【正文】 觀察數(shù)控機床主軸部件的模擬裝配過程，可以發(fā)現(xiàn)前期設(shè)計過程中相關(guān)結(jié)構(gòu)和尺寸不合理的地方，通過直接修改實體，直接修改設(shè)計過程中不合理的地方。 標(biāo)注尺寸要考慮到鑄造工藝的特點。定位尺寸是確定機體內(nèi)各部件相對于基準(zhǔn)的位置尺寸。 對未標(biāo)注倒角，圓角半徑的說明。齒頂圓的偏差值與該直徑是否作為測量基準(zhǔn)有關(guān)，可查手冊標(biāo)出。 5）軸類零件圖的技術(shù)要求包括： 對材料的機械性能和化學(xué)性能的要求，允許代用的材料等。 主要零件工作圖的設(shè)計要點 軸類零件工作圖的設(shè)計要點 1）軸類零件一般只需一個視圖，在有鍵槽和孔的地方，增加必須的剖視圖或剖面圖。 2）零件的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)與裝配圖一致，不得隨意修改，如必須修改，應(yīng)對裝配圖進行相應(yīng)的修改。 進入 Pro/e 的運動模塊后，主要的步驟就是在某些關(guān)節(jié)上定義伺服電機，然后給各個伺服電機定義一定的速度，最后，通過定義各個伺服電機的工作時間端完成最后的運動演示。 最后使用動畫應(yīng)用程序的動畫生成指令生成最后的裝配演示動畫。這種方法在表達層次方面有利，但卻不是現(xiàn)實的裝配方法，因為由于主軸部件的結(jié)構(gòu)，如果用上面的方法裝配，根本無法完成裝配，這在中可以清楚 的看出。 步驟 7：通過曲面的實體化命令產(chǎn)生齒輪的實 體化輪齒。 箱體模型在后面的裝配圖中可以見到。 在制作軸承是，先將外圈，滾動體，內(nèi)圈的實體分別作出，最后進入 Pro/e 的裝配模塊，將它們組裝成軸承。Ⅰ軸的實體模型如圖 41所示。材料應(yīng)注明牌號。 對所有的零件進行編號 零件的編號方法，可以采用不區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件，統(tǒng)一編號，也可以將標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件分開，分別編號。 3）對密封的要求：在試運轉(zhuǎn)過程中，所有的聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。技術(shù)要求通常包括下面幾方面的內(nèi)容： 1）對零件的要求：在裝配前，應(yīng)按圖紙檢驗零件的配合尺寸，合格的零件才能裝配。 主軸箱展開圖上必須完成的內(nèi)容主要有標(biāo)注尺寸，編寫技術(shù)要求，對所有的零件進行編號，列出零件明細表及標(biāo)題欄。 主軸截面慣距： I= (D4d4)2? = 106 mm4。高速輕載采用成組角接觸球軸承，根據(jù)軸向載荷的大小分別選用 25176。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 8 表 33 各軸的中心距 軸 ⅠⅡ ⅡⅢ 距離（ mm） 175 175 3） 確定齒輪的軸向布置 為避免 同一滑移齒輪變速組內(nèi)的兩對齒輪同時嚙合，兩個固定齒輪的間距，應(yīng)大于滑移齒輪的寬度，一般留有間隙 12mm，所以首先設(shè)計滑移齒輪。 1） 傳動軸的估算 這一步在前面已經(jīng)做了 計算。取 Z3=20,S=116， 則 Z3’=96。 表 23 許用扭轉(zhuǎn)角的確定 軸 Ⅰ Ⅱ [φ ]（ deg/m） 1 1 把以上確定的各軸的輸入功率 N=、計算轉(zhuǎn)速 nj（如表 21）、允許扭轉(zhuǎn)角 [φ ]（如表 23）代入扭轉(zhuǎn)剛度的估算 公式 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 6 d=914 []Nnj? (23) 可得傳動軸的估算直徑： d=40mm。除了載荷比較大的情況外，可以不必驗算軸的強度。 根據(jù)主軸要求的最高轉(zhuǎn)速 4000r/min，最大切削功率 ,選擇 北京數(shù)控設(shè)備廠的BESK8 型 交流主軸電動機，其基本轉(zhuǎn)速是 300r/min，最高轉(zhuǎn)速是 4500 r/min。新材料及新零件的出現(xiàn)，更高精密要求的提出等都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機床，完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 2 展。當(dāng)前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展呈現(xiàn)出高速、高精密化發(fā)展趨勢。 采用數(shù)字控制技術(shù)進行機械加工的思想，最早在 20世紀(jì) 40 年代提出的，當(dāng)時美國的一個小型飛機工業(yè)承包 商帕森公司在麻省理工學(xué)院伺服機構(gòu)試驗室的協(xié)助下，經(jīng)過三年時間的研究，于 1952 年試制成功世界第一臺數(shù)控機床試驗性樣機。數(shù)控機床三維建模與設(shè)計 I 數(shù)控機床三維建模與設(shè)計 摘 要 數(shù)控車床是裝有數(shù)字程序控制系統(tǒng)的自動化車床。這是一臺采用脈沖乘法器原理的直線插補三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床，這便是數(shù)控機床的第一代。 1） ．高速 新一代數(shù)控機床（含加工中心）只有通過高速化大幅度縮短切削工時才能進一步提高其生產(chǎn)率。 設(shè)計的主要任務(wù) 數(shù)控機床主軸部件是機床的核心部件。 轉(zhuǎn)速圖的擬定 根據(jù)交流主軸電動機的最高轉(zhuǎn)速和基本轉(zhuǎn)速可以求得交流主軸電動機的恒功率轉(zhuǎn)速范圍 Rdp=nmax/nd=3 （ 21） 而主軸要求的恒功率轉(zhuǎn)速范圍 Rnp=,遠大于交流主軸電動機所能提供的恒功率轉(zhuǎn)速范圍，所以必須串聯(lián)變速機構(gòu)的方法來擴大其恒功率轉(zhuǎn)速范圍。剛度要求軸在載荷下（彎曲，軸向，扭轉(zhuǎn)）不致產(chǎn)生過大的變形（彎曲，失穩(wěn)，轉(zhuǎn)角）。 主軸軸徑尺寸的確定： 已知車床最大加工直徑為 Dmax=400mm, 則： 主軸前軸頸直徑 D1=177。 從轉(zhuǎn)速圖上直接看出直接可以看出 Z3 的計算轉(zhuǎn)速是 682r/min。 2） 齒輪相關(guān)尺寸的計算 為了確定軸 的軸向距離，齒輪齒寬的確定是必須的。 Ⅱ軸上的滑移齒輪的兩個齒輪輪之間必須留有用于齒輪加工的間隙，插齒時，當(dāng)模數(shù)在 12mm 范圍內(nèi)時，間隙必須不小于 5mm,當(dāng)模數(shù)在 范圍內(nèi)時，間隙必須不小于 6mm，且應(yīng)留有足夠空間 滑移， 據(jù)此選取該滑移齒輪 三片 齒輪之間的間隙 分別為d1=,d2=15mm?；? 15176。 截面面積： A= mm2 主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩： Mn=9550000Pn = 105 FzMn4502= N Fy== N 故總切削力為： F= 22Fz Fy? = N 估算時，暫取 L0/a=3,即取 285mm. 前后支承支反力 Ra= N Rb= N 取 Ka= 105 N/mm 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 10 Kb= 105 N/mm η =a3EIKa= 則 L0/a=. 則 L0=281mm 因在上式計算中，忽略了 ys的影響，故 L0應(yīng)稍大一點，取 L0=300mm 計算剛度損失： 取 L=385mm,χ = 由 公 式 彈 性 主 軸 y1 彈性支承 k 總 柔 度 總 剛度 彎曲變形 yb 剪切變形 ys 前 支承 后支承 懸伸段 跨距段 懸伸段 跨距段 L=385 107 106 107 107 107 107 107 105 ％ ％ ％ ％ ％ ％ 100％ L0=300 107 106 107 107 107 107 107 105 ％ ％ ％ ％ ％ ％ 100％ 由 L≠ L0引起的剛度損失 約為 ％ ,可知，主軸剛度損失較小，選用的軸承型號及支承形式都能滿足剛度要求。 標(biāo)注尺寸 展開圖上標(biāo)注的尺寸有： 1）特性尺寸：傳動零件的中心距。所有的零件要用煤油或汽油清洗。 4）對安裝調(diào)整的要求：在安裝滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙。相同的零件應(yīng)只有一個編號，編號線不能相交，并 且與剖面線平行。 經(jīng)過如上步驟和要求，最后產(chǎn)生了主軸部件的展開圖 ,為了表達主軸部件內(nèi)部各軸之間的相互位置關(guān)系，在畫出裝配圖的同 時，同時畫出了主軸部件的位置關(guān)系圖 . 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 14 4 主軸部件的實體建模及運動模擬 在主軸部件的展開 圖完成后，可以直接根據(jù)主軸部件的展開圖直接進行零件圖的拆畫，但為了使主軸部件產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性和減少主軸部件產(chǎn)品的重復(fù)性，在生成零件圖之前，有必要對其裝配的過程和部分運動過程進行計算機演示。 在兩軸承的裝配面兩邊分別留有退刀槽，一是為了加工的方便，二是使軸承固定。 現(xiàn)將該設(shè)計中選取的三種類型的軸承分別列出如圖 44， 45， 46。 齒輪的實體建模 齒輪實體建模的關(guān)鍵是產(chǎn)生齒輪的輪齒，該設(shè)計中所有的齒輪都是圓柱直齒輪，其齒形都是漸開線形式，這是截面草繪所不能產(chǎn)生的，只有通過基準(zhǔn)曲線命令才能完成，現(xiàn)將制作完成的齒輪的實體模型列出如圖 47， 48， 49。 主軸部件的裝配 用 Pro/e 來實現(xiàn)主軸部件的動態(tài)裝配過程，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中結(jié)構(gòu)上的不合理之處。 在各主要 結(jié)構(gòu)的裝配基礎(chǔ)上，裝配其它的輔助零件便可以得到主軸部件的裝配體 。 主軸部件的運動演示 Pro/e 動畫模塊和運動模塊都能作為運動演示的工具，動畫模塊的主要特點是靈活性比較大，而精確度較差；相反，運動模塊的主要特征就是精確度比較 高，而靈活性較差。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 24 5 零件工作圖設(shè)計 由上一章主軸部件裝配體的動態(tài)裝配過程以及其主要運動演示過程可以看出，該設(shè)計是可行的。 3）標(biāo)注尺寸時要選好基準(zhǔn)面，標(biāo)出足夠的尺寸而不重復(fù)，并且要有利于零 件的加工制造，應(yīng)避免在加工時做任何計算，大部分尺寸應(yīng)標(biāo)注在最能反映零件特征的視圖上。對于不易表達清楚的局部，例如退刀槽，中心孔等，必要時應(yīng)繪制其局部放大視圖。 對材料表面機械性能的要求，如熱處理方法，熱處理后的硬度，滲碳深度及淬火深度等。齒根圓是是根據(jù)其他參數(shù)加工的結(jié)果，在圖紙上不必標(biāo)出。 對大型或者高速齒輪的平衡試驗要求。如孔的中心線，曲線的 中心位置及其他有關(guān)部位的平面等與基準(zhǔn)的距離。機體大多為鑄件，因此標(biāo)注尺寸要便于木模制作。經(jīng)過機床主軸部件運動的模擬，進一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計的缺陷，使設(shè)計進一