【正文】 工作環(huán)境要求不是很高，因而對使用者在其維護、保養(yǎng)上都更為簡單。對于全國各地的需要，以個小件的運輸及存儲，這樣使銷售有靈活通暢。 在銷售環(huán)節(jié)上，由于五坐標(biāo)機床兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的結(jié)構(gòu)尺寸不大，這便于廠商的批量運輸。對于在設(shè)計時已考慮到結(jié)構(gòu)尺寸要求，這樣可以使生產(chǎn)中不需用較大型的設(shè)備。對關(guān)鍵性環(huán)節(jié)的設(shè)計，通過比較分析，以較高精度標(biāo)準(zhǔn)制造出來，這樣便可在整體上達到較高精度要求。第三章 兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)工作臺的用途及其功能設(shè)計 在生產(chǎn)制造過程中，多以標(biāo)準(zhǔn)件為選材，這樣既可使設(shè)計生產(chǎn)簡單易行，又可在各環(huán)節(jié)上都能滿足國家設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。 由此看出，數(shù)控轉(zhuǎn)臺的未來發(fā)展趨勢是：在規(guī)格上向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺；在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的承載能力；在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺。對數(shù)控及伺服控制系統(tǒng)的要求也較高。因為有兩個旋轉(zhuǎn)運動參與，其所形成的合成運動的空間軌跡非常復(fù)雜和抽象，一般難以想象和理解。一般工作臺不能設(shè)計太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。伺服系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)包括兩個方面，一是對系統(tǒng)基礎(chǔ)性能的要求，包括對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能兩方面的要求；二是對一般系統(tǒng)的要求，包括工作方式、可靠性、使用壽命、工作環(huán)境、外形、重量以及經(jīng)濟性等。由于對設(shè)備的要求越來越苛刻，因此也促使今后所設(shè)計生產(chǎn)的設(shè)備更加完善，更符合先進化要求。 再有，隨著回轉(zhuǎn)工作臺功能的不斷完備，人們對回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計和操作更多的開始考慮環(huán)保因素和使之更加人性化、系統(tǒng)化，并由此轉(zhuǎn)化成為一種設(shè)計思路，從而使設(shè)備在整體結(jié)構(gòu)上的配置更加細致、更加符合人們的需要。另外，通過數(shù)模轉(zhuǎn)化實現(xiàn)了電子電路控制功能，并且對數(shù)控技術(shù)的使用是相當(dāng)大的支持。伴隨著數(shù)學(xué)、控制理論、計算機、電子器件和液壓流體學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了液壓伺服系統(tǒng)，并作為一門應(yīng)用科學(xué)已經(jīng)發(fā)展成熟，形成自己的體系和一套行之有效的分析和設(shè)計方法。 此外，在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺應(yīng)用中還廣泛引進了液壓技術(shù)和電子設(shè)備，這樣便可在操作控制方面更容易實現(xiàn)。通過計算機設(shè)備的精確計算功能，可以使人們免去繁瑣的數(shù)據(jù)計算過程，并且能使加工結(jié)果更加可靠。還有，武漢重型機床廠為發(fā)電設(shè)備制造業(yè)提供了一大批重型關(guān)鍵加工設(shè)備，為上海電機廠的主機配備了數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，面積為48m，承重140t，這是國內(nèi)目前承重最大的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。主要生產(chǎn)各種型號的數(shù)控刀架、數(shù)控分度頭、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、數(shù)控自定心中心架、機械分度頭、機械轉(zhuǎn)臺等機床附件及多種數(shù)控專用機床。目前我國數(shù)控轉(zhuǎn)臺市場主要被大陸和臺灣地區(qū)的生產(chǎn)廠家所占領(lǐng)，少量高端產(chǎn)品由日本公司占領(lǐng)，國內(nèi)產(chǎn)品主要以中檔產(chǎn)品為主。市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展，CIMT99展會上，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床登上機床市場的舞臺。隨著機床復(fù)合化技術(shù)的新發(fā)展，在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，又很快生產(chǎn)出了能進行銑削加工的車銑中心。五軸數(shù)控加工中心可以在一次裝夾中完成工件的全部機械加工工序，滿足從粗加工到精加工的全部加工要求，即適用于單件小批量生產(chǎn)也適用于大批量生產(chǎn)，減少了加工時間和生產(chǎn)費用，提高了數(shù)控設(shè)備的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟性。為機床用戶提供高質(zhì)量、經(jīng)濟性的加工設(shè)備是機床生產(chǎn)企業(yè)在當(dāng)前和未來的發(fā)展目標(biāo)，只有通過增加生產(chǎn)能力和提高產(chǎn)品質(zhì)量才能達到這一目的。 近年來，用戶對金屬加工機床的技術(shù)要求越來越高，市場對機床生產(chǎn)廠家的壓力也越來越大。但一般工作臺不能設(shè)計太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。A軸和C軸與XYZ三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動，就可加工出復(fù)雜的空間曲面，當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。設(shè)置在床身上的工作臺可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至120度。如配置上五軸聯(lián)動的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對復(fù)雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適宜像汽車零部件、飛機結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。 加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心，立式加工中心（三軸）最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺，也只能完成工件的四面加工。因此，五坐標(biāo)加工又可以獲得比四坐標(biāo)加工更廣的工藝范圍和更好的加工效果，特別適宜于三維曲面零件的高效高質(zhì)量加工以及異型復(fù)雜零件的加工。 對于五坐標(biāo)機床，不管是哪種類型，它們具有兩個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)。 兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺，能作為一個功能部件，安裝在現(xiàn)有的立式或臥式加工中心上的工作臺上，使其成為五面體或五坐標(biāo)加工中心。第二章 文獻綜述 兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺作為五面體或五坐標(biāo)加工中心的主要組成部分，其性能和可靠性的高低對加工中心的加工效率有決定性的影響，作為高效機床的典型代表，各國機床設(shè)計者和使用者都已對此給與了高度重視。第七章是對五坐標(biāo)機床兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的技術(shù)經(jīng)濟性分析。第五章是對上轉(zhuǎn)臺的具體參數(shù)確定及結(jié)構(gòu)設(shè)計。第三章則說明了兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)工作臺的用途及技術(shù)性能特點。 在本設(shè)計論文中，第一章主要介紹論文選題及主要設(shè)計工作任務(wù)。在傳動方式上選用蝸桿傳動，這樣可以降低工作轉(zhuǎn)速并可承受一定載荷，同時所選蝸桿傳動還有自鎖功能，這樣可以減少一些其它零部件的使用，從而達到優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸的目的。另外，各傳動件間通過用脹緊套來聯(lián)接以減小間隙的產(chǎn)生。 從整體性考慮，其實現(xiàn)的主要功能是兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)運動，因此需要在水平方向和豎直方向上分別有主軸傳動。在了解其它一些機床的工作原理后，需要對兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的設(shè)計結(jié)構(gòu)加以整體性考慮，從而能較好地實現(xiàn)其主要功能，并能夠與其它機床配合使用。 五坐標(biāo)機床兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的設(shè)計，其主要功能是能夠?qū)崿F(xiàn)沿水平軸和豎直軸的回轉(zhuǎn)操作。對于經(jīng)濟性及空間性的考慮，如若設(shè)計出較大型的加工設(shè)備，雖然在功能上可以滿足需求，但對其可行性方面就會較差，由此，可以說要設(shè)計出一種即能盡可能有較完善的功能，又能讓設(shè)計者和使用者都對其接受，這就是五坐標(biāo)機床用兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)聯(lián)動工作臺的設(shè)計任務(wù)要求。但能夠?qū)崿F(xiàn)多方位可旋轉(zhuǎn)式加工并不多見，這樣就不易實現(xiàn)一次性成形加工的操作。目錄第一章 前言 …………………………………………………………………………… 1第二章 文獻綜述 ……………………………………………………………………… 1第三章 兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)工作臺的用途及其功能設(shè)計 …………………………………… 3第四章 兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)工作臺的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………… 4第五章 兩坐標(biāo)回轉(zhuǎn)工作臺的主要傳動部件及電機的選擇 ………………………… 5 主要傳動部件的選擇 ………………………………………………………… 5 電機的選擇 …………………………………………………………………… 5 聯(lián)軸器的選擇 ………………………………………………………………… 5 主傳動件間聯(lián)接的選擇 ……………………………………………………… 6 與上工作臺中心軸聯(lián)接的軸承的選擇 ……………………………………… 7第六章 主要零件的材料選用及其幾何尺寸的計算 ………………………………… 7 上回轉(zhuǎn)臺中蝸桿傳動的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ………………………… 7 上回轉(zhuǎn)臺蝸桿傳動的初步效率計算 ………………………………………… 7 選擇蝸桿傳動類型 …………………………………………………………… 8 材料選擇 ……………………………………………………………………… 8 按齒面接觸疲勞強度進行尺寸設(shè)計 ………………………………………… 8 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 ………………………………………… 9 校核齒根彎曲疲勞強度 ……………………………………………………… 9 上回轉(zhuǎn)臺中主軸與軸承的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ……………………… 11 初步確定軸的最小直徑 ……………………………………………………… 11 與上主軸聯(lián)接軸承的參數(shù)確定和幾何尺寸計算 …………………………… 12 聯(lián)接上主軸與工作臺面的脹緊套的尺寸選擇 ……………………………… 12 下回轉(zhuǎn)臺中蝸桿傳動的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ………………………… 13 下回轉(zhuǎn)臺蝸桿傳動的初步效率計算 ………………………………………… 13 選擇蝸桿傳動類型 …………………………………………………………… 13 材料選擇 ……………………………………………………………………… 13 按齒面接觸疲勞強度進行尺寸設(shè)計 ………………………………………… 13 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 ………………………………………… 15 校核齒根彎曲疲勞強度 ……………………………………………………… 15 下回轉(zhuǎn)臺中主軸與軸承的參數(shù)確定及幾何尺寸計算 ……………………… 17 初步確定軸的最小直徑 ……………………………………………………… 17 與下主軸聯(lián)接軸承的參數(shù)確定和幾何尺寸計算 …………………………… 17 聯(lián)接下主軸與工作臺面的脹緊套的尺寸選擇 ……………………………… 18第六章 技術(shù)經(jīng)濟分析 ………………………………………………………………… 19第七章 結(jié)束語 ………………………………………………………………………… 20參考文獻 ………………………………………………………………………………… 22第一章 前言 在機械加工行業(yè)有許多種加工方法，其中，機床加工可以算是占到主要部分。目前我國機床有多種類型，其功能各異，對于工件的加工起到了便捷的作用。因此，要使加工成形效率更高，就需要設(shè)計出能夠完成多軸移動可回轉(zhuǎn)式的加工設(shè)備。由于其只作為機床的附件而被設(shè)計使用，這既可使之實現(xiàn)可回轉(zhuǎn)性功能，又不至使結(jié)構(gòu)尺寸過于龐大，因而能很好的滿足人們的需要，并具有較好的可操作性。因為其可與其它機床配合使用，所以要有較好的精度要求和較合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸。 綜上所述，要完成其