【文章內(nèi)容簡介】 圍。工作臺的伺服進(jìn)給系統(tǒng)一般為 310000mm/min。 （ 3）快的響應(yīng)速度 所謂快速響應(yīng)，是指進(jìn)給系統(tǒng)對指令信號的變化跟蹤要快，并能迅速趨于穩(wěn)定。目前，工作臺已較普遍的采用了伺服電動機(jī)不通過減速環(huán)節(jié)直接連接絲杠帶動運動部件實現(xiàn)運動的方案。本次設(shè)計就是采用了這個方案來獲取快的響應(yīng)速度 。 （ 4）低速、大轉(zhuǎn)矩 根據(jù)機(jī)床的加工特點，經(jīng)常在低速下進(jìn)行重切削，即在低速下進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)必須有大的轉(zhuǎn)矩輸出。 此次設(shè)計采用的是半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)的精度雖然比閉環(huán)系統(tǒng)的精度要低一些，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)整比較簡單。而且，在半閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)角測量表較容易實現(xiàn)。應(yīng)用非常廣泛。 圖 21 半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)原理圖 4 伺服驅(qū)動裝置 伺服驅(qū)動裝置接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給指令信號，并將其轉(zhuǎn)換為角位移或直線位移，從而驅(qū)動執(zhí)行部件實現(xiàn)要求的運動。伺服驅(qū)動裝置應(yīng)該滿足如下要求。 （ 1）精度高。輸出位移有足夠 的精度，即實際位移與指令位移之差要小。 （ 2）應(yīng)該具有較長時間的大過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電動機(jī)要求數(shù)分鐘內(nèi)過載 46 倍而不損壞。 （ 3）調(diào)速范圍寬，而且從最低速到最高速時，電動機(jī)均能平滑運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動小，特別是在低速（如 ）時，速度平穩(wěn)而無爬行現(xiàn)象。 （ 4）能承受頻繁振動、制動和反轉(zhuǎn)。 在工作臺的閉環(huán)或半閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動裝置主要采用交、直流伺服電動機(jī)。 直流伺服電動機(jī)具有良好的啟動、制動和調(diào)速特性，可以方便地在寬調(diào)速范圍內(nèi)實現(xiàn)平滑無極調(diào)速，故多用在對伺 服電機(jī)的調(diào)速性能要求較高的工作臺上。 交流伺服電動機(jī)，轉(zhuǎn)子慣量比直流電動機(jī)小，動態(tài)響應(yīng)好，輸出的功率可比直流電動機(jī)提高 10%70%，可達(dá)到更高的電壓和轉(zhuǎn)速。 課題研究的目的和意義 工作臺是一種在計算機(jī)控制下帶有自動換刀系統(tǒng)的能完成多工序復(fù)合加工的自動化機(jī)床，并正向高速高效、高精度、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化和復(fù)合化方向發(fā)展。由于工作臺是典型的集高新技術(shù)于一體的機(jī)械加工設(shè)備，其生產(chǎn)效率高、柔性好、一機(jī)多用和易于加工復(fù)雜的曲線、曲面零件等特點，早已成為工業(yè)發(fā)達(dá)國家軍民機(jī)械工業(yè)的主力加工設(shè)備。 一個國家的工作臺擁有 量、消費量及總體技術(shù)水平與這個國家機(jī)械工業(yè)的加工制造技術(shù)水平息息相關(guān)。我國的工作臺從 70 年代開始，已有很大發(fā)展，但技術(shù)、品種和數(shù)量上都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)我國的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展的需要。進(jìn)入 21 世紀(jì)以后，中國工作臺的消費量隨著軍民機(jī)械工業(yè)的大規(guī)模技術(shù)改造而迅速增長，如 2021 年中國工作臺的消費量僅為 2662 臺（其中進(jìn)口 2290 臺），而同年美國、日本和德國的工作臺消費量分別為 1150 6090 和 5291 臺。到了 2021 年，中國工作臺的消費量猛增至約 13200 臺（估計值，工作臺的產(chǎn)量數(shù)據(jù)未公布），其中進(jìn)口 10343 臺。 2021 年工作臺的消費量是 2021 5 年的 倍，年均增幅達(dá) %，一舉超過美、日、德諸國，成為世界上消費工作臺最多的國家。 根據(jù)《機(jī)械工人》雜志社等單位的調(diào)查，從近 600 份重點用戶的有效問卷中得出的結(jié)果是，工作臺機(jī)床的應(yīng)用已遍及全國 26 個行業(yè)，其中汽車、摩托車及其零部件制造業(yè)占 24%，航空航天和軍工行業(yè)占 18%，機(jī)床工具業(yè)占 11%，模具行業(yè)占 8%，輕工機(jī)械行業(yè)占 4%。在這些企業(yè)擁有的工作臺中，雖然普及型的立式和臥式工作臺仍占多數(shù)，但多軸聯(lián)動、高速、大型精密等高檔工作臺也占有一定比重，如在所調(diào)查的近 600 戶用戶中，擁有 5軸聯(lián)動工作臺的占 24%。說明中國市場消費的工作臺雖然以普及型的中檔機(jī)為主，但高檔機(jī)在消費量中所占比重估計已達(dá) 15%至 20%。 中國消費的工作臺大部分依靠進(jìn)口（ 2021 年進(jìn)口量占消費量的七成多），進(jìn)口金額 億美元，居各類機(jī)床進(jìn)口額之首，主要從日本、中國臺灣、德國和韓國等地進(jìn)口。2021 年上半年，中國進(jìn)口工作臺 5511 臺，金額 億美元，同比分別增長 20%和 11%，仍保持兩位數(shù)增長，說明中國工作臺市場的規(guī)模還有增長空間。 工作臺用于安裝工件，并帶動工件進(jìn)給，以完成各種切削加工，是任 何切削機(jī)床必不可少的重要部件。與普通切削機(jī)床不同的是，工作臺的工作臺是在數(shù)控系統(tǒng)的控制下自動完成進(jìn)給的，能夠自動完成各種輪廓和曲面的加工。工作臺直線工作臺主要在數(shù)控系統(tǒng)控制下完成縱向（ X 方向）和橫向（ Y 方向）進(jìn)給。為了實現(xiàn)任意角度和在切削過程中轉(zhuǎn)臺能夠回轉(zhuǎn)，工作臺還要設(shè)置數(shù)控 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺，這樣工作臺就多了一個 NC 坐標(biāo)，能夠完成更加復(fù)雜的見曲面的加工。工作臺常用的TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺有分度工作臺和數(shù)控 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺，它們的功 用各不相同。分度工作臺的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動換刀裝置配合使用，實現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個面的加工。而數(shù)控 TH6340B臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺除了分度和轉(zhuǎn)位的功能外，還能實現(xiàn)圓周進(jìn)給運動。 我國近幾年 分度工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu) 雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外觀質(zhì)量差，產(chǎn)品開發(fā)周期長，應(yīng)變能力差。 針對傳統(tǒng) 分度工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu) 的不足之處及生產(chǎn)中存在的問題，有必要在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上研究出新型 分度工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu) 。通過對傳統(tǒng)銑床手動的進(jìn)給系統(tǒng)、夾緊系統(tǒng)及傳動系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè) 計，加入新技術(shù)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，實現(xiàn)自動化，降低勞動強(qiáng)度及工作量。 分度工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu) 的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢是：在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型 進(jìn)給機(jī)構(gòu) ；在性能上將研制以鋼為材料的 進(jìn)給機(jī)構(gòu) ，大幅度提高 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 的承載能力；在形式上繼續(xù)研制多軸并聯(lián)，甚至于五軸并聯(lián)的 進(jìn)給機(jī)構(gòu) 。 6 綜上所訴， 分度工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu) 的開發(fā)和設(shè)計具有很高研究的意義 .本課題采用類似的機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計成果的方法，進(jìn)行 分度工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu) 的設(shè)計，使其能夠?qū)崿F(xiàn)更好的工業(yè)生產(chǎn)自動化。 本課題對 分度工作臺進(jìn)給機(jī)構(gòu) 部件進(jìn)行了設(shè)計，研究 了 結(jié)構(gòu)，主要部 件及典型零件的設(shè)計方法，其意義如下： 通過對數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計和研究掌握機(jī)構(gòu)設(shè)計的一般步驟和方法； 通過對課題的研究，了解國內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢； 通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)自己的創(chuàng)新精神，提供分析問題和解決問題的能力。 第 2 章 設(shè)計的內(nèi)容及要求 課題的主要內(nèi)容和基本要求 主要技術(shù)參數(shù) ①工作臺回轉(zhuǎn)直徑： 400 mm *400mm，工作臺重量 800KG ② B 軸重復(fù)定位精度：177。 2″ ③ B 軸定位精度：177。 8176。 ④ B 軸的切削進(jìn)給速度： 0~10r/min ⑤ 主軸轉(zhuǎn)速： 60～ 6000r/min（高低擋無級變速），主軸錐孔 MT6； ⑥ 徑縱向進(jìn)給最大速度： 4m/min，橫向進(jìn)給最大速度： 4m/min。 ⑦ 主電機(jī)功率 11/15（ 30min） Kw。 ⑧定量角度分度； 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺的 工作原理，設(shè)計 機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖、零件圖并核算。 進(jìn)度計劃與應(yīng)完成的工作 分析 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺結(jié)構(gòu)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，書寫 文獻(xiàn)綜述（ 2021 字以上） ；翻譯 外文文獻(xiàn) 2 篇（ 2021 字以上） , 翻譯提供文章的摘要、前言和相關(guān)核心段落；撰寫 開題報告 1 篇（ 2021 字以上） ； 繪制 鼠牙盤式分度工作臺的機(jī)械結(jié)構(gòu) 裝配圖一張（ A0）；繪制 非標(biāo)零件 圖 若 張； 圖紙工作量 3 張 A0， 設(shè)計說明書 (10000 字以上 )。 圖樣質(zhì)量：計算機(jī)繪圖，符合最新標(biāo)準(zhǔn)；表達(dá)完整，布置合理清晰、尺寸標(biāo)注齊全、技術(shù)要求全面；零件圖同時要注意 結(jié)構(gòu)要素和加工工藝性。 進(jìn)度計劃： 第 12周，查閱相關(guān)資料， 了解 表面感應(yīng)加熱機(jī)床技術(shù)技術(shù)要求，完成開題報告 ； 第 3周，翻譯一篇與設(shè)計相關(guān)的英文論文； 7 第 45周，根據(jù)設(shè)計要求確定總體方案及計算； 第 6周，根據(jù)設(shè)計要求完成 AC 軸選型，查找其技術(shù)參數(shù) ； 第 711周，完成 機(jī)床總體結(jié)構(gòu)、 Z 軸結(jié)構(gòu)及傳動設(shè)計 ； 第 1214周，繪制圖紙； 第 15周，編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯。 設(shè)計的內(nèi)容 數(shù)控裝置總體方案的確定 (1). 明確研究思路和方向， 確定設(shè)計參數(shù)； (2). 在廣泛調(diào)研、收集資料后，完成多種方案設(shè)計（兩種以上設(shè)計方案）。通過分折、比較、論證，選出最佳設(shè)計方案。 機(jī)械部分的設(shè)計 (1).脈沖當(dāng)量 的 確定； (2).估計機(jī)械部件的總體尺寸及重量 ； (3).設(shè)計，計算和選用傳動元件及導(dǎo)向元件； (4).電機(jī) 的 確 定； (5).繪制裝配圖； (6).計算系統(tǒng)等效慣量； (7).分析系 統(tǒng)的 精度。 編寫設(shè)計說明書 (1) 設(shè)計任務(wù)、擬定多種方案、分析論證、評價選擇的較佳方案、理論分析、強(qiáng)度校核、系統(tǒng)控制原理、方法、電路配置圖、裝配圖設(shè)計及零件設(shè)計等。 (2)論文 20210 字左右。 鼠牙盤式分度工作臺 原理設(shè)計 鼠牙盤式分度工作臺主要由工作臺面、底座、夾緊液壓缸、分度液壓缸及鼠牙盤等零件組成 ，如圖 所示。 8 圖 27 鼠牙盤式工作臺 1 16推桿； 4下 、 上鼠牙盤； 13推力軸承； 6活塞； 7工作臺； 8齒條活塞； 10夾緊液壓缸上 、 下腔； 11齒輪； 12內(nèi)齒圈； 1 17擋塊； 1 19分度液壓缸右 、 左腔； 2l分度液壓缸進(jìn) 、 回油管道； 2 23升降液壓缸進(jìn) 、 回油管道 鼠牙盤式分度工作臺的優(yōu)點是分度和定心精度高，分度精度可達(dá)177。 ″～177。 3″。由于采用多齒重復(fù)定位，從而可使重復(fù)定位精度穩(wěn)定，而且定位剛性好，只要分度數(shù)能除盡鼠牙盤的齒數(shù)，都能分度，適用于多工位分度。 9 第 3 章 TH6340B 臥式加工中心鼠牙盤式分度工作臺主要結(jié)構(gòu)原理設(shè)計 傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計 根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺的工作原理，在工作臺需要分度的時候，液壓油進(jìn)入活塞下部將工作臺頂起，同時齒圈和下齒輪嚙合，準(zhǔn)備分度。上升到位后，液壓系統(tǒng)將使液壓油進(jìn)入齒條油腔，推動齒條，齒條與上齒輪嚙合，并帶動上齒輪運動，上齒輪與下齒輪是做成一體的，所以上齒輪帶動下齒輪旋轉(zhuǎn)。下齒輪與齒圈嚙合在一起，并且齒圈與轉(zhuǎn)軸是固定的，所以齒條的水平運動將會帶動工作臺的旋轉(zhuǎn)。 綜上所述，此傳動系統(tǒng)的最主要的作用就是通過齒輪齒條和齒輪齒圈的嚙合使齒條的水平運動轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髋_的分度運動。即為圖 所示： 圖 經(jīng)過動作的分析，在此設(shè)計中，齒輪齒條的作用只是分度時進(jìn)行嚙合，而且分度時傳遞的力只是克服中心轉(zhuǎn)軸與活塞內(nèi)孔壁摩擦力，此摩擦力比較小，所以齒輪齒條的設(shè)計計算主要是根據(jù)傳動系統(tǒng)的設(shè)計方案和工作臺的具體尺寸確定的。所以，齒條半徑為18mm。齒輪的分度圓半徑為 64mm。 液壓泵的工作壓力使 。