【正文】 Fcr=*N安全系數(shù)S===，「S」=3~4 S＞「S」，所以絲杠安全，不會失穩(wěn)2) 高速長絲杠工作時可能發(fā)生共振，因此需要驗算其不會發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速—臨界轉(zhuǎn)速。要求＜。臨界轉(zhuǎn)速（r/min）可按下式計算： =9910，得=10927 r/min因為，＞，所以絲杠工作時不會發(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）剛度驗算滾珠絲杠在工作負載F（N）和轉(zhuǎn)矩T（Nm）共同作用下引起的每個導(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?。ㄆ渲蠪=Fm），則 △L0=+=*μm則絲杠在工作長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)小于其傳動精度的1/2，即 △L＜σ=*==15μm所以，該絲杠的導(dǎo)程誤差△L滿足上式，其剛度可滿足使用要求。（6） 效率驗算滾珠絲杠副的傳動效率η為 η=== Η要求在90%~95%之間，所以該絲杠副合格。經(jīng)上述計算驗證，可選用。 離合器的選擇為了傳遞動力，我采用了電磁離合器，其特點包括一下幾點： 高速響應(yīng)：因為是干式類所以扭力的傳達很快，可以達到便捷的動作。 耐久性強：散熱情況良好，而且使用了高級的材料，即使是高頻率，高能量的使用，也十分耐用。 組裝維護容易，屬于滾珠軸承內(nèi)藏的磁場線圈靜止形，所以不需要將中蕊取出也不必利用碳刷，使用簡單。 動作確實：使用板狀彈片，雖有強烈震動亦不會產(chǎn)生松動，耐久性佳。綜上幾點，選用電磁離合器。 光電編碼器的選擇 本設(shè)計中測量方式采用器件為光電編碼器，它是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(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和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90186。的兩路脈沖信號。 JCS018型立式數(shù)控銑削加工中心外形設(shè)計 JCS018立式加工中心簡介 JCS108型小型立式加工中心系由北京機床研究所研制，其外形圖如圖所示，工件在一次裝夾后，可連續(xù)地進行銑、鉆、鏜、餃、锪、攻絲等多種工序的加工。該機床適用于小型板件、盤件、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動是（參見主要構(gòu)成如圖所示）：床身立柱15為該機床的基礎(chǔ)部件，交流變頻調(diào)速電動機將運動經(jīng)主軸箱5內(nèi)的傳動件傳給主軸，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)主運動。3個寬調(diào)速直流伺服電動機113分別經(jīng)滾珠絲杠螺母副將運動傳給工作臺滑座3，實現(xiàn)X、Y坐標(biāo)的進給運動，傳給主軸箱5使其沿立柱導(dǎo)軌作Z坐標(biāo)的進給運動。立柱左上側(cè)的圓盤形刀庫6可容納16把刀，由機械手7進行自動換刀。立柱的左后部為數(shù)控柜16，左下側(cè)為潤滑油箱18。 圖41 JCS018型立式加工中心主要構(gòu)成圖例 機床特點 具有貯存加工所需刀具的刀庫 刀庫用于儲存刀具，并根據(jù)要求將各工序所用的刀具運送到取刀位置。 具有自動裝卸刀具的機械手 在加工中心機床上刀具的自動更換，多數(shù)借助機械手來進行。 具有主軸準(zhǔn)停機構(gòu)、刀桿自動夾緊松開機構(gòu)和刀柄切屑自動清除裝置 這是加工中心機床主軸部件中三個主要組成部分，也是加工中心機床能夠順利地實現(xiàn)自動換刀所需具備的結(jié)構(gòu)保證。 具有自動排屑、自動潤滑和自動報警的系統(tǒng)等。 機床布局 JCS018型立式加工中心是北京機床研究所研制的一種具有自動換刀裝置的數(shù)控立式鏜銑床。在工件的一次裝夾中，機床可連續(xù)自動地對上平面進行銑削和對垂直孔進行鉆、擴、鉸、鏜、锪、攻絲等多種加工。該機床適于在多品種、中小批量生產(chǎn)中加工箱體類、板類、盤類、模具等工件。JCS018型立式加工中心的外形及布局見圖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 4—立柱 5—數(shù)控柜6—刀庫 7—機械手 8—主軸箱 9—操作面板 10—驅(qū)動電柜圖42 JCS—018型立式加工中心進給運動；工作臺3在滑座上作縱向（x軸）進給運動；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）進給運動。立柱的左側(cè)前部裝有自動換刀裝置（包括刀庫6和換刀機械手7），左側(cè)后部為數(shù)控裝置的數(shù)控柜5，右側(cè)是驅(qū)動電柜10，內(nèi)有電源、伺服驅(qū)動裝置等。操作面板9懸伸在機床前方。 總 結(jié) 加工中心是高度機電一體化的產(chǎn)品，它可在一次安裝工件后，由數(shù)控系統(tǒng)控制機床按不同工序自動選擇和更換刀具，自動改變主軸轉(zhuǎn)速、進給量和刀具相對工件的運動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間、測量和機床調(diào)整等輔助工序時間，減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運和存放時間，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率。 在數(shù)控機床的基礎(chǔ)上，再配以刀具庫和自動換刀系統(tǒng)，就構(gòu)成了加工中心，而構(gòu)成車削中心，一般只需要在數(shù)控車床的刀架上增加驅(qū)動刀具旋轉(zhuǎn)的裝置即可。加工中心通常以主軸與工作臺相對位置分類，分為臥式、立式和萬能加工中心。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)、自動換刀裝置、輔助系統(tǒng)、自動托盤更換系統(tǒng)。 目前，國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控機床均為引進國外技術(shù)，在國內(nèi)組裝生產(chǎn)的。BF6系統(tǒng)是功能比較簡單的標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，該機采用16位微處理芯片808磁泡存儲器、直流伺服電機拖動、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（A0~A19共20位）和數(shù)據(jù)總線（D0~D15）兩條總線，地址總線中有16條和數(shù)據(jù)總線共用，各芯片都掛在這兩條總線上，以便和CPU交換信息。 直流電動機有永磁式、它激式、串激式與并激式幾種。前兩種電機具有線性的機械特性，有良好的起、制動特性與調(diào)速特性，適用于伺服驅(qū)動。這里我選用的電機，是在永磁式電機的基礎(chǔ)上，為數(shù)控機床開發(fā)的力矩電機，它廣泛用于閉環(huán)(包括半閉環(huán)）伺服驅(qū)動系統(tǒng)。機電一體化產(chǎn)品要求機械系統(tǒng)的各運動機構(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動。這個任務(wù)就有導(dǎo)向機構(gòu)來完成。機電一體化產(chǎn)品的導(dǎo)向機構(gòu)是導(dǎo)軌，其作用是支承和導(dǎo)向。導(dǎo)軌主要用來支承和引導(dǎo)運動部件沿一定的軌道運動。在導(dǎo)軌副中，運動的一方稱為運動導(dǎo)軌，不運動的一方稱為支承導(dǎo)軌。運動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌的運動，通常是直線運動或回轉(zhuǎn)運動。目前，數(shù)控機床上的導(dǎo)軌形式主要有滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和液體靜壓導(dǎo)軌等。我在設(shè)計中綜合使用要求，選用了直線滾動導(dǎo)軌。通過設(shè)計計算，最終確定對型號是HJGD45型。 在數(shù)控機床上將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，一般采用滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)。為了提高進給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和低速運動穩(wěn)定性，必須設(shè)法減小有關(guān)傳動副的摩擦并減小靜、動摩擦系數(shù)的差值。在數(shù)控機床的進給系統(tǒng)中普遍采用滾珠絲杠副，滾珠絲杠副的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，傳動精度高，傳動效率高達85%~98%，是普通滑動絲杠副的2—4倍,具有可逆性，不僅可以將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，也可將直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動；施加預(yù)緊力后，可消除軸向間隙，反向時無空行程；成本高，價格昂貴；不能自鎖，垂直安裝時需要有制動裝置。通過設(shè)計計算。 為了傳遞動力，我采用了電磁離合器，其特點包括一下幾點：高速響應(yīng)耐久性強組裝維護容易 動作確實 本設(shè)計中測量方式采用器件為光電編碼器，它是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(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和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)就能反映當(dāng)前電動機的轉(zhuǎn)速。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90186。的兩路脈沖信號。 致 謝　　　　緊張又充實的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，在此次設(shè)計中我充分的認識到畢業(yè)設(shè)計對學(xué)生綜合知識運用，同時也全面的提高了我們理論聯(lián)系實際的能力，使我的知識體系更為系統(tǒng)化。在設(shè)計的最后我要由衷的感謝在我畢業(yè)設(shè)計階段，乃至本科四年學(xué)習(xí)生活中幫助過我的師長和同學(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)計中，無論是在學(xué)習(xí)階段，還是在論文的資料查詢、研究和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無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摯的敬意！　　其次我要感謝曾幫過我的同學(xué)們，正是大家的共同努力、激勵研討中，才使我在設(shè)計過程中盡快地解答隨時出現(xiàn)的問題，由此我的設(shè)計才有突破性成果?！　∽詈笪疫€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)計經(jīng)驗不足，理論與實際聯(lián)系的不夠密切，因此，在設(shè)計中所犯的錯誤在所難免，敬請各位老師給予指正。謝謝！ 參考文獻[1] 文懷興、夏田 .《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》 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