【正文】 式 : Ka=*3 次√（ Frdb（ iz） ^Cosα 5次方） 式中 Fr— — 作用于軸承上的徑向載荷 查軸承樣本，額定的載荷 C= 取 Fr=C/10=7960N db—— 球徑 由 [2]表 取 db= z—— 球數(shù) 由 [2]表 取 z=20 α —— 接觸角 α =26176。因此設(shè)計(jì)時(shí)在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，盡量縮短懸伸量 a。它對(duì)主軸組件剛度影響較大。 加工中心因裝配需要，主軸直徑常是自前往后逐步減小的。軸承配置如下示意圖： （ 圖 301） 這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及適用范圍是高速度、高剛度主軸。 前端定位時(shí)，主軸受熱變形向后伸長(zhǎng)，不影響加工精度，但前支承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸承間隙調(diào)整不便，前支承處發(fā)熱量大，但能保證較好的剛度。 在二支承結(jié)構(gòu)中，主軸軸承的選型，組合及布置十分重要，承受軸向載荷時(shí)，主軸軸承的配置主要根據(jù)主軸的加工精度、剛度、溫升和支承的復(fù)雜程度。但三支承主軸結(jié)構(gòu)，工藝難度大，對(duì)主軸上 3 個(gè)軸頸和箱體上底 座孔的同軸度要求很嚴(yán)，還由于主支承間跨距很短，所以軸承精度、主軸軸頸和箱體孔同軸度誤差對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)精度的要求更加顯著。 從本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求出發(fā)，由于主軸轉(zhuǎn)速高，要求精度好，剛度好。布置時(shí)應(yīng)考慮以下方面： A. 載荷流 的合理分布 應(yīng)將載荷的輸入布置在中部，扭矩雙向分流，軸上最大扭矩降低，避免在一端輸入載荷。 4） 潤(rùn)滑與密封 軸承的潤(rùn)滑方式，所選用的密封形式都涉及到軸系結(jié)構(gòu)，采用稀油潤(rùn)滑時(shí)，軸體內(nèi)通常需要開設(shè)滑油通道，采用接觸式密封則要求相配的軸頸淬硬并磨削，采用迷宮式潤(rùn)滑，螺旋式密封時(shí)，軸的表面應(yīng)設(shè)計(jì)有與之匹配的形狀。 2）自身的定位 軸必須在軸向有定位措施，這主要靠軸承的組合結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，有時(shí)也可靠相關(guān)零件的幾何約束來(lái)保證。 1． 主軸組件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 主軸的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮如下幾個(gè)方面： 1）軸承形式的選擇 軸承的形式直接影響主軸的結(jié)構(gòu)，它分為滾動(dòng)和滑動(dòng)兩大類，各類之中又包括眾多形式，各有其適用場(chǎng)合。在機(jī)械設(shè)備中，由于位置或性質(zhì)的重要性，或工作環(huán)境的特殊性，軸系成為其中的關(guān)鍵，無(wú)論在設(shè)計(jì)中或制造成本中都占有很大的比重。三維數(shù)據(jù)資料通過(guò) STEP 轉(zhuǎn)換器與 Inventor 可以互相兼容。具有適應(yīng)性很強(qiáng)的平面設(shè)計(jì)方案的功能，首先，在進(jìn)行詳細(xì)地三維實(shí)體造型之前使用簡(jiǎn)單的平面布置方案，有助于草圖的設(shè)計(jì)。 2. Autodesk InventorR2: Autodesk Inventor 是現(xiàn)今使用的和用來(lái)學(xué)習(xí)三維模型系統(tǒng)最為快捷、容易的軟件。比如在冷沖模具設(shè)計(jì)中要求凸模和凹模有一定的配合關(guān)系，在此以圓形凸、凹模為例，假設(shè)凸模的直徑是 d0,而凹模的刃口尺寸山為凸模的尺寸加上適當(dāng)?shù)拈g隙，設(shè)單邊間隙為 a，則 dl=d0+2a。這時(shí)，你只要在任何一個(gè)階段對(duì)該零件作任何一個(gè)地方的修改，則該修改在其他地方都有效，相應(yīng)尺寸都 會(huì)更改，這也正是 Pro／ Engineer單一數(shù)據(jù)庫(kù)的體現(xiàn)。 4）全相關(guān) Pro／ Engineer 一個(gè)很重要的特點(diǎn)是有一個(gè)全相關(guān)的環(huán)境：在一個(gè)階段所作的修改所有的其他階段都有效。例如，在草繪圖形時(shí)，先只管圖形的形狀而不管它的尺寸，然后通過(guò)修改它的尺寸來(lái)重新生成(Regenerate)圖形，從而使繪制的圖形達(dá)到設(shè)計(jì)者的要求。同時(shí)，由立體圖來(lái)生成工程圖 (即常說(shuō)的三視圖 )，只要我們?cè)煨偷牧Ⅲw圖沒有錯(cuò)誤，那么生成的工程圖就沒有錯(cuò)誤，從而免去了設(shè)計(jì)者還要考慮各個(gè)視圖之間的投影是否正確的問(wèn)題，這是相當(dāng)方便的，也能大大提高工作的效率和準(zhǔn)確性。這樣，生成的模型直觀，立體感強(qiáng)，并可以在任何角度進(jìn)行觀察。 2） 3D 實(shí)體模型 在使用 Pro／ Engineer 系統(tǒng)進(jìn)行工作的過(guò)程中，也許“實(shí)體造型”是我們最常用的詞、匯，這也說(shuō)明 Pro／ Engineer 的圖形設(shè)計(jì)是基于三維的，它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。 Pro／ Engineer 系統(tǒng)就是建立在單一數(shù)據(jù)庫(kù)上的 CAD/CAM 系統(tǒng)，它的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。這項(xiàng)參數(shù)式設(shè)計(jì)的功能不但改變了設(shè)計(jì)的概念，并且將設(shè)計(jì)的便捷性推進(jìn)了一大步。 Pro／ Engineer 對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)工作來(lái)說(shuō)，有相當(dāng)大的幫助作用，因?yàn)?Pro／ Engineer 中的參數(shù)不只代表設(shè)計(jì)對(duì)象的外觀相關(guān)尺寸，并具有實(shí)質(zhì)上的物理意義。 二． 參數(shù)式設(shè)計(jì)特點(diǎn) 所謂參數(shù)式設(shè)計(jì)就是將零件尺寸的設(shè)計(jì)用參數(shù)來(lái)描述，并在設(shè)計(jì)修改時(shí)通過(guò)修改參數(shù)的數(shù)值來(lái)更改零件的外形。 Pro/Engineer 自 1988 年問(wèn)世以來(lái)， 10 年間已成為全世界及中國(guó)地區(qū)最普及的 3D CAD/CAM 系統(tǒng)。由 Pro／ Engineer 系統(tǒng)能夠生成實(shí)實(shí)在在的三維實(shí)體模型，能夠真實(shí)地反映零件的形狀。 Pro／ Engineer 是建立在單一數(shù)據(jù)庫(kù)上的 CAD/CAM 系統(tǒng)。 一． 概述 Pro／ Engineer 功能強(qiáng)大，它目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、輔助制造、數(shù)據(jù)管理等領(lǐng)域，特別是在模具設(shè)計(jì)和制造行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，是從事模具設(shè)計(jì)和制造的廣大技術(shù)人員應(yīng)該掌握的有效工具?？芍圃煨栽u(píng)價(jià)方法可分為兩類：第一類直接根據(jù)評(píng)判規(guī)劃，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)屬性的評(píng)價(jià)來(lái)給可制造性定級(jí)；第二類是對(duì)一個(gè)或多個(gè)制造方案，借助于成本和時(shí)間等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)是否可行或?qū)で笞罴逊桨?。產(chǎn)品制造過(guò)程仿真包括制造系統(tǒng)仿真和具體加工過(guò)程仿真。仿真包括產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程仿真和產(chǎn)品制造過(guò)程的仿真。虛擬制造系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)包容生產(chǎn)模型、產(chǎn)品模型、工藝模型的健壯的體系結(jié)構(gòu)。計(jì)算平臺(tái)是指在 VR 系統(tǒng)中綜合處理各種輸入信息并產(chǎn)生作用于用戶的交互性輸出結(jié)果的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由于 VR 系統(tǒng)的信息加工是實(shí)時(shí)的，虛擬環(huán)境的建模、 I／ O工具的快速存取以及真實(shí)的視覺動(dòng)態(tài)效果等需要大量的計(jì)算開銷。軟件技術(shù)必須考慮虛擬環(huán)境的建模以及所建環(huán)境的可交互性、可漫游性等。主要包括視覺、聽覺、觸覺、位置跟蹤、運(yùn)動(dòng)接口、語(yǔ)言交流以及生理反應(yīng)等多種接口系統(tǒng)。 VR 的關(guān)鍵技術(shù)包括： 1．計(jì)算機(jī)及 VR 技術(shù) (1)人一機(jī)接口。因此，并互性 (Interaction)、沉浸性(1mmersion)和想像力 (Imagination)成為 VR 系統(tǒng)在人一機(jī)關(guān)系上的基本特征。 VR 系統(tǒng)不僅提高了人與計(jì)算機(jī)之間的和諧程度 ，也成為一種有力的仿真工具。 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括操作者、機(jī)器和人一機(jī)接口三個(gè)基本要素，其中“機(jī)器”是指安裝了適當(dāng)?shù)能浖绦颍脕?lái)生成用戶能與之交互的虛擬環(huán)境的計(jì)算機(jī)， “人一機(jī)接口”則是指將虛擬環(huán)境與操作者連接起來(lái)的傳感與控制裝置。這里的“沉浸”，是指用戶感覺其視點(diǎn)或 身體的某一部分處于計(jì)算機(jī)生成的空間之中。 VM 的技術(shù)特征 虛擬現(xiàn)實(shí) (Virtual Reality， VR)技術(shù)是在人類為改善人與計(jì)算機(jī)的交互方式，提高計(jì)算機(jī)可操作性所進(jìn)行的努力中產(chǎn)生的。這類研究是將仿真能力增加到控制模型中，提供對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程仿真的環(huán)境。這類研究是將仿真能力加入到生產(chǎn)計(jì)劃模型中，其目的是方便和快捷地評(píng)價(jià)多種生產(chǎn)計(jì)劃，檢驗(yàn)新工藝流程的可信度，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，資源的需求狀況 (包括購(gòu)置新設(shè)備、征詢盟友等 )，從而優(yōu)化制造環(huán)境的配置和生產(chǎn)的供給計(jì)劃。其主要目的是通過(guò)“制造仿真”來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝過(guò)程， 盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。 VM 可以分為以下幾個(gè)類別： (1)以設(shè)計(jì)為中心的 VM。 (3)在虛擬制造與現(xiàn)實(shí)制造的相互影響和作用過(guò)程中，可以全面改進(jìn)企業(yè)的組織管理工作，而且對(duì)正確做出決策有不可估量的作用。 虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用將從根本上改變現(xiàn)行的制造模式，對(duì)未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，它的重大作用主要表現(xiàn)為： (1)運(yùn)用軟件對(duì)制造系統(tǒng)中的五大要素 (人、組織管理、物流、信息流、能量流 )進(jìn)行全面仿真，使之達(dá)到了前所未有的高度集成，為先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提 供了更廣大的空間，同時(shí)也推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步。“層次”，指的是從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)到回收利用的各個(gè)階段、從車間級(jí)到執(zhí)行位置的各個(gè)等級(jí)、從物質(zhì)的轉(zhuǎn)換到信息的傳遞等各個(gè)方面?！斑\(yùn)行”，指的是利用上述環(huán)境進(jìn)行構(gòu)造 和操作特定的制造仿真。這里的“綜合”，指的是既有真實(shí)的，又有仿真的對(duì)象、活動(dòng)和過(guò)程，是一種混合的狀態(tài)。 虛擬制造 VM（ Virtual Manufacturing） 的應(yīng)用及發(fā)展 虛擬制造是一種新的制造技術(shù)，它以信息技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支持，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)或制造系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn)之前，就能使人體會(huì)或感受到未來(lái)產(chǎn)品的性能或者制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而可以作出前瞻性的決策與