【正文】 圖 33 角接觸球軸承面對(duì)面安裝 軸承型號(hào) : 1 9 9 4292 TGB DFAC 7 0 0 7 (2)計(jì)算軸承的壽命 所謂軸承 的壽命 ,是指軸承中任一滾動(dòng)體或內(nèi) ,外圈輥道上出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)速下工作的小時(shí)數(shù) .滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算的目的是防止軸承在預(yù)期工作時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生點(diǎn)蝕破壞 ,其壽命與所受載荷的大小有關(guān) ,作用載荷越大 ,引起的接觸應(yīng)力也就越大 ,因而在發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)也就越少 ,即軸承的壽命越短 . 圖 34 滾動(dòng)軸承的疲勞曲線 軸承的壽命 : )(6010 6 PCfnL th ? 畢業(yè)論文 15 C 基本額定動(dòng)載荷 P 當(dāng)量動(dòng) 載荷 n 軸承轉(zhuǎn)速 tf 溫度系數(shù) ? 壽命指數(shù) ,球軸承 3?? ； 滾子軸承 310?? 對(duì)角接觸球軸承 ,其徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為 : ) ( 3 5 1 0 . 6 NYFXFP AR??????? X 軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y 徑向動(dòng)載荷系數(shù) RF 軸承所承受的徑向載荷 AF 軸承所承受的軸向載荷 由于軸承工作時(shí)的溫度低于 120 C0 ,查表的溫度系數(shù) tf =3 軸承成對(duì)安裝故 (KN ) r39。 計(jì)算彎矩 MCB = 2)2( BB TM ? =942100 N㎜ 22 CVCHC MMM ??? = N 提高軸剛度的一些措施： 加大軸的直徑，適當(dāng)減少軸的跨度或增加第三支承，重新安排齒輪在軸上的位置改變軸的布置方位等。 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖在 xz 平面內(nèi)： F 1F 2R 2 R 1 圖 32 軸計(jì)算簡(jiǎn)圖 圓軸： d idi?? 慣性矩： I= 644id? 矩形花鍵軸： d1= 2dD? ?id 6442? 慣性矩： 64 ))((624 dDdDzdI ???? ? 軸的分解和變形合成： 對(duì)于復(fù)雜受力的變形，先將受力分解為三個(gè)垂直面上的分力，應(yīng)用彎曲變形公式求出所求截面的兩個(gè)垂直平面的 ? 和 y。 （ 4）主軸的剛度驗(yàn)算 軸的變形和允許值 軸上裝齒輪和軸承處的繞度和傾角（ y 和 ? ）應(yīng)該小于彎曲變形的許用值?? ???和y 即 y ??y? ?? ??? 表 33 繞度和傾角（ y和 ? ）應(yīng)該小于彎曲變形的許用值 ?? ???和y 軸的類型 ??y （ mm） 變形部位 ???（ rad） 一般傳動(dòng)軸 ~ 裝向心軸承處 剛度的要求較高 裝齒輪處 畢業(yè)論文 10 安裝齒輪軸 （ ~） m 裝單列圓錐滾子軸承 其中： L 表跨距， m 表模數(shù) 軸的變形計(jì)算公式 計(jì)算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的繞度 y 及傾角 ? 時(shí)，一般常將軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁。為了方便加工，取內(nèi)孔徑 d=28mm 主軸材料的選擇主要根據(jù)剛度、載荷特點(diǎn)、耐磨性和熱處理變形大小等因素確定。 . 主軸內(nèi)孔直徑 ∵ 4444400 1)(164/ 64/)( ??? ??????? DdD dDIIKK 其中 0K ， 0I 空心主軸的剛度和截面慣性矩 K, I 實(shí)心 主軸的剛度和截面慣性矩 當(dāng)主軸孔徑與主軸直徑之比小于 時(shí)空心主軸的剛度幾乎與實(shí)心主軸的剛度相當(dāng)，大于 時(shí)空心主軸的剛度就急劇下降。主軸孔徑越大，機(jī)床是使用范圍越廣，同時(shí)主軸部件的重量也越輕?；讫X輪在一對(duì)齒輪徹底脫開(kāi)后，下一對(duì)才能進(jìn)行 嚙合，并且留有12mm 間隙的實(shí)際需要的基礎(chǔ)上，據(jù)結(jié)構(gòu)要求確定。 若 L 實(shí) 〉 L0時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)主軸剛度；反之， L 實(shí) L0時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)軸承剛度。 〉 初步確定時(shí)可取 a=D1。 表 32 主軸 懸伸量與前軸頸直徑之比 機(jī)床和主軸的類型 α /D 通用和精密車床，自動(dòng)車床和短主軸端銑床，用滾動(dòng)軸承支承，適用于高精度和普通精度要求 中等長(zhǎng)度和較長(zhǎng)主軸端的車床和銑床，懸申不太長(zhǎng)（不是細(xì)長(zhǎng)）的精密鏜床和內(nèi)圓磨床，用滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承支撐，適用于絕大部普通生產(chǎn)的要求。根據(jù)情況我們選 D2=80mm 主軸前端面到前支撐徑向支反力作用點(diǎn)之間的距離為主軸懸伸量，減小懸伸量對(duì)提高主軸組件的剛度與抗振性有明顯效果。一般車、銑床主軸后軸頸的直徑 D2=(~)D1， D1 為前軸頸尺寸。 主軸前軸頸尺寸應(yīng)按所傳遞的功率確定，初選時(shí)可參照下表初定。根據(jù)主軸功率 。 （ 1）主軸直徑 主軸直徑越大，其剛度越強(qiáng)，但使得軸承和軸上的其他零件的尺寸相應(yīng)增大。主軸外圓柱面上有前后支承軸承的配合面。其前端有 7： 24 錐孔，用于裝錐柄刀具，并有自動(dòng)定心作用，通過(guò)摩擦將刀柄夾緊于主軸的端部，大錐度既利于定心，也便于松夾。它的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀、制造精度、材料及其熱處理，對(duì)主軸箱的工作性能有很大的影響。裝配拉釘時(shí)要注意清理拉釘與刀柄的表面，防止夾雜鐵屑雜物。加工中心刀柄有 ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）、 GB（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）、 MAS（日本標(biāo)準(zhǔn)）、ANSI（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）、 DIN（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）等多種標(biāo)準(zhǔn)和 2 4 50、 60等規(guī)格。松開(kāi)刀柄時(shí)（圖 371b），液壓缸推桿推動(dòng)拉桿 6 克服碟形彈簧 5 的彈力下移，彈性卡爪 4 被推到主軸內(nèi)孔大孔徑處，并被拉桿 6 下端 槽部的錐面撐開(kāi)，彈性卡爪 4 與拉釘 3脫開(kāi)，拉桿 6 繼續(xù)向下移動(dòng)將刀柄頂松，機(jī)械手便可將刀柄連同刀具取出進(jìn)行換刀。彈性卡爪 4 由兩瓣組成，裝在主軸 圖 31 使用彈性卡爪的刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 1—— 主軸 2—— 刀柄 3—— 拉釘 4—— 彈性卡爪 5—— 蝶形彈簧 6—— 拉桿 1 內(nèi)孔的軸向槽中。 該機(jī)床用鋼球拉緊刀柄，易將主軸孔和刀柄拉釘壓出坑痕，現(xiàn)已改用彈性卡爪結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要夾緊刀柄時(shí)，活塞 8 的上端無(wú)油壓，彈簧 7 使活塞 8上移，拉桿5 在碟形彈簧 5 的作用下上移，鋼球 4進(jìn)入刀柄尾部拉釘 3 的環(huán)形槽內(nèi)將刀柄拉緊。當(dāng)鋼球 4 移至主軸孔徑較大處時(shí)，便松開(kāi)了刀 柄 1，刀具連同刀柄一起被機(jī)械手拔出。該裝置由拉桿 6和頭部的四個(gè)鋼球 碟形彈簧 活塞 8和螺旋彈簧 7 組成。 （ 4）具有自動(dòng)排屑、自動(dòng)潤(rùn)滑和自動(dòng)報(bào)警的系統(tǒng)等。 （ 2）具有自動(dòng)裝卸刀具的機(jī)械手 在加工中心機(jī)床上刀具的自動(dòng)更換，多數(shù)借助機(jī)械手來(lái)進(jìn)行。 英寸 紙帶存儲(chǔ)和編輯 30m紙帶信息（ 12KB） 3 機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床 自身的優(yōu)越性，加工中心機(jī)床在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要比一般的數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)得更加完美，制造得更精密。 （ 7）承載能力 工作臺(tái)允許負(fù)載 500kg 滾珠絲杠尺寸（ X、 Y、 Z 軸）Φ 40mm*10mm 鉆孔能力（一次鉆出） Φ 32mm 攻螺紋能力 M24mm 銑削能力 100cm3/min （ 8）其他 氣源 49~（ 250L/min） 機(jī)床質(zhì)量 占地面積 3500mm*3060mm .數(shù)控裝置（ FANUCBESK 7CM CNC 系統(tǒng)） （ 1）規(guī)格 控制軸數(shù) 3 軸 同時(shí)控制軸數(shù) （ X、 Y、 Y、 Z、 Z、 X）或 3 軸 軌跡控制方式 直線 /圓弧方式或空間直線 /螺旋方式 畢業(yè)論文 5 紙帶代碼 EIA/ISO 程序格式 寫地址式可變程序段 脈沖當(dāng)量 最大指令值177。 2 機(jī)床主要性能參數(shù) （ 1）工作臺(tái) 工作臺(tái)外形尺寸（工作面） 1000mm*320mm 工作臺(tái) T 形槽寬 *槽數(shù) 18mm*3mm （ 2）移動(dòng)范圍 工作臺(tái)左右行程（ X 軸） 750mm 工作臺(tái)前后行程（ Y 軸） 40mm 主軸箱上下行程（ Z 軸） 470mm 主軸端面距工作臺(tái)距離 180~650mm 畢業(yè)論文 4 （ 3）主軸箱 主軸錐孔 錐度 7： 24， BT45 主軸轉(zhuǎn)速（標(biāo)準(zhǔn)型 /高速型） 225~2250r/min， 45~4500r/min 主軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) ， ACZ130 交流電 動(dòng)機(jī)系列 （ 4）進(jìn)給速度 快速移動(dòng)速度（ X、 Y 軸） 14m/min 進(jìn)給速度（ X、 Y、 Z 軸） 1~4000mm/min 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) ， ACS130 電機(jī)系列 （ 5）自動(dòng)換刀裝置 刀庫(kù)容量 12 把 選刀方式 任選 最大刀具尺寸 Φ 100mm*Φ 300mm 最大刀具質(zhì)量 10kg 刀庫(kù)電動(dòng)機(jī) ， ACS130 電機(jī)系列 （ 6）精度 定位精度 177。 （ 3）采用隨機(jī)換刀 隨機(jī)換刀有數(shù)控系統(tǒng)管理，刀具和刀座上不設(shè)固定編號(hào)，換刀由機(jī)械手執(zhí)行，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠。 1 JCS018 立式加工中心具有如下的特點(diǎn) （ 1）可進(jìn)行強(qiáng)力切削 機(jī)床機(jī)床主軸箱電動(dòng)機(jī)變速范圍中恒功率范圍寬，低速轉(zhuǎn)矩大，機(jī)床主要構(gòu)件剛度高，可進(jìn)行強(qiáng)力切削。工件在一次裝夾后，可連續(xù)地進(jìn)行銑，鉆，鏜，鉸，攻螺紋等多種工序的加工。 對(duì)于現(xiàn)代精密儀器總體設(shè)計(jì)人來(lái)說(shuō)，在掌握好光學(xué)，電子學(xué)和計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，一定要掌握好精密機(jī)械的基本原理和方法，才能設(shè)計(jì)出先進(jìn)的，多畢業(yè)論文 3 功能的和智能化的光，電，機(jī)，計(jì)算機(jī)一體化的新型儀器和設(shè)備，以滿足國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的需要。不同的知是運(yùn)用了新的工具和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)常規(guī)的設(shè)計(jì)。這些產(chǎn)品擴(kuò)大了精密機(jī)械的的應(yīng)用范圍，也為精密機(jī)械學(xué)科的發(fā)展開(kāi)辟了更加廣闊的途徑。在當(dāng)今信息時(shí)代，精密機(jī)械不僅促進(jìn)了光電技術(shù)，傳感技術(shù)，微電子技術(shù)，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，而且也通過(guò)和這些技術(shù)的結(jié)合，加速了精密機(jī)械自身的發(fā)展，并形成了一些新的研究領(lǐng)域和技 術(shù)，如微機(jī)械控制，微光電系統(tǒng)。 精密機(jī)械在生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中起著重要的作用。 在高精簡(jiǎn)裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)研究開(kāi)發(fā)以及最終用戶的緊密結(jié)合，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之需。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部分（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)，告訴電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問(wèn)題。 從我國(guó)其本國(guó)請(qǐng)的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選畢業(yè)論文 2 擇能夠主導(dǎo) 21 世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備也發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)，配套技術(shù)作為研究開(kāi)發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備也的跨越式發(fā)展。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng) CNC 系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉制體系結(jié)構(gòu)，限制了 CNC 向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。 CAD/CAM和 CNC 之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程 CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系機(jī)構(gòu)， CNC 只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。目前，數(shù)控技術(shù)正在由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。畢業(yè)論文 1 一 引言 隨著數(shù)控計(jì)算技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性的變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造業(yè)系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，他集微電子，計(jì)算機(jī)，信息處理，自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度，高效率，柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化，集成化，智能化起著舉足輕重的作用。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型，超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)， 多媒體，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速，高精，高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正，調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上， CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò) CAD/CAM 及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的道具組合，工件材料，主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速率，刀具軌跡，切削深度，步長(zhǎng)，加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法再現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM 中的設(shè)定量，因而影響 CNC 的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但費(fèi)傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命 性的變?cè)?，制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而