【正文】 Fcr=*N安全系數(shù)S===，「S」=3~4 S＞「S」，所以絲杠安全，不會(huì)失穩(wěn)2) 高速長(zhǎng)絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需要驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速—臨界轉(zhuǎn)速。要求＜。臨界轉(zhuǎn)速（r/min）可按下式計(jì)算： =9910，得=10927 r/min因?yàn)椋?，所以絲杠工作時(shí)不會(huì)發(fā)生共振。3） 此外，滾珠絲杠副還受D0n值的限制，通常要求D0n7* mmr/min。 而 D0n=50*100mmr/min=5*mmr/min＜7* mmr/min所以該絲杠副工作穩(wěn)定。（ 5）剛度驗(yàn)算滾珠絲杠在工作負(fù)載F（N）和轉(zhuǎn)矩T（Nm）共同作用下引起的每個(gè)導(dǎo)程的變形量△L0（m）為 △L0=式中，A為絲杠截面積，A=π（）；Jc為絲杠的極慣性矩，Jc= π（）；G為絲杠切變模量，對(duì)鋼G=8303GPa；T為轉(zhuǎn)矩。 T=Fm tan（λ+ρ）式中，ρ為摩擦角，其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)；Fm為平均工作負(fù)載。本課題中取摩擦系數(shù)為tanρ=，則得ρ=8′40〞. T=3800***tan（8′40〞+2176。11′）Nm=m按最不利的情況取（其中F=Fm），則 △L0=+=*μm則絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為△L=l*△L0/p=**/（6*）μm=通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差△L應(yīng)小于其傳動(dòng)精度的1/2，即 △L＜σ=*==15μm所以，該絲杠的導(dǎo)程誤差△L滿(mǎn)足上式，其剛度可滿(mǎn)足使用要求。（6） 效率驗(yàn)算滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率η為 η=== Η要求在90%~95%之間，所以該絲杠副合格。經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證，可選用。 離合器的選擇為了傳遞動(dòng)力，我采用了電磁離合器，其特點(diǎn)包括一下幾點(diǎn)： 高速響應(yīng)：因?yàn)槭歉墒筋?lèi)所以扭力的傳達(dá)很快，可以達(dá)到便捷的動(dòng)作。 耐久性強(qiáng)：散熱情況良好，而且使用了高級(jí)的材料，即使是高頻率，高能量的使用，也十分耐用。 組裝維護(hù)容易，屬于滾珠軸承內(nèi)藏的磁場(chǎng)線(xiàn)圈靜止形，所以不需要將中蕊取出也不必利用碳刷，使用簡(jiǎn)單。 動(dòng)作確實(shí)：使用板狀彈片，雖有強(qiáng)烈震動(dòng)亦不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，耐久性佳。綜上幾點(diǎn)，選用電磁離合器。 光電編碼器的選擇 本設(shè)計(jì)中測(cè)量方式采用器件為光電編碼器，它是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤(pán)是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)；通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤(pán)還可提供相位相差90186。的兩路脈沖信號(hào)。 JCS018型立式數(shù)控銑削加工中心外形設(shè)計(jì) JCS018立式加工中心簡(jiǎn)介 JCS108型小型立式加工中心系由北京機(jī)床研究所研制，其外形圖如圖所示，工件在一次裝夾后，可連續(xù)地進(jìn)行銑、鉆、鏜、餃、锪、攻絲等多種工序的加工。該機(jī)床適用于小型板件、盤(pán)件、殼體件、模具和箱體件等復(fù)雜零件的多品種、小批量加工。 JCS018立式加工中心主要部件及主要運(yùn)動(dòng)是（參見(jiàn)主要構(gòu)成如圖所示）：床身立柱15為該機(jī)床的基礎(chǔ)部件，交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)將運(yùn)動(dòng)經(jīng)主軸箱5內(nèi)的傳動(dòng)件傳給主軸，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)。3個(gè)寬調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī)113分別經(jīng)滾珠絲杠螺母副將運(yùn)動(dòng)傳給工作臺(tái)滑座3，實(shí)現(xiàn)X、Y坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，傳給主軸箱5使其沿立柱導(dǎo)軌作Z坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。立柱左上側(cè)的圓盤(pán)形刀庫(kù)6可容納16把刀，由機(jī)械手7進(jìn)行自動(dòng)換刀。立柱的左后部為數(shù)控柜16，左下側(cè)為潤(rùn)滑油箱18。 圖41 JCS018型立式加工中心主要構(gòu)成圖例 機(jī)床特點(diǎn) 具有貯存加工所需刀具的刀庫(kù) 刀庫(kù)用于儲(chǔ)存刀具，并根據(jù)要求將各工序所用的刀具運(yùn)送到取刀位置。 具有自動(dòng)裝卸刀具的機(jī)械手 在加工中心機(jī)床上刀具的自動(dòng)更換，多數(shù)借助機(jī)械手來(lái)進(jìn)行。 具有主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)、刀桿自動(dòng)夾緊松開(kāi)機(jī)構(gòu)和刀柄切屑自動(dòng)清除裝置 這是加工中心機(jī)床主軸部件中三個(gè)主要組成部分，也是加工中心機(jī)床能夠順利地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀所需具備的結(jié)構(gòu)保證。 具有自動(dòng)排屑、自動(dòng)潤(rùn)滑和自動(dòng)報(bào)警的系統(tǒng)等。 機(jī)床布局 JCS018型立式加工中心是北京機(jī)床研究所研制的一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控立式鏜銑床。在工件的一次裝夾中，機(jī)床可連續(xù)自動(dòng)地對(duì)上平面進(jìn)行銑削和對(duì)垂直孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪、攻絲等多種加工。該機(jī)床適于在多品種、中小批量生產(chǎn)中加工箱體類(lèi)、板類(lèi)、盤(pán)類(lèi)、模具等工件。JCS018型立式加工中心的外形及布局見(jiàn)圖367。床身1上的滑座2可作橫向（y軸）1—床身 2—滑座 3—工作臺(tái) 4—立柱 5—數(shù)控柜6—刀庫(kù) 7—機(jī)械手 8—主軸箱 9—操作面板 10—驅(qū)動(dòng)電柜圖42 JCS—018型立式加工中心進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；工作臺(tái)3在滑座上作縱向（x軸）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；床身1的后部裝有固定立柱4，主軸箱8可在立柱導(dǎo)軌上作垂直方向（z軸）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。立柱的左側(cè)前部裝有自動(dòng)換刀裝置（包括刀庫(kù)6和換刀機(jī)械手7），左側(cè)后部為數(shù)控裝置的數(shù)控柜5，右側(cè)是驅(qū)動(dòng)電柜10，內(nèi)有電源、伺服驅(qū)動(dòng)裝置等。操作面板9懸伸在機(jī)床前方。 總 結(jié) 加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，它可在一次安裝工件后，由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助功能，依次完成平面、孔系等多面和多工序的加工，因而大大減少了工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。 在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，再配以刀具庫(kù)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)，就構(gòu)成了加工中心，而構(gòu)成車(chē)削中心，一般只需要在數(shù)控車(chē)床的刀架上增加驅(qū)動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的裝置即可。加工中心通常以主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類(lèi)，分為臥式、立式和萬(wàn)能加工中心。大體上主要包括以下部分 ：基礎(chǔ)部件、主軸組件、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、自動(dòng)換刀裝置、輔助系統(tǒng)、自動(dòng)托盤(pán)更換系統(tǒng)。 目前，國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控機(jī)床均為引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，在國(guó)內(nèi)組裝生產(chǎn)的。BF6系統(tǒng)是功能比較簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，該機(jī)采用16位微處理芯片808磁泡存儲(chǔ)器、直流伺服電機(jī)拖動(dòng)、編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器反饋的閉環(huán)CNC系統(tǒng)。系統(tǒng)有地址總線(xiàn)（A0~A19共20位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)（D0~D15）兩條總線(xiàn)，地址總線(xiàn)中有16條和數(shù)據(jù)總線(xiàn)共用，各芯片都掛在這兩條總線(xiàn)上，以便和CPU交換信息。 直流電動(dòng)機(jī)有永磁式、它激式、串激式與并激式幾種。前兩種電機(jī)具有線(xiàn)性的機(jī)械特性，有良好的起、制動(dòng)特性與調(diào)速特性，適用于伺服驅(qū)動(dòng)。這里我選用的電機(jī)，是在永磁式電機(jī)的基礎(chǔ)上，為數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)的力矩電機(jī)，它廣泛用于閉環(huán)(包括半閉環(huán)）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品要求機(jī)械系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須得到安全的支承，并能準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)任務(wù)就有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái)完成。機(jī)電一體化產(chǎn)品的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)軌，其作用是支承和導(dǎo)向。導(dǎo)軌主要用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌道運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，不運(yùn)動(dòng)的一方稱(chēng)為支承導(dǎo)軌。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)，通常是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。目前，數(shù)控機(jī)床上的導(dǎo)軌形式主要有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌等。我在設(shè)計(jì)中綜合使用要求，選用了直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，最終確定對(duì)型號(hào)是HJGD45型。 在數(shù)控機(jī)床上將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，一般采用滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)。為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和低速運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，必須設(shè)法減小有關(guān)傳動(dòng)副的摩擦并減小靜、動(dòng)摩擦系數(shù)的差值。在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中普遍采用滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)精度高，傳動(dòng)效率高達(dá)85%~98%，是普通滑動(dòng)絲杠副的2—4倍,具有可逆性，不僅可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也可將直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；施加預(yù)緊力后，可消除軸向間隙，反向時(shí)無(wú)空行程；成本高，價(jià)格昂貴；不能自鎖，垂直安裝時(shí)需要有制動(dòng)裝置。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算。 為了傳遞動(dòng)力，我采用了電磁離合器，其特點(diǎn)包括一下幾點(diǎn)：高速響應(yīng)耐久性強(qiáng)組裝維護(hù)容易 動(dòng)作確實(shí) 本設(shè)計(jì)中測(cè)量方式采用器件為光電編碼器，它是一種通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由光柵盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤(pán)是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方形孔。由于光電碼盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤(pán)與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)；通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤(pán)還可提供相位相差90186。的兩路脈沖信號(hào)。 致 謝　　　　緊張又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在此次設(shè)計(jì)中我充分的認(rèn)識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生綜合知識(shí)運(yùn)用，同時(shí)也全面的提高了我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使我的知識(shí)體系更為系統(tǒng)化。在設(shè)計(jì)的最后我要由衷的感謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，乃至本科四年學(xué)習(xí)生活中幫助過(guò)我的師長(zhǎng)和同學(xué)?！　∈紫任乙兄x我的指導(dǎo)教師田彥老師，在整整半年的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)中，無(wú)論是在學(xué)習(xí)階段，還是在論文的資料查詢(xún)、研究和撰寫(xiě)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到田彥老師的的悉心指導(dǎo)和幫助。在田彥老師的幫助下，我的課題研究能夠順利開(kāi)展，并取得一定階段性成果。在此，我向他表示最衷心的感謝和誠(chéng)摯的敬意！　　其次我要感謝曾幫過(guò)我的同學(xué)們，正是大家的共同努力、激勵(lì)研討中，才使我在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡快地解答隨時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，由此我的設(shè)計(jì)才有突破性成果。　　最后我還要感謝院系領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)在我大學(xué)期間的關(guān)心、支持和幫助！　　由于本人水平有限，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，理論與實(shí)際聯(lián)系的不夠密切，因此，在設(shè)計(jì)中所犯的錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師給予指正。謝謝！ 參考文獻(xiàn)[1] 文懷興、夏田 .《數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 北京：北京化工出版社，2005.[2] 韓榮第 .《金屬切削原理與刀具》 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.[3] 李洪 .《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1999.[4] 陳家芳.《金屬切削工藝手冊(cè)》 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