【正文】 安全因數(shù)stn大于許用穩(wěn)定安全系數(shù) ，則該壓桿滿足穩(wěn)定性要求。stn??stn[ ]=4, 顯然滾珠絲杠滿足穩(wěn)定性要求。5??Pkt k對于水平方向進(jìn)給，由于移動的部件重量及其所受力都比豎直方向小，為了簡化設(shè)計部件的數(shù)量，使機床更加方便拆換，這些方向可選用與豎直方向相同型號絲杠、電機和軸承及其他零件。 滾珠絲杠螺母副與步進(jìn)電機的連接形式滾 珠 絲 杠 螺 母 副 與 步 進(jìn) 電 機 的 連 接 有 以 下 幾 種 形 式 ：1） 與 電 動 機 直 接 連 接2） 通 過 齒 輪 連 接3） 通 過 同 步 齒 形 帶 連 接無 論 通 過 何 種 連 接 形 式 ， 都 應(yīng) 消 除 連 接 間 隙 ， 減 小 連 接 件 間 的 同 軸 度 誤差 ， 以 提 高 傳 動 精 度 和 傳 動 剛 度 。實 驗 型 數(shù) 控 銑 床 由 于 體 積 小 、 結(jié) 構(gòu) 相 對 簡 單 ， 對 傳 動 精 度 和 傳 動 剛 度 的要 求 相 對 較 低 。 在 本 次 設(shè) 計 中 滾 珠 絲 杠 螺 母 副 與 步 進(jìn) 電 機 的 連 接 采 用 滾 珠 絲杠 與 電 動 機 直 接 連 接 的 形 式 。 這 種 形 式 相 對 簡 單 ， 即 直 接 通 過 套 筒 聯(lián) 軸 器 將滾 珠 絲 杠 和 步 進(jìn) 電 動 機 連 接 起 來 。電 機 輸 出 軸 和 滾 珠 絲 杠 端 部 的 直 徑 都 相 對 較 小 ， 考 慮 到 實 驗 型 數(shù) 控 銑 床的 傳 動 載 荷 不 是 太 大 。 因 此 ， 采 用 將 電 機 輸 出 軸 和 滾 珠 絲 杠 通 過 打 銷 錐 連 接在 一 起 。第二章 教學(xué)型數(shù)控銑床設(shè)計方案 28 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是連接不同部件的兩根軸使其共同轉(zhuǎn)動的機械部件。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器在工作和裝配時要求嚴(yán)格對中；撓性聯(lián)軸器能補償兩軸間的軸向位移。對于本機床主軸與電機的連接，由于電機伸出軸帶有鍵，因此聯(lián)軸器采用簡化的帶鍵槽的套筒聯(lián)軸器，鍵的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電機伸出軸的鍵來確定。需注意的是電機伸出軸與聯(lián)軸器應(yīng)是間隙配合或是預(yù)留間隙，以保證電機不受到主軸軸向力的作用。而主軸與聯(lián)軸器為過盈配合，便于電機安裝。因 主 軸 需 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 ， 而 電 機 伸 出 軸 由 鍵 連 接 ， 所 以 采 用 普 通 平 鍵 來 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 。主 軸 與 電 機 由 聯(lián) 軸 器 直 接 相 連 。 導(dǎo) 軌 的 設(shè) 計 和 選 擇導(dǎo)軌是相對運動部件在運動的接觸面上構(gòu)成的一對滑動副，主要是由機床的支撐部件（床身，立柱，橫梁）和運動部件（主軸箱，刀架）匹配而成。導(dǎo)軌是機床的重要部件之一，它在很大程度上決定機床的剛度，精度與精度的保持性。 導(dǎo)軌的作用和設(shè)計要求當(dāng)沿著承導(dǎo)件作直線運動時，此時導(dǎo)軌起導(dǎo)向和支承的作用，也就是說保證運動件在受到外力的時候仍能沿給定直線運動并且支撐執(zhí)行件。導(dǎo)軌應(yīng)具備一下特性：1)具有一定的導(dǎo)向精度。所謂的導(dǎo)向精度指執(zhí)行件能否沿著導(dǎo)軌作直線運動和與相關(guān)基面間的準(zhǔn)確的相互位置關(guān)系。 2)運動的輕便平穩(wěn)性。在工作的時侯保證輕便省力和速度的均勻，低速運動時應(yīng)保證無爬行的現(xiàn)象。 3)具備一定的耐磨性。所謂的導(dǎo)軌耐摩性指導(dǎo)軌在長期使用時，仍然能保證具有適當(dāng)?shù)木?。在使用?dǎo)軌過程中不可避免的磨損，但要保證使磨損量較第三章 機械部分設(shè)計 29 小，并且在磨損后要能自動的修補和調(diào)試。4)要有一定的剛度。運動件所受到的外力施加于導(dǎo)軌上，因此導(dǎo)軌必須保證要有足夠剛度。所以常用加大導(dǎo)軌面得寬度的方法降低導(dǎo)軌面的比壓；用添加輔助導(dǎo)軌的方法增加外載的承受能力。 5)對溫度變化的適應(yīng)強。確保導(dǎo)軌在溫度變化的情況下仍能正常工作。6)結(jié)構(gòu)的工藝性要好。在滿足其它要求的情況下，保證導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，利于加工、裝配和調(diào)試確保經(jīng)濟(jì)合理。不同設(shè)備的導(dǎo)軌，必須作具體分析，對其提出相應(yīng)的設(shè)計要求。必須指出，上述六點要求是相互影響的。 導(dǎo)軌的設(shè)計的主要內(nèi)容在對導(dǎo)軌的設(shè)計應(yīng)考慮以下幾方面內(nèi)容：1)不同的工作條件選擇不同的導(dǎo)軌類型。2)根據(jù)實際情況在保證導(dǎo)向精度的前提下選擇不同導(dǎo)軌的形狀。3) 確保在不同的溫度和載荷下有良好的耐磨性和足夠的剛度的前提下選擇適合的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和尺寸，以使運動平穩(wěn)和輕便。4)選擇導(dǎo)軌的調(diào)整和補償裝置，確保經(jīng)過長期使用仍能保證需要的導(dǎo)向精度。5)選擇合理的潤滑和防護(hù)裝置，確保導(dǎo)軌有良好的工作環(huán)境以便減少的導(dǎo)軌磨損。6)制訂一些導(dǎo)軌的技術(shù)條件，如選擇熱處理方法、適當(dāng)?shù)牟牧?、精加工方法和測量的方法等。 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)軌的基本形式如下表所示。第二章 教學(xué)型數(shù)控銑床設(shè)計方案 30 表 導(dǎo) 軌 基 本 形 式1)三角形導(dǎo)軌：此導(dǎo)軌的導(dǎo)向性好并且磨損后能自動補償，精度保持性也較好，但他的當(dāng)量摩擦系數(shù)較高，因而承載能力較低。2)矩形導(dǎo)軌：此導(dǎo)軌的當(dāng)量摩擦系數(shù)較低，剛度高，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，便于加工。但此導(dǎo)軌的無法自動補償需設(shè)置間隙調(diào)整裝置。3)燕尾形導(dǎo)軌：此導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)緊湊但磨損后也無法自動補償需設(shè)置間隙補償裝置，適合于結(jié)構(gòu)緊湊受力小的地方。4)圓形導(dǎo)軌：此導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單制造方便，磨損后不能間隙補償。適合于承受軸向力的場合。銑 床 上 的 直 線 運 動 部 件 的 運 動 都 是 沿 著 它 的 床 身 、 立 柱 、 橫 梁 等 支 承 件上 的 導(dǎo) 軌 進(jìn) 行 的 ， 導(dǎo) 軌 的 作 用 概 括 地 說 是 對 運 動 部 件 起 導(dǎo) 向 和 支 承 作 用 。 在導(dǎo) 軌 副 （ 如 工 作 臺 和 床 身 導(dǎo) 軌 ） 中 ， 運 動 的 另 一 方 （ 如 工 作 臺 導(dǎo) 軌 ） 叫 作 動導(dǎo) 軌 ， 不 動 的 另 一 方 （ 如 床 身 導(dǎo) 軌 ） 叫 做 支 承 導(dǎo) 軌 。本 次 教 學(xué) 實 驗 型 數(shù) 控 銑 床 的 設(shè) 計 中 由 于 銑 床 受 力 小 導(dǎo) 軌 主 要 承 受 軸 向 力 ，因 而 選 用 的 導(dǎo) 軌 形 式 是 圓 柱 形 導(dǎo) 軌 。圓柱形導(dǎo)軌產(chǎn)品的一個顯著優(yōu)點就是其圓形板可在端部支撐軸，實現(xiàn)橫跨相當(dāng)于軸直徑的 12～24 倍的間隙的圓形直線軸承設(shè)計，運動軸完全通過固定軸的兩端進(jìn)行組建。無論兩點之間的機器表面處于何種情況，無論是否只有一第三章 機械部分設(shè)計 31 個點，該裝置的精密性都不會受到影響，僅僅取決于端部支撐裝置的準(zhǔn)確度。此外，如果要通過直線導(dǎo)軌對中一套絲杠傳動系統(tǒng)，只需在一個板上打三個孔，即以兩個圓柱形導(dǎo)軌和絲杠軸承的支撐為基準(zhǔn)，這是最容易做到的方法。通過這一設(shè)計，在裝配過程中無需調(diào)節(jié)。鑒于微型數(shù)控銑床的特點，初步選擇滑動導(dǎo)軌，主要是因為其結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，便于保證精度剛度，在低速均勻性及定位精度要求不高的機床中得到廣泛應(yīng)用。我們采用圓柱形導(dǎo)軌，圓柱形導(dǎo)軌制作簡單，內(nèi)孔可研磨，與磨削后的外圓可以精密配合。導(dǎo)軌的材料選擇高碳合金鋼 15mm。安裝圓柱形導(dǎo)軌時最后需要考慮的是安裝在軸上的非滾珠型聚合物襯套。可采用適用于鋁或其他基底的高性能軸承級材料，以提供良好的載荷能力（相當(dāng)于滾珠襯套載荷能力的 20％）和一個在 到 范圍內(nèi)的較低摩擦系數(shù)。在實驗型數(shù)控銑床的設(shè)計中，采用的襯套為銅套，襯套軸承可在具有能夠損傷密封嚴(yán)實的滾珠襯套的微粒的惡劣環(huán)境中平穩(wěn)運行，也可在受到?jīng)_擊載荷損傷的滾珠軸承系統(tǒng)下正常工作。另一方面，滾珠循環(huán)噪聲可能會成為滾珠襯套或方形導(dǎo)軌軸承中的一個問題，但對于上述襯套軸承卻基本上不是問題。由于接觸面分布在一個較大的區(qū)域中，無需配有滾珠襯套的硬化鋼軸。第四章 總結(jié)與展望 7 第 四 章 　 總 結(jié) 與 展 望通過對該教學(xué)實驗型數(shù)控銑床的方案的擬定、分析，到最后的相關(guān)計算和設(shè)計，都達(dá)到了預(yù)期的效果。一方面，其功能完善、結(jié)構(gòu)開放，具有與一般生產(chǎn)實用型數(shù)控銑床一樣的工作原理和工作性能；另一方面，要求其體積小、價格低，以利于此類實驗型銑床的普及推廣，來滿足高校和高職學(xué)院教學(xué)實驗的要求。這次設(shè)計我首先論證了教學(xué)實驗型數(shù)控銑床在高校教學(xué)實驗中的重要地位及其應(yīng)用狀況。然后，我們進(jìn)行了總體的設(shè)計，論證了各種方案的優(yōu)缺點，從而在大局上能有一個把握。接著，我們通過比較分析各種設(shè)計方案，依據(jù)合理性、經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計指導(dǎo)思想，設(shè)計了沿 X 軸、Y 軸兩坐標(biāo)聯(lián)動的型式結(jié)構(gòu)。采用了在生產(chǎn)中已經(jīng)非常專業(yè)化的直線導(dǎo)軌、步進(jìn)電機等部件，并且進(jìn)行了初步的設(shè)計。設(shè)計過程中，我們能更加清楚的了解到各個部分之間的相互關(guān)系，并對一些機械部件進(jìn)行了更深入的了解。 另外，這次設(shè)計任務(wù)較多，時間又比較短，而且也是初次涉及一項產(chǎn)品的嚴(yán)格、系統(tǒng)化的設(shè)計。加上我們?nèi)狈ο嚓P(guān)的經(jīng)驗，有許多問題剛開始沒有考慮到。現(xiàn)在我就把設(shè)計中遇到的幾個問題作一個簡單的分析總結(jié)。 首先，是一個尺寸問題，我們從沒有做過產(chǎn)品設(shè)計，唯一對制造類產(chǎn)品的感性認(rèn)識只是在實習(xí)的時候看到的。因為沒有受過嚴(yán)格的訓(xùn)練，對尺寸不太敏感。在設(shè)計的時候，每一個零件的參數(shù)，尺寸如果要做到盡善盡美，只有一個可能就是每一個零件小到一個螺絲釘都要進(jìn)行嚴(yán)格的演算，查資料。而這個可能幾乎不可能的。其次，我們設(shè)計的零件所取得經(jīng)驗參數(shù)與指導(dǎo)老師的經(jīng)驗參數(shù)相差甚遠(yuǎn)，這個方面是我們一大欠缺。這說明我們在實踐環(huán)節(jié)上還是一個弱點，我們要加強這方面的訓(xùn)練。通過這次畢業(yè)設(shè)計，加深了我對數(shù)控銑床的認(rèn)識，讓我認(rèn)識到自己的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗不足，因此本次設(shè)計有不少的不足之處，在以后的工作和學(xué)習(xí)中，我一定吸取此次的經(jīng)驗