【正文】 限：由表 查出? Flim＝ 115Mpa 彎曲疲勞最小安全系數(shù)： SFmin= 許用彎曲疲勞應(yīng)力： ? ? M P aS FFF 1 5m inlim ??? ?? 20 輪齒最大彎曲應(yīng)力： M P aM P admb TLK AF 8 2 5 2 1 2 01222 2 ????????? 經(jīng)核算，設(shè)計(jì)合格 （ 5） 蝸桿軸繞度驗(yàn)算： 軸慣性矩： 44441 mmdI ????? ? 允許蝸桿繞度： [δ ]== = 蝸桿軸繞度： ? ? ? ? mmEI rlF vtt 4.. a n20t a n189189252120248 t a nt a n 342232232 ????? ?????????? ??? 取 l≈ d2 經(jīng)核算，蝸桿軸繞度合格 （ 6）溫度計(jì)算 傳動嚙合效率： ? ? ? ? 8 0 a n a nt a n t a n ???? ???? VL r r?? 焦油效率： η 2=；軸承效率： η 3= 總效率： η 1=η 1η 2η 3= ＝ 散熱面積估算： 82 5109109 maA ??????? 箱體工作溫度： ? ? ? ? ???? ??????? 0tAPt wLL ? ? 此處取 ?? Cm ww 215?,中等通風(fēng)環(huán)境 經(jīng)計(jì)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：由表 ，采用侵油潤滑 花鍵的選擇 :Z d D b=6 26 32 6 軸承的選擇 :深溝球軸承： 620 620 6207 電機(jī)的選擇 :伺服電機(jī) JS102 21 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 由《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》，導(dǎo)軌的截面形狀與組合選擇為雙矩形導(dǎo)軌（數(shù)控鉆床用滑動導(dǎo)軌貼塑就可以了，可不用滾動導(dǎo)軌） 這種導(dǎo)軌的剛度高，當(dāng)量摩擦系數(shù)比三角形導(dǎo)軌低，承載能力高，加工、檢驗(yàn)和維修都方便，特別是數(shù)控機(jī)床雙矩形、動導(dǎo)軌貼塑料軟帶，是滑動導(dǎo)軌的主要形式。 X 軸向移動導(dǎo)軌的預(yù)選 ： 根據(jù)以知條件和加工要求，預(yù)選導(dǎo)軌機(jī)床坐標(biāo)如圖 34所示： 圖 3導(dǎo)軌機(jī)床坐標(biāo) 由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊》新版（ 2）表 ， X軸向移動導(dǎo)軌預(yù)選為 H=20 B=50 B1=12 A=400 h=12 h1= 鑲條 b=6（平） 圖 3 T型導(dǎo)軌剖面結(jié)構(gòu) 導(dǎo)軌的相關(guān)計(jì)算 對于數(shù)控多工位的鉆床的導(dǎo)軌受力分析簡圖如圖 36 所示： Ｆ c、Ｆ f、Ｆ Q分別為切削力、進(jìn)給力和背向力 22 W() Ra RB e 圖 3導(dǎo)軌受力分析簡圖 （ 1）各外力對坐標(biāo)軸取矩可解得各力矩如下 MX=FCZFFfyFFQyQ MY=FfxFFPzF+FQxQ （數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)式 711） MZ=FpyFFcxF+Wxw a、 X 軸對坐標(biāo)取矩 當(dāng)機(jī)床為鉆床時(shí)， FC=0 FQ =0 相對于 X 軸 yf=0 所以 MX=0 b、 Y軸對坐標(biāo)軸取矩 MY=FfxFFPzF+FQxQ Yf=e/2= 設(shè)工件與工作臺共重 500Kg，即 W=500Kg XQ有兩種極限：當(dāng)工作臺在最近的地方 XQ=；當(dāng)工作臺在最遠(yuǎn)的地方XQ=+= Ff=3149N My1=+= My2=+=2151Nm C、 Z 軸對坐標(biāo)軸取矩 由各方面的分析可知 MZ=0 （ 2）各導(dǎo)軌面上的集中支反力 RA=FCWRB RB=MZ/e （數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)式 712） RC=FP RAZ=Ff+WRB RAX=0 RBz1=My1/e =RBz2= My2/e=2151/ =6146N 因?yàn)橐龃?RBz2，所以 RAZ=3149+400 102146=5003N 或 RAZ=3149+400 106146=1003N 23 對于鉆床 FP=0，所以 RC=FP =0 （ 3）各導(dǎo)軌面上的支反力矩 MA=MB=MX/2 MC=MY 由本章節(jié)（ 2）得 MX=0 My1= My2=2151Nm 所以 MA=0， MC= 或 2151Nm （ 4）進(jìn)給機(jī)構(gòu)對刀架的牽引力 相對于鉆床，進(jìn)給力可忽略不計(jì)，即 FQ=0 導(dǎo)軌的壓強(qiáng)計(jì)算和分布 本論文鉆床導(dǎo)軌按線性分布 PF= a=B=； L= aL= FZ=RZ （根據(jù)工作臺和導(dǎo)軌長度初步確定） PF=5003/= 或 PF=1003/= M P aaLMP yM y 7 5 166 22 ????? 或 M P aaLMP yM y 2 1 5 166 22 ????? ? ? M P aPM P aPM P aPav 1minmax?????????? 或 M P aP ??? MPaP ???? ? ? M P aPav ??? 由于該鉆床時(shí)以較低進(jìn)給運(yùn)動的滑動導(dǎo)軌，平均壓強(qiáng)為 ,許用最大壓強(qiáng)為。而所選導(dǎo)軌在不加塑料板時(shí)，平均壓強(qiáng)和最大許用壓強(qiáng)都能滿足要求，在鑲?cè)胨芰习鍟r(shí)許用壓強(qiáng)則 Pav 有，而設(shè)計(jì)滑行速度為 2m/min 時(shí) Pav=，則不能符合要求，則必須對導(dǎo)軌參數(shù)（數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)式 713） 24 進(jìn)行重新選擇。這種情況下，取許用平均壓強(qiáng)在 ，所以導(dǎo)軌的平均許用壓強(qiáng) Pav=，即所選導(dǎo)軌符合設(shè)計(jì)要求。 ZAZ RF?（根據(jù)工作臺大小和導(dǎo)軌長度初步確定） M P aP F 9 2 8 1 6 ??? 或 M P aPF 8 9 1 3 ??? M P aaLMP xM x 22 ????? 或 MPaaLMP XM X 5 1 966 22 ????? ? ? M P aPM P aPM P aPav 1m inm a x????????? 或? ? M P aPM P aPM P aPav 1minmax?????????? 經(jīng)計(jì)算各條件符合許用最大壓強(qiáng)和許用平均壓強(qiáng)的要求 導(dǎo)軌及齒輪傳動間隙調(diào)整分析 （ 1） 導(dǎo)軌的分析 對導(dǎo)軌的基本要求有： a、有良好的導(dǎo)向精度及直線度； b、良好的耐磨性，從而降低對加工精度的影響； c、要有足夠的剛度，提高各部件之間的相對位置和導(dǎo)向精度； d、要具有低速運(yùn)動平穩(wěn)性。 因?yàn)闄C(jī)床的運(yùn)動部件沿導(dǎo)軌運(yùn)動，對導(dǎo)軌的磨損較大，所以要采取措施提高導(dǎo)軌的耐磨性。 （ 2）齒輪傳動間隙調(diào)整分析 要達(dá)到一定的加工精度和表面粗糙度，就要齒輪無間隙嚙合，并能靈活旋轉(zhuǎn)，所以要對齒輪進(jìn)行 間歇調(diào)整。 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是整個(gè)數(shù)控多工位鉆床的核心，它根據(jù)外部輸入的數(shù)控加工程序控制 27 機(jī)床工作臺的移動和主軸的旋轉(zhuǎn)，從而加工出合格的零件。其中進(jìn)給軸伺服驅(qū)動裝置按照數(shù)控裝置中插補(bǔ)器發(fā)出的位置控制命令和速度控制命令正確驅(qū)動機(jī)床工作臺或刀具等受控部件進(jìn)行相應(yīng)的移動；主軸伺服驅(qū)動裝置主要為機(jī)床提供切屑動力； 機(jī)床電器邏輯控制裝置也位于數(shù)控裝置與機(jī)床本體之間，接受數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令，主要完成機(jī)床主軸選速、啟停、和方向控制功能、換刀功能、工件裝夾功能、冷卻、液壓、氣動、潤滑系統(tǒng)控制功能及其他機(jī)床輔助功能。其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程如圖 310所示： 圖 3 CNC裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換過程 當(dāng)有了數(shù)據(jù)、信息轉(zhuǎn)換后，我們就可以啟動軟件，輸入程序，該程序功能簡化如圖 311 N Y N N 數(shù) 控 加 工 程 序 刀 補(bǔ) 計(jì)算 位置控制 插補(bǔ)計(jì)算 速度控制 診 斷 譯 碼 輸 入 伺服系統(tǒng) 滾珠絲杠 工作臺或刀具 合格零件 初始化 按啟動按鍵 譯一段程序，預(yù)處理信息送插補(bǔ)緩沖存儲區(qū)、復(fù)雜信息送系統(tǒng)工作寄存器 置數(shù)據(jù)交換結(jié)束標(biāo)志 開放插補(bǔ)標(biāo)志 預(yù)譯下一段并進(jìn)行預(yù)處理 本段插補(bǔ)結(jié)束？ 零件插補(bǔ)結(jié)束？ 結(jié)束 CRT 顯示、監(jiān)控 29 Y 圖 31程序功能簡化 步進(jìn)電機(jī)的接口電路 前面完成了數(shù)控系統(tǒng)的軟、硬件的設(shè)計(jì)，所以接下來應(yīng)該設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的接口電路，由于采用的是開環(huán)控制，且采用單片機(jī)控制，控制信號由單片機(jī)產(chǎn)生，硬件連接具體設(shè)計(jì) PLC 實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)控制主要在于脈沖分配，實(shí)現(xiàn)脈沖分配（也就是通電換相控制）的方法有兩種：一種是軟件法，另一種是硬件法。 系統(tǒng)總程序 該數(shù)控系統(tǒng)軟、硬件、步進(jìn)電機(jī)電路都已設(shè)計(jì)完成，因此，該數(shù)控系統(tǒng)裝置只需按照所設(shè)定的總程序就能正常按用戶所輸入的程序生產(chǎn)加工工件，具體總程序框圖如圖 313 編程 子程序調(diào)試 圖 31 總程序框圖 開始 關(guān)中斷 初始化 清除數(shù)據(jù)區(qū) 開中斷 讀鍵 鍵處理 工作方式判別 編譯子程序 調(diào)試子程序 鍵盤掃描子程序 求鍵值子程序 30 經(jīng)過這章對數(shù)控多工位鉆床的詳細(xì)設(shè)計(jì)，該論文所設(shè)計(jì)的數(shù)控多工位鉆床設(shè)計(jì)已基本完成。 總結(jié)與展望 大學(xué)期間畢業(yè)設(shè)計(jì)是最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它帶給了我一個(gè)非常好的鍛煉機(jī)會，對以前學(xué)過的專業(yè)知識加以復(fù)習(xí)和鞏固，彌補(bǔ)了一些知識漏洞和一些薄弱環(huán)節(jié)。由電機(jī)提供動力，機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺通過渦輪蝸桿的傳動實(shí)現(xiàn)了工作臺的旋轉(zhuǎn)及移動，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的多工位的功