【正文】 尾部為法蘭式。5. 液壓缸主要性能參數(shù)計(jì)算1）液壓缸的輸出力雙桿活塞式液壓的推（或拉力）F：F=PA…………………………………………………… （121）其中：P：工作壓力，有以上選型可知P=A：液壓缸的工作體積A=……（122）2）輸出速度V=60……………… （123）3）液壓缸的輸出功率（N）…………………………………（124）4）液壓缸中主要幾何尺寸的計(jì)算或選擇（1）液壓缸的內(nèi)徑，已選出；（2）活塞桿直徑，已選出因其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)平穩(wěn)，僅承受軸向載荷，則按簡(jiǎn)單拉壓強(qiáng)度計(jì)算：…………………………………(125)活塞桿材料為碳鋼，其[]=100Mpa==故強(qiáng)度足夠。左右兩個(gè)極限位置分別由兩個(gè)缸蓋限定。（3）技術(shù)要前求同。從整體結(jié)構(gòu)考慮，用一銷釘將拔叉固定在變速箱2活塞桿上，而活塞桿的軸向移動(dòng)靠裝在其上的鍵實(shí)現(xiàn)，這種分體結(jié)構(gòu)可減小活塞桿的徑向移動(dòng)，便于加工，為了加強(qiáng)拔叉桿的強(qiáng)度，設(shè)一加強(qiáng)肋，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)主軸箱圖。在設(shè)計(jì)中主要對(duì)伺服系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，符合強(qiáng)度要求及加工的需要。加工中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用。2000:6[4]王愛(ài)玲。清華大學(xué)出版社。機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)。機(jī)械設(shè)計(jì)。2001:136[14]精密滾珠絲杠副。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中趙老師對(duì)我悉心指導(dǎo)，他不厭其煩的講解使我對(duì)所作課題有了更加透徹的認(rèn)識(shí)，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械過(guò)程教研室以及實(shí)驗(yàn)室的其他老師也給了我很大幫助，在此向他們表示衷心的感謝！由于我初次涉及綜合性的設(shè)計(jì)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)很多不足和錯(cuò)誤之處，希望各位老師多提寶貴意見(jiàn)，以便日后更正！致 謝附 錄。他不僅檢驗(yàn)了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)也檢驗(yàn)了我的實(shí)際應(yīng)用能力。北京：機(jī)械工業(yè)出版社[12]廖會(huì)針。北京：冶金工業(yè)出版社。機(jī)械工業(yè)出版社。北京：國(guó)防工業(yè)出版社2000：6587[5]楊黎明。1995：102156[2]沙杰等。主軸系統(tǒng)包括主軸、齒輪，液壓缸等，主傳動(dòng)系統(tǒng)的各零部件，具體足夠的強(qiáng)度和必要的剛度及抗振性能，并且噪聲低。 H= T 結(jié) 論結(jié) 論本次設(shè)計(jì)中，X、Y、Z 軸的行程分別為600mm，500mm，450；工作臺(tái)尺寸500500mm，可以滿足大部分零件的加工尺寸要求。7）活塞與缸體的密封選用O型密封圈，活塞桿材料為45鋼。缺點(diǎn)：空心活塞兩個(gè)配合面，同心度要求高，裝拔叉的活塞桿懸伸，使活塞磨損不均勻。 變速液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算，齒輪傳動(dòng)須實(shí)現(xiàn)三種狀態(tài)兩級(jí)轉(zhuǎn)速變化時(shí)齒輪的兩種嚙合狀態(tài)。1. 缸體1）缸體端部聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，聯(lián)結(jié)形式選法蘭聯(lián)結(jié)。聯(lián)軸器與滾珠絲杠也是用鎖緊環(huán)無(wú)鍵聯(lián)結(jié)。同時(shí)AC主軸電機(jī)體積小，重量輕。 Y向伺服電機(jī)的選擇1. 最高轉(zhuǎn)速的選擇 2. 脈沖編碼器的選擇3. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算式中：F——移動(dòng)部件的重量包括工作臺(tái)，工件和工作臺(tái)支架P=1500+=3460NT——支撐軸承摩擦力矩， T=——絲杠效率，=，絲杠預(yù)緊力系數(shù)K=則T=++29401= 查選BESK10主要參數(shù)如下： 最大轉(zhuǎn)矩78 最高轉(zhuǎn)速2000r/min：聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，P496表6619得GD=絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由得J== 移動(dòng)部件的慣量J== 折算到電機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量 符合匹配關(guān)系伺服電機(jī)加減速能力校核快速移動(dòng)時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩………………（1110）式中：J ——移動(dòng)體摩擦轉(zhuǎn)矩——絲杠副摩擦轉(zhuǎn)矩——軸承摩擦轉(zhuǎn)矩符合要求. Z向伺服電機(jī)的選擇1. 最高轉(zhuǎn)速的選擇2. 脈沖編碼器的選擇3. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算式中：FP=1500+=3460N由此選擇BESK10伺服電機(jī)參數(shù)： 最大轉(zhuǎn)矩78N 最高轉(zhuǎn)速1500r/min：聯(lián)軸器慣量 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量絲杠的參數(shù) 主軸箱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1故滿足要求電機(jī)快速移動(dòng)能力的校核式中： 故此電機(jī)滿足要求進(jìn)給系統(tǒng)伺服電機(jī)參數(shù)總結(jié)：X、Y、Z 三向均選用BESK10交流伺服電機(jī)， 。所以以上求的位移均為， 與 ，取絲杠精度等級(jí)為2級(jí)，任意300mm的行程公差為8，可以滿足要求的定位精度20/300mm 。背靠背安裝，進(jìn)行預(yù)拉伸。主軸箱重量包括電機(jī) 2346N最大刀具重量 100故配重應(yīng)大于2346+120 取G=2500N配重用平衡塊材料： 鑄鐵 …………………………………………（93）取a=56cm b=24cm h=24cm則G= 2500N符合要求。 因?yàn)? 查表1511得 e=所以 X查表1511得 所以當(dāng)量動(dòng)載荷 = = = =3676N………………………………………………（812）由于所以只計(jì)算右軸承即可 =…………………（813）所以該軸承滿足要求。軸傳遞的扭矩：T=……（88）根據(jù)主軸零件圖，確定軸受力圖，彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖（如圖14）圖14 軸的受力圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 ：1）齒輪圓周力 徑向力 軸向力 2）計(jì)算軸承反力水平面 = =垂直面 =…（89）軸材料為45 鋼，查得查得[]…………………………………………（810）3）作出彎矩圖水平面： 垂直面： 4）作出合成彎矩圖5）作出當(dāng)量彎矩圖6）校核直徑…………………………（811）所以，主軸強(qiáng)度滿足要求。機(jī)床工作時(shí)，由主軸帶動(dòng)裝在前端的刀具回轉(zhuǎn)，機(jī)床工作時(shí)，刀齒連續(xù)參加切削，切削力是周期變化，故對(duì)主軸的剛度和抗振性要求很高，同時(shí)，也需要保證主軸的旋轉(zhuǎn)精度，耐磨性和熱穩(wěn)定性。(2)在密封處引起的摩擦力應(yīng)盡量小，摩擦系數(shù)應(yīng)量穩(wěn)定。由于本機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速較高，我們采用下圖所示的軸承配置方式。合理布置的原則是：1)傳動(dòng)力Q引起的主軸彎曲變形小，且能部分抵消切削力P引 起的主軸彎曲變形2)傳動(dòng)力Q引起的支撐反力能部分抵消切削力P引起的支撐反力。4)主軸端部的設(shè)計(jì)和加工必須符合加工標(biāo)準(zhǔn)。4） 加強(qiáng)密封防護(hù)，避免各種微粒進(jìn)入摩擦表面。在壽命期內(nèi)主軸 部件的工作不應(yīng)喪失其設(shè)計(jì)時(shí)的所規(guī)定的精確性能。提高主軸部件熱穩(wěn)定性的主要因素：1)減少部件中的發(fā)熱量。影響抗振性的主軸組件的靜剛度，質(zhì)量分和阻尼（特別是主軸前軸承的阻尼）提高主軸部件抗振性的設(shè)計(jì)方法：1)提高主軸部件的剛度。提高主軸靜剛度的主要措施：1)適當(dāng)加粗主軸直徑2)選擇最佳跨度3)采用高剛度的軸承4)合理安排傳動(dòng)件在主軸上的位置，并使傳動(dòng)力切削力等彎矩的方向能將它們引起的周端變形相互一部分或全部。 它決定預(yù)組件中各主要件如：主軸、軸承等的制造精度和裝配、調(diào)整精度、運(yùn)動(dòng)精度，還決定于主軸轉(zhuǎn)速、軸承設(shè)計(jì)和性能，以及主軸組件的平衡。4)為了防止切屑對(duì)防護(hù)罩影響，需在工作臺(tái)兩邊加擋板。通常采用刮研或磨削手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。3)穩(wěn)定性好 由于立柱內(nèi)部肋板采用框架結(jié)構(gòu)箱式布置，使立柱的抗彎、抗扭剛性以及構(gòu)件的固有頻率都得到提高，避免立柱發(fā)生振動(dòng)。這就使它在承受切削力、振動(dòng)、溫度變化等惡劣環(huán)境條件下進(jìn)行工作。重要機(jī)床上常采用有足夠強(qiáng)度的防護(hù)裝置，以供造作者在上走動(dòng)，便于操作，改善工人勞動(dòng)條件。如工作環(huán)境有粉塵時(shí)，除利用導(dǎo)軌的密封外，還應(yīng)考慮增加防塵裝置。1)選用精度等級(jí)對(duì)于中小型機(jī)械加工中心，選用精度等級(jí)為P級(jí)。其特性為：、下和左右水平額定載荷是等同的，用途較廣；，剛度高，適用于重載荷機(jī)床。1——滾珠；2——回珠孔；8——密封點(diǎn)；4——端面擋板；5——滑塊；6——油嘴。如果動(dòng)導(dǎo)軌體較長(zhǎng)，也可以在一個(gè)導(dǎo)軌上裝3個(gè)滑塊。導(dǎo)軌的主要失效形式：1）磨損 2）疲勞和壓潰 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類型目前，機(jī)床上常用的導(dǎo)軌，按照導(dǎo)軌接觸面積的摩擦情況而言，可以分為：滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三大類。影響導(dǎo)向精度的主要因素有：導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度、導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)軌及其支撐件的剛度和熱變形、靜（動(dòng)）壓導(dǎo)軌副之間的油膜厚度及其剛等。但肋板厚度相同時(shí)，米字形肋板結(jié)構(gòu)的抗彎剛度接近與字形肋板結(jié)構(gòu)，而抗扭剛度卻是字形肋板結(jié)構(gòu)的兩倍。這樣聯(lián)結(jié)的床身，在剛度和精度保持性方面，基本滿足使用要求。，重量輕，節(jié)省原材料，簡(jiǎn)體制造成本，縮小機(jī)床的占地面積，外形美觀大方。如機(jī)床的加工的范圍、工作精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等。主軸系統(tǒng)采用二級(jí)滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)，主軸采用FANUCzc8型直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。，換刀機(jī)構(gòu)選型。因此，要想使我國(guó)機(jī)械行業(yè)跟上世界前進(jìn)的步伐，必須大力發(fā)展數(shù)控機(jī)床，以便能及時(shí)適應(yīng)產(chǎn)品零件變換的要求。 加工中心優(yōu)點(diǎn)目前，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)顯示了它的巨大效益和潛力，引起世界各國(guó)的普遍重視，發(fā)展現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)必由之路，是未來(lái)工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)，數(shù)控技術(shù)作用為計(jì)算機(jī)集成制造（CAM）技術(shù)的基礎(chǔ)之一，正在注入新的血液。1952年世界上出現(xiàn)了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，使多品種、中小批量的機(jī)械加工設(shè)備在柔性自動(dòng)化和效率上產(chǎn)生了巨大變革。機(jī)床的數(shù)控化率不斷提高，到1998年，日本生產(chǎn)的數(shù)控化率就已經(jīng)達(dá)到了70%。，傳動(dòng)齒輪及液壓油缸結(jié)構(gòu)，主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸承設(shè)計(jì)計(jì)算。 確定總體方案床身與立柱通過(guò)雙頭螺柱聯(lián)結(jié)，進(jìn)給系統(tǒng)采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，三個(gè)進(jìn)給方向均采用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因其維護(hù)性好。 機(jī)床總體布局的基本要求。，合理可靠，便于加工和裝配，并注意采用新技術(shù)。而移動(dòng)立柱式分離式床身，前后要刮研，連接使用定位鍵和專用定位銷定位，然后沿截面四周，用大螺栓固緊。雖然斜向肋板抗彎扭剛度綜合效果好一些，但考慮到斜向肋板鑄造工藝的復(fù)雜性及機(jī)床經(jīng)濟(jì)性要求，所以很少甚至根本不采用斜向肋板。導(dǎo)軌應(yīng)滿足下列要求:主要是指導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)軌跡的精確度。爬行會(huì)降低定位精度或增大被加工工件表面粗糙度值 因此，要求導(dǎo)軌精度高、壽命長(zhǎng)，剛度及承載能力大，摩擦阻力小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工裝配、調(diào)整和維修。每根導(dǎo)軌上有2個(gè)滑塊，固定在移動(dòng)件動(dòng)導(dǎo)軌體上。由于滾道的曲率半徑略大于滾珠半徑，在載荷的作用下接觸區(qū)為橢圓，接觸面積隨載荷的大小而變化。本次設(shè)計(jì)采用GGB系列滾動(dòng)導(dǎo)軌副。因?yàn)橐c滾珠絲杠配合使用，則使用的線性滑軌規(guī)格與絲杠外徑相似，Y ，則選用GGB50規(guī)格，基本動(dòng)額定負(fù)載為Ca=，基本靜額定負(fù)荷為Coa=?！獙?dǎo)軌硬度的校正系數(shù) 取=1據(jù)此可計(jì)算出一個(gè)滾動(dòng)體上的許用載荷P=200=5000N1)注意工作環(huán)境與裝配過(guò)程中的清潔，不能有鐵屑、雜質(zhì)、灰塵等粘附在導(dǎo)軌上。剛性的防護(hù)裝置還能防止工件、扳手等物偶然掉落而損壞導(dǎo)軌。145 立柱的設(shè)計(jì)5 立柱的設(shè)計(jì) 對(duì)立柱的設(shè)計(jì)要求加工中心的立柱，隨臥式加工中心和立式加工中心的不同，其結(jié)構(gòu)形式亦不相同，他們既然是加工中心的立柱，就要支撐主軸箱，使之沿垂直方向上下移動(dòng)。2)熱對(duì)稱性好 主軸箱是加工中心的主要熱源，而它正好處在雙立柱的開檔間，使立柱結(jié)構(gòu)成為熱對(duì)稱形態(tài)，這就減少可變形的影響。螺栓聯(lián)結(jié)時(shí)，應(yīng)使結(jié)合面保持在不小于2Mpa的預(yù)緊力2)提高有效接觸面積的平面度，減小接觸面的粗糙程度值，以提高結(jié)合強(qiáng)度。防止切屑對(duì)導(dǎo)軌影響，安裝防護(hù)板，大小由加工要求確定，其具體的尺寸見(jiàn)總裝配圖。主軸的轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)機(jī)床所要求的切削速度及工件或刀具尺寸確定的，