【正文】 續(xù)的，且每一個(gè)的切削厚度又是變化的，這就使切削力相應(yīng)地發(fā)生變化，容易引起機(jī)床振動，因此，銑床在結(jié)構(gòu)上要求有較 高的剛度和抗振性。 由于本文采用 8031 單片機(jī)控制系統(tǒng)，因此，設(shè)計(jì)出的立式銑床性能價(jià)格比高，滿足經(jīng)濟(jì)性要求。操縱臺 10 上有 CT 顯示器、機(jī)床操作按鈕和各種開關(guān)XK 5040 數(shù)控立式銑床及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文 6 及指示燈。級數(shù)為 Z 的傳動系統(tǒng)由若干個(gè)傳動副組成，各傳動組分別有1z . 2z . 3z `````````個(gè)傳動副，即 Z= 1 2 3zzz1 ```````。 1 主電機(jī)的選擇 中型機(jī)床上，一般都采用交流異步電動機(jī)為動力源，可在下列中選用，在選擇電機(jī)型號時(shí)，應(yīng)注意： （ 1）電機(jī)的 N： 根據(jù)機(jī)床切削能力的要求確定電機(jī)功率，但電機(jī)產(chǎn)品的功率已標(biāo)準(zhǔn)化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標(biāo)準(zhǔn)值。 b,保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚 2m?? ，一般取 5mm?? 則min Tz m??，如圖 所示。機(jī)床主傳動系統(tǒng)精度要求高，不允許有較大的變形因此，疲勞強(qiáng)度一般不是主要矛盾，除載荷很大的情況下，可以不必驗(yàn)算軸的強(qiáng)度。 “+”用于外嚙合，“ ”用于內(nèi)嚙合 sk —— 壽命系數(shù)， sk = rk nk qk ， tk —— 工作期限系數(shù)， tk =060m ntC 齒輪等傳動件在接觸和彎曲交變載荷下的指數(shù) m和基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù) 0C n—— 齒輪的最低轉(zhuǎn)速 r/min T—— 預(yù)先的齒輪工作期限，中型機(jī)床推薦： T=15000~20200h。 7 級精度齒輪，用較高精度滾齒機(jī)或插齒機(jī)可以達(dá)到。有時(shí)為了縮短軸向尺寸，也采用組合齒輪。裝配方便，間隙容易調(diào)整。選擇軸承的型式和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其它結(jié)構(gòu)條件。 這種結(jié)構(gòu)，連接后的兩個(gè)齒輪成為一體，但連接是浮動的，不影響兩個(gè)齒輪在花鍵軸上的定心。機(jī)床主軸變速箱中齒輪一般都需要淬火。 （ 1） 軸 III 間齒輪模數(shù)的計(jì)算 (驗(yàn)算 ) a 按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) : N=y? Nd =? = min/1450rn J ? m? =8 261?Z ??? ZZi qNnTs KKKKK ? XK 5040 數(shù)控立式銑床及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文 23 查表 : 取 ,?nK ,?NK ?qK 160014506060 3 70????? mT C nTK 則 ?????? qNnTS KKKKK 取 ,?K 線速度 smmzV /60 21 45 01060 21 45 0 33 ?????????? ?? ?? 查表 : 取 ?K 3 07 ???? md z ?? 查表 取 13?K 查表取 M P a650][ ???? . 因此 : 4 5 06500 7 6 )10 7 6 (1 6 3 0 0 322 ????? ????????jm b 根據(jù)彎曲疲勞計(jì)算 ][42 7 5 1 321 wj sw mnYZ NKKKKm ?? 查表取 : ,?K ,?K ,13?K .qNnTs KKKKK ? 而 102 1 6 0 0 01 4 5 06060 6 80 ?? ???? mT C nTK 查表取 , ??? qNn KKK . Y=, MPaw 275][ ?? ? 8 ?????sK 因此 : ????? ?????wm。若剛度不足，軸上的零件如齒輪， 軸承等將由于軸的變形過大而不能正常工作，或產(chǎn)生振動和噪聲，發(fā)熱，過早磨損而失效。若摸數(shù)相等時(shí)，則齒數(shù)和亦相等，但由于傳動比要求，尤其是在傳動中使用了公用齒輪后，常常滿足不了上述要求，機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心矩使其相等但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能夠超過 3~4 個(gè)齒。 根據(jù)以上要求，我們選擇功率為 ，轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電機(jī)，查表，其型號為 Y132M4，其主要性能如下表 電機(jī)型號 額定功率 KW 荷載轉(zhuǎn)速 r/min 同步轉(zhuǎn)速 r/min Y132M4 1440 1500 2 分配最小傳動比，擬定轉(zhuǎn)速圖 （ 1） ? 軸的轉(zhuǎn)速： ?軸從電機(jī)得到運(yùn)動，經(jīng)傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為主軸各級轉(zhuǎn)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速和主軸最小轉(zhuǎn)速應(yīng)相近，顯然，從動件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下功率工作時(shí)所受扭矩最小來考慮， ? 軸轉(zhuǎn)速不宜將電機(jī)轉(zhuǎn)速降得太低。 2 傳動組傳動順序的安排 18 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以排成： 3x3x2，或 3x2x3。強(qiáng)電柜 2 中裝有機(jī)床電器部分的接觸器、繼電器等。 關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù)，立式銑床，設(shè)計(jì) XK 5040 數(shù)控立式銑床及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文 2 ABSTRACT The numerical control engine bed is the digital process control engine bed, is one kind of automated engine bed, the numerical control technology is the core which the numerical control engine bed studies, is the manufacturing industry realization automation, the work, the flexibility, the integrated foundation. Along with the manufacture technology development, the modern numerical control engine bed with the aid of the modern design technology, the working procedure intensification and the new function part caused the engine bed the processing scope, the dynamic performance, the processing precision and the reliability had the enormous enhancement . This article mainly carries on the design to the XK5040 numerical control vertical milling machine and the control system, first analyzes the vertical milling machine the processing characteristic and the processing request determines its host parameter, including movement and dynamic parameter。它可以加工平面 (水平面、垂直面等 )、溝槽（鍵槽、 T 型槽、燕尾槽等）、多齒零件上齒槽（齒輪、鏈輪、棘輪、花鍵軸等）、螺旋形表面（螺紋和螺旋槽）及各種曲面。保護(hù)開關(guān) 11 可控制縱向行程硬限位；擋鐵 9 為縱向參考點(diǎn)設(shè)定擋鐵。第一傳動組的傳動副數(shù)不能多，以 2 為宜，有時(shí)甚至用一個(gè)定比傳動副；主軸對加工精度，表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個(gè)傳動組的傳動副選用 2 ，或一個(gè)定比傳動副。以減少結(jié)構(gòu)的徑向尺寸，在電機(jī)軸 I 到主傳動系統(tǒng)前端軸 ? 增加一對 26/54 的降速齒輪副，這樣，也有利于變型機(jī)床的設(shè)計(jì)，改變降速齒輪傳動副的傳動 比，就可以將主軸 18 級轉(zhuǎn)速一起提高或降低。這里 我們采用查表法來確定齒輪的齒數(shù)。 1 傳動軸直徑的估算 傳動軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下列公式估算傳動軸直徑： d=91 ? ?4jNn ? mm 式中： N—— 該傳動軸的輸入功率 N—— Ny? KW N? —— 電機(jī)額定功率 y —— 從電機(jī)到該傳動軸之間傳動件的傳動效率的乘積（不計(jì)該軸軸承上的效率）。 2 技術(shù)要求 主軸變速箱是指機(jī)床的主要部分，設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題： （ 1）精度 立式銑床主軸部分要求比較高的精度主軸的徑向跳動，〈 ；主軸軸向串動〈 。 剃齒時(shí)： 采用公式： kb =+k(+ 1d 2d )mm及計(jì)算。軸上要安裝齒輪，離合器和制動器等。對受軸向力的軸，其軸向定位更重要?？蛰d功率和噪音等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。 （ 3）、其他問題 滑移齒輪進(jìn)出嚙合的一端要圓齒，有規(guī)定的形狀和尺寸（見圖 ），圓齒和倒角性質(zhì)不同，加工方法和畫法也不一樣， 圖 1bh? 部分（圖（一））用于安裝撥動齒輪的滑塊，一般取 1bh? =105? 或 126? ，這里我們選 126? 。所以這兩項(xiàng)精度應(yīng)選高一級，為了控制噪音，機(jī)床上主傳動齒輪都選用較高的精度，大都用 766,這里主運(yùn)動齒輪的精度選 為 766。 軸 V— VI 間傳動組齒輪模數(shù)的 估算： 齒輪彎曲疲勞計(jì)算， 332wnjNM Z??3 29 95??? 齒面點(diǎn)蝕估算： A3370 370jNn??x 3 ? = jm =2A/ 12()zz? =(29+29)= 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=5,軸 VI— VII 間齒輪模數(shù)的確定： 齒輪彎曲疲勞 強(qiáng)度計(jì)算， 332wnjNM Z??3 95 ?? 齒面電蝕估算 A3370 370jNn??x = jm =2A/ 12()zz? =(67+67)= 取模數(shù)值為 m=4。這里為使變速操作的方便，提高效率采用電磁離合器操縱方式。 b, 降速傳動中，最小傳動比 minU ? 1/4。xx?? =8 9 因此，可選擇 18=13 x3 x92 的傳動方案。 XK5040 型數(shù)控銑床的主要技術(shù)參數(shù)如下： 工作臺： 工作臺尺寸（長寬） 1600 400mm 工作臺最大縱向行程 900mm 工作臺最大橫向行程 375mm 工作臺最大垂直行程 400mm 工作臺 T 型槽數(shù) 3 工作臺 T 型槽寬 18mm 工作臺 T 型間距 100mm 主軸： 主軸錐度 50（ 7： 24） 主軸孔徑 27mm 刀桿直徑 32mm 或 50mm 主軸前軸承直徑 90mm 主軸軸向移動距離 70mm 部件間主要尺寸： 立銑頭最大回轉(zhuǎn)角度 45176。 我們本次設(shè)計(jì)過程中要接觸到的為 XK5040 數(shù)控立式銑床。 隨著制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床借助現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、工序集約化和新的功能部件使機(jī)床的加工范圍、動態(tài)性能、加工精度和可靠性有了極大的提高 。數(shù)控銑床多為三坐標(biāo)、兩軸聯(lián)動的機(jī)床，也稱兩軸半控制，即 X、 Y、 Z 三個(gè)坐標(biāo)軸中，任意兩個(gè)都可以聯(lián)動。如銑床的工作臺寬度等。x 值 : maxU = 39。 q—— 傳到主軸上所經(jīng)過的齒輪對數(shù) ? —— 主軸齒輪螺旋角 1c ,K—— 系數(shù)，根據(jù)機(jī)床類型及制造水平選取，我國中型車床，銑床1c =，車床 K=54，銑床 K= 從上述經(jīng)驗(yàn)公式可知，主軸 n 和中間傳動軸的轉(zhuǎn)速和 對機(jī)床噪音和發(fā) 熱的關(guān)系，確定中間軸轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況做相應(yīng)的修正。 3 主軸轉(zhuǎn)速系列的驗(yàn)算 主軸轉(zhuǎn)速在使用上并要求十分準(zhǔn)確，轉(zhuǎn)速稍高或稍低并無太大影響，但標(biāo)牌上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列的數(shù)值一般也不允許與實(shí)際轉(zhuǎn)速相差太大。 軸的彎曲變形的允許值： 軸的類型 允許撓度 變形部位 允許傾角 一般傳動軸 （ ~） 裝軸承處，裝齒輪處 剛度要求較高的軸 裝單列圓錐磙子