【文章內(nèi)容簡介】 在動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方面的要求有： 1．具有足夠的加速和制動(dòng)轉(zhuǎn)距，以便快速地完成啟動(dòng)和制動(dòng)過程。 2．具有良好的動(dòng)態(tài)傳遞性能，以保證在加工中獲得高的軌跡精度和滿意地表面質(zhì)量； 3． 負(fù)載引起的軌跡誤差盡可能?。粚τ跀?shù)控機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部件則有以下要求： 1．被加速的運(yùn)動(dòng)部件具有較小的慣量； 2，高的剛度； 3．良好的阻尼； 4．傳動(dòng)部件在拉壓剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、摩擦阻尼特性和間隙等方面具有盡可能小的非線性。 在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)中，滾珠絲杠副的作用是將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，用較小的轉(zhuǎn)矩可以獲得很大的推力。滾珠絲杠副的傳動(dòng)是一種應(yīng)用較廣的機(jī)構(gòu)，尤其是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的各種機(jī)構(gòu)中，滾珠絲杠副是傳動(dòng)最簡單、經(jīng)濟(jì)而又可靠的。所以滾珠絲杠副的選擇對整個(gè)機(jī)床的制造起著不可忽視的作用。滾珠絲杠副的精度是影響機(jī)床的定位精度及重復(fù)定位精度的最主要的因素。 為了在機(jī)床的設(shè)計(jì)中更合理的選用滾珠絲杠副，使其充分發(fā)揮效能，必須進(jìn)行一系列的計(jì)算。 滾珠絲杠副的導(dǎo)程工作臺(tái)縱向行程3000mm，速度為10m/min，速度傳動(dòng)比為i=，伺服電機(jī)最大轉(zhuǎn)速為2000r/min,，工作臺(tái)進(jìn)給速度為06000mm/min,算得其導(dǎo)程為： 滾珠絲杠副的載荷及選絲杠： 機(jī)床空載時(shí)滾珠絲杠副的傳動(dòng)力，如工作臺(tái)重量引起的摩擦力： 選機(jī)床承受最大負(fù)荷時(shí)滾珠絲杠的傳動(dòng)力。如機(jī)床切削時(shí)，切削力在滾珠絲杠副軸向的分力與導(dǎo)軌摩擦力之和即為Fmax（這時(shí)導(dǎo)軌摩擦力是由工作臺(tái)、工件、夾具三者總的重量以及切削力在垂直導(dǎo)軌方向的分量共同引起的）。 平均載荷為： 7576N工作臺(tái)進(jìn)給速度為06000mm/min，故平均轉(zhuǎn)速為：絲杠的工作壽命取為10000h。故：當(dāng)量動(dòng)載荷2. 選擇滾珠絲杠查滾珠絲杠樣本，選上海。符合要求。絲杠直徑為80mm，導(dǎo)程10mm, 珠圈數(shù)90，珠徑為4mm。圖41滾珠絲桿及螺母副結(jié)構(gòu)圖同步齒形帶的傳動(dòng)裝置的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,安裝調(diào)試方便,且在一定條件下能滿足轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的輸出要求，可以避免避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)與噪聲，適用于低轉(zhuǎn)矩特性的要求的主軸。通過計(jì)算：帶輪的結(jié)構(gòu) 大帶輪 帶輪間中心距為:：帶寬：1. 基本原則 1） 考慮電動(dòng)機(jī)的主要性能（啟動(dòng)、過載及調(diào)速等）、額定功率大小、額定轉(zhuǎn)速及結(jié)構(gòu)形式等方面要滿足生產(chǎn)機(jī)械行可靠、維護(hù)方便又價(jià)格合理的電動(dòng)機(jī)。 2. 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 安裝方式：立式和臥式 （本設(shè)計(jì)采用立式安裝）。 防護(hù)方式：開啟式、封閉式、防護(hù)式、防暴式。 3. 額定電壓的選擇 交流380～220V，或根據(jù)需要配變壓器。 4. 額定轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況來選擇要求重復(fù)、短時(shí)、正反轉(zhuǎn)工作的生產(chǎn)機(jī)械，除應(yīng)選擇滿足工藝要求的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速外，還要保證生產(chǎn)機(jī)械達(dá)到最大的加、減速度的要求而選擇最恰當(dāng)?shù)貍鲃?dòng)裝置，以達(dá)到最大生產(chǎn)率或最小損耗的目標(biāo)。一般都是直接傳動(dòng)，而不是減速器。 ：工件和工作臺(tái)的最大質(zhì)量為3000kg,折算到電動(dòng)機(jī)軸，其慣量為絲杠慣量：絲杠直徑80mm。大帶輪慣量為：小帶輪慣量為：負(fù)載慣量為：：選的直流伺服電機(jī) 額定轉(zhuǎn)距 22最大轉(zhuǎn)矩 57轉(zhuǎn)子慣量 滾珠絲杠副的安全使用 潤滑 為使?jié)L珠絲杠副充分發(fā)揮機(jī)能，在其工作狀態(tài)下，必須潤滑，潤滑的方式主要有以下兩種： 1．潤滑脂 潤滑脂的加注GB7324—942鋰基潤滑脂。 2．潤滑油 運(yùn)動(dòng)粘度28．5—74cst(400T)的潤滑油，給油量隨使用條件等的不同而有所變化。 防塵 滾此，考慮有污物異物進(jìn)入時(shí)，必須采用防塵裝置，將絲杠軸完全保護(hù)起來。另外，如沒有異物，但有浮沉?xí)r可以在滾珠螺母兩端增加防塵圈。 滾珠絲杠副在使用時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 1．滾珠螺母應(yīng)在有效行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)，必要時(shí)在行程兩端配置限位，以免螺母約程脫離絲杠必須防止傳動(dòng)停止或電機(jī)失電后，因部件自重而產(chǎn)生的逆?zhèn)鲃?dòng)。 3．滾珠絲杠副正常工作環(huán)境溫度為177。60C。 安裝 滾珠絲杠副在安裝時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 。徑向載荷、彎矩會(huì)使?jié)L珠絲杠副產(chǎn)生附加表面接觸應(yīng)力等負(fù)荷，從而造成絲杠的永久性破壞。因此，滾珠絲杠副安裝到機(jī)床時(shí)，應(yīng)注 2）安裝螺母時(shí)，應(yīng)盡量靠近支撐軸承； 3）同時(shí)，安裝支撐軸承時(shí)，應(yīng)盡量靠近螺母安裝部位。 ，盡量不要把螺母從絲杠上卸下來，如 必須卸下來時(shí)要使用輔助套，否則裝卸時(shí)滾珠有可能脫落。螺母裝卸時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）輔助套外徑必須靠緊絲杠螺紋軸肩； 3）裝卸時(shí)，不可使用過大力以免螺母損壞； 4）裝入安裝孔時(shí)要避免撞擊和偏心。 伺服進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì) 由以上的分析計(jì)算可以設(shè)計(jì)出伺服進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)圖如下圖42伺服進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（主視圖）圖43伺服進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（左視圖）31第5章 床身、橫梁導(dǎo)軌和工作臺(tái) 本章小節(jié)本章主要講述了進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本要求和進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求滾珠絲杠的選擇同步齒形帶的選擇伺服電機(jī)的選擇伺服進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)等。第5章 床身、橫梁導(dǎo)軌和工作臺(tái) 床身結(jié)構(gòu) 對床身結(jié)構(gòu)的基本要求 機(jī)床的床身是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)支持件，一般用來放置導(dǎo)軌，主軸箱等重要部件。為了滿足數(shù)控機(jī)床高速度、高精度、高生產(chǎn)率、高可靠性和高自動(dòng)化程度的要求，與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床應(yīng)有高的靜、動(dòng)剛度，更好的抗振性。 一、對數(shù)控機(jī)床的床身主要在以下3 個(gè)方面提出了更高的要求： 1．很高的精度和精度保持性 在床身上有很多安裝零部件的加工面和運(yùn)動(dòng)部件的導(dǎo)軌面，這些面本身的精度和相互位置精度要求都很高，而且要長時(shí)間保持。另外，機(jī)床在切削加工時(shí)，所有的靜、相互位置或相對運(yùn)動(dòng)精度，除了滿足幾何尺寸位置等精度要求外，還需要滿足靜、動(dòng)剛度和抗振性、熱穩(wěn)定性、工藝性等方面的技術(shù)要求。 2．應(yīng)具有足夠的靜、動(dòng)剛度 靜剛度包括：床身的自身結(jié)構(gòu)剛度、局部剛度和接觸剛度，都應(yīng)該采取相應(yīng)的措施，最后達(dá)到有較高的剛度質(zhì)量比。動(dòng)剛度直接反映機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能，為了保證機(jī)床在交變載荷作用下具有較高的抵抗變形的能力和抵抗受迫振動(dòng)及自激振動(dòng)的能力，可以通過適當(dāng)?shù)脑黾幼枘?、提高固有頻率等措施避免共振及因薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪音。 3．較好的熱穩(wěn)定性 對數(shù)控機(jī)床來說，尤其是高精度數(shù)控機(jī)床，熱穩(wěn)定性已經(jīng)成了一個(gè)突出問題，必須在設(shè)計(jì)上要做到使整機(jī)的熱變形小，或使熱變形對加工精度的影響小。熱變形將直接影響機(jī)架的原有的精度，從而是產(chǎn)品精度下降，如立軸矩臺(tái)平面磨床，立柱前臂的溫度高于后臂，是立柱后傾，其結(jié)果磨出的零件工作表面與安裝基面不平行；有導(dǎo)軌的機(jī)架，由于導(dǎo)軌面與底面存在溫差，在垂直平面內(nèi)導(dǎo)軌將產(chǎn)生中凸或中凹熱變形。因此，床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使熱變形盡量小。 二、床身機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求 ： 1） 在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本低； 2） 抗振性好。把受迫振動(dòng)振幅限制在允許范圍內(nèi)； 3） 躁聲??； 4） 溫度場分布合理，整，方便修理和更換零部件； 7） 有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理、耐磨性良好； 8） 造型好。使之既適用經(jīng)濟(jì)，有美觀大方。 床身的結(jié)構(gòu) 1．床身結(jié)構(gòu) 根據(jù)數(shù)控機(jī)床的類型不同，床身的結(jié)構(gòu)形式有各種各樣的形式。例如數(shù)控車床床身的結(jié)構(gòu)形式有平床身、斜床身、平床身斜導(dǎo)軌和直立床身等四種類型。 另外，斜中心，而后者又分為整體T形床身和前后床身分開組裝的T形床身。所謂T形床身是指床身是由橫置的前床身和與它垂直的后床身組成。整體式床身，剛性和精度保持性都比較好，但是卻給鑄造和加工帶來很大不便，尤其是大中型機(jī)床的整體床身，制造時(shí)需要大型設(shè)備。而分離式T形床身，鑄造工藝性和加工工藝性都大大改善。前后床身聯(lián)接處要刮研，聯(lián)接時(shí)用定位鍵和專用定位銷定位，然后再沿截面四周， 用大螺栓固緊。這樣聯(lián)接成的床身，再剛度和精度保持性方面，基本能滿足使用要求。這種分離式T形床身適用于大中型臥式加工中心。 由于床身導(dǎo)軌的跨距比較窄，致使工作臺(tái)在橫溜板上移動(dòng)到達(dá)行程的兩端時(shí)容易出現(xiàn)翹曲，將會(huì)影響加工精度，為了避免工作臺(tái)翹曲，有的立式加工中心增設(shè)了輔助導(dǎo)軌。 2．床身的截面形狀 數(shù)控機(jī)床的床身通常為箱體結(jié)構(gòu)，合理設(shè)計(jì)床身的截面形狀及尺寸，采用合理布置的肋板結(jié)構(gòu)可以在較小質(zhì)量下獲得較高的靜剛度和適當(dāng)?shù)墓逃蓄l率。床身肋板一般根據(jù)床身結(jié)構(gòu)和載荷分布情況，驚醒設(shè)計(jì)，滿足床身剛度和抗振性要求，V形肋板有利于加強(qiáng)導(dǎo)軌支承部分的剛度；斜方肋和對角肋結(jié)構(gòu)可明顯增強(qiáng)床身的扭轉(zhuǎn)剛度，并且便于設(shè)計(jì)成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)。 此外，還有縱向肋板和橫向肋板，分別對抗彎剛度和抗扭剛度有明顯效果；米字形肋板和井字形肋板的抗彎剛度也較高，尤其是米字形肋板更高。 3．床身的結(jié)構(gòu)設(shè)如下：圖51 床身結(jié)構(gòu)圖（具體結(jié)構(gòu)見床身零件圖）圖51 床身結(jié)構(gòu)圖（具體結(jié)構(gòu)見床身零件圖），合理選擇材料，單件小批量的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備機(jī)架可以采用焊接和鍛喊結(jié)合的機(jī)架 ⑶分析承載情況，根據(jù)承載情況合理的選擇截面形式，確定主要設(shè)計(jì)參數(shù) ⑷畫出結(jié)構(gòu)草圖，進(jìn)行必要的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和尺寸修改 ⑸對重要設(shè)備的床身，還應(yīng)該進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和模擬實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。 導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的潤滑與防護(hù) 導(dǎo)軌潤滑的主要目的是減小摩擦和磨損以防止過熱破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，影響導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)性導(dǎo)軌的防護(hù)是防止或減少導(dǎo)軌副磨損、延長導(dǎo)軌壽命的重要方法之一，對于數(shù)控機(jī)床顯得更為重要。防護(hù)裝置已有專門工廠生產(chǎn)，可以外購。導(dǎo)軌的防護(hù)方法很多，有刮板式、卷簾式、伸縮式（包括軟式皮囊式和疊層式）等，對數(shù)控機(jī)床，大都采用折疊式防護(hù)罩。折疊式防護(hù)罩用人造革，浸聚氨基甲酸脂橡膠的緹滌綸，以聚酰氨基為基體的合成薄膜材料折疊成風(fēng)箱，再襯以高壓紙板，牛皮紙板等。制造簡單，剛性較差。方角折疊剛性較好，適用于水平導(dǎo)軌。斜角折疊制造簡單，外形美觀，適用于垂直導(dǎo)軌。 提高折疊式正確的導(dǎo)向； 3）采用耐磨材料。 導(dǎo)軌的安裝調(diào)整 請小心輕拿輕放，避免磕碰以影響導(dǎo)軌副的直線精度； 不允許將滑塊拆離導(dǎo)軌或超過行程又推回去，若因安裝困難，需要拆下滑塊，必須清導(dǎo)軌副安裝時(shí)所需的基準(zhǔn)側(cè)面。 利用U 型頭將導(dǎo)軌的基準(zhǔn)側(cè)面與安裝臺(tái)階的基準(zhǔn)側(cè)面夾緊，然后在該處用固定螺栓擰緊（建議采用配攻螺紋孔），由一端開始，依次將導(dǎo)軌固定。 工作臺(tái)本題目已給出了工作臺(tái)的尺寸為，由此可以確定T型槽的數(shù)目為7個(gè)且應(yīng)用的是滑動(dòng)導(dǎo)軌，由此可設(shè)計(jì)出工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖為： 圖52工作臺(tái)結(jié)構(gòu)圖 本章小節(jié)本章主要講述了床身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)合理性特點(diǎn)，橫梁的類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)精度要求及其設(shè)計(jì)要求最終的選擇的類型。結(jié)論 結(jié)論 1037250680本次設(shè)計(jì)的課題為數(shù)控龍門銑床。整個(gè)龍門銑床主要包括橫縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、立柱、橫梁、工作臺(tái)等主要組部件。其中所有進(jìn)給機(jī)構(gòu)均采用滾珠絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，并由伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由于設(shè)計(jì)的是數(shù)控龍門銑床，是個(gè)非常接近于實(shí)際的題目，也是個(gè)較現(xiàn)實(shí)的想法。其中參考了許多機(jī)床廠、零件生產(chǎn)公司的此類型銑床及主要部件。從整體上說，本次設(shè)計(jì)較好的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求，控制簡單，加工精度比較高等特點(diǎn)，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。當(dāng)然由于經(jīng)驗(yàn)上的欠缺，本設(shè)計(jì)還存在一些不足，真誠地希望老師和同學(xué)們給予批評指正。 39參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)1. 林宋，：化學(xué)工業(yè)出版社，20032. 、：機(jī)械工業(yè)出版社，20033. ,(2):23254. ，（7）：1475. ，2007，（10）：116. ,(1):22247. ,(11):13148. 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