【正文】 機床的各個組成部分具有更高的性能指標。下圖所示為XK5040A式數(shù)控銑床的整體圖，及各部件名稱： 數(shù)控機床的分類 數(shù)控機床的品種規(guī)格很多，分類方法也各不相同。4）強電控制柜：強電控制柜主要用來安裝機床強電控制的各種電氣元件，除了提供數(shù)控、伺服等一類弱電控制系統(tǒng)的輸入電源以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護外，主要在PLC的輸出接口與機床各類輔助裝置的電氣執(zhí)行元件之間起橋梁連接作用，控制機床輔助裝置的各種交流電動機、液壓系統(tǒng)電磁閥或電磁離合器等。主控制系統(tǒng)主要由CPU、存儲器、控制器等組成。5）數(shù)控機床是一種高技術的設備。2）生產效率和加工精度高、加工質量穩(wěn)定。從第一臺數(shù)控機床問世到現(xiàn)在，數(shù)控技術的發(fā)展非常迅速，幾乎所有品種的機床都實現(xiàn)了數(shù)控化。因此對加工機械產品零部件的生產設備——機床也相應提出了高性能、高精度與高自動化的要求。如西門子公司之數(shù)控系統(tǒng)，均為世界聞名，競相采用。因而在機床技術上不斷創(chuàng)新，如1952年研制出世界第一臺數(shù)控機床、1958年創(chuàng)制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首創(chuàng)開放式數(shù)控系統(tǒng)等。這是一臺采用脈沖乘法器原理的直線插補三坐標連續(xù)控制銑床。②柔性化和集成化的趨勢是從點、線向面、體，注重應用性和經濟性的方向發(fā)展，以易于聯(lián)網和集成為目標；注重加強單元技術的開拓/完善；CNC單機向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展；向信息集成方向發(fā)展；網絡系統(tǒng)開放和集成化方向發(fā)展。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，國內數(shù)控機床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機床的研究開發(fā)方面與國外的差距更加明顯，70%以上的此類設備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進口。這個基礎是否牢固直接影響到一個國家的經濟發(fā)展和綜合國力，關系到一個國家的戰(zhàn)略地位。它的發(fā)展一直備受人們的關注。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產品向機電一體化發(fā)展的先河。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產業(yè)。由此可以看出國產數(shù)控機床特別是中高檔數(shù)控機床仍然缺乏市場競爭力，究其原因主要在于國產數(shù)控機床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務意識與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產應用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。銑床是普通機床中比較常見的一種，而數(shù)控銑床則是數(shù)控機床中應用比較廣泛的一種。其控制裝置由2000多個電子管組成，占了普通實驗室那么大。由于美國首先結合汽車、軸承生產需求，充分發(fā)展了大量大批生產自動化所需的自動線，而且電子、計算機技術在世界上領先，因此其數(shù)控機床的主機設計、制造及數(shù)控系統(tǒng)基礎扎實，且一貫重視科研和創(chuàng)新，故其高性能數(shù)控機床技術在世界也一直領先。 日本政府對機床工業(yè)之發(fā)展異常重視，通過規(guī)劃、法規(guī)(如“機振法”、“機電法”、“機信法”等)引導發(fā)展。大批大量的產品，如汽車、拖拉機與家用電器的零件，為了解決高產優(yōu)質的問題，多采用專用的工藝裝備、專用自動化機床或專用的自動化生產線和自動化車間進行生產。數(shù)控機床的應用領域也從航空工業(yè)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等民用機械制造行業(yè)。數(shù)控機床上可以采用較大的銑削用量，有效地節(jié)省了機動工時。因此，機床價格較高，而且要求具有較高技術水平的人員來操作和維修。其控制對象是位置、角度、速度等機械量，以及溫度、壓力、流量等物理量，其控制方式又可分為數(shù)據(jù)運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。此外，它也與機床操作臺有關手動按扭連接。一般可根據(jù)功能和結構，按下面四種原則進行分類。當今的數(shù)控機床正在不斷采用最新技術成就，超著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。②采用故障自診斷、自修復功能：主要是利用CNC系統(tǒng)的內裝程序實現(xiàn)在線故障診斷，一旦出現(xiàn)故障時，立即采取停機等措施，并通過CRT進行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。主傳動系統(tǒng)還應必須盡量滿足下面的要求，才能夠做到符合要求：、轉速級數(shù)，能實現(xiàn)運動的開停、變速，換向和制動，以滿足機床的運動要求。②變速范圍寬。交流電動機驅動中又可分為單速交流電動機驅動、調速交流電動機驅動和交流伺服電動機驅動。缺點是有速度損失，不能在運轉中進行變速。在主傳動系統(tǒng)中，目前多采用交流主軸電動機和直流主軸電動機無級調速系統(tǒng)。電動機本身的調速就能夠滿足要求，不用齒輪變速，可以避免齒輪傳動引起的振動與噪聲。 精度機床精度是指機床的主要部件的形狀、相互位置及相對運動的精確程度，包括幾何精度、傳動精度、定位精度及精度保持性等幾個方面。2）運動精度 運動精度是指機床的主要零件以工作狀態(tài)的運動時的精度。5）工作精度 機床加工規(guī)定的時間所能達到的加工精度，成為機床的工作精度。凡隨時間變化的力，如沖擊振動力及切削力的交變部分等稱為動載荷。下面對于數(shù)控銑床進行設計。加工碳鋼時，=673MPa其修正系數(shù)由《簡明銑工手冊》表314得： 則 利用圓柱銑刀進行逆銑時，工作臺的工作載荷；工作臺縱向進給方向載荷 工作臺垂向進給方向載荷 工作臺橫向進給方向載荷 個系數(shù)分別取中間值，則 由此可以算出周向銑削力； 初選交流調速主軸電動機的功率為主軸傳遞全部功率時的最低銑削速度，即電動機的額定轉數(shù)。達到預期要求的銑刀的轉速。而窄V帶的工作原理和設計方法與普通V帶類似，因此，可以按普通V帶的設計方法設計窄V帶。 =)== 確定V帶的計算長度 =由《機械設計手冊》可以由表82選取相應帶的基準長度 。一般來說，調速電動機的恒轉矩調速范圍足夠大，所以可滿足主軸恒轉矩調速的要求。但是有時為了滿足傳動比的要求，可以使同一傳動組內各傳動副的不相等，然后采用變位的方法使中心距相等。（周利平主編） 總齒數(shù) ，73, 77，78，，∴擴大組的齒數(shù)分配為：== 電動機和I軸之間是帶傳動，傳動比為：==I軸和II軸間齒數(shù)和取為78即: == 各軸及齒輪計算轉速的確定主傳動系統(tǒng)中的主軸和傳動件的尺寸大小主要決定于它所傳遞的轉矩大小，而轉矩大小則和所傳遞的功率及轉速兩個因素有關。 各軸的計算轉速主軸的計算轉速=120r/min軸II有1875 r/min、625 r/min、63r/min,最低轉速63/min由雙聯(lián)滑移齒輪傳到主軸得到120 r/min，所以要傳遞全部功率，故軸II的計算轉速為=63r/min。I軸和II軸中心距：（48+30）=II軸和III軸中心距：（20+50）=175 mm 確定各軸最小直徑軸的最小直徑可由公式： 求得（其中：為各軸的計算轉速）。由于數(shù)控機床的轉速高，功率大，并且在加工過程中不進行人工調整，因此要求良好的回轉精度、結構剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及精度的保持性。主軸組件的剛度是綜合剛度，它是主軸、軸承等剛度的綜合反映。影響抗振性的主要因素是主軸組件的靜剛度、質量分布以及阻尼。主軸組件喪失其原始精度的主要原因是磨損，如主軸軸承、主軸軸頸表面、裝夾工件或刀具的定位表面的磨損。主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具，在結構上，應能保證定位難確、安裝可靠、聯(lián)接牢固、裝卸方便，并能傳遞足夠的轉矩。 主軸部件的傳動方式及布置型式 傳動方式本次設計數(shù)控銑床主軸是采用齒輪傳動，它具有結構簡單、緊湊和能傳遞較大的扭矩，應用最廣。主軸組件的滾動軸承既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個方向軸向載荷的推力軸承。(2)高速輕載 成組角接觸球軸承，根據(jù)軸向載荷的大小分別選用或接觸角。為不過多地削弱主軸的剛度，銑床主軸孔徑d比刀具拉桿直徑大510mm。為減少設計量，此部分由機床主軸箱體的結構而定。 圖（2） 圖（3） 主軸部件如圖（1）所示，主軸前端有7:2 4的錐孔，用于裝夾錐柄刀具。而自己就是知識也都忘記得差不多了，更別說什么綜合運用了！再掂掂自己的水平，說實話已不足半斤了?！稒C電一體華系統(tǒng)控制》張建明主編．北京：高等教育出版社，2001[6]《現(xiàn)代數(shù)控機床結構與設計》王愛玲主編．北京：兵器工業(yè)出版社，1999[8]在我們團隊的的緊密配合下，在老師的指導下，我們克服了一個又一個的難題。而圖（4）為中間軸，如下所示為示意圖： 圖（4） 主軸組件校核 主軸最大扭矩T=950=950N圓周力NN求B點支承力，如圖（b），（c） 求A點支承力，如圖（d）垂直面內,，）水平面內，圖（c）求D點支承力垂直面內，水平面內，彎矩圖（i）垂直面內，圖（e）（f）B點左：C點右 水平面內，圖（g）（h）B點左 C點右 彎矩如下：扭矩如下： 主軸的剛度計算跨度 前端徑向跳動 軸端撓度 =懸伸量 160mm 前軸承處傾斜角 []《齒輪處傾斜角齒向交角切向交角徑向交角法向齒向交角經校核，該主軸的強度和剛度均符合要求。主軸軸承的設計：前支承采用一對背對背排列的角接觸球軸承，后支承采用深溝球軸承。 ⑶主軸前端懸懸伸量的確定主軸前端懸伸量a 是指主軸前端面到前軸承懸伸量反里作用中點（或者徑向支撐中點）的距離。軸承配置采用速度型，其結構如下：主軸前軸徑采用雙列角接觸軸承，后軸徑采用單列角接觸軸承。 同樣尺寸的軸承，線接觸的該子軸承比點接觸的球軸承的剛度要高，但極限轉速要低；多個軸承比單個軸承承載能力要大；不同軸承承受載荷類型及大小不同；還應考慮結構要求，如中心距特別小的組合機床主軸，可采用滾針軸承。主軸部件上的軸承應具有旋轉精度高、剛度高、承載能力強、抗振性好、極限轉速高、適應變速范圍大、磨擦功耗小、噪聲低、壽命長等性能，同時應滿足制造簡單，使用維修方便、成本低、結構尺寸小等要求。 主軸的材料和熱處理主軸的材料應根據(jù)載荷特點、耐磨性要求、熱處理方法和熱處理后變形情況選擇。所以要長期保持主軸組件的精度，必須提高其耐磨性。低階固有頻率應遠高于激振頻率，使其不容易發(fā)生共振。主軸靜剛度不足對加工精度和機床性能有直接影響，并會影響主軸織件中的齒輪、軸承的正常工作，降低工作性能和壽命，影響機床抗振性，容易引起銑削顫振，降低加工質量。主軸組件的工作性能對整機性能和加工質量以及機床生產率有著直接影響，是決定機床性能和技術經濟指標的重要因素。滾動軸承大部分已經標準化。 各軸上齒輪的計算轉速各變速組內一般只計算組內最小的,也是強度最薄弱的齒輪,故也只需確定最小齒輪的計算轉速。但是，對于通用機床和某些專門化機床，主傳動的功率是根據(jù)某些典型加工的銑削用量確定的，機床在實際使用中，低轉速范圍加工時，不需要使用機床的全部功率。④齒數(shù)和也不宜過小，最小齒輪的齒數(shù)應保證不產生根切。若機床主軸的恒功率調速范圍為，電動機的恒功率調速范圍為，則變速機構的調速范圍為： = / 變速機構的調速范圍： =/=25/3=2) 確定各級傳動副齒輪的齒數(shù)：機床轉速圖確定后．則各變速組的傳動比也就確定了．即可進一步確定各變