【正文】 可以承受更大的沖擊載荷和交變載荷；另一方面，又省去了加工鍵槽的工序，提高了生產(chǎn)效率，并且過盈連接具有結構簡單，定心性好、承載能力高、在振動下能可靠工作的優(yōu)點，使零件與主軸的定位精度和連接剛度更好，還有利于主軸系統(tǒng)的動平衡，提高了主軸傳動精度。(3)主軸的材料采用38CrMoA1A，硬氮化處理。在保證相同主軸剛度的情況下可以使主軸的直徑更小，主軸孔更大，減輕了主軸的重量、節(jié)省了主軸材料，降低了成本 。由此可見，數(shù)控車床組件采用過盈配合連接是一種新穎的、先進的結構。 過盈配合的選擇方法該主軸結構設計中關鍵問題是能否正確地選擇過盈配合的種類，如過盈量太大，將造成塑性變形和裝配困難；若過盈量太小，則齒輪與軸的連接就會兇摩擦力太小而不能夠傳遞足夠的扭矩。過盈量的選擇有兩種方法：一種是利用有關公式計算求出既能滿足機床傳遞扭矩，又不產(chǎn)生塑性變形的過盈量，然后選擇合理的過盈配合種類，再確定軸上各零件的設計公差；另一種是先確定配合種類，再利用有關公式進行校核計算(在圓柱面過盈配合連接中一般都是以厚壁圓筒彈性變形，拉美(Lame)公式的理論基礎計算的)。過盈配合的裝配方法有壓力法、熱套法、冷卻法等。經(jīng)過調研和分析比較，認為熱套法更加適用，由于熱套時孔的膨脹能使裝配間隙足夠大，可避免損傷配合表面，從而保證了足夠的連接強度。國外有關資料報道，用熱套法裝配，其結合強度比用機械壓入法高50％，可多承受三倍的扭矩或軸向力。熱套法工藝設備簡單、操作方便、容易推廣使用。因此在此次主軸模塊化設計中，我選擇熱套法。熱套裝配工藝的準備工作是熱套前先進行加熱溫度的估算?？紤]其它因素，實際加熱溫度應高于估算溫度。包容件的加熱方法熱套工藝主要設備是2000W的遠紅外烘箱及測量附件：溫度計、內徑千分表等。加熱工件前，用純凈的酒精清洗包容件(固定套、齒輪)的裝配表面(或內孔)待烘箱溫度達到估算溫度時放入包容件，保溫(30—45)min，戴好保護手套用內徑百分表測量孔的尺寸。當測得與被包容件之間有0．05 mm裝配間隙時，即可取出，熱套在預先固定的主軸上，加熱時注意爐溫不得高于被加熱零件的回火溫度。爐溫和保溫時間與零件的材料、形狀、室溫有關，可按被加熱零件孔的膨脹量靈活掌握。熱套時應注意在半分鐘之內調整好零件的裝配位置。熱套后拆卸，也是一項新工藝。根據(jù)國外軸承固定套的裝拆調整工藝介紹，結合廠內的具體情況，制定了過盈配合的拆卸工藝。拆卸齒輪和定位套時，采用高壓手撳泵做為注油工具，將高壓油從套的注油口壓入事先開在定位套孔內的油槽中，壓力油通過油槽滲透到過盈配合的結合面之間。隨著油壓的增加，結合面的徑向壓力和軸向壓力不斷增加。當達到一定壓力時，在結合面形成一層油膜，一直向套的二端滲透，這說明內徑已脹到足夠大，此時在零件的軸向用液壓拉模施加一個足夠大的軸向力，就可將套拆下。不同種類的過盈配合，拆卸油壓也不相同，過盈量越大，油壓也越高，為使孔中的壓力足夠大、不致因泄漏而降壓，建議在孔的兩端加耐高溫密封圈。用油壓法拆卸是在材料的彈性范圍內進行的，軸及孔的表面粗糙度都不會升高，這就能保證再次熱套時有足夠的連接強度。油壓拆裝工藝，設備簡單、操作方便，用注入壓力油的方法進行拆卸，對主軸無損害，定位可靠，可提高主軸的剛度，并為過盈配合新結構、新工藝的推廣奠定了基礎。 主軸的潤滑及密封在主軸的結構上要處理好卡盤或刀具的裝夾、主軸的卸荷、主軸軸承的定位和間隙調整、主軸部件的潤滑和密封及工藝上的一系列問題。為了盡可能減少主軸部件溫升引起的熱變形對機床的影響，通常利用潤滑的循環(huán)系統(tǒng)把主軸部件的熱量帶走，使主軸部件與箱體保持恒定的溫度。近十年來，一些數(shù)控車床的主軸軸承采用高級油脂，用封入方式進行潤滑，每加一次油脂可以使用7～10年，為了使?jié)櫥秃陀椭恢禄旌?，通常采用迷宮式密封方式。6 數(shù)控車床支承模塊化設計支承模塊的模塊化主要考慮大件模塊化，模塊化的目的是擴大機床的工作空間，使機床的規(guī)格在保證機床剛度的前提下具有變化的可能性。支承模塊主要有立柱、橫梁和滑座模塊，其基礎件均為數(shù)控立式車床的大件(鑄件)，因此支承模塊的模塊化主要考慮大件模塊化，模塊化的目的是擴大機床的工作空間，使機床的規(guī)格在保證機床剛度的前提下具有變化的可能性。立柱的橫系列模塊化主要根據(jù)加工高度的變化分為基型、輕型和加高型3種；橫梁的橫系列模塊化主要根據(jù)刀架在水平方向的移動范圍而定：由于刀庫裝在橫梁體上，刀庫的安裝影響了刀架沿水平方向的移動行程，因此根據(jù)刀庫安裝與否和安裝位置，橫梁長度應有所變化。例如，若橫梁右側裝刀庫，則其右邊應加長?；淖饔弥饕侵С械都?，不影響機床的加工范圍，其用途比較單一，因此沒有發(fā)展橫系列的必要。立柱和橫梁在其加工直徑范圍內剛度變化較大，分別規(guī)范為5個縱系列模塊。其中橫梁體采用箱形結構，而其縱系列模塊的背部結構則依次加大；滑座縱系列模塊由于其剛度變化不大，僅分兩種截面，加工直徑為1250 mm以下時規(guī)范為一種規(guī)格的模塊，加工直徑為1250～3150 mm時，規(guī)范為另一種規(guī)格的模塊。模塊化的初級階段主要是大件模塊化，武漢重型機床廠過去的車床模塊化設計基本上處于這一水平。車床的導軌通常是和車床的基礎支承件精密相聯(lián)系的部件，它起到運動部件的支承和精確導引的作用。由于導軌的導引和摩擦特性，導軌已成為影響進給系統(tǒng)運動部件定位精度和低速運動平穩(wěn)性的重要因素。因此，將之作為支承模塊的一個重要部件 導軌的設計要求導軌應滿足以下基本要求：（1） 良好的導向精度，它包括運動部件的移動直線性和圓周運動的真圓性。（2） 良好的精度保持性，即能夠長期保持原始精度。使精度喪失的主要原因是磨損，因而要從根本上解決導軌的摩擦問題。（3） 足夠的剛度，導軌承受著很大負載，如果要求在受負載的情況下仍能保持精度，這必須使摩擦副具有良好的摩擦特性，在導軌的結構上也必須認真考慮。 滾動導軌的設計 數(shù)控車床上使用著多種類型的導軌，其中有普通滑動導軌、靜壓導軌、貼塑導軌和滾動導軌等。滾動導軌是近三十年來發(fā)展起來的新型支承元件。由于滾動導軌具有摩擦因數(shù)?。ā?，而且靜、動摩擦因數(shù)十分接近，運動靈活等特點，即使在低速下運動也不會出現(xiàn)爬行；因而可以使運動部件獲得很高的定位精度。還由于滾動體和導軌的硬度高，并由良好的油脂潤滑，而使磨損量大幅下降，具有良好的精度保持性。更為突出的是滾動導軌安裝調試簡便，并有很好的性能價格比，因此滾動導軌得到了廣泛使用。目前，直線運動滾動導軌已經(jīng)高度標準化，并由專業(yè)工廠生產(chǎn)，把許多質優(yōu)價廉的新產(chǎn)品不斷投放市場，對用戶的選用提供了便利，用戶則可根據(jù)載荷的大小和方向、精度和壽命等要求進行訂購。，其結構的區(qū)別在于所能承受負載的大小和方向。 滾動導軌組件的外形圖。按照導軌組件所承受負載的大小和受傾覆力矩的方向的不同，倒規(guī)條可以設計成許多不同的結構。導軌條一般安裝在車床的床身和立柱等支承面上。數(shù)量不等的滑塊5安裝在工作臺和滑座等移動部件上，并沿導軌條作直線運動。 滾動導軌組件結構圖1滾珠；2回珠空；8密封墊；4擋塊；5滑塊；6潤滑脂油嘴；7導軌條，該滾動導軌逐漸在使用中具有便于安裝和預緊的優(yōu)點。與導軌條和滑塊安裝的床身、立柱和工作臺的表面需要進行精確的加工，以保證安裝面的直線度和平面度。在使用兩個以上導軌條時，其中只能有一個作為基準，其他則作為從動導軌， 滾動導軌組件的測向預緊 滾動導軌組件的固定7 輔助模塊和檢測模塊輔助模塊和檢測模塊均為具有獨立性的功能單元可以任選 ，易于拼組和搭配 ，主要作用是擴大車床功能增加自動化程度 ，提高加工效率。對于車頭、防護罩 、拖線裝置可實現(xiàn)部件模塊化；對工件測量裝置、機內對刀裝置 、刀具監(jiān)控裝置可實現(xiàn)功能單元模塊化。對自動換刀裝置 ，根據(jù)用途和性能不同，可發(fā)展橫系列模塊。如果僅需車刀實現(xiàn)自動換刀 ，則采用圓盤式刀庫；若車刀和銑刀均需自動更換 ，則采用雙層圓盤刀庫，且上層存放 4～6把非旋轉式刀具(夾刀器 )，下層存放直徑較小的刀桿和銑刀對柔性加工單元所需的大容量銑刀庫則采用回轉式拖鏈刀庫 ，實現(xiàn)刀具 自動更換。輔助模塊和監(jiān)測模塊最能體現(xiàn)立式車床的發(fā)展水平。隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，在進行車床模塊化設計時 ，輔助模塊和監(jiān)測模塊的模塊化是應當?shù)玫街匾暤摹? 結論數(shù)控車床的模塊化設計最終體現(xiàn)在模塊化結構上，對于每一功能模塊均有不同用途和不同結構的結構模塊存在，這些結構模塊的集合構成了數(shù)控車床的模塊庫。從功能的角度看，機械產(chǎn)品的功能部分可分解為傳動、執(zhí)行、支承、輔助和監(jiān)測等功能，設計的目的就是要實現(xiàn)從功能到結構的轉化。機械產(chǎn)品的結構也可由傳動模塊、執(zhí)行模塊等模塊組成 ，對于不同的模塊采用不同的模塊化方法。做到傳動模塊通用化，執(zhí)行模塊擴展化，支承模塊可調化，輔助、監(jiān)測模塊自控化，才能真正體現(xiàn)模塊化設計的優(yōu)勢。謝辭：時光匆匆，三個月的畢業(yè)設計轉眼即將結束！本次畢業(yè)設計給我留下了很深刻的印象。畢業(yè)設計題目是數(shù)控車床結構的模塊化設計。這次畢業(yè)設計是對我大學四年所學知識的綜合應用和進一步融會貫通。首先感謝周華老師給我提供了有關數(shù)控車床結構的資料，使我對數(shù)控車床有了更深入地了解。并且通過上學期在上海職業(yè)技術培訓中心的畢業(yè)實習，對數(shù)控車床有了感性的認識。在周華導師的指導下，我增強了理論聯(lián)系實際的能力，同時也培養(yǎng)了我獨立思考、解決問題的能力及嚴謹?shù)那髮W態(tài)度。在導師的幫助下，終于圓滿完成任務。在此期間我學到了很多在教科書上學不到的實際工程知識，在此我對周華導師深表感謝，感謝她在百忙中抽出時間給我的畢業(yè)設計作細心的指導。同時在畢業(yè)即將到來之際，我對大學里教過和幫助過我的每一位老師以及幫助過我的同學表示衷心的感謝！參考文獻：[1]. [2]. [3]. [4]戴曙主編 .. [5]（下冊）.上?？茖W技術出版社. [6]. [7]. [8] . [9] . 1999．4[10] . [11] 附錄主軸部件的零件圖、裝配圖及實圖。第 32 頁 共 32