【正文】 氏六號(hào)，可以加工直線、錐度、球面、螺紋罩等，功能齊全、精度可靠、操作方便。數(shù)控機(jī)床的擁有量及其性能水平的高低，是衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。人是一切事業(yè)成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才 ”，建立學(xué)習(xí)型企業(yè)，樹立企業(yè)文化，加速培育新人，培訓(xùn)在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術(shù)講座、訓(xùn)練班和專題討論會(huì)，甚至聘請外國專家、顧問等，盡力提高數(shù)控。在步驟措施上，必第一章 緒論7須使國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)先進(jìn)、可靠，狠抓產(chǎn)品質(zhì)量與配套件過關(guān)，打好技術(shù)基礎(chǔ)。在方針政策上，應(yīng)講究科學(xué)精神、經(jīng)濟(jì)實(shí)效，以切實(shí)提高生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率為原則。建議切實(shí)做好以下幾點(diǎn)： 中國廠多人眾，極需正確的方針、政策對數(shù)控車床的發(fā)展進(jìn)行有力的指引。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法” 、 “機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。 在 20 余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。在1958～1979 年間為第一階段，從 1979 年至今為第二階段。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展由此可見，現(xiàn)代數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅限于只滿足原有的基本要求，第一章 緒論6還要綜合考慮現(xiàn)代制造對機(jī)床的整體要求，如制造控制、過程控制以及物料傳送，以縮短產(chǎn)品的加工時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、制造時(shí)間，以最大限度的提高生產(chǎn)率。CNC 單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。該機(jī)床還配置有強(qiáng)動(dòng)力刀架和副主軸。寶雞機(jī)床廠已經(jīng)研制成功的 CX25Y 數(shù)控車銑復(fù)合中心，該機(jī)床同時(shí)具有X、Z 軸以及 C 軸和 Y 軸。 功能復(fù)合化的目的是進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時(shí)間減至最少。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到 10000r/min 以上，它融合了尖端的高速精密軸承、潤滑技術(shù)、冷卻技術(shù)、高速變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，是技術(shù)含量很高的機(jī)電一體化產(chǎn)品。⑴高速主軸單元 為了適應(yīng)數(shù)控加工高速化的發(fā)展，目前越來越多的高速數(shù)控車床采用了電主軸。變速多采用齒輪副來實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)的無級(jí)變速配合變速機(jī)構(gòu)可確保主軸的功率、轉(zhuǎn)矩要求，滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出，特別是保證低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩和擴(kuò)大恒功率的調(diào)速范圍。所以這種變速方式多用于小型或高速數(shù)控機(jī)床。 目前，交流、直流主軸電動(dòng)機(jī)的恒功率轉(zhuǎn)速范圍一般只有 24，而恒轉(zhuǎn)矩范圍則達(dá) 100 以上；許多大、中型機(jī)床的主軸要求有更寬的恒功率轉(zhuǎn)速范圍。⑵采用定比傳動(dòng) 主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)定比傳動(dòng)給主軸。這種傳動(dòng)的特點(diǎn)是主軸轉(zhuǎn)速的變化、輸出轉(zhuǎn)矩與主軸的特性完全一致。 ⑴電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng) 主軸電動(dòng)機(jī)與主軸通過聯(lián)軸器直接連接，或采用內(nèi)裝式主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 與普通車床相比，數(shù)控車床的主傳動(dòng)采用交、直主軸調(diào)速電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍大，并可無級(jí)調(diào)速，使主軸結(jié)構(gòu)大為簡化。無級(jí)變速形式可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)改變轉(zhuǎn)速，以便得到滿足加工要求的最佳轉(zhuǎn)速，能在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，便于自動(dòng)變速。第一章 緒論4 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的方式 機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)可分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無級(jí)變速傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)、主軸及傳動(dòng)部件都是熱源，低溫升、小變形是對主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的重要指標(biāo)；主軸要較高的旋轉(zhuǎn)精度與運(yùn)動(dòng)精度；主軸軸頸尺寸、軸承類型及裝配方式，軸承預(yù)緊量大小、主軸組件的質(zhì)量分布是否均勻及主軸組件的阻尼對主軸組件的靜剛度和抗振性都會(huì)產(chǎn)生影響；主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之保持良好的精度；軸承處還要有良好的潤滑。傳遞動(dòng)力要求 主電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能提供和傳遞足夠的功率和轉(zhuǎn)速，具有較高的傳遞效率。如機(jī)床主軸有足夠的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，不僅有低速大轉(zhuǎn)矩功能而且還要有較高的轉(zhuǎn)速。數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)與主軸組件，與普通機(jī)床相比，變速功能絕大部分由主軸電機(jī)的無級(jí)調(diào)速來承擔(dān)，省去了繁雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，有些只有兩極或三級(jí)齒輪變速機(jī)構(gòu)系統(tǒng)用以擴(kuò)大電機(jī)無級(jí)調(diào)速的范圍 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床作為高自動(dòng)化的機(jī)電一體化設(shè)備，其主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般應(yīng)滿足以下基本要求。目錄數(shù)控車床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 .......................................................... Ⅰ目 錄 .......................................................... Ⅱ第一章 緒論 ..................................................... 1 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 ................................... 1 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)方式 ..................................... 1 國內(nèi)外數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展 .............................. 2 設(shè)數(shù)控車床發(fā)展總趨勢................................. 2 確中國數(shù)控車床發(fā)展的主要問題 .............. .......... 4第二章 變速主傳動(dòng)系統(tǒng)法案的制定 ................................. 6 主 傳 動(dòng) 技 術(shù) 指 標(biāo) 的 制 定 ................................... 7 動(dòng)力參數(shù)的確定計(jì)的數(shù)................................... 7 主運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍的確定................................. 8 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定................................... 9 變 速 主 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) .................................. 10 確定傳動(dòng)方案........................................... 10 轉(zhuǎn)速圖的擬定........................................ 11 擬定傳動(dòng)變速系統(tǒng)圖.................................. 12第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) ....................................... 15 傳 動(dòng) 皮 帶 的 設(shè) 計(jì) 與 選 定 .................................. 15 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)......................................... 15目錄 帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)......................................... 16 齒 輪 的 設(shè) 計(jì) 與 校 核 ....................................... 17 各傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力計(jì)算....................................17 齒輪副 32/76 齒輪的設(shè)計(jì)與校核........................... 19 齒輪副 30/54 齒輪的設(shè)計(jì)與校核............................23 齒輪副 54/54 齒輪的設(shè)計(jì)與校核............................26 傳 動(dòng) 軸 的 設(shè) 計(jì) 與 校 核 .................................... 30 傳動(dòng)軸 I 的設(shè)計(jì)與校核................................... 30 軸 II 的設(shè)計(jì)與校核..................................... 33第四章 主軸組件的設(shè)計(jì)與校核 ..................................... 35 主 軸 的 要 求 ............................................. 35 主 軸 軸 承 選 擇 .......................................... 36 主 軸 的 設(shè) 計(jì) 與 校 核 ...................................... 36第五章 主軸驅(qū)動(dòng)與控制 ........................................... 39 主 軸 轉(zhuǎn) 速 的 自 動(dòng) 變 換 .................................... 39 齒 輪 有 級(jí) 變 速 變 擋 裝 置 ................................. 40 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 與 軸 向 進(jìn) 給 的 同 步 控 制 .......................... 40 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 與 徑 向 進(jìn) 給 的 同 步 控 制 .......................... 40第六章總結(jié)與展望 ................................................ 41第一章 緒論3第一章 緒論數(shù)控車床利用數(shù)字化的信息對車床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制，是一種可編程的通用加工設(shè)備，能自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，所以特別適合加工形狀復(fù)雜的軸類和盤套類零件。與通用機(jī)床和專用機(jī)床相比，數(shù)控車床具有加工靈活、通用性強(qiáng)、能適應(yīng)產(chǎn)品的品種和規(guī)格頻繁變化的特點(diǎn)，能夠滿足新產(chǎn)品的開發(fā)和多品種、小批量、生產(chǎn)自動(dòng)化的要求，是一種柔性的、高性能的自動(dòng)化車床，代表了現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。使用性能要求高 首先應(yīng)滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性。傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，操作方便靈活、迅速、安全可靠。工作性能要求 主傳動(dòng)中所有零部件要有足夠的剛度、精度、和抗振性、熱變形特性穩(wěn)定，才能保證加工零件有較高的質(zhì)量。此外，還要求主創(chuàng)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于調(diào)整與維修；工藝性好，便于加工與裝配；防護(hù)性好；使用壽命長。分級(jí)變速傳動(dòng)是在一定范圍能均勻的、離散地分布著有限級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速，主要用于普通機(jī)床。數(shù)控車床得主傳動(dòng)系統(tǒng)通常采用無級(jí)變速。為了適應(yīng)不同的加工需求數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)有以下三種方式。采用直接驅(qū)動(dòng)可大大簡化主軸箱結(jié)構(gòu)，能有效地提高主軸剛度。但因主軸的功率和轉(zhuǎn)矩特性直接決定主軸電機(jī)的性能，因而這種變速傳動(dòng)的應(yīng)用受到一定限制。 定比傳動(dòng)可采用帶傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)方式在一定程度上能滿足主軸功率和轉(zhuǎn)矩的要求，但其變速范圍仍和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍相同。很明顯，這種情況下主軸電動(dòng)機(jī)的功率特性和機(jī)床主軸的要求不匹配:調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率范圍遠(yuǎn)小于主軸要求的恒功率變速范圍。 ⑶采用分檔變速方式 采用這種變速方式主要是為了解決主軸電動(dòng)機(jī)的功率特性和機(jī)床主軸功率特性不匹配。⑷用兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)主軸 上述兩種方式的混合傳動(dòng)，高速時(shí)帶輪直接驅(qū)動(dòng)主軸，低速時(shí)另一個(gè)電機(jī)通過齒輪減速后驅(qū)動(dòng)主軸 國內(nèi)外數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展 . 數(shù)控車床發(fā)展總趨勢近年來，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)也呈現(xiàn)出第一章 緒論5一些新的發(fā)展趨勢，如主軸轉(zhuǎn)速的高速化、功能結(jié)構(gòu)的復(fù)合化、柔性化。電主軸又稱內(nèi)置式電動(dòng)機(jī)主軸單元，就是將高速的主軸電動(dòng)機(jī)置于主軸內(nèi)部，通過交流變頻控制系統(tǒng)，使主軸獲得所需的工作轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)、主軸的一體化功能；取消了皮帶、帶輪和齒輪等環(huán)節(jié)，大大減少了主傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了主軸動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和工作精度，徹底解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)皮帶和帶輪等傳動(dòng)的振動(dòng)和噪聲問題；可精確實(shí)現(xiàn)主軸的定位和軸傳動(dòng)功能。⑵功能復(fù)合化、柔性化隨著數(shù)控車床對加工對象的適應(yīng)性的不斷提高，數(shù)控車床（特別適合主傳動(dòng)系統(tǒng)）的設(shè)計(jì)發(fā)生了很大變化，并向著功能復(fù)合化和系統(tǒng)柔性化的方向發(fā)展。通過功能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大車床的使用范圍、提高效率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺(tái)數(shù)控車床既可以實(shí)現(xiàn)車削功能，也可以實(shí)現(xiàn)銑削加工 。通過 C 軸和 Y 軸，可以實(shí)現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過數(shù)控系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。數(shù)控車床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造