【正文】 初選基本直徑的絲杠。接下來，對其強(qiáng)度進(jìn)行校核。前面的計(jì)算中鏜削進(jìn)給速度為，而所選絲杠基本導(dǎo)程為，因此鏜削加工時(shí)的絲杠轉(zhuǎn)速為：當(dāng)轉(zhuǎn)速時(shí)，滾珠絲杠螺母的主要破壞形式為滾珠球面上產(chǎn)生的塑性變形。為此，對主軸進(jìn)給絲杠應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。最大計(jì)算靜載荷為：式中：—動載荷系數(shù)，查查《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南》表414《動載荷系數(shù)》，??；—硬度影響系數(shù)，查《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南》表415《硬度影響系數(shù)、》，?。弧畲蠊ぷ鬏d荷，在這里—滾珠絲杠螺母副的額定靜負(fù)荷。則：查產(chǎn)品目錄得直徑絲杠螺母副的額定靜載荷：即該絲杠螺母副的靜強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。細(xì)長絲杠在受壓縮載荷時(shí)，不會發(fā)生失穩(wěn)的最大壓縮載荷為臨界載荷：式中：，；—絲杠公稱直徑，；—滾珠絲杠直徑，；—絲杠最大受壓長度，；—絲杠支承方式系數(shù)，本次設(shè)計(jì)中主軸進(jìn)給絲杠采用兩端固定設(shè)計(jì)。則：因?yàn)?，故所選絲杠也符合壓桿穩(wěn)定的要求。實(shí)踐證明，絲杠的軸承組合及軸承座以及其它零件的連接剛性不足，將嚴(yán)重影響滾珠絲杠副的傳動精度和剛度。為了提高軸向剛度，本次設(shè)計(jì)軸承的組合采用單推—單推式，如圖27所示，推力球軸承分別裝在滾珠絲杠的兩端并施加預(yù)緊力。其特點(diǎn)是軸向剛度較高，預(yù)拉伸安裝時(shí)，預(yù)緊力較大。圖27　主傳動進(jìn)給絲杠支承結(jié)構(gòu)6主軸箱空間布局主軸箱內(nèi)各軸的空間布局，在主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也是一個(gè)很重要的部分。它直接影響著箱體的外形尺寸、傳動系統(tǒng)精度和箱體內(nèi)的空間利用率。主軸箱設(shè)計(jì)得過小，箱體內(nèi)各軸和軸系組件相隔太近，不便于安裝，也容易產(chǎn)生干涉；齒輪嚙合時(shí)振動、發(fā)熱，如果與主軸隔得太近，也會影響主軸的旋轉(zhuǎn)精度從而影響加工質(zhì)量。針對于本次臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床，主軸箱通過導(dǎo)軌與立柱相連，并沿導(dǎo)軌在豎直面內(nèi)運(yùn)動，因此箱體高度方向尺寸不能太小，而應(yīng)保證主軸箱沿導(dǎo)軌滑動時(shí)有足夠長的導(dǎo)向長度，如圖28所示，擬定下面兩種布局方案。方案一　　　　　　　　　　　　　　　　方案二圖28　主軸系統(tǒng)空間布局方案分析從圖上可以看出，方案二的布局比起方案一來三軸的位置稍顯緊湊，并且高度方向尺寸較小，但寬度方向尺寸卻比方案一大得多。而方案一，雖然三根軸的相對位置沒有一那么緊湊，但這種設(shè)計(jì)的高度方向尺寸更大，因此在立柱上滑動時(shí)其導(dǎo)向長度也長，導(dǎo)向精度更高；并且，它還大大減小了主軸箱的寬度方向尺寸，這樣能使得裝配后主軸箱的重心距立柱導(dǎo)軌的距離大大減小，移動也更平穩(wěn)；另外，雖然看上去方案一中三軸的相對位置較為分散，但卻更能減小運(yùn)轉(zhuǎn)過程中Ⅰ、Ⅱ軸上零件的震動、發(fā)熱對主軸旋轉(zhuǎn)精度影響。綜上所述，選擇方案一中的主軸箱空間布局。7主軸箱潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)有相對運(yùn)動的兩個(gè)零件之間不可避免地存在摩擦和磨損，因此，為機(jī)械系統(tǒng)選擇合理的潤滑方式不但可以減小零件間的摩擦、磨損，延長零部件的使用壽命，也能減小系統(tǒng)運(yùn)行的不平穩(wěn)性，提高主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，保證加工質(zhì)量。該主傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速相對較高，箱體內(nèi)需要潤滑的軸承和齒輪也較多，對滑潤油需求量較大，因此本次設(shè)計(jì)中主軸箱內(nèi)采用噴油潤滑。在Ⅰ軸上設(shè)計(jì)一個(gè)凸輪，當(dāng)主軸電機(jī)啟動后，Ⅰ軸通過鍵連接帶動凸輪轉(zhuǎn)動，以推動潤滑油泵活塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)將箱底滑潤油吸起并泵送至各滑潤點(diǎn)的功能，同時(shí)還可以起到給運(yùn)動部件降溫的作用。潤滑油泵和分油器結(jié)構(gòu)如圖29和圖30所示。圖29　潤滑油泵結(jié)構(gòu)圖圖30　分油器結(jié)構(gòu)圖在各潤滑點(diǎn)，油嘴直接將潤滑油噴到需要潤滑的部件上。8變速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的臥式鏜銑機(jī)床為數(shù)控機(jī)床，選用的主軸電機(jī)可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。但是，為了改善主軸的輸出轉(zhuǎn)矩特性，使主軸在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍能滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，設(shè)計(jì)中采用在無級變速系統(tǒng)中串聯(lián)機(jī)械變速環(huán)節(jié)的方法，將主軸電機(jī)的變速范圍分割成高、低兩段，實(shí)現(xiàn)分段無級變速，以匹配主軸與負(fù)載的轉(zhuǎn)特性。為實(shí)現(xiàn)變速的自動控制，變速系統(tǒng)采用如圖31所示液壓機(jī)構(gòu)。以圖示嚙合位置為例，變速系統(tǒng)工作過程為：當(dāng)接收到機(jī)械變速信號時(shí)，機(jī)床電控部分控制液壓系統(tǒng)給變速油缸供油，推動活塞和撥叉向左運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)左嚙合位置時(shí)，撥叉上的頂塊壓下行程開關(guān)1，停止液壓系統(tǒng)繼續(xù)給油缸供油并保持油壓，保證嚙合過程中滑移齒輪不會軸向誤動作。圖31　主傳動機(jī)械變速系統(tǒng)當(dāng)接收到下一機(jī)械變速信號時(shí)，變速系統(tǒng)工作過程同上，不同的是活塞和撥叉此時(shí)是向右運(yùn)動。9換刀機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床，銑刀頭和鏜桿安裝完畢后，都是通過內(nèi)層主軸的碟形彈簧將其拉緊的。因此換刀時(shí)，必須通過機(jī)械裝置克服碟形彈簧的拉緊力，將拉刀桿頂出。在此，也采用液壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)需要換刀時(shí)，電控系統(tǒng)控制液壓系統(tǒng)為油缸供油，將拉刀桿頂出到某一位置并保持壓力；當(dāng)?shù)毒甙惭b完畢后，油路卸荷，活塞在彈簧作用下回復(fù)到起始位置。換刀時(shí)用到的油缸結(jié)構(gòu)如圖32所示。圖32　換刀機(jī)械液壓油缸結(jié)構(gòu)10結(jié)論經(jīng)過近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算和工程圖繪制，到此，臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床的總體設(shè)計(jì)、主傳動及主軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)已全部完成。在本次設(shè)計(jì)中，在參考國內(nèi)外同類機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的下，完成了主軸鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完成了主傳動系統(tǒng)的動力參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理布置了各軸空間位置；并繪制了完整的臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床的總裝圖，明確了主軸箱、立柱、回轉(zhuǎn)工作臺等主要部件的裝配和相對位置關(guān)系?；就瓿闪嗽O(shè)計(jì)任務(wù)書要求的內(nèi)容。如果時(shí)間允許，接下來，還應(yīng)對機(jī)床的液壓系統(tǒng)進(jìn)行完整設(shè)計(jì)，并完成機(jī)床的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但值得提出的是，追求電主軸和鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)相結(jié)合、相交換的主軸設(shè)計(jì)方案，并廣泛采用模塊化設(shè)計(jì)和提高柔性化程度，以增加產(chǎn)品多樣性和降低制造成本，已成為當(dāng)前臥式鏜銑數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢。因此，研究雙層主軸設(shè)計(jì)的臥式鏜銑床結(jié)構(gòu)，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，是一個(gè)很好的鍛煉學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課題，但倘若作為新的機(jī)床產(chǎn)品來研究，其價(jià)值可能就不是很大了。參考文獻(xiàn)[1] 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