【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的基礎(chǔ)單元。先進(jìn)的CNC系統(tǒng)為用戶(hù)提供了強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)能力，除有RS232串行接口、RS422等接口外，還帶有遠(yuǎn)程緩沖功能的DNC接口，可以實(shí)現(xiàn)幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床、加工中心之間的數(shù)據(jù)通信和直接對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床為了適應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和工廠(chǎng)自動(dòng)化規(guī)模越來(lái)越大的要求，滿(mǎn)足不同廠(chǎng)家不同類(lèi)型數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)的需要，已配備與工業(yè)局域網(wǎng)(LAN)通訊的功能以及MAP接口，為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)入FMS及CIMS創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了系統(tǒng)集成化和信息綜合化，使遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控、遙控及遠(yuǎn)程故障診斷成為可能。不僅利于數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)對(duì)其產(chǎn)品的監(jiān)控和維修，也適于大規(guī)模現(xiàn)代化生產(chǎn)的無(wú)人化車(chē)間，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)管理，還適于在操作人員不宜到現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境(如對(duì)環(huán)境要求很高的超精密加工和對(duì)人體有害的環(huán)境)中工作。 本課題來(lái)源于江蘇多棱數(shù)控設(shè)備股份有限公司，完成帶回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的三軸聯(lián)動(dòng)TH6363B臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)，確定加工中心回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，確定其分度、轉(zhuǎn)位和定位方式，完成其分度、定位、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，工作臺(tái)尺寸滿(mǎn)足：630630，工作臺(tái)承重：800Kg，回轉(zhuǎn)臺(tái)定位精度達(dá)到：177。5″；回轉(zhuǎn)臺(tái)重復(fù)定位精度：177。2″等精度要求。第二章 TH6363B加工中心回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)方案的擬訂 加工中心常用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)簡(jiǎn)介加工中心機(jī)床除了沿X、Y和Z三個(gè)坐標(biāo)軸直線(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，往往還帶有繞X、Y和Z軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。一般圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。加工中心常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它們的功用各不相同。分度工作臺(tái)的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動(dòng)換刀裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個(gè)面的加工。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還有實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（1）分度工作臺(tái) 分度工作臺(tái)的作用完成分度運(yùn)動(dòng)。分度工作臺(tái)的分度、轉(zhuǎn)位和定位工作是按照控制系統(tǒng)的指令自動(dòng)進(jìn)行的，每次轉(zhuǎn)位回轉(zhuǎn)一定的角度（如90176。、60176。和45176。等）。為滿(mǎn)足分度精度的要求，需要使用專(zhuān)門(mén)的定位元件。常用的定位元件方式有插銷(xiāo)定位、齒盤(pán)定位和鋼球定位等幾種。（2）數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 為了適應(yīng)某些零件加工的需要，加工中心的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)常常還增加了繞X、Y和Z三個(gè)坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，分別稱(chēng)A、B、C軸。圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它除了可以完成圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還可以完成分度運(yùn)動(dòng)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和分度工作臺(tái)沒(méi)多大區(qū)別，但在結(jié)構(gòu)上則具有一系列的特點(diǎn)。由于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給，所以它在結(jié)構(gòu)上和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有很多共同之處。不同之點(diǎn)在于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的是直線(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)的是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可分為開(kāi)環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)兩種。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的分度定位和分度工作臺(tái)不同，它是按控制系統(tǒng)所指定的脈沖數(shù)來(lái)決定轉(zhuǎn)位角度，沒(méi)有其他的定位元件（如齒盤(pán)、定位銷(xiāo)等），故分度定位精度高。本課題為設(shè)計(jì)TH6363B臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，所以下面對(duì)本課題設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要地介紹：由于設(shè)計(jì)任務(wù)不需要使回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。故對(duì)TH6363B臥式加工中心我決定采用分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。分度工作臺(tái)的作用完成分度運(yùn)動(dòng)。由于設(shè)計(jì)要求中分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度和重復(fù)定位精度較高，為滿(mǎn)足分度精度的要求，我對(duì)設(shè)計(jì)的TH6363B臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)采用齒盤(pán)定位方式。齒盤(pán)分度工作臺(tái)的分度精度主要由齒盤(pán)尺寸精度及坐標(biāo)精度決定，最高可達(dá)正負(fù)5″。對(duì)于工作臺(tái)的夾緊機(jī)構(gòu)我會(huì)采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行壓力夾緊。工作臺(tái)工作原理示意圖：下圖為T(mén)H6363B臥式加工中心分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)。分度轉(zhuǎn)位動(dòng)作包括：工作臺(tái)抬起，齒盤(pán)脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作；回轉(zhuǎn)分度；工作臺(tái)下降，齒盤(pán)重新嚙合，完成定位夾緊共三個(gè)步驟。 轉(zhuǎn)臺(tái)分度裝置圖1帶輪；2軸承；3錐齒輪軸；4軸承；5齒輪軸；6大齒輪；7鼠牙盤(pán)；8活塞；9電磁閥；10芯軸；11軸承；12滾道；13錐齒輪具體工作原理為：。當(dāng)需要分度時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出分度指令，壓力油通過(guò)管道進(jìn)入分度工作臺(tái)中央的升降液壓缸的下腔，于是活塞8向上移動(dòng)，通過(guò)推力球軸承11的作用帶動(dòng)工作臺(tái)也向上抬起，使鼠牙盤(pán)7的上、下齒盤(pán)脫離，液壓缸上腔的油則經(jīng)管道排出，完成分度前的準(zhǔn)備工作。當(dāng)工作臺(tái)向上抬起時(shí)，通過(guò)接觸開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)帶輪1和齒輪副13和齒輪副6的傳動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)分度回轉(zhuǎn)角度的大小由指令給出。當(dāng)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度達(dá)到所要求的角度時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)完成準(zhǔn)廳動(dòng)作。工作臺(tái)完成準(zhǔn)停動(dòng)作的同時(shí)，壓力油從管道進(jìn)入升降液壓缸上腔，推動(dòng)活塞8帶動(dòng)工作臺(tái)下降，于是上下齒盤(pán)又重新嚙合，完成定位夾緊。首先通過(guò)分析確定采用分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)其外形結(jié)構(gòu)，確定其外形尺寸。然后進(jìn)行其內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)臺(tái)和轉(zhuǎn)臺(tái)分度裝置，最后聯(lián)系已設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)臺(tái)和轉(zhuǎn)臺(tái)分度裝置，進(jìn)行定位和夾緊裝置的設(shè)計(jì)。最終裝配成完整的分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。第三章 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì) 對(duì)于本課題所設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，我的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要為進(jìn)行電機(jī)的選擇、完成傳動(dòng)比的分配、對(duì)同步帶、主要軸承的選擇和同步帶輪、傳動(dòng)齒輪以及鼠牙盤(pán)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按工作要求和條件，選用交流伺服電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率按式（1）為P=KW由式P=KW為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；為負(fù)載轉(zhuǎn)速。計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩：= 式中為負(fù)載正壓力，為摩擦系數(shù)，為力矩力臂工作臺(tái)承重為800kg工作臺(tái)自重粗略計(jì)算：直徑D=630mm高度h=265149=116mm體積V=m則重量m=kg總的重量m=280+800=1080 kg則= mg=108010584查表得=，粗略估計(jì)力矩力臂=110mm===設(shè)計(jì)目標(biāo)鼠牙盤(pán)預(yù)期轉(zhuǎn)速在30~50r/min之間，現(xiàn)初選=35 r/min計(jì)算功率得：P==KW由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為=式中：、分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。取=，=0。98，=0。97 則==P==KW現(xiàn)選擇西門(mén)子1FK6063–6AF71–1型電機(jī)，電機(jī)基本參數(shù)見(jiàn)下表：表31 電機(jī)參數(shù)表型號(hào)額定功率KW滿(mǎn)載時(shí)額定電流額定轉(zhuǎn)距最大轉(zhuǎn)矩重量轉(zhuǎn)速r/min電流（380V時(shí)）A1FK6063–6AF71–13000611電機(jī)型號(hào)為1FK6063–6AF71–1，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速r/min。初選鼠牙盤(pán)的轉(zhuǎn)速=35 r/min。（1）總傳動(dòng)比圓整一下取=90故=3000/90= r/min（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比=式中、分別為帶傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比。同步帶的傳動(dòng)比： 初選=圓柱齒輪的傳動(dòng)比：查表可知圓柱齒輪傳動(dòng)比一般為8~40。取=12圓錐齒輪的傳動(dòng)比：==大帶輪傳遞的功率KW小圓錐齒輪軸傳遞的功率KW大圓錐齒輪軸傳遞的功率KW同步帶是工作面為齒形的環(huán)形傳動(dòng)帶，靠與帶輪嚙合傳動(dòng)。它具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確、軸壓力小、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比范圍大，可采用較小的帶輪直徑和較小的軸間距，以及可在低速下傳遞動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)。但制造和安裝要求高。主要用于同步的或低速的傳動(dòng)。由小帶輪轉(zhuǎn)速n=3000r/min，查《機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》選擇同步帶帶型為XL型。，代號(hào)為025。同步帶輪的計(jì)算：計(jì)算功率：KW 為工況系數(shù)，查表得=小帶輪齒數(shù)：根據(jù)原則，查表得當(dāng)小帶輪轉(zhuǎn)速在1800~3600r/min中時(shí)，=12，現(xiàn)取小帶輪節(jié)圓直徑：mm 為同步帶的節(jié)距，=大帶輪齒數(shù)： 查帶輪齒數(shù)表，65不是其中系列，重取=60大帶輪節(jié)圓直徑：mm大帶輪外徑：由大帶輪節(jié)圓直徑查表得=初定中心距：mm 取=350mm帶輪擋圈：中心距=350mm大于8，兩輪均裝雙邊擋圈。擋圈最小高度：查表得擋圈厚度：，取=因帶輪的齒數(shù)發(fā)生變化，故傳動(dòng)比也發(fā)生變化。現(xiàn)重新分配傳動(dòng)比：同步帶的傳動(dòng)比： 圓錐齒輪的傳動(dòng)比：==設(shè)計(jì)的直齒圓錐齒輪使用壽命為8年，每年以300工作日計(jì)，兩班制，輕微沖擊。材料及熱處理、精度和齒數(shù)選擇 因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高，材料按課本表71選取，都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均采用軟齒面。齒輪精度用8級(jí)。軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取=20，則=i=20=65小齒輪傳遞的扭距：=初選載荷系數(shù)：初選=取齒寬系數(shù)：=確定彈性影響系數(shù)：據(jù)教材表106查得=確定區(qū)域載荷系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)=確定接觸許用應(yīng)力：循環(huán)次數(shù)N=60=601304(163008)=N= N/u=查教材圖1019曲線(xiàn)1得，查教材圖1021（d）得=600，=570取安全系數(shù)：由接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的分度圓直徑= =驗(yàn)算載荷系數(shù)：齒輪的使用系數(shù)：載荷狀況以均勻平穩(wěn)為依據(jù)查教材表102得=齒輪的圓周速度=由教材圖108查得：=取 依據(jù)大齒輪兩端支承，小齒輪做懸臂布置，查教材表109得軸承系數(shù)=由公式得接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)校正直徑：==mm取標(biāo)準(zhǔn)值齒輪的相關(guān)參數(shù)：==40mm==130mmmm圓整取 25 mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)：與接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)相同：計(jì)算