【正文】 號和輸出信號間存在一定的滯后性，這就需要在快速響應方面進行研究，在上圖 2s時突然躍變，快速達到工作時的壓力大小，在 2s8s內保持原有壓力大小為系統保持工作壓力， 8s10s時壓力突然減小到單向閥的設定壓力進行某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 41 卸油從而完成刀具的夾緊和松開。 液壓缸 內徑 mmPFD cm 4 61 ???? ?????? ? 根據液壓系統設計簡明手冊表 24將液壓缸的內徑圓整為標準系列 mmD 100? ，所以mmd 70? 。 滑枕補償液壓系統 由于 TK6920數控銑鏜床是重型數控機床，滑枕、鏜軸以及銑軸的重量較大，當滑枕伸出時，受重力影響，使滑枕產生撓曲變形，從而使滑枕的理論與實際定位值產生偏差這嚴重影響了數控銑鏜床的加工精度，這就需要設計一個液壓系統在滑枕伸出時補償滑枕的撓曲變形。 第二部分提供機床夾緊潤滑，其中包括：滑座夾緊、主軸箱夾緊、滑枕夾緊、刀具松開、主傳動換檔、滑座進給箱潤滑、主傳動潤滑、滑枕進給潤滑、主軸箱進給潤滑。 II 軸的設計： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm96 ，考慮到軸上有三個鍵槽，故直徑增加 12%，所以最小直徑為 ，圓整為 mm100 （ 2） 、初選深溝球軸承 6020 型號： 241 5 01 0 0 ????? BDd （ 3） 軸承端蓋的設計： 軸承端蓋如圖所示： 取螺栓直徑 3d =10，數目為 4 mmdDd 31 ?????? mmddd 2 0 7 312 ?????? mmde 3 ???? 取 mmm 17? mmmmDd 1 3 5154 ??? 某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 21 （ 4）、軸的示意圖： III 軸的設計： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm108 ，考慮到軸上有 三個鍵槽，故直徑增加 12%，所以最小直徑為 mm120 。 MATLAB 是由美國 Mathworks 公司在 1984 年正式推出的科學計算與仿真軟件，它是一個高度集成的軟件系統，它集科學與工程計算、圖形可視化、圖形處理、多媒體處理于一身，并提供了實用的 Windows 圖形界面設計方法，使用戶設計出友好的圖形界面，具有超強的數值運算功能、強大的數據可視化功能、開放的架構和可延拓的特性以及豐富的工具箱。 圖 仿真結果和實驗結果對比 方案三 ：初步設計液壓系統，運用 Matlab /Simulink 仿真模塊，對液壓系統仿真和分析， 如圖 以及圖 。 機床的其他部 件的分析主要是機床的鏜軸的剛 度分析 [22]，立柱的靜態(tài)和模態(tài)分析 [23]以及機床雙驅機構 [24]的的改進。 文獻內容主要包括機床主軸箱、滑枕、液壓系統等幾方面的介紹和分析具體情況如圖 1所示： 圖 1文獻內容分類數量統計 從圖中看出文獻總體分為六大類別，分別是對機床整體、主軸箱、滑枕、液壓系統、其他部件分析以及機床介紹。以齊齊哈爾第二機床廠生產的 TK6920重型數控鏜銑床為研究對象，運用有限元思想，借助一系列的軟件對機床的主軸箱以及液壓系統分析仿真從而達到提高機床加工精度的目的。 隨著現代工業(yè)的發(fā)展以及需求量的增多，對 重型數控鏜銑床的性能要求也越來越高。 hydraulic system。課題的結果對提高機床整機的性能以及加工精度具有重大的借鑒意義。 機床液壓系統分析主要分為液壓系統的設計和優(yōu)化、液壓系統的平衡兩個方面。通過軟件仿真得到結果如圖 所示，對仿真結果進行研究改進原有的液壓系統如圖 所示。它與其他液壓仿真軟件相比較，可以通過一個接口傳遞多個變量，簡化了模型的規(guī)模，使得 不同領域模塊之間的物理連接成為可能。 主軸箱的輪廓設計 查閱相關資料，借鑒相關書籍和老師進行溝通得到主軸箱二維輪廓圖如下圖 所示： 圖 主軸箱二維輪廓圖 某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 13 傳動系統設計 根據 TK6920 機床的設計要求和數據得到如下 圖 傳動系統： 圖 傳動系統 II 軸轉速： m i n/ rinnIIII ????? III 軸轉速： m i n/3892771148 rinnIIIIIII ????? III? 軸轉速： m i n/975939148 rinnIIII ????? ? IV 軸轉速： m i n/111272497 rinn IIIIIV ????? V 軸轉速： m i n/1242427111 rinn IVIVV ????? 聯軸器的傳動效率： ?? 、齒輪嚙合效率： ?? 、滾動軸承效率： ?? 、 v 帶傳動的效率： ?? I 軸傳動效率： ????? ??IKA II 軸傳動效率： 9 1 22231 ??????? ???IIKA 某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 14 III 軸傳動效率： 2322331 ??????? ???I I IKA IV 軸傳動效率： 342431 ??????? ???IVKA V 軸傳動效率： 45442531 ????????? ????VKA ： kwp 710 ? I 軸功率： kwKApp I ????? II 軸功率： kwKApp II ????? III 軸功率： kwKApp I I I ????? IV 軸功率： kwKApp IV ????? V 軸功率 ： kwKApp V ????? ： 齒輪 01： 26?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 11020c os 426c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 118421102 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 451 1 ????? ? 齒輪 02： 57?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 24220c os 457c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 250422422 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB ????? ? 齒輪 03： 27?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 15 分度圓直徑： mmzmd 24220c os 457c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 154521442 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 581 4 ????? ? 齒輪 04： 59?m 、 4?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 31320c os 459c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 323523132 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 1 2 53 1 ????? ? 齒輪 05： 71?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 37720c os 571c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 387523772 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 1 5 03 7 ????? ? 齒輪 06： 39?m 、 5?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 20720c os 539c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 217522072 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 832 0 ????? ? 齒輪 07： 21?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 17820c os 821c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 194821942 ??????? ? 某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 16 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB ????? ? 齒輪 08： 24?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分度圓直徑： mmzmd 20420c os 824c os ????? ?? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 220822042 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 822 0 ????? ? 齒輪 09： 27?m 、 8?z 、 ?20cos ?? 、 1??ah 、 ??c 分 度圓直徑： mmzmd 23020c os 827c os ??????? 齒頂圓直徑： mmmhdd aa 246822302 ??????? ? 齒根圓直徑： mmmchdd aa )(2 ????????? ?? 齒寬： mmbdB 922 3 ????? ? ： mmnPAdII 33 10 ????? mmnPAdIIII96148 33 20 ????? mmnPAdIIIIII68389 33 30 ????? mmnPAdIIIIII10897 33 30 ????? ?? mmnPAdIVIV102111 33 40 ????? mmnPAdVV98124 33 50 ????? 某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 17 ： I 軸的設計和校核： （ 1） 、初選軸的直徑為 mm65 ，考慮到軸上有一個鍵槽，故直徑增加 4%5%，所以最小直徑為 mm79 。 9是軸 IV以及齒輪 08。 主軸箱以及滑枕夾緊液壓系統 TK6920機床的主軸箱沿 Y軸上下運動，滑枕沿 Z軸水平運動，自由度為 1，當進行切削 工某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 30 作時只需限制這一個自由度就可實現夾緊。 液壓缸內徑 mPFD cm 4 61 ???? ?????? ? 根據液壓系統設計簡明手冊表 24將液壓缸的內徑圓整為標準系列 mmD 100? ，所以mmd 70? 。 （ 4） 、點擊 ，進行仿真分析。我們可以利用 AMEsim進行仿真分析，就可以十分直觀而且明確地得出液壓系統中各種部分的運動學參數以及液壓參數。 工作的缺點和建議： （ 1） 、由于本次畢業(yè)設計的時間不夠充足，在主軸箱設計時忽略了如床身、立柱、滑枕等部件對主軸箱的影響，設計的有些理想化。需要松開時恢復成初始信號，液壓桿就沒有力的輸出從而松開。 校核液壓缸可靠性： 因為 22222 40)70100()(4 cmdDA ?????? ? 且 23m inm in 510 cmvqA ???? ，所以液壓缸設計可靠。根據經驗以及查閱相關資料，靠近 銑軸方向承受的壓力為 3000N，后面導軌上承受的壓力為每個 2021N。液壓系統圖如 ： 某型重型數控機床主軸箱設計及滑枕液壓系統仿真分析 28 圖 主軸箱 定滑輪 鋼絲繩 液壓缸 動滑輪組 鏜桿 支架（連接滑輪）行程油缸 液控單向閥 1電磁換向閥 1伺服閥 1單向閥 1液壓泵 1 過濾器 1溢流閥 注：液壓缸 9固定在立柱上，鋼絲繩兩端分別連接主軸箱前后兩端。10是用來支撐軸 I、軸 II和軸 III滾動軸承的基座同時對主軸箱起支撐作用。在滑枕前端面可以安裝附件（如垂直銑頭，平旋盤等），并且在滑枕前端蓋上安裝有附件識別開關。由于方案一屬于傳統的主軸箱設計，箱體的強度、剛度都比較好，適合重型數控鏜銑床的主軸箱結構案故選擇 TK69 系列前端不開口的主軸主軸箱結構。 圖 系列數控車床主軸箱實體圖 方案四：數控銑床主軸箱機構，如圖 所示。分析時，采用 Block Lanczos 法求解，得出通過增加加強筋、固定螺栓的預緊力、改變約束位置等來調整方滑枕的剛度，起到提高固有頻率的目的 [6]。在 1958年國內研制出第一臺數控機床，經過無數國人的不懈努力，在 50余年間數控機床的設計和制作技巧飛躍式前進和進步，但是中國的機床結構的設計多半仍然處于經驗設計，設計計算時使用一般的結構計算方法，雖然這些計算具有可靠性、科學性，但是對于復雜的機床結構僅有計算和試驗是不夠的。 （ 2）