【正文】 存在?；剞D(zhuǎn)中心線的空間位置，每一瞬間都是變化的，這些瞬間回轉(zhuǎn)中心線的平均空單位轉(zhuǎn)移不為理想回轉(zhuǎn)中心線。 主軸組件的設(shè)計(jì)要求1. 回轉(zhuǎn)精度 主軸組件的回轉(zhuǎn)精度,是指主軸的回轉(zhuǎn)精度。（14496）/314=。（d2d1）/a=180。12. 帶寬bs: bs≥ 查表取Kz=, Fa=20N/mm （式45）Fc=mbV2=103 =所以 bs≥㎜選取bs=40㎜13. 作用與軸上的力Fr：Fr= （式46）14. 小帶輪最小包角ɑ：α≈180186。4. 節(jié)圓直徑d1:d1==96㎜ 5. 大帶輪齒數(shù)z2與直徑：z2=iz1=366. 大帶輪直徑d2=id1=96=144㎜ 7. 帶的速度V:V==， (式41)由表查得[13]Vmax=35～40 VVmax 所以合格?！↓X根厚S=。[13] 參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容主要是：齒形帶的模數(shù)、齒數(shù)、和寬度的結(jié)構(gòu)和尺寸，傳動(dòng)中心距，作用在軸上載荷以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。[13] 材料選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用聚氨酯同步帶，由帶背、帶齒、抗拉層三部分組成。主要缺點(diǎn)是制造、安裝精度要求較高、成本高。則傳動(dòng)的總效率為η=η1η2=[1]， 所以電動(dòng)機(jī)所需的功率為Pd=Pw/η=[1]電動(dòng)機(jī)傳速的選擇:此次設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)必須有額定轉(zhuǎn)速1500r/min,最高轉(zhuǎn)速必須達(dá)到4000r/min.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選?。焊鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)中選取蘭州電機(jī)廠生產(chǎn)的1PH51674CF4型號(hào)交流主軸電動(dòng)機(jī)。[4]第三章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取正確選擇電動(dòng)機(jī)的類型、型號(hào)及容量是機(jī)床設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題之一，它直接影響著機(jī)床的結(jié)構(gòu)和壽命，選擇時(shí)要根據(jù)機(jī)床的功能要求，所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，工作狀況等全面考慮，然后選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式及容量。我們把機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)與一般工業(yè)的驅(qū)動(dòng)相比較，便可知機(jī)床要求其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有較高的速度精度和動(dòng)態(tài)剛度，而且要求具有能連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)距能力和非常寬的恒功率運(yùn)動(dòng)范圍。在低于額定轉(zhuǎn)速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，高于額定轉(zhuǎn)矩時(shí)為恒功率輸出。3. 由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)這種主傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度。（5） 修保養(yǎng)方便，不需要潤(rùn)滑。（3） 傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，噪聲小。與一般帶傳動(dòng)相比，同步帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）無(wú)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確。帶的工作面及帶輪外圓上均制成齒形，通過(guò)帶輪與輪齒相嵌合，做無(wú)滑動(dòng)的嚙合傳動(dòng)。2. 通過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)主要應(yīng)用在中小數(shù)控機(jī)床上，可以避免齒輪傳動(dòng)時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，但它只能適用于低扭矩特性要求的主軸。它通過(guò)少數(shù)幾對(duì)齒輪進(jìn)行降速，使之能夠分段變速，確保低速時(shí)擁有足夠的扭矩，以滿足主軸輸出扭矩特性。大多數(shù)的數(shù)控銑床是用無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)控制的。[6] 數(shù)控銑床主傳動(dòng)的配置方式數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)要求有較大的調(diào)速范圍，以保證進(jìn)行加工時(shí)能選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)效率、加工精度和表面質(zhì)量。5. 主軸組件的耐磨性 主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之能夠長(zhǎng)期保持要求的準(zhǔn)確精度。4. 主軸的靜剛度和抗振性由于數(shù)控機(jī)床的加工精度比較高，主軸的轉(zhuǎn)速又很高。3. 旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度（1）主軸的旋轉(zhuǎn)精度:是指裝配后，在無(wú)載荷，低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，測(cè)量主軸前端和300mm處的徑向和軸向跳動(dòng)值。2. 熱變形：電動(dòng)機(jī)、主軸及傳動(dòng)件都有熱源。省去了繁雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，還有一些數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中還存在二級(jí)或三級(jí)齒輪變速機(jī)構(gòu)用以擴(kuò)大主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)變速的范圍。[20]第二章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件。（5） 可靠性最大化數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)。（3） 智能化。（1） 高速度、高精度。（7） 生產(chǎn)效率高。（5） 具有高度柔性，適用性強(qiáng)。（3） 工藝復(fù)合化和功能集成化。（1） 自動(dòng)化程度高。按控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)可分為幾軸聯(lián)動(dòng)等多種數(shù)控機(jī)床；按數(shù)控機(jī)床功能多少可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和全功能型數(shù)控機(jī)床等。（3） 半閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床大多數(shù)數(shù)控機(jī)床是半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，這類系統(tǒng)介于開(kāi)環(huán)和閉環(huán)之間，精度沒(méi)有閉環(huán)高，調(diào)試卻比閉環(huán)方便，因而得到了廣泛的應(yīng)用。但由于該系統(tǒng)受進(jìn)給絲杠的拉壓剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、摩擦阻尼特性和間隙等非線性因素的影響，給調(diào)試工作造成較大的困難。這類控制系統(tǒng)，因?yàn)榘褭C(jī)床工作臺(tái)納入位置控制環(huán)，故稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。這類機(jī)床較為經(jīng)濟(jì)，但加工速度和加工精度較低。最典型的系統(tǒng)就是采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的伺服系統(tǒng)。（1） 開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床是一種不叫原始的數(shù)控機(jī)床。2 按運(yùn)動(dòng)方式劃分按運(yùn)動(dòng)方式即刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，數(shù)控機(jī)床可分為：點(diǎn)位控制、直線控制和輪廓控制。(5)刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置(Autormatic Tools Changer, 簡(jiǎn)稱 ATC)(6)自動(dòng)托盤(pán)交換裝置（Autormatic Pallet Changer，簡(jiǎn)稱 APC）機(jī)床基礎(chǔ)件或稱機(jī)床大件，通常是指床身(或底座)、立柱、滑座和工作臺(tái)等，它是整臺(tái)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架。(3)實(shí)現(xiàn)共建回轉(zhuǎn)、定位的裝置和附件。3 機(jī)械系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)，除機(jī)床基礎(chǔ)件意外，有下列各部分組成:(1)主軸部件：包括主軸電動(dòng)機(jī)和主軸傳動(dòng)系統(tǒng)。用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和株洲伺服控制。 數(shù)控系統(tǒng)通常是一臺(tái)帶有專門系統(tǒng)軟件的專用微型計(jì)算機(jī)。 數(shù)控機(jī)床的組成與分類一 數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床的種類很多，但是任何一種數(shù)控機(jī)床都主要由數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成。數(shù)控加工就是用數(shù)控機(jī)床加工零件的方法。在硬件方面，它經(jīng)歷了電子管、晶體管、小規(guī)模集成電路、微處理機(jī)到當(dāng)前PC結(jié)構(gòu)的五代發(fā)展；在體系結(jié)構(gòu)上，經(jīng)歷了硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC）、計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）、到目前的PC數(shù)控（PCNC）三個(gè)階段。（2） 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng) （NC System）就是上訴定義中所指的那種程序控制系統(tǒng)，它是邏輯地處理駛?cè)氲较到y(tǒng)中具有特定代碼的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床運(yùn)行并加工零件。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。定義中的“機(jī)床”，不僅指金屬切削機(jī)床，還包括其他各類機(jī)床，如線切割機(jī)床等。數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透行程的機(jī)電一體化鏟平，即所謂的數(shù)字化裝備。在我國(guó)的數(shù)控銑床設(shè)備生產(chǎn)行業(yè)中，由于缺乏切割理論研究與生產(chǎn)實(shí)踐相轉(zhuǎn)換的機(jī)制，因此新技術(shù)運(yùn)用不廣、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度不快，制約了數(shù)控銑床技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和運(yùn)用。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。2 數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代，而這也日益完善了數(shù)控銑床的高精、高速、高效功能。相較而言，仿形切割機(jī)每年銷售幾千臺(tái)，半自動(dòng)切割機(jī)每年銷售達(dá)上萬(wàn)臺(tái)。目前，我國(guó)金屬加工行業(yè)使用的數(shù)控銑床是以火焰和普通等離子切割機(jī)為主，但純火焰切割，已不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，該類切割機(jī)可滿足不同材料、不同厚度的金屬板材的下料以及金屬零件的加工的需要，因此需求量將會(huì)越來(lái)越大，但與國(guó)外的差距仍極為明顯，主要表現(xiàn)為：發(fā)達(dá)國(guó)家金屬加工行業(yè)90%為數(shù)控切割機(jī)下料，僅10%為手工下料；而我國(guó)數(shù)控切割機(jī)下料僅占下料總量的10%，其中數(shù)控銑床下料所占比例更小。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的蓬勃發(fā)展以及以焊代鑄趨勢(shì)的加速，數(shù)控銑床的優(yōu)勢(shì)正在逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。上述3種切割方式，相對(duì)于數(shù)控切割來(lái)說(shuō)由于設(shè)備成本較低、操作簡(jiǎn)單，所以在我國(guó)的中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。用仿形機(jī)下料，雖可大大提高下料工件的質(zhì)量，但必須預(yù)先加工與工件相適應(yīng)的靠模，不適于單件、小批量和大工件下料。與其他切割方式比較而言，手工下料隨意性大、靈活方便，并且不需要專用配套下料設(shè)備。能夠代表數(shù)控銑床技術(shù)最高水平的廠家主要集中在德國(guó)，目前，國(guó)外已有廠家在龍門式切割機(jī)上安裝一個(gè)專用切割機(jī)械手，開(kāi)發(fā)出五軸控制系統(tǒng)的龍門式專用切割工具，該系統(tǒng)可以在空間切割出各種軌跡，利用特殊的跟蹤探頭，在切割過(guò)程中控制切割運(yùn)行軌跡。1 國(guó)外數(shù)控銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)國(guó)外數(shù)控銑床的生產(chǎn)廠家主要集中在德國(guó)、美國(guó)和日本。而精細(xì)等離子切割技術(shù)在材料的切割表面質(zhì)量方面已接近了激光切割的質(zhì)量，但成本卻遠(yuǎn)低于激光切割。目 錄緒論 1第一章 數(shù)控加工技術(shù)概論 3 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控加工的基本概念 3 數(shù)控機(jī)床的組成與分類 4 6第二章 數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng) 7 數(shù)控機(jī)床對(duì)主傳動(dòng)的要求 7 數(shù)控銑床主傳動(dòng)的配置方式 7第三章 主軸電動(dòng)機(jī)的選取 10第四章 同步帶傳動(dòng) 11 材料選擇 11 參數(shù)計(jì)算 11第五章 主軸組件的設(shè)計(jì) 14 主軸組件的設(shè)計(jì)要求 14 主軸材料的選擇及尺寸、參數(shù)的計(jì)算 16 主軸傳動(dòng)裝置箱體的作用 20 主軸箱體的截面形狀和壁厚計(jì)算 20第六章 主軸軸承的選擇 21 軸承的選擇和軸承的精度 21 軸承預(yù)緊力的要求 22 主軸軸承的潤(rùn)滑與密封 23 軸承壽命校核 24第七章 聯(lián)接鍵的選擇和碟形彈簧的選擇與計(jì)算 25 25 2厚度和脫碳 2表面強(qiáng)化處理和防腐處理 26第八章 螺釘聯(lián)接的設(shè)計(jì) 28第九章 液壓缸與密封件的設(shè)計(jì) 30 31 31 31 密封件的作用及其意義 32 密封的分類及密封件的材料要求 32 33結(jié) 論 34致 謝 35參考文獻(xiàn) 36附錄 37緒論在工業(yè)生產(chǎn)中，金屬熱切割一般有氣割、等離子切割、數(shù)控銑床等。其中數(shù)控銑床與氣割相比，其切割范圍更廣、效率更高。因此，數(shù)控銑床自20世紀(jì)50年代中期在美國(guó)研制成功以來(lái)，得到迅速發(fā)展。從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，其發(fā)展經(jīng)歷了十字架型（輕型）、門型（小型）、龍門型（大型）3個(gè)階段，相應(yīng)的型號(hào)種類繁多。我國(guó)工廠的板材下料中應(yīng)用最為普遍的是數(shù)控銑床和等離子切割，所用的設(shè)備包括手工下料、仿形機(jī)下料、半自動(dòng)切割機(jī)下料及數(shù)控切割機(jī)下料等。但手工切割下料的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，其割縫質(zhì)量差、尺寸誤差大、材料浪費(fèi)大、后道加工工序的工作量大，同時(shí)勞動(dòng)條件惡劣。半自動(dòng)切割機(jī)雖然降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，但其功能簡(jiǎn)單，只適合一種形狀的切割。數(shù)控銑床不僅使板材利用率大幅度提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到改進(jìn)，而且改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境，勞動(dòng)效率進(jìn)一步提高。我國(guó)數(shù)控銑床每年市場(chǎng)需求量約在400~500臺(tái)之間。由此可見(jiàn)，我國(guó)數(shù)控切割市場(chǎng)，尤其是數(shù)控銑床市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?。代表世界先進(jìn)水平的歐洲、美國(guó)、日本的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商利用工控機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)控系統(tǒng)具有開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。近幾年來(lái)，由于對(duì)切割質(zhì)量、勞動(dòng)環(huán)境等的要求越來(lái)越高，其相應(yīng)產(chǎn)品在我國(guó)的市場(chǎng)需求量也逐年上升。第一章 數(shù)控加工技術(shù)概論 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控加工的基本概念一 數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)是本世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的機(jī)床控制技術(shù)，是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)。 (1)數(shù)控與數(shù)控機(jī)床數(shù)字控制 （Numerical Control，簡(jiǎn)稱NC）,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定義為：“是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法”。數(shù)控機(jī)床 （Numerical Control Machine Tools）是技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工裝備。國(guó)際信息處理聯(lián)盟 （Internaional Federation of Information Proceccing，簡(jiǎn)稱 IFIP）第五技術(shù)委員會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床作了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼和其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。數(shù)控系統(tǒng)在本質(zhì)上是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。[9]二 數(shù)控加工數(shù)控加工技術(shù)是20世紀(jì)40年代后期為適應(yīng)加工復(fù)雜外形零件而發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)化加工技術(shù)。數(shù)控加工是伴隨數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來(lái)的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們長(zhǎng)期從事數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。1 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，是數(shù)控機(jī)床的“指揮系統(tǒng)”。2 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)（或稱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)）是數(shù)控機(jī)床的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是由驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行兩大部分組成。它接受數(shù)控裝置的指令信息，并按指令信息的要求控制執(zhí)行部件的進(jìn)給熟讀、方向和位移。(2)進(jìn)給系統(tǒng)：包括進(jìn)給執(zhí)行電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)。(4)實(shí)現(xiàn)某些部件動(dòng)作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置。[9]二 數(shù)控機(jī)床的分類1 按工藝用途分按照工藝的不同，數(shù)控機(jī)床可分為數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控沖床、數(shù)控剪床、數(shù)控液壓機(jī)等各種工藝用途的數(shù)控機(jī)床。3 按伺服系統(tǒng)類型劃分按伺服系統(tǒng)類型的不同，數(shù)控機(jī)床可分為：開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)時(shí)空機(jī)床。這類機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)將零件的程序處理后，輸出數(shù)據(jù)指令給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有來(lái)自位置傳感器的反饋信號(hào)。這類系統(tǒng)的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去以后，實(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來(lái)，所以稱為開(kāi)環(huán)控制。（2） 閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床帶有檢測(cè)裝置，直接對(duì)工作臺(tái)的位移量進(jìn)行檢測(cè)。該系統(tǒng)可以消除包括工作臺(tái)傳動(dòng)鏈在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)誤差，因而定位精度高、調(diào)節(jié)速度快。由于閉環(huán)伺服系統(tǒng)復(fù)雜和成本高，故適用于精度要求很高的數(shù)控機(jī)