【文章內(nèi)容簡介】 。 對于銑削功能： 銑削運(yùn)動(dòng)????? ???工件和銑刀的移動(dòng)—進(jìn)給運(yùn)動(dòng)銑削動(dòng)力頭變頻器—正反轉(zhuǎn)銑削動(dòng)力頭變頻器—調(diào)速銑刀的旋轉(zhuǎn)—主運(yùn)動(dòng) 輔助運(yùn)動(dòng) —— 立柱的快速移動(dòng)，工件的夾緊和松開，冷卻、潤滑液的開關(guān)、以及自動(dòng)換刀裝置的取刀和換刀等。 該機(jī)床具有雙車削動(dòng)力頭和雙銑削動(dòng)力頭，其中主車削動(dòng)力頭主要進(jìn)行毛胚件的初步粗加工，副動(dòng)力頭主要完成零件的精密加工， 主刀架刀具具有自動(dòng)換刀功能，可實(shí)現(xiàn)車銑一體化，副刀架可進(jìn)行工件端面或圓周面的輔助加工。下圖是滿足該機(jī)床功能的方案圖： 13 主動(dòng)力頭變頻電機(jī)； 皮帶輪； 主軸箱； 主卡盤； 主動(dòng)力刀架；前立柱； 刀庫； 副卡盤； 操控面板； 多刀位回轉(zhuǎn)刀架； 1副動(dòng)力頭變頻電機(jī)； 1副主軸箱； 1床身； 1電控柜； 1前立柱縱向進(jìn)給系統(tǒng)； 1副動(dòng)力頭縱向進(jìn)給系統(tǒng)； 1多刀位刀架縱向進(jìn)給系統(tǒng)。 該方案整體加工能力強(qiáng)，操控方便，并且 采用兩個(gè)主軸，增強(qiáng)了機(jī)床的性能。主卡盤采用四抓單動(dòng)卡盤，夾緊力大，夾緊可靠，可進(jìn)行毛胚件的初步粗加工；副卡盤為三抓卡盤，可實(shí)現(xiàn)自定心加工，加工精度高。由各方面的考慮，故將此方案 14 作為此次設(shè)計(jì)的原型。 第三章 自動(dòng)卡盤的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一、 副 動(dòng)力頭自動(dòng) 卡盤的設(shè)計(jì)與計(jì)算 15 （一） 夾緊裝置的組成 1．動(dòng)力裝置 夾緊力的來源，一是人力；二是某種裝置所產(chǎn)生的力。能產(chǎn)生力的裝置稱為夾具的動(dòng)力裝置。常用的動(dòng)力裝置有：氣動(dòng)裝置、液壓裝置、電動(dòng)裝置、電磁裝置、氣 — 液聯(lián)動(dòng)裝置和真空裝置等。由于手動(dòng)夾具的夾緊力來自人力，所以它沒有動(dòng)力裝置。 2．夾緊部分 接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分，一般由下列機(jī)構(gòu)組成： 1）接受原始作用力的機(jī)構(gòu)。如手柄、螺母及用來連接氣缸活塞桿的機(jī)構(gòu)等。 2）中間遞力機(jī)構(gòu)。如鉸鏈、杠桿等。 3）夾緊元件。如各種螺釘壓板等。 其中中間遞力機(jī)構(gòu)在傳遞原始作用力至夾緊元件的過程中可以起到諸如改變作用力的方向、改變作用力的大小以及自鎖等作用。 （二）夾緊裝置的基本要求 在不破壞工件定位精度，并保證加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量使夾緊裝置做到： 1．夾緊力的大小適當(dāng)。既要保證工件在整個(gè)加工過程中其位置穩(wěn)定不變、振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。 2．工藝性好。夾緊裝置的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)效率的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單，便于制造和維修。 16 3．使用性好。夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 動(dòng)力卡盤﹕屬于自動(dòng)定心 卡盤﹐配以不同的動(dòng)力裝置 (氣缸﹑油缸或電機(jī) )﹐便可組成氣動(dòng)卡盤﹑液壓卡盤或電動(dòng)卡盤。 氣動(dòng)動(dòng)力卡盤自帶回轉(zhuǎn)氣缸 ,可用于普通車床、簡易 CNC車床和不便安置液壓回轉(zhuǎn)油缸的車床上 ,實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)裝夾。 現(xiàn)代制造技術(shù)向著高效率、高精密以及柔性制造方向發(fā)展，對數(shù)控機(jī)床及其夾具提出了高轉(zhuǎn)速、高精度和柔性化要求。在數(shù)控車床中，動(dòng)力卡盤是最常用的工件夾具 ,它是機(jī)床電主軸與工件之間的連接接口 , 機(jī)床電主軸的轉(zhuǎn)速、扭矩和旋轉(zhuǎn)精度通過動(dòng)力卡盤傳遞給工件。為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速化發(fā)展的要求，液壓動(dòng)力卡盤 ,氣動(dòng)動(dòng)力卡盤和電動(dòng)動(dòng)力卡盤脫穎 而出 ,成為中高速數(shù)控機(jī)床的主流夾具。 隨著機(jī)床行業(yè)迅猛發(fā)展，不僅需求大量的手動(dòng)卡盤，而且動(dòng)力卡盤的需求量也在加大，但現(xiàn)有的動(dòng)卡都為氣動(dòng)或液壓，電卡是空缺。我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與國外有所不同，國外絕大部分為全功能數(shù)控機(jī)床，而我國簡易數(shù)控和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床在整個(gè)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量中占有相當(dāng)?shù)谋戎?。由于中、高檔卡盤及油缸價(jià)格較高，還要配備液壓系統(tǒng)，電卡的優(yōu)勢在此就充分體現(xiàn)出來了。它既有動(dòng)力卡盤的高效率，能適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，又有手動(dòng)卡盤使用范圍廣泛，卡爪調(diào)整量大的優(yōu)點(diǎn)。再因一些廠家缺少氣壓和液壓動(dòng)力源，使應(yīng)用范圍受到了限 制，因此，開發(fā)電動(dòng)卡盤已成必然。 （三） 電動(dòng)卡盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 17 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空心軸 8 轉(zhuǎn)動(dòng)，與空心軸連接的偏心套 3 帶動(dòng)齒輪 2 在連接盤 7 上和十字連接盤 6上作快速運(yùn)動(dòng)。齒輪 2以偏心套 3的偏心距為半徑，圍繞某一中心作兩個(gè)坐標(biāo)方向的平移，從而撥動(dòng)內(nèi)齒輪 1慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)盤絲 4 回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)卡抓 5夾持工件?？ㄗサ膴A緊和松開由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制。 主軸電動(dòng)機(jī)的 選擇 車削外圓時(shí)的切削抗力分解為 Fx、 Fy、 Fz。主切削力 Fz 與切削速度方向一致 , 垂直向下 , 是計(jì)算車床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。切深抗力 Fy 與縱向進(jìn)給方向垂直 , 影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進(jìn)給抗力 Fx 與進(jìn)給方向平行且相反指向 ,設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)剛度時(shí)用。 切削力的計(jì)算 設(shè)加工工件的材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，選用刀具材料為硬質(zhì)合金；刀具幾何參數(shù)為：主偏角 o60??? 、前角 0 o10? ? 、刃傾角 5os??? ；切削用量：背吃刀量 mm4?pa 、進(jìn)給量 f=、切削速度 可由公式 18 601000?? ndv w? 計(jì)算 式中， wd 工件待加工表面或刀具的最大直徑（ mm） n— 工件或刀具每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（ r/min） 得， Vc =查《機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部件設(shè)計(jì)》得： 主偏角 Kr的修正系數(shù) ?FfX ； 刃傾角、前角和刀尖圓弧半徑的修正系數(shù)為 ； 2795CFc ? ?FcX ?Fc ??Fc 由經(jīng)驗(yàn)公式 ： cFc **f**CFc FnyX KVcap FcFcFc? 算得切削力 : cFc **f**CFc FnyX KVcap FcFcFc? = 由經(jīng)驗(yàn)公式： ::1::F fc ?pFF 得：縱向進(jìn)給切削力 ?F 。 背向力 ?pF 根據(jù)的 .F cz F? .F py F? .Fx fF? 對應(yīng)關(guān)系 可得： ? ? ? 19 切削功率的計(jì)算 根據(jù)因?yàn)樵谇邢髁?Fp方向產(chǎn)生的位移極小，可忽略不計(jì)，所以可以近似認(rèn)為 Fp不做功，則切削功率 Pc為切削力 Fc 和 Ff做功所消耗的功率之和： 3fCCC 101 0 0 0FVFP ???????? ?? fn w 式中： Fc切削力，單位為 N。 Vc切削速度，單位為