【正文】 最大轉(zhuǎn)矩78N 最高轉(zhuǎn)速1500r/min：聯(lián)軸器慣量 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量絲杠的參數(shù) 主軸箱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1故滿足要求電機(jī)快速移動(dòng)能力的校核式中： 故此電機(jī)滿足要求進(jìn)給系統(tǒng)伺服電機(jī)參數(shù)總結(jié)：X、Y、Z 三向均選用BESK10交流伺服電機(jī)， 。 ，最大轉(zhuǎn)矩78，最高轉(zhuǎn)速2000r/min，重量23kg 。 X主軸電機(jī)的選擇 對(duì)于數(shù)控機(jī)床，針對(duì)特定的工件計(jì)算功率和扭矩，采用國(guó)內(nèi)外同類機(jī)床主電機(jī)功率統(tǒng)計(jì)法（歸納法）來(lái)確定主電機(jī)功率；綜合考慮各種型號(hào)機(jī)型并結(jié)合設(shè)計(jì)要求，選日本FANUC公司開(kāi)發(fā)的系列主電機(jī)8型。主軸電機(jī)有直流（DC）和交流（AC）之分，DC主軸電機(jī)由于長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，整流火花和電刷磨損問(wèn)題難以解決，使用不安全，維護(hù)不方便，且功率體積比小，體積和重量都較大。安裝拆卸不方便。80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了多種AC主軸電機(jī)，他們的特性主線與DC主軸電機(jī)相似。在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，在基本速度以上為恒功率區(qū)。但是，AC主軸電機(jī)無(wú)電刷和換向器，采用全封閉罩殼，對(duì)灰塵和切削油有較好保護(hù)，使用安全，電動(dòng)機(jī)可以省去定期維修工作。同時(shí)AC主軸電機(jī)體積小，重量輕。速度高，但功率范圍寬，現(xiàn)已得到普遍應(yīng)用。表4 電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)項(xiàng)目型號(hào)輸出功率連續(xù)輸出（額定） kw20分鐘額定輸出 kw1150%工作周期的額定輸出 kw11速度基本速度 r/min1500最高速度 r/min6000輸出轉(zhuǎn)矩（在恒轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)連續(xù)額定輸出轉(zhuǎn)矩）NGDKgf轉(zhuǎn)子慣量重量Kg80 伺服電機(jī)于進(jìn)給絲杠的聯(lián)結(jié) 1. 伺服電機(jī)與滾珠絲杠聯(lián)結(jié)，要保證傳動(dòng)無(wú)間隙。只有這樣才能準(zhǔn)確執(zhí)行脈沖指令，而不丟掉脈沖。主要采用直連式。他是通過(guò)撓性聯(lián)軸節(jié)，把伺服電機(jī)和滾動(dòng)絲杠聯(lián)起來(lái)。采用彈性膜片聯(lián)軸器，電機(jī)軸與聯(lián)軸器的法蘭用鎖緊環(huán)無(wú)鍵聯(lián)結(jié)，鎖緊環(huán)是兩套互相配合的錐環(huán)。扭緊螺釘推動(dòng)軸套移動(dòng)，使內(nèi)錐環(huán)的內(nèi)孔收縮，外錐環(huán)的外圓脹大靠摩擦力聯(lián)結(jié)電機(jī)軸和聯(lián)軸器的法蘭。聯(lián)軸器與滾珠絲杠也是用鎖緊環(huán)無(wú)鍵聯(lián)結(jié)。彈性膜片聯(lián)軸器適用方便，可以補(bǔ)償軸的角度差，偏心軸向竄動(dòng)等誤差，應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。表5 彈性膜片聯(lián)軸器的主要參數(shù)項(xiàng)目規(guī)格X、Y向Z向DML03DML05最大軸頸mm3550最小軸頸mm1016mm93126Lmm158最大力矩176421扭轉(zhuǎn)剛度/rad軸向剛度/mm許用最大徑向載荷N5481176最高轉(zhuǎn)速r/min3400025000脹緊連接套2267 12 液壓缸12 液壓缸 本機(jī)床主要包括兩個(gè)液壓缸，一是換刀液壓缸，另一個(gè)是變速用三位液壓缸。根據(jù)5卷10章，選取YGC型液壓缸、YGC型液壓缸。郵箱總?cè)萘?60L，，選用12L/min,。 換刀液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)第5卷10章，選取。其安裝方式選取尾部為法蘭式。主要零件的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求。1. 缸體1）缸體端部聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，聯(lián)結(jié)形式選法蘭聯(lián)結(jié)。其特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，易裝卸，但徑向尺寸較大，重量比螺紋連接的大。2）液壓缸材料為45號(hào)無(wú)縫鋼管，調(diào)質(zhì)到241285HBS3）缸體的技術(shù)要求（1）缸體的內(nèi)徑用H8，H9配合，活塞為橡膠，密封圈，Ra為0.（2）缸體直徑mm的圓度公差按9級(jí)精度選擇，圓柱度公差按8級(jí)選取；（3）缸體端面的垂直度公差，按7級(jí)精度選（4）為防止腐蝕及提高壽命，缸體內(nèi)表面應(yīng)鍍以厚度30～40的名層，鍍后進(jìn)行衍磨或拋光。2．缸蓋1）缸蓋選用45號(hào)鍛鋼和鑄鐵，由于此種液壓缸本身又是活塞杠的導(dǎo)向套，所以缸蓋選為鑄造。2）技術(shù)要求（1）直徑d、D（基本尺寸及活塞桿密封圈外徑）的圓柱度公差只選取9級(jí)精度；（2）（3）端面與直徑d軸線垂直度公差值，按7級(jí)精度選取；（4）導(dǎo)向孔表面粗糙度為Ra=；3. 活塞與缸體的密封1）材料：45號(hào)鋼（與活塞一體2）技術(shù)要求（1）粗加工后調(diào)質(zhì)到硬度為229285HBS（2）活塞桿的圓柱度公差為8級(jí)精度；（3）活塞桿因其結(jié)構(gòu)要求，做成與活塞一體的結(jié)構(gòu)，材料為45號(hào)鋼；（4）。端面下的公差值（垂直度）選為7級(jí)精度；（5）活塞桿上下工作表面的粗糙程度為Ra=；（6）活塞桿對(duì)d的圓度公差值選9級(jí)精度。5. 液壓缸主要性能參數(shù)計(jì)算1）液壓缸的輸出力雙桿活塞式液壓的推（或拉力）F：F=PA…………………………………………………… （121）其中：P：工作壓力，有以上選型可知P=A：液壓缸的工作體積A=……（122）2）輸出速度V=60……………… （123）3）液壓缸的輸出功率（N）…………………………………（124）4）液壓缸中主要幾何尺寸的計(jì)算或選擇（1）液壓缸的內(nèi)徑，已選出；（2）活塞桿直徑，已選出因其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)平穩(wěn)，僅承受軸向載荷，則按簡(jiǎn)單拉壓強(qiáng)度計(jì)算：…………………………………(125)活塞桿材料為碳鋼，其[]=100Mpa==故強(qiáng)度足夠。 （3）缸筒壁厚按中等壁厚考慮，取液壓缸缸體外徑為76mm（4）缸蓋連接計(jì)算設(shè)計(jì)中采用螺栓連接，當(dāng)缸體與缸蓋采用螺栓連接時(shí)，螺栓選用M6，則d=螺紋處的拉應(yīng)力為=…………………(126)其中：K:螺紋拉緊系數(shù)，因在和為靜載，取K=Z：螺栓個(gè)數(shù)，取4；代入得=和應(yīng)力……………………………………（127）其中螺紋材料的屈服極限,安全系數(shù)n=代入得[]==237Mpa=208[]=237Mpa所以螺栓的強(qiáng)度足夠。 變速液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算，齒輪傳動(dòng)須實(shí)現(xiàn)三種狀態(tài)兩級(jí)轉(zhuǎn)速變化時(shí)齒輪的兩種嚙合狀態(tài)。由于變速時(shí)需要停車，所以必須有齒輪不嚙合的中間狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)這種狀態(tài)變速液壓缸需選用三位液壓缸。在機(jī)床中用液壓缸推動(dòng)拔叉移動(dòng)，操作方便。，造作油缸結(jié)構(gòu)選用P821最下方的三位液壓缸。這種油缸與活塞桿之間具有套式結(jié)構(gòu)，拔叉的中位油缸內(nèi)固定套的兩端面限定。左右兩個(gè)極限位置分別由兩個(gè)缸蓋限定。其特點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，油缸為一個(gè)單獨(dú)部件，可將其裝于箱體的任一適當(dāng)位置。缺點(diǎn)：空心活塞兩個(gè)配合面，同心度要求高，裝拔叉的活塞桿懸伸，使活塞磨損不均勻。為了解決這一缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)中使用一導(dǎo)套，既解決了活塞桿的問(wèn)題，有限制了活塞桿相對(duì)于活塞缸體運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。2. 設(shè)計(jì)計(jì)算1）缸體內(nèi)徑選50mm（） 2），固定套內(nèi)徑32mm3），選活塞桿外徑20mm。4）安裝方式：考慮到裝配方便，缸體外徑和箱體之間采用配合尺寸的孔，用雙圓螺母鎖緊。5）缸體（1）缸體端部聯(lián)結(jié)法蘭。（2）液壓缸缸體材料為45鋼，調(diào)質(zhì)到241～285HBS。（3）技術(shù)要前求同。6）缸蓋材料也選為45鋼，技術(shù)要前求同。7）活塞與缸體的密封選用O型密封圈，活塞桿材料為45鋼。技術(shù)要前求同。8）液壓缸輸出力的計(jì)算可輸出的三種力：F1=p（）=F1=p（）=F1=p（）=9）缸體外徑考慮到安裝要求，外徑未按系列值選取，而是按中等壁厚取液壓缸體外徑76mm10）導(dǎo)向套起導(dǎo)向作用，材料為耐磨鑄鐵。11）所有密封方式均采用O型橡膠密封圈。 12）活塞桿下端與主軸箱壁用一套筒法蘭通過(guò)平鍵聯(lián)結(jié)，為防止鍵槽內(nèi)擺動(dòng)用一緊定螺釘軸向固定，設(shè)計(jì)中平鍵選擇66GB105979，螺釘選擇M38GB7485。 與液壓缸相聯(lián)的拔叉的設(shè)計(jì) 拔叉是變速操作機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件，用于拔動(dòng)結(jié)構(gòu)。從整體結(jié)構(gòu)考慮，用一銷釘將拔叉固定在變速箱2活塞桿上，而活塞桿的軸向移動(dòng)靠裝在其上的鍵實(shí)現(xiàn)，這種分體結(jié)構(gòu)可減小活塞桿的徑向移動(dòng)，便于加工，為了加強(qiáng)拔叉桿的強(qiáng)度，設(shè)一加強(qiáng)肋，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)主軸箱圖。銷的選擇：根據(jù)表1427，選擇銷A1035GB11786。 H= T 結(jié) 論結(jié) 論本次設(shè)計(jì)中，X、Y、Z 軸的行程分別為600mm，500mm，450；工作臺(tái)尺寸500500mm，可以滿足大部分零件的加工尺寸要求。X、Y、Z 向最快移動(dòng)速度為15m/min，節(jié)約了輔助加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。可以滿足一般零件加工時(shí)的精度要求，在較短的時(shí)間內(nèi)加工出高質(zhì)量的工件。此臥式加工中心配有刀庫(kù)，有一定的自動(dòng)加工能力。加工過(guò)程中可以無(wú)人管理，節(jié)約人力成本。主軸的高轉(zhuǎn)速又提高了精度和效率。在設(shè)計(jì)中主要對(duì)伺服系統(tǒng)和主軸系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，符合強(qiáng)度要求及加工的需要。位置控制靠絲杠螺母結(jié)合驅(qū)動(dòng)的線性運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)中選用的滾珠絲杠副能滿足精度要求。主軸系統(tǒng)包括主軸、齒輪，液壓缸等，主傳動(dòng)系統(tǒng)的各零部件，具體足夠的強(qiáng)度和必要的剛度及抗振性能，并且噪聲低。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性好。設(shè)計(jì)中對(duì)床身。工作臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足加工中心的相應(yīng)要求。對(duì)導(dǎo)軌及其他部件進(jìn)行了選擇，最后對(duì)主軸，主軸軸承進(jìn)行了校核計(jì)算，符合要求。72參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]廖玉國(guó)，張永洪。加工中心設(shè)計(jì)與應(yīng)用。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。1995：102156[2]沙杰等。加工中心結(jié)構(gòu)調(diào)試與維護(hù)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2003:111[3]張建民。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。北京：北京理工大學(xué)出版社。2000:6[4]王愛(ài)玲?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床。北京：國(guó)防工業(yè)出版社2000：6587[5]楊黎明。機(jī)械一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：國(guó)防工業(yè)出版社。1996:658709[6]李佳。數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用。北京。清華大學(xué)出版社。2001:4587[7]趙松年。機(jī)械工業(yè)出版社。1997:56[8]機(jī)床設(shè)計(jì)組。機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)。25卷。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。1995：235,356[9]機(jī)械零件設(shè)計(jì)組。機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)。第三版。北京：冶金工業(yè)出版社。1997:26[10]機(jī)床設(shè)計(jì)組。機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)。25卷。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。1995:235,365[11]董剛，李建功，潘鳳章主編。機(jī)械設(shè)計(jì)。第三版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社[12]廖會(huì)針。互換性與技術(shù)測(cè)量。北京：中國(guó)計(jì)量出版社。1999:156165[13]劉鴻文。材料力學(xué)。北京：高等教育出版社。2001:136[14]精密滾珠絲杠副。南京工藝裝備制造廠資料；37[15]Machinability 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Robustness analysis of identification and adaptive control for stochastic .Systems and Control Letters. 1987致 謝致 謝本次設(shè)計(jì)是對(duì)我所學(xué)的公共課、專業(yè)課及專業(yè)基礎(chǔ)課的一次總復(fù)習(xí)，也是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的一次總經(jīng)驗(yàn)。他不僅檢驗(yàn)了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)也檢驗(yàn)了我的實(shí)際應(yīng)用能力。為我將來(lái)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加深入的學(xué)會(huì)了如何查閱資料以及怎樣運(yùn)用資料來(lái)解決問(wèn)題，并結(jié)合我校的數(shù)控裝備，使我直觀的了解了數(shù)控化機(jī)床的工作原理及機(jī)械結(jié)構(gòu)。數(shù)控機(jī)床是我國(guó)機(jī)械加工領(lǐng)域的發(fā)展方向，對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展有重大的意義。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我們對(duì)其裝配、調(diào)配、維護(hù)保養(yǎng)等都有了一定的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了我將工作的信心。更加重要的是，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我初步掌握了機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)思路，為我以后的設(shè)計(jì)工作指明了方向。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中趙老師對(duì)我悉心指導(dǎo)，他不厭其煩的講解使我對(duì)所作課題有了更加透徹的認(rèn)識(shí)，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械過(guò)程教研室以及實(shí)驗(yàn)室的其他老師也給了我很大幫助，在此向他們表示衷心的感謝！由于我初次涉及綜合性的設(shè)計(jì)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)很多不足和錯(cuò)誤之處，希望各位老師多提寶貴意見(jiàn)，以便日后更正！致 謝附 錄