【正文】 計原理，并且在設(shè)計過程中遇到的問題要及時反饋和查閱相關(guān)資料，對于那些計算的設(shè)計過程，更是要保證計算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，同時也要考慮設(shè)計的情況能否符合實際生產(chǎn)加工中的要求。多的可實現(xiàn)五軸聯(lián)動、六軸聯(lián)動，從而保證刀具進(jìn)行復(fù)雜加工。如今，加工中心已成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向，廣泛用于機(jī)械制造中。加工中心改變加工零件時，只需重新編制 (更換 )程序，輸入新的程序就能實現(xiàn)對新的零件的加工 ，這對結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的單件、小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品試制帶來極大的方便。這些特點有利于于使生產(chǎn) 管理現(xiàn)代化。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞對加工中心的性能有很大的影響，它決定著加工中心的切削性能、動態(tài)剛度、加工精度等。它由刀庫、機(jī)械手等部件組成。加工中心常用的回轉(zhuǎn)工作臺有分度工作臺和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，它們的功用各不相同。 高速高效、高精度、高可靠性 （ 1） 高速、高效 提高生產(chǎn)率是機(jī)床技術(shù)追求的基本目標(biāo)之一。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長壽命刀具材料，大功率高速電主軸、高加 /減速度直線電機(jī)驅(qū)動進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，還將出現(xiàn)新一代高速加工中心 ??13 。通過硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化，常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 8 使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。 ② 為提高 9S 動性能及使用連接方便方面的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型等。如數(shù)控多軸加工中心、換刀換箱式加工中心等。其新一代數(shù)控系統(tǒng)的硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，由于有充足的軟、硬件資源可供利用，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進(jìn)行系統(tǒng)集成得到有力的支持，而且也為用戶的二次開發(fā)帶來極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用。不僅利于數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠對其產(chǎn)品的監(jiān)控和維修，也適于大規(guī)?，F(xiàn)代化生產(chǎn)的無人化車間，實行網(wǎng)絡(luò)管理，還適于在操作人員不宜到現(xiàn)場的環(huán)境 (如對環(huán)境要求很高的超精密加工和對人體有害的環(huán)境 )中工作。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還有實現(xiàn)圓周運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動。 （ 2） 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 為了適應(yīng)某些零件加工的需要，加工中心的進(jìn)給運(yùn)動常常還增加了繞 X、 Y 和 Z 三個坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動，分別稱 A、 B、C 軸。分度工作臺的作用完成分度運(yùn)動。 。設(shè)計其外形結(jié)構(gòu)，確定其外形尺寸。 98， 3? =0。主要用于同步的或低速的傳動 ??4 。 軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取1z =20，則 2z =i1z = 20=65 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 23 小齒輪傳遞的扭距： 1T = mmNnP ?????? 121571304 66 初選載荷系數(shù)：初選 tK = 取齒寬系數(shù)： R? = 確定彈性影響系數(shù)：據(jù)教材表 106 查得 EZ = MPa 確定區(qū)域載荷系數(shù)：標(biāo) 準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動 HZ = 確定接觸許用應(yīng)力： 循環(huán)次數(shù) N1 =60 atn1 =60?1304?(16?300?8)=? 910 N2 = N1 /u=? 910 /=? 810 查教材圖 1019 曲線 1 得 ?HNK ， ?HNK 查教材圖 1021（ d）得 lim1H? =600 aMP ， lim2H? =570 aMP 取安全系數(shù)： ?HS ? ? MP aSK H HHNH ???? ?? ? ? MP aSK H HHNH ???? ?? 由接觸強(qiáng)度計算小齒輪的分度圓直徑 td1 ? ? ? ? ?3 212 uKTZRRHE ??? ?????????? = 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 24 ? ?3 22 1 2 1 5 8 4 8 9 ???? ?????????= 驗算載荷系數(shù)： 齒輪的使用系數(shù)：載荷狀況以均勻平穩(wěn)為依據(jù)查教材表 102 得 AK = ? ? ? ? ??????? Rm dd ? 齒輪的圓周速度 ??? 100060 111 ndv t? 10 0060 13 ? ?? =由教材圖 108 查得： vK = 取 ?? ?? FH KK 依據(jù)大齒輪兩端支承，小齒輪做懸臂布置，查教材表 109 得軸承系數(shù)beHK? = 由公式得 8 7 ????? beHFH KKK ??? 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK 校正直徑： 1d = 31 / tt kkd = ?? mm ??? zdm 取標(biāo)準(zhǔn)值 ?m 齒輪的相關(guān)參數(shù)： 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 25 11 mzd ? =?20=40mm 22 mzd ? =?65=130mm 1 221 ?????? udR mm ???? Rb R? 圓整取 ，mm202 ?b ?1b 25 mm rc c os1a rc c os 221 ???????? ?u u? 54117290 12 ?????? ?? ?? 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)：與接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)相同： ?????? ?? FFVA KKKKK 計算當(dāng)量齒數(shù)： os 20c os 111 ??? ??zz v os 65c os 222 ??? ??zz v 查教材表 105 得 ?FaY ， ?SaY ， ?FaY ， ?SaY 確定許用應(yīng)力： 由 教材圖 1018 查得 1FNK =， 2FNK = 取安全系數(shù) ?FS 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 26 由教材圖 1020（ c）得 1FN? =440MPa ， 2FN? =425MPa 按脈動循環(huán)應(yīng)變力確定許用彎曲應(yīng)力，即 ? ??1F? MP aSKFFNFN ???? ? ??2F? MP aSKFFNFN ???? 校核彎曲強(qiáng)度： 1F? = ? ?122111 zbm YYKTRSaFa ?? = ? ? 22 ????? ????= ? ?1F?? 1F? = ? ?222221 zbm YYKTRSaFa ?? = ? ? 22 ????? ????= ? ?2F?? 滿足彎曲強(qiáng)度，以上所選參數(shù)合適。 軸的設(shè)計計算 因計算出來的小齒輪為齒輪軸，小齒輪軸又與整個軸是一起相連的，故常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 30 把與大齒輪配合的整個軸在這里進(jìn)行設(shè)計計算。現(xiàn)暫取軸承型號為 32020，其內(nèi)徑 d =40mm，故軸段 3 處直徑403?d mm。又其中一個軸承要伸出軸段一點，故取 4l =65mm。分度轉(zhuǎn)位時，動齒盤抬起，和定齒盤脫開，然后轉(zhuǎn)位。精度 保持性好。 ① 確定結(jié)構(gòu)參數(shù) 外徑 D （ mm） 100~200 200~300 300~500 500~800 800~1200 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 33 本設(shè)計使用直齒型鼠牙盤，故只需要確定直齒型鼠牙盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)。要克服各力并保持定位精度，必須有足夠的夾緊力作用在齒盤上，以保證轉(zhuǎn)臺平穩(wěn)工作，分解諸力并將其轉(zhuǎn)化為作用與回轉(zhuǎn)臺中心和端齒盤分度面上的交點上的力。 (3) 材料及熱處理 齒盤的齒面要求有較高的硬度，內(nèi)部有一定的韌性，要求材料的熱處理變形較小，精密齒盤：要求尺寸穩(wěn)定性好 ??20 。同時，滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并 由專業(yè)廠家生產(chǎn)，選用和更換都很方便。 小圓錐齒輪軸上選擇一對 32020 圓錐滾子軸承，背對背安裝。 托盤和活塞之間選擇 GB308/12 推力球軸承 。油封廣泛應(yīng)用在低壓潤滑系統(tǒng)中用作旋轉(zhuǎn)密封件。在鉆軸主軸箱的主軸和傳動軸上的鍵用的是平鍵。 回轉(zhuǎn) 工作臺總圖和零件圖 TH6363B 加工中心回轉(zhuǎn)工作臺總圖包括轉(zhuǎn)臺分度裝置總圖、轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)圖和回轉(zhuǎn)工作臺外觀圖。在這種討論中，我解決了很多問題，這使得我的畢業(yè)設(shè)計工作得以順利進(jìn)行。生產(chǎn)廠也給予了課題來源上的支持，在這里要特別感的實習(xí)工廠的工程師的幫助，使自己對于自己所做的畢業(yè)設(shè)計有了 更加深刻的認(rèn)識。 在這里，首先要感謝我的導(dǎo)師徐紅麗老師，這個畢業(yè)設(shè)計的過程中她給予了很多的指導(dǎo)。 從最初接到課題時的一無所知、茫然無緒，不知道從何下手，到現(xiàn)在對課題的全面了解，畢業(yè)設(shè)計工作 的順利完成 。 銷可以分為圓柱銷、圓錐銷、槽銷、開口銷、和彈性定位銷等。工作臺與心軸之間采用油液潤滑。 根據(jù)軸頸的速度，軸承用的是脂潤滑。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 44 大圓錐齒輪軸上選擇一對 32020 圓錐滾子軸承，背對背安裝。但如果有沖擊載荷時，宜選用滾子軸承。 PPP ?? 21 式 FAPAP ?? 1122 1 0 5 8 4102100104400 66 ?????? ?? ?? PP 得 M P aPaP 6 ??? 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 41 即進(jìn)油腔所需的最大壓力為 主要軸承的選擇 軸承是用以支承軸和軸上回轉(zhuǎn)或擺動零件的部件，在各種機(jī)械中應(yīng)用廣泛。此處取 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 37 S=。一般 D 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)適當(dāng)取大些，以有利于提高分度定位精度 2 齒寬 B mm B 大則有利于提高齒盤承載能力，但不利于提高分度定位精度。 ⑥ 高精度齒盤的齒形加工較復(fù)雜；轉(zhuǎn)位、定位時，動齒盤要升降，并要有夾緊裝置。 3? ；用于測量裝置的高精度彈性齒齒盤可達(dá)177。 ③ 軸的受力分析。 ② 各軸段長度的確定。 計算了最小直徑之后就可以初估軸徑了。 齒輪精度用 8 級，齒輪表面粗糙度為 aR 。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 22 擋圈最小高度：查表得 ?K 擋圈厚度： ? ?~?t ，取 t = 因帶輪的齒數(shù)發(fā)生變化，故傳動比也發(fā)生變化。 同步帶的傳動比： 初選 1i = 圓柱齒輪的傳動比：查表可知圓柱齒輪傳動比一般為 8~40。 電機(jī)的選擇 選擇電動機(jī)類型 按工作要求和條件，選用交流伺服電動機(jī)。當(dāng)工作臺的回轉(zhuǎn)角度達(dá)到所要求的角度時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，工作臺完成準(zhǔn)廳動作。 工作臺工作原理示意圖： 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 15 下圖為 TH6363B 臥式加工中心分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)。不同之點在于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的是直線進(jìn)給運(yùn)動， 而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺實現(xiàn)的是圓周進(jìn)給運(yùn)動，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可分為開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺兩種 ??3 。和 45176。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 12 第二章 TH6363B 加工中心回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計方案的擬訂 加工 中心常用回轉(zhuǎn)工作臺簡介 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 13 加工中心機(jī)床除了沿 X、 Y 和 Z 三個坐標(biāo)軸直線進(jìn)給運(yùn)動外，往往還帶有繞 X、 Y 和 Z 軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近年來的一個新亮點。另外，數(shù)控系統(tǒng)的控制軸數(shù)也在不斷增加，有的多達(dá) 15 軸，其同時聯(lián)動的數(shù)軸已達(dá) 6 軸。一旦出現(xiàn)故障時，立即采用停機(jī)等措施，進(jìn)行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等，并利用“冗余”技術(shù)，自動使故 障模塊脫機(jī)，而接通備用模，以確保無人化工作環(huán)境的要求。 （ 2） 智能化 隨著人工智能在計算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透與發(fā)展，為適應(yīng)制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、自動化發(fā)展需要，智能化正成為數(shù)控設(shè) 備研究及發(fā)展的熱點，它不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程 (如智能編程、智能數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)控 )，還貫穿在產(chǎn)品的售后服務(wù)和維修中，目前采取的主要技術(shù)措施包括以下幾個方面。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高，機(jī)床用戶對機(jī)床加工精度的要求也越來越高。超高速加工特別是超高速銑削與新一代高速加工中心的開發(fā)應(yīng)用緊密相關(guān)。一個工件安裝在工作臺上加常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文 6 工的同時，另外一個或幾個可交換的工作臺面上還 可以裝卸別的工件。如單臂式，雙臂式，回轉(zhuǎn)式和軌道式等等?？删幊绦蚩刂破魈娲话銠C(jī)床中機(jī)床電氣柜，執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)指令，控制機(jī)床執(zhí)行動作。 （ 1） 基礎(chǔ)部件 由床身、立柱和工作臺等大件組成。由于是數(shù)控加工，加工中心不必準(zhǔn)備鉆模等工 藝裝備，加工之前節(jié)省了劃線工時，零件安裝到機(jī)床上之后可以減少調(diào)整、加工和檢驗時間。這是加工中心最突出的特點。加工中心對形狀較復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適合。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。機(jī)械設(shè)計是機(jī)械產(chǎn)品研制的第一道工序，設(shè)計工作的質(zhì)量和水平，直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、性能、研制周期和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 工作臺分度轉(zhuǎn)位動作包括：工作臺抬起，齒盤脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作；回轉(zhuǎn)分度；工作臺下降，齒盤重新嚙合，完