【正文】 ，創(chuàng)新能力低，制造成本高，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的智能化發(fā)展將通過(guò)對(duì)影響加工精度和效率的物理量進(jìn)行檢測(cè)、建模、提取特征、自動(dòng)感知加工系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速作出實(shí)現(xiàn)最佳目標(biāo)的智能決策，對(duì)機(jī)床的工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使機(jī)床的加工過(guò)程處于最佳狀態(tài)。同時(shí)通過(guò)自動(dòng)運(yùn)行診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。二、是精密加工技術(shù)有所突破技術(shù)集成和復(fù)合形成了新一類機(jī)床——復(fù)合加工機(jī)床，并呈現(xiàn)出復(fù)合機(jī)床多樣性的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。采用智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)與管理信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化的智能決策、過(guò)程適應(yīng)控制、誤差補(bǔ)償智能控制、故障自診斷和智能維護(hù)等功能，大大提高成形和加工精度、提高制造效率。(2)轉(zhuǎn)速高，功率大。（2）主電動(dòng)機(jī)具有足夠的功率，全部機(jī)構(gòu)和元件具有是夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動(dòng)力要求。通過(guò)幾對(duì)齒輪降速，增大輸出扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性的要求，見(jiàn)圖11所示。因此，溫度控制和冷卻是使用內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸的關(guān)鍵問(wèn)題。取主傳動(dòng)的總效率=則初選電動(dòng)機(jī)功率取電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為；額定最高轉(zhuǎn)速為 分級(jí)變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及主軸電動(dòng)機(jī)的功率的確定，計(jì)算轉(zhuǎn)速依據(jù)如下公式計(jì)算: （34）則電動(dòng)機(jī)的恒功率調(diào)速范圍: 主軸恒功率調(diào)速范圍:因此主軸要求的恒功率變速范圍遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)所能提供的恒功率圍，所以在電動(dòng)機(jī)與主軸之間要串聯(lián)一個(gè)分級(jí)變速箱，來(lái)擴(kuò)大電動(dòng)功率變速范圍。有很大的改善。如果要求在內(nèi)作恒功率的不停車(chē)變速可用低檔。此外，注意軸上零件的固定，結(jié)構(gòu)工藝性，熱處理等要求。（2）剛度 主軸部件的剛度指其在外加載荷的作用下抵抗變形的能力，通常以主軸前端產(chǎn)生單位位移的彈性形變時(shí)，在位移方向上所施加的作用力來(lái)定義。（4）溫升和熱變形 主軸部件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱、切削的切削熱等使主軸部件的溫度升高，形狀尺寸和位置發(fā)生變化，造成主軸部件的熱變形。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝性等方面的要求,合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素:（1）軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；（2）軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量和軸連接的方法；（3）載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；（4）軸的加工工藝。故d=50mm。為了保證軸向定位可靠與帶輪等零件相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短23mm，所以取Dmax=78mm.（1）： 主軸懸伸量與前端軸頸之比機(jī)床和主軸的類型a/D1通用和精密機(jī)床，自動(dòng)車(chē)床和短主軸端銑床，用滾動(dòng)軸承和支架~中等長(zhǎng)度和較長(zhǎng)主軸端的車(chē)床和銑床，懸伸較長(zhǎng)的精密鏜床 和內(nèi)圓磨床~孔加工機(jī)床應(yīng)用加工細(xì)長(zhǎng)孔的機(jī)床，由加工技術(shù)決定，需要有長(zhǎng)的懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)，因切削較長(zhǎng)而不適用于有高精度要求的機(jī)床取a=65mm（2）主軸合理跨距的選擇：在具體設(shè)計(jì)時(shí)，常常由于結(jié)構(gòu)上的限制，實(shí)際跨距l(xiāng)≠最佳合理跨距。軸肩要采用較大的R減小應(yīng)力集中；選擇合適的配合關(guān)系；可在輪轂或軸上開(kāi)減載槽；切制螺紋處的應(yīng)力集中較大，應(yīng)避免在軸上受載較大的區(qū)段切制螺紋。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出45176。對(duì)于直徑d100mm的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑應(yīng)增大7%。 （24）式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位MPa。, , 所以, 求出支反力：已知 ； 聯(lián)立解得： 剛度校核計(jì)算:軸在載荷作用下,將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。剛度校核計(jì)算：階梯軸的剛度條件： (25)T ——扭矩，單位為NmmG ——剪切彈性模量，單位為，對(duì)于各種鋼材，——極慣性矩，單位為L(zhǎng) ——階梯軸受扭矩的長(zhǎng)度，單位為mmZ ——階梯軸受扭矩軸段數(shù)、 ——階梯軸第i段上的扭矩、長(zhǎng)度、慣性矩 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得176。比較二維軟件，三維軟件的革新之處在于：產(chǎn)品形象直觀，方便理解，不易出錯(cuò)。在下游的工程和制造工作可使用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，提高產(chǎn)品制造效率三維設(shè)計(jì)軟件的集成模塊可直接將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)導(dǎo)入應(yīng)力分析、切削創(chuàng)建和數(shù)控編程。隨著技術(shù)的改進(jìn)，現(xiàn)在已出現(xiàn)了SolidWorks等較為操作的三維軟件，其易用性好于平面AutoCAD。應(yīng)用基礎(chǔ)。提供多種文件轉(zhuǎn)換程序，方便管理舊有二維數(shù)據(jù)。圖5－2 啟動(dòng)COSMOSXpress號(hào)數(shù)零件名稱材料質(zhì)量體積1立柱[SW]碳素鋼 kg m^3圖5－3 選擇材料約束假設(shè)一端固定 框架單側(cè)承載梁于1面immovable (no translation).圖5－4 設(shè)定約束載荷加載液壓力 框架單側(cè)承載梁于 1 面 應(yīng)用法向力 +006 N使用均勻分布圖5－5 選擇載荷作用面圖5－6 填寫(xiě)載荷大小網(wǎng)格信息網(wǎng)格類型:實(shí)體網(wǎng)格所用網(wǎng)格器: 標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)過(guò)渡: 關(guān)閉光滑表面: 打開(kāi)雅各賓式檢查: 4 Points 單元大小: mm公差: mm品質(zhì):高單元數(shù):16439節(jié)數(shù):33478完成網(wǎng)格的時(shí)間(時(shí)。載荷緩慢應(yīng)用以便忽略動(dòng)態(tài)效果。沒(méi)有具體的了解，經(jīng)常會(huì)有無(wú)從下手的感覺(jué)，碰到問(wèn)題只有去問(wèn)老師和看相關(guān)書(shū)籍，確實(shí)雖然完成了大概模型，有許多地方還是不是完全吃透的，這需要在以后的工作學(xué)習(xí)中進(jìn)一步加深學(xué)習(xí)，期間我得到了許多教師的大力幫助。在寫(xiě)致謝信的這個(gè)時(shí)候心里想有一些說(shuō)出的東西，想想自己在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)的種種困難，在老師同學(xué)的用心幫助下也一一解決了，說(shuō)句實(shí)話，憑自己的能力要作完畢業(yè)設(shè)計(jì)是有些太困難了，但是在你的身邊總有一些人會(huì)給你帶來(lái)驚喜，自己的能力畢竟有限，在面對(duì)別人無(wú)私幫助的時(shí)候我的內(nèi)心十分感激，帶自己畢業(yè)設(shè)計(jì)的王老師會(huì)有問(wèn)必答，有難必解，雖然接觸不是很多，但有些東西使用心感覺(jué)的。在此，我對(duì)給我?guī)椭睦蠋煟瑢W(xué)至以誠(chéng)摯的謝意和由衷的感激。最終自己終于完成了主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一部分的畢設(shè)要求。通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析, 可判斷立柱的結(jié)構(gòu)方案是否合理、所用材料是否最佳, 解決立柱在設(shè)計(jì)、加工、材料等方面存在的問(wèn)題。首先從主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及主軸零件的選用，再定軸承的選型及其組配形式，然后對(duì)主軸電氣控制的設(shè)計(jì)。所以本框架的結(jié)構(gòu)可行。設(shè)計(jì)功能與分析功能集成，方便設(shè)計(jì)驗(yàn)證 立柱結(jié)構(gòu)的有限元分析COSMOS為 SolidWorks 用戶提供了一容易使用的有限元分析工具。SolidWorks是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的設(shè)計(jì)格式。參數(shù)化設(shè)計(jì)在創(chuàng)建設(shè)計(jì)模型時(shí)，所有特征和尺寸作為設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行保存。 據(jù)國(guó)外用戶的資料，三維實(shí)體建模技術(shù)的應(yīng)用有效縮短設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量和削減開(kāi)發(fā)成本?？筛鶕?jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)體模型自動(dòng)創(chuàng)建等軸測(cè)視圖、爆炸視圖、局部視圖和剖面視圖。通過(guò)比較這幾種型式，選擇整體框架式機(jī)架。因此,本次設(shè)計(jì)的BT40主軸必須校核剛度?！S的抗扭截面系數(shù)，單位為。 強(qiáng)度校核計(jì)算軸的精確計(jì)算主要是軸的強(qiáng)度和剛度校核計(jì)算，且在滿足軸的強(qiáng)度和剛度要求，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行軸的振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。 常見(jiàn)軸材料軸的材料Q235A、20Q27354540Cr[]1525203525453545A014912613511212610311297下面這種方法只是按軸所承受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還承受有不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考慮。表面強(qiáng)化處理的方法有：表面高頻淬火；表面滲碳、氮化；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。 提高主軸強(qiáng)度的措施軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)、工藝及軸上零件的安裝布置等對(duì)軸的強(qiáng)度有很大的影響，所以應(yīng)在這些方面進(jìn)行考慮，以利提高軸的承載的能力，減小軸的尺寸和機(jī)器的質(zhì)量，降低制造成本。安裝標(biāo)準(zhǔn)件的部位的軸徑，應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值及所選的配合公差。 為防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向和周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng),軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)要求外,都必須進(jìn)行軸向和周向定位,以保證其準(zhǔn)確的工作位置。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。因此，必須提高主軸部件的耐磨性。圖41（3）抗振性 主軸部件的抗振性指抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的能力。從多方面考慮選用40Cr為本次數(shù)控銑床主軸材料。其承載在載荷可分為：——工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩。能通過(guò)變頻裝置的電壓提升,保證電動(dòng)機(jī)頻率在5Hz時(shí)輸出額定轉(zhuǎn)矩而不致使電機(jī)因發(fā)熱而燒毀。此時(shí)變速箱每擋內(nèi)有部分低轉(zhuǎn)速只能恒轉(zhuǎn)矩變速，主傳動(dòng)系統(tǒng)的功率特性圖中出現(xiàn)缺口區(qū)。二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)雖然此種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維修費(fèi)用高，但和以上兩種驅(qū)動(dòng)方式比，變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)，可以使用可調(diào)的交、直流無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)，經(jīng)齒輪變速后，實(shí)現(xiàn)分段無(wú)級(jí)變速，調(diào)速范圍增加，且能滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出，因此選用二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)作為主傳動(dòng)的變速方式。如圖13所示。 主傳動(dòng)的類型及方案選擇 數(shù)控機(jī)床的調(diào)速是按照控制指令自動(dòng)執(zhí)行的，因此變速機(jī)構(gòu)必須適應(yīng)自動(dòng)操作的要求。(4)主軸速度的變換迅速可靠。重點(diǎn)研究微納機(jī)電系統(tǒng)的制造技術(shù)，超精密制造、巨型系統(tǒng)制造等相關(guān)的數(shù)控制造技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及相關(guān)的數(shù)控機(jī)床研制，如微型、高精度、遠(yuǎn)程控制手術(shù)機(jī)器人的制造技術(shù)和應(yīng)用；應(yīng)用于制造大型電站設(shè)備、大型艦船和航空航天設(shè)備的重型、超重型數(shù)控機(jī)床的研制；IT產(chǎn)業(yè)等高新技術(shù)的發(fā)展需要超精細(xì)加工和微納米級(jí)加工技術(shù)，研制適應(yīng)微小尺寸的微納米級(jí)加工新一代微型數(shù)控機(jī)床和特種加工機(jī)床；極端制造領(lǐng)域的復(fù)合機(jī)床的研制等。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程故障診斷專家智能系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用。加工精度平均每8年提高1倍，從1950年至2000年50年內(nèi)提升100倍。 高速加工技術(shù)發(fā)展迅速，在高檔數(shù)控機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用。隨著CIMS技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前又出現(xiàn)了CAD/CA