取相 應(yīng)的措施，以減少加工過程中的變形。 （ 1） 先面后孔的加工順序 箱體主要是由平面和孔組成，這也是它的主要表面。 m； k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， k=，此處 h 為鍵槽的高度 mm； l鍵的工作長度 ， mm， 圓頭平鍵 l =Lb，這里 L 為鍵的公稱長度， mm，北京 KND 銑床主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)齒輪銑齒機(jī)床動(dòng)力頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 b 為鍵的寬度 mm， d為軸的直徑 ； p?????鍵、軸、輪 轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力 Mpa； ??p 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用應(yīng)力 Mpa； 查手冊得： MPap 110][ ?? 根據(jù)條件計(jì)算得 p? =68 ][ pp ?? ? 故鍵符合強(qiáng)度要求?！?(~2)d，這里 d 為軸的直徑。 本文所設(shè)計(jì)的銑床主軸主要用于加工內(nèi)齒輪，軸承承受徑向載荷的同時(shí)，還承受不大的軸向載荷，根據(jù)軸承承受載荷的特征，選擇單列深溝球軸承 查軸承手冊得： GB/T27694608 型軸承 d=8， D=22， B=7，基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷 ，極限轉(zhuǎn)速 30000/min，質(zhì)量 。在一定條件下，工作轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜選用直徑系列為 8， 9，0， 1 的軸承。若徑向載荷較大而軸向載荷較小時(shí)，也可選用深溝球軸承和內(nèi)、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 由已知得： 221 ()cacaMTWM Pa?????? （ 42） 前已選定軸的材料為 45鋼，正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 151 查得MPa55][ 1 ??? 因此 ][ 1?? ??ca ，故該軸安全 。m in dd 8mm 北京 KND 銑床主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)齒輪銑齒機(jī)床動(dòng)力頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 軸強(qiáng)度的校核 表 41 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能 材 料 牌號(hào) 熱處理 毛坯硬度／ ｍｍ 硬度／ＨＢＳ 抗拉強(qiáng)度極限 屈服強(qiáng)度S? 彎曲疲勞極限1?? 剪切疲勞極限1?? 許用彎曲應(yīng)力? ?1?? 備注 ＭＰａ Q235A 熱軋或鍛壓后空冷 ≤ 100 400 ～420 225 170 105 40 用于不重要及受載荷不大的軸 ＞ 100 ～250 375 ～390 215 表 42 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能 45 正火回火 ≤ 100 170 ～217 590 295 255 140 55 應(yīng)用最廣泛 ＞ 100 ～300 162 ～217 570 285 245 135 調(diào)質(zhì) ≤ 200 217 ～255 640 355 275 155 60 40Cr 調(diào)質(zhì) ≤ 100 241 ～286 735 540 355 200 70 用于載荷打，而無很大沖擊的重要軸 ＞ 100 ～300 685 490 335 185 40CrNi 調(diào)質(zhì) ≤ 100 270 ～300 900 735 430 260 75 用于很重要的北京 KND 銑床主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)齒輪銑齒機(jī)床動(dòng)力頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 ＞ 100 ～300 240 ～270 785 570 370 210 軸 38SiMnMo 調(diào)質(zhì) ≤ 100 229 ～286 735 59 365 210 70 用于重要的軸，性能近于40CrNi ＞ 100 ～300 217 ～269 685 540 345 195 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì) ≤ 60 293 ～321 930 785 410 280 75 用于要求要耐磨性，高強(qiáng)度且熱處理（氮化）變形很小的軸 ＞ 60 ～100 277 ～302 835 685 410 270 ＞ 100 ～160 241 ～277 785 590 375 220 20Cr 滲碳淬火回火 ≤ 60 滲碳56 ～62HRC 640 390 305 160 60 用于要求強(qiáng)度及韌性均較高的軸 數(shù)據(jù)來源：《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [3]表 151 （ 1）已知軸的彎矩和扭矩后，針對(duì)該軸的實(shí)際情況，計(jì)算軸上鍵槽為最危險(xiǎn)截面，因此對(duì)鍵槽部分做彎扭合成強(qiáng)度的校核 [20]。 軸的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：在軸系零件 的具體結(jié) 構(gòu)未確定之前，軸上的作用點(diǎn)和支點(diǎn)的跨距無法精確的確定，故彎矩大小和分布情況不能求出，因此在軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中必須把軸的強(qiáng)度計(jì)算和軸系零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交錯(cuò)進(jìn)行，邊畫圖、邊計(jì)算、邊修改。 軸的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：在軸系零件的具體結(jié)構(gòu)未確定之前，軸上的作用點(diǎn)和支點(diǎn)的跨北京 KND 銑床主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)齒輪銑齒機(jī)床動(dòng)力頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 距無法精確的確定，故彎矩大小和分布情況不能求出，因此在軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中必須把軸的強(qiáng)度計(jì)算和軸系零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交錯(cuò)進(jìn)行，邊畫圖、邊計(jì)算、邊修改。采用冷拉或深拔工藝制造的零件，如鍵、銷，要考慮材料的延伸率和冷作硬化對(duì)材料機(jī)械性能的影響。 根據(jù)零件的使用要求和制造的數(shù)量，綜合考慮材料本身的價(jià)格、材料的加工費(fèi)北京 KND 銑床主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)齒輪銑齒機(jī)床動(dòng)力頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 用或毛坯材料的費(fèi)用（如鑄件或切割的鋼板）、材料的利用率等選擇材料。 零件表面的磨損是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，耐磨性材料的選用原則很難簡單地說明。對(duì)于承受彎曲或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的零件，由于應(yīng)力在橫截面上分布不均勻，可以采用復(fù)合 熱處理，如調(diào)質(zhì)和表面硬化，使零件的表面與芯部具有不同的金相組織，提高零件的疲勞強(qiáng)度。 于是： )( Rm dd ??? (35) 現(xiàn)以 m 表示當(dāng)量直齒圓柱齒輪的模數(shù)，亦即錐齒輪平均分度圓上輪齒的模數(shù)，即當(dāng)量齒數(shù) vz 為： ?coszmdz mvv ?? (36) 當(dāng)量齒輪的齒數(shù)比： 221 uzzu vvv ?? (37) 顯然，為使錐齒輪不致發(fā)生根切，應(yīng)使當(dāng)量齒數(shù)不小于直齒圓柱齒輪的根切齒數(shù) [13]，另外，平均模數(shù) m 和大端模數(shù) m的關(guān)系為： )( Rm mm ??? (38) 計(jì)算得： m =， vZ =20186。 北京 KND 銑床主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)齒輪銑齒機(jī)床動(dòng)力頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 3 齒輪傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 錐齒輪主要參數(shù)的選擇 由于設(shè)計(jì)對(duì)尺寸的要求較高，在滿足使用條件下盡量使用較小尺寸的齒輪 [10]，所以選擇了 1 模 20 齒的傘狀齒輪，用 GearTrax20xx 計(jì)算生成的錐齒輪，具體尺寸如下圖所示： 表 31 齒輪參數(shù) 節(jié)距 其它數(shù)據(jù) 齒輪數(shù)據(jù) 模數(shù) 輪轂表面 中徑 模 節(jié)錐頂至安裝端面 外徑 模數(shù) 腹板厚度 附錄 齒根高 螺旋方向 右旋 相交角度 90176。銑削頭安裝在滑臺(tái)上，由三速交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過一對(duì)準(zhǔn)雙曲面齒輪使銑刀平行齒輪軸線高速回轉(zhuǎn)，銑刀靠垂直于自身回轉(zhuǎn)軸線的端面 “ 成形 ” 銑削齒面。以實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)螺旋運(yùn)動(dòng)，最終在工件上加工出斜齒。剃齒一般用于未淬火圓柱齒輪的精加工 ,生產(chǎn)率很高 ,有很強(qiáng)的誤差糾正能力 ,是軟齒面精加工最常用的加工方法之一。強(qiáng)力旋壓包括錐形件剪切旋壓和筒形件流動(dòng)旋壓 , 按照變形金屬流動(dòng)方向與旋輪進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向是否一致 ,筒形件旋壓又分為正旋和反旋兩種。另外 , 擠齒由于齒面的均勻塑性變形 , 產(chǎn)生冷作硬化層 ,從而工件耐磨性、疲勞強(qiáng)度和使用壽命有明顯的提高。）。但磨削加工只能加工尺寸較大的內(nèi)斜齒輪，而對(duì)于較小尺寸的內(nèi)斜齒輪 （ d≤40mm） ，由于砂輪直徑的限制就無法加工。在齒輪類零件中，內(nèi)齒輪零件雖較外齒輪零件應(yīng)用范圍窄，但也是汽車、儀器、儀表等行業(yè)領(lǐng)域不可缺少的重要零件；在機(jī)械傳動(dòng)中，特別是減速器的設(shè)計(jì)上，結(jié) 構(gòu)的緊湊和重量的減輕是很重要的因素，內(nèi)齒輪在這方面有絕對(duì)的優(yōu)越性，因此目前在減速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，內(nèi)齒輪的應(yīng)用更為廣泛。 這里需要特別注意是使用【插入】按鍵，而不用【輸入】按鍵，對(duì)于初學(xué)者，容易出現(xiàn)此類錯(cuò)誤操作。SMAR_CHG_Y()速度、位置模式切換輸出信號(hào)。當(dāng)執(zhí)行 M61時(shí) ,切斷使能輸出和位置控制模式信號(hào)輸出 ,完成速度控制模式的轉(zhuǎn)換。采用 M28作為剛性攻絲的起始指令 ,當(dāng)執(zhí)行 M28時(shí) ,輸出剛性攻絲信號(hào) ,通知主軸驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行剛性攻絲操作。通過手工編程或利用 CAM軟件自動(dòng)編程，將編好的加工程序輸入到控制器。 （ 4)刀具長度補(bǔ)償功能 改變刀具長度的補(bǔ)償量，可以補(bǔ)償?shù)毒邠Q刀后的長度偏差值，還可以改變切削加工的平面位置，控制刀具的軸向定位精度。經(jīng)濟(jì)型控制步進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)器 (KND 細(xì)分反應(yīng)式或混合式 ) ， 把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移 ， 步進(jìn)機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比 ， 開環(huán)控制 ， 輸入輸出點(diǎn)數(shù)滿足經(jīng) 濟(jì)型數(shù)控機(jī)床要求；可同時(shí)控制一個(gè)模擬主軸；單軸數(shù)控可廣泛用于其它機(jī)械 ， 有批量的產(chǎn)品可提供專用軟件設(shè)計(jì)； RS232 接口與 PC 機(jī)進(jìn)行通信 ， 實(shí)現(xiàn)機(jī)床參數(shù)和用戶程序的外部存儲(chǔ)； DNC功能實(shí)現(xiàn)程序邊傳輸邊加工 [2]， 提高了計(jì)算機(jī)的 CAD/CAM 程序的加工能力。 關(guān)鍵詞 內(nèi)齒輪 /動(dòng)力頭 /銑齒機(jī) /KND 銑床 北京 KND 銑床主軸系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為內(nèi)齒輪銑齒機(jī)床動(dòng)力頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì) II BEIJING KND MILLING SPINDLES SYSTEM TRANSFORMATION IN THE GEARS MILLING GEAR MACHINE FOR THE DESIGN OF DYNAMIC HEAD SYSTEM ABSTRACT With the rapid economic development, updating the machine to speed the purchase of new machines cost more to purchase a new machine after the old machine to bee idle machine, waste of resources. Transform the old machine is both cost savings and an important way to use the machine used. Although milling transformation have more research, but at present KND for Beijing for milling spindles system transformation in the gears milling gear machine power head system remains exploration stage, no readymade experiences and theoretical support. This subject mainly rely on internal gear milling gear machine milling theory and mathematical model, bining KND milling spindles drive control system characteristic, proper adjustment and modification pletion power of head design, internal gear can adapt to the milling. Based on the transformation of a teacher39。 [7] 趙松年主編 ， 機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M] .北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,1994。進(jìn)而通過對(duì)齒輪的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)測試，符合要求精度，參數(shù)指標(biāo)。建材、礦山、冶金、能源及起重工程的崛起，帶動(dòng)了對(duì)大功率（小體積）行星齒輪減速器的需求。