【正文】 ； 制冷劑流量控制： 毛細管； 制冷回路： 單回路；
。； 溫控精度： 177。 Watercooled box diagram選用的水冷箱參數(shù)如下： 水泵功率： ； 電源： 380v/50hz； 溫控范圍： 3176。而潤滑系統(tǒng)和密封系統(tǒng)也是確保機床能夠正常、高精度、高效率運轉的必要裝置。 The displacement of the bed ： Bed strain 本章小結 本章通過對主軸和床身進行虛擬加載進行有限元分析，進而得出該部件在選取了一定材料和應力情況下的運行狀態(tài)，包括應力、應變以及位移狀態(tài)，通過驗證發(fā)現(xiàn)，主軸和床身在本設計中是滿足加工需求的。k) 泊松比 None網(wǎng)格化模型圖612為簡化后的導軌網(wǎng)格模型，其網(wǎng)格化信息如下：雅克比點：4；最大單元大?。?；最小單元大?。海还?jié)總數(shù)：36447；單元總數(shù)：21449；最大高度比例： 網(wǎng)格化的模型 Gridded model二、加載及求解 考慮到床身的振動，加載時必須加上床身所受的引力，此外，床身在主軸箱處受到持續(xù)的壓力，滾動導軌也要受到相應的應力，其加載的數(shù)據(jù)如下：： Bed force三、后處理 ，從圖中顏色變化區(qū)域中可以看出，由于艙門處是空心結構因此在床身受力最大的部位，其能夠承受的的屈服力225781984 N，而其所受最大屈服力強度僅為453, N/m^2，相比于其極限屈服力很小，可以忽略不計，符合設計要求。一、前處理： bed model導入床身的材料得到其余詳細信息如下表72所示： 表72床身的材料信息屬性數(shù)值 單位彈性模量2e+011N/m^2 抗剪模量 +010N/m^2 密度 7800Kg/m^3 張力強度482549000N/m^2屈服強度 248168000N/m^2熱膨脹系數(shù) /k 熱導率 30w/(mk) 泊松比 None生成模型網(wǎng)格數(shù)據(jù)如下： 雅克比點：4； 最大單元大?。?； 最小單元大小：； 節(jié)總數(shù)：20691； 單元總數(shù)：12969； 最大高寬比例：97060； 最大高度比例：97060； 帶高寬比例的單元百分比：%； 帶高度比例的單元百分比：%；： Grid spindle二、加載及求解模型加載給軸承加外部載荷，兩處軸肩加上軸承約束，同時軸上的鍵槽處受到剪切應力的作用，也需要加載，軸上其余地方給予壓力值和扭矩值， The properties of the force主軸加載圖： Load diagram三、后處理靜力學分析結果如下：主軸的應力變化圖： Spindle stress 從應力變化圖中我們可以看到，^2，而其屈服力強度為572165000 N/m^2，其最大應力未能達到主軸各個部分的極限應力，因此該軸是滿足設計要求的。 關鍵零部件的靜力學分析一、前處理建立主軸模型，： Spindle model定義模型材料導入主軸材料物理屬性，獲取泊松比和彈性模量等關鍵數(shù)據(jù)如下表71：表71主軸材料屬性屬性數(shù)值 單位彈性模量+010N/m^2 抗剪模量 5e+010N/m^2 密度 7200Kg/m^3 張力強度15165800N/m^2屈服強度 572165000N/m^2熱膨脹系數(shù) /k 熱導率 45w/(m7 機床關鍵零部件的有限元分析 在現(xiàn)代的機械設計過程中，運用有限元的思想越來越普遍，在實際工程運用中有限元的方法可以解決很多問題，比如對機床的主軸、床身等構件進行加載靜載荷以分析其剛性。 X方向的立方樣條曲線 The Xdirection of the cubic spline curve(3）導入Z方向的運動算例Z方向的進給仍然是做變加速運動的，隨著磨削過程的進行Z方向的進給量變化是從小到大再從大到小，是一個先做加速運動，再做減速運動的過程，： Z方向的立方樣條曲線 The Zdirection of the cubic spline curve 將蝸桿的三維模型制作出來之后，在機床上進行裝夾，通過運行上述的設計算例來進行蝸桿加工的碰撞檢測。210176。200176。190176。185176。175176。165176。155176。Zγ7775736660564435Xγ127149156170177182192198序號89101112131415轉角33a+105176。140176。130176。120176。105176。 仿真初始參數(shù)的確定通過上面的分析我們知道，砂輪磨削面的最終位置是和基圓相切，那么就應該使砂輪以回轉中心為基準向Z方向移動L2Rb的距離，差值為正則說明應該向+Z方向移動，差值為負則說明應該向Z方向移動，最終得出X、Z方向的插補為：Zγ=Rsin（a+γ）ΔZXγ=R0Rcos（a+γ）其中R為插補圓半徑，R0為插補圓半徑，a為蝸桿喉頸處的圓心角，γ=為磨頭回轉臺的偏移角度 導入運動參數(shù)通過上面的方程模擬出砂輪在不同時間的不同插補位移，通過取特殊點帶入法來進行設置，以1s為一個節(jié)點，設置20s即是20個節(jié)點，來模擬機床的運動。： 調整基圓的示意圖 Adjust the schematic diagram of the base circle L1為工作臺回轉中心線到砂輪回轉中心的水平距離； L2為砂輪調整前后回轉中心之間的水平距離； R為磨頭回轉臺與砂輪回轉中心的水平距離，此時應使砂輪工作面和回轉工藝圓相切； L為調整后砂輪回轉中心和磨頭回轉臺之間的水平距離。 Y方向的調整 The adjustment of the Ydirection（5）砂輪轉角的調整根據(jù)蝸桿的螺旋線升角必須調整砂輪轉角以適應加工面，通過調整磨頭體的旋轉軸來確定砂輪的偏轉角。 ()綜上得： x=Rsinα , y=Rˊcosβ , z=Rˊsinβ ()則螺旋線的方程為： x=Rsinα y=（LRcosα）cos（iα） z=（LRcosα）sin（iα） ()根據(jù)上述的推導，再加上砂輪磨頭自身的螺旋角旋轉γ就可以確定包括螺旋相位角的螺旋線軌跡方程： x=Risin（α+θj） y=（LRicos（α+θj））cos（iα） z=（LRicos（α+θj））sin（iα） () 仿真時機床各軸向調整過程（1） 砂輪的起始位置確定 ，砂輪的起始位置N位于蝸桿的喉徑端點處，此時L為虛擬中心距，D為砂輪磨削端點到回轉中心的距離，R為插補圓半徑，作一條輔助線NO1，那么NO1與過O1點的水行線所成的角度為b，OO1與過O點的豎直線成的夾角為a，那么R、b、a、就有如下關系： （） 其中U為固定參變量。+z178。）189。 () N點為P在平面yz上的投影點，ON交圓Oa于M點，即∠EMO為陰影部分的擺角，∠MOG為蝸桿的轉角，設∠EMO=α，∠MOG=β設它們之比為常數(shù)i，則B/A=i；由圖中可以看出PM實際為擺動半徑R，令OM=Rˊ，則： Rˊ= LRcosα ()同時： Rˊ=（y178。+x178。)189。 從圖中我們可以推導出磨削的軌跡方程： () 螺旋線的形成 The formation of the helix 螺旋線三維分析 Threedimensional analysis of the helix其解析方程為：{(x178。調節(jié)機構如下圖所示： Center distance adjustment structure調節(jié)的X、： Δh=rsinβ；ΔL=r（1cosβ） adjustment of the grinding wheel beta angle6平面二次包絡蝸桿專用數(shù)控磨床的運動和加工過程分析及仿真利用前面的平面二次包絡蝸桿專用磨床的虛擬樣機，在SolidWorks motion的界面下完成機床尾座、X向滑動導軌、Y向滑動導軌以及磨頭轉臺的聯(lián)動模擬加工過程，驗證加工原理和加工運動的正確性，通過模擬運動過程也可以檢查整個裝配體是否有干涉的結構，通過motion分析器來計算機床主軸以及導軌在運行過程中的角速度以及速度和位移的變化，來驗證四軸聯(lián)動過程中的運動是否和預期的一致。，通過旋轉燕尾槽上端的方形螺母來控制砂輪的升降，調整前需要將位于燕尾槽側面的螺母擰松，再旋轉上方的方形螺母，當調整至所需高度時再擰緊側面的螺母，以完成砂輪中心高度的調節(jié)。（2）砂輪β角的調整磨頭座中心是空心的，在其中安裝了一個編碼器，編碼器伸出一個軸端，與磨頭主軸回轉座相聯(lián)，當磨頭主軸回轉臺旋轉的時候，就會給編碼器一個轉過角度的信號，經(jīng)過信號處理與標定即可在顯示器上測量出磨頭的偏轉角度，在磨頭座上有兩個擰緊螺栓。平面二次包絡蝸桿專用數(shù)控磨床從結構上來看,最關鍵的部件是砂輪磨頭部分,其結構應該包括磨頭體、砂輪、砂輪角補償器、砂輪修正器、磨頭電機、磨頭主軸回轉體等。（3）采用自動補償機構、測量基準塊使砂輪和蝸桿的中心高度一致，保持在正確位置。 Y方向滑臺部分組件 The Y direction Stages ponents①電機 ②皮帶 ③Y向滑臺 ④絲桿 ⑤絲桿支撐座 ⑥導軌 ⑦導軌副滑塊 ⑧支座 磨頭功能結構及調整方法的設計研究 磨頭的總體功能設計該磨頭應該滿足的結構功能：（1）采用液壓驅動以滿足加工過程中砂輪工作面始終與基圓相切。對于Y向絲桿的支撐定位采用圓錐滾子軸承和滑動軸承，提供軸向和徑向的定位；（3）同樣的Y軸的運動是通過伺服電機將動力傳遞到絲桿上，進而帶動螺母進行運動。 X軸滾珠絲桿結構 Xaxis ball screw structure Y向運動的部件設計滑臺的主要機械結構包括：伺服電機、聯(lián)軸器、滾珠絲桿、軸承、導軌等。另外，單一的密封難以達到預期的目的，采用迷宮密封和離心密封組合，離心密封借助甩油盤的離心力作用將油液沿徑向甩出，防止了液體泄漏進入縫隙，從而達到了密封的效果。[23]。③主軸其他主軸組件配合段結構軸向的定位主要采用軸肩和圓螺母定位形式，軸肩不能太寬，以免影響軸的剛性，為了滿足定位尺寸的要求，用了套筒補償軸肩的方式滿足定位；徑向定位采用主軸的軸徑配合來定位；同步帶輪采用平鍵軸向定位。[10]即：=,故主軸的內徑為φ30。[10]①空心軸內徑的確定軸的最小直徑為主軸后端的軸承支承段直徑，結合相應軸承的型號的內徑規(guī)定，確定主軸結構上的最小直徑，根據(jù)所選擇軸承NN3012的內徑Φ60，確定主軸外徑的最小直徑為Φ60。[24]主軸的外徑變化和剛度變化是成正比的，但是如果只增加主軸的外徑，相應的軸承以及其它零件的尺寸也會增大，這樣會進一步影響其旋轉精度，同時極限轉數(shù)會下降。于是得：mm ≈60mm 式中β= ，即空心軸的內徑d1 與外徑d之比。（1）初步確定主軸的最小直徑為了滿足回轉主軸設計基本要求，直接由7kw中慣量交流變頻變速的伺服電動機通過同步帶傳動帶動主軸運動，,確定主軸的最小直徑，機床主軸為空心軸，由于在本機床上的主軸精度要求高，同時需要有很高的耐磨性，因此我們選取材料為38CrMoAIA的專用氮化鋼，通過淬火、回火處理，進一步提高其硬度和疲勞強度。 Belt drive5 關鍵零部件的結構分析與設計 主軸的設計主軸是主軸箱的重要組成部分。查GB/Tll361—89，選擇同步帶輪的尺寸參數(shù)，結合電機輸出軸和主軸的尺寸，初步確定大、小帶輪的傳動比為1:2，具體參數(shù)選擇如下。它的尺寸規(guī)格查GB/Tll616—89選擇如下規(guī)格同步帶。[23] The configuration of the sp