【正文】 工精度、工件的形狀、經(jīng)濟成本等方面不能滿足現(xiàn)代的生產要求，而且還浪費了更多的人力與加工時間，因此，它逐漸被日新月異的社會所淘汰。相對傳統(tǒng)鉆床而言，而本文所涉及的數(shù)控多工位鉆床具有加工高精度、低成本、生產效率高、自動化程度高、良好的經(jīng)濟效益、有利于生產管理的現(xiàn)代化等優(yōu)點，因此它將成為制造業(yè)的主流。系統(tǒng)設計 機床系統(tǒng)設計框圖 做什么都離不開一個大綱，而機床系統(tǒng)設計框圖就像一個大綱，引導論文的設計。 動力系統(tǒng)要選擇既合適又經(jīng)濟的動力系統(tǒng)，要先確定該機床最大加工工件時的負載，要考慮到電機的轉速、轉矩、負載等因素。詳細設計和計算在下一章。根據(jù)查閱相關資料，使用漸開線圓柱齒輪傳動能滿足加工的要求，并且，漸開線圓柱齒輪傳動有良好的經(jīng)濟性能和相對簡單的設計。 數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)就是對機械部分的控制，如對進給系統(tǒng)、工作臺回轉、定位、轉速等的控制。 數(shù)控多工位鉆床結構圖為了使設計更有明確的目的性、針對性，本論文設計將按照該鉆床的結構圖來設計，這樣將會節(jié)約更多的時間，具體結構圖如圖23：圖2數(shù)控多工位鉆床結構圖 本章小結本章主要完成了對論文設計的前期工作，為論文的設計構建一個框架，并提出設計重點，即怎樣實現(xiàn)機床的多工位功能，達到設計要求。詳細設計 切削力的計算 確定加工工件尺寸 加工零件尺寸=10mm,刀具為高速鋼麻花鉆。所以鉆頭或工件的轉速,==由《金屬切削刀具》計算鉆頭軸向力F和扭矩T的經(jīng)驗公式及表31麻花鉆軸向力和扭矩表達式中的系數(shù)、指數(shù)及修正系數(shù)可知：T= (a)F= （b）=2 (c)而其中鋼=、=、=、=、=、== 、=而工件材料===、已經(jīng)磨損的鉆頭=1當最小進給量f=====4Nm=2=24=同理可得，當最大進給量為f=，有=== = =2 =（2）當材料為灰鑄鐵是，同（1）可得：切削速度、扭矩及軸向力可迭取進給量的兩極限值f=∽，對應的它們的切削速度為V=∽,∽。因此，需要齒輪組進行減速以增大轉矩來滿足主軸的轉矩需求。在此前提下，無極變速器剛好能滿足主軸的相應轉矩和傳遞要求。 《機械設計課程設計》附錄Ⅲ 電動機 表一選擇了電動機就可根據(jù)所選擇電動機確定相應的無級變速器。根據(jù)無級變速器的相關數(shù)據(jù)和主軸所需要的相關數(shù)據(jù)，無級變速器提供的轉矩已經(jīng)可以達到主軸要求的轉矩，同時轉速也能達到要求。對于齒輪組的設計就是要完成傳動。又因為轉矩完全達到要求，轉矩要求的差又不是太大，從對主軸箱結構設計入手（對主軸箱的總體布局和結構合理、比例合適），可將這對齒輪設計成一組惰輪，即不改變變速器傳遞出來的轉矩和轉速，僅將轉動傳給主軸，達到了設計要求和目的。首先小齒輪（主動齒輪）用40Cr，調質處理，硬度241HB∽286HB，平均取為260HB，大齒輪（從動齒輪）用45鋼，調質處理，硬度229HB∽286HB，平均取為240HB。（3） 傳動主要尺寸的計算與確定實際分度圓直徑d在模數(shù)取標準值時齒數(shù)不用調整，所以分度圓直徑不變。 縱向進給運動摩擦力F摩=F正 μ=設工作臺重量為400Kg，縱向軌道重量為400Kg，又F軸向=1175N所以F摩=F正=[（400+400）10+1175]=（1） 計算等效轉動慣量粗選：α= t0=5 δ=所以=所以取=25 , Z2=52 m= b=25mm =20odf1=mZ1=25= df2=mZ2=52=78mm de1＝ de2=81mm齒輪材料為45鋼，大、小齒輪的轉動慣量分別為JZJZ2J=d4 b104 (kgm2)所以JZ1=104=105Kgm2 JZ2=104=104Kgm2選擇滾珠絲桿直徑d0=25mm, L=700mm,材料為鋼，則絲桿的轉動慣量近似的計算為：JS=70104=104Kgm2步進電機110BF004電機轉子軸的轉動慣量 ：Jm=104Kgm2疊加到電機軸上的總轉動慣量為m=m1=400Kg 由上節(jié)可知i=所以=104Kgm2由于用的是滾珠絲杠，摩擦阻力很小，所以摩擦阻力矩可以忽略不計（2） 等效負載轉矩的計算：Tm=(F縱+F摩) V工作/2πnm由（3） 計算啟動慣性阻力矩在最不利條件下的快速起動，設起動加速式制動減速的時間為Δt，取中間值Δt= 步進電機的角速度角加速度a=Wm/Δt=所以啟動慣性阻力矩T慣＝J∑a=104=所以步進電機輸出軸總的負載轉矩為：J∑=Tm +T慣=+=（4） 縱向進給步進電機加工匹配選擇機械傳動系統(tǒng)效率為η,安全系數(shù)為K,則此時的負載總轉矩為 而預選的步進電機型號為110BF004，三相六拍，%=，為保證正常的起動與停止，滿足步進電機的起動轉矩的條件，即TgTΣ39。=所以Tg== ，所以選擇的電機合適 縱向進給滾珠絲杠的核算初選絲杠型號為CMD25043，必須對承載能力、壓桿穩(wěn)定性、剛度進行校核(1)驗算承載能力Ｑ＝fHfWPmaxCO （L為滾珠絲杠壽命系數(shù)（））　Pmax=F縱+F摩＝0+＝fH=1 fW= T=15000Ｑ＝　　查表得絲桿額定載荷為ＣO=Q　滿足設計要求（2） 驗算壓桿穩(wěn)定性取雙推—簡支式支承，由FK=2鋼的彈性模量E=105Mpa絲杠小徑的截面慣性矩查手冊可知，所用絲杠的最小徑為：d1=壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K=4　絲杠長度L=LS=700mm 所選絲杠滿足設計要求（3） 驗算絲杠剛度絲杠剛度是保證第一導程的變動量必須要在允許范圍內絲杠最小截面積S=d21/4=設T0=I= M= Tmaxi===1020Ncm “＋”號用于拉伸，“一”號用于壓縮，都取“＋”號，則:由于選擇要求滾珠絲杠精度等級為C級，ΔL0=177。: ZN1= 、ZN2=許用接觸應力[бH]：驗算：бH=ZEZHZε 計算結果證明,接觸疲勞強度適合，齒輪齒寸不用調整③ 確定傳動尺寸由于模數(shù)取標準值時，齒數(shù)不用調整，故分度圓直徑不會改變，即：d1=33mm 、d2=所以齒寬b=φdd1=25mm中心距a=m（z1+z2）/2= 回轉工作臺運動分析回轉工作臺用蝸桿蝸輪傳遞運動，傳動比i=：設VS=4m/s，==30線上選取A點，查得[d1/a]＝、r=130(Z1=2)、η1=（1） 計算中心距蝸輪轉矩：T2=T1iη1=106P1in1η1= 得使用系數(shù)KA=轉速系數(shù)=147Mpa壽命系數(shù)ZH=====265MPa接觸疲勞最小安全系數(shù)：SHmin=所以中心距去標準值中心距a=125mm（2） 確定基本傳動尺寸=130 Z1=2所以蝸輪齒數(shù)：Z2=iZ1=302=60模數(shù)m=（）a/Z2=所以取模數(shù)m=蝸桿分度圓直徑d1=[ d1/a]a=125= 取蝸桿分度圓直徑d1＝蝸輪分度圓直徑：d2=mZ2=60=189mm蝸桿導程角r==渦輪寬度b2=2m（+）= 取b2=26mm蝸桿圓周速度：相對滑動速度：= ρv=（3）齒面接觸疲勞強度驗算如下： 許用接觸應力：最大接觸應力：經(jīng)核算，設計合格（4） 輪齒彎曲疲勞強度驗算：齒根彎曲疲勞極限：＝115Mpa 彎曲疲勞最小安全系數(shù)：SFmin=許用彎曲疲勞應力： 輪齒最大彎曲應力：經(jīng)核算，設計合格（5） 蝸桿軸繞度驗算：軸慣性矩：允許蝸桿繞度：[δ]===蝸桿軸繞度： 取l≈d2經(jīng)核算，蝸桿軸繞度合格（6）溫度計算傳動嚙合效率：焦油效率：η2=；軸承效率：η3=總效率：η1=η1η2η3=＝散熱面積估算：箱體工作溫度： 此處取,中等通風環(huán)境經(jīng)計算，溫度合格（7） 潤滑油粘度和潤滑方法潤滑油粘度：根據(jù)Vs=潤滑方法：，采用侵油潤滑花鍵的選擇:ZdDb=626326軸承的選擇:深溝球軸承：6206206207電機的選擇:伺服電機 JS102 由《金屬切削機床設計》，導軌的截面形狀與組合選擇為雙矩形導軌（數(shù)控鉆床用滑動導軌貼塑就可以了，可不用滾動導軌）這種導軌的剛度高，當量摩擦系數(shù)比三角形導軌低，承載能力高，加工、檢驗和維修都方便，特別是數(shù)控機床雙矩