數(shù)控立式鉆銑床畢業(yè)設(shè)計(jì)方案

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　題 目 數(shù)控立式銑鉆機(jī)床設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 </p><p>　

2、　班 級(jí) 機(jī)自08** </p><p>　　學(xué) 生 ** </p><p>　　學(xué) 號(hào) 20080403315 </p><p>　　指導(dǎo)教師 ** </p>

3、<p>　　二〇一 二 年 四 月 六 日</p><p>　　學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生 ** 學(xué)號(hào) 20080403315 </p><p>　　設(shè)計(jì)題目 數(shù)控立式銑鉆機(jī)床設(shè)計(jì)

4、 </p><p><b>　　一、選題背景與意義</b></p><p>　　1.國外數(shù)控鉆銑床現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　國外數(shù)控鉆銑床的生產(chǎn)廠家主要集中在德國、美國和日本。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。能夠代表數(shù)控鉆銑床技術(shù)最高水平的廠家

5、主要集中在德國，目前，國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，在切割過程中控制切割運(yùn)行軌跡。</p><p>　　我國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。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

6、套下料設(shè)備。但手工切割下料的缺點(diǎn)也是顯而易見的，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。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。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。上述3種切割方式，相對(duì)于數(shù)控切割來說由于設(shè)備成本較低、操作簡(jiǎn)單，所以在我國的中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中仍在廣泛使用。</p&

7、gt;<p>　　隨著國內(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)。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。目前，我國金屬加工行業(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)越來越大，但與國外的差距

8、仍極為明顯，主要表現(xiàn)為：發(fā)達(dá)國家金屬加工行業(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。</p><p>　　我國數(shù)控銑床每年市場(chǎng)需求量約在400~500臺(tái)之間。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)上萬臺(tái)。由此可見，我國數(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蔷薮蟮摹?lt;/p><p>　　2.

9、數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展</p><p>　　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。代表世界先進(jìn)水平的歐洲、美國、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發(fā)的新一代數(shù)控系統(tǒng)具有開放式體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向最終用戶，通過改變、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

10、速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次產(chǎn)品的開發(fā)。</p><p>　　開放式體系結(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。</p><p>　　近幾年來，由于對(duì)切割質(zhì)量、勞動(dòng)環(huán)境等的要求越來越高，其相應(yīng)產(chǎn)品在我國的市場(chǎng)需求量也逐年上升。在我國的數(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)品開發(fā)速度不快，制約了數(shù)控銑床

11、技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和運(yùn)用。</p><p>　　隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。</p><p>　　同時(shí)微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)

12、本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。 </p><p>　　未來數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)中。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床作為高自動(dòng)化、高柔性、高精度、高效率的機(jī)械加工設(shè)備，決定了它

13、在現(xiàn)代制造業(yè)中占有越來越重要的作用，近年來，我國在中高檔數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)上有了較大的突破，創(chuàng)造出一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的研究成果。目前，在實(shí)際應(yīng)用中有部分工件在加工微型孔或銑削平面時(shí)，加工精度不高，如果我們用傳統(tǒng)的數(shù)控銑床對(duì)其進(jìn)行加工，將導(dǎo)致加工效率低且加大設(shè)備和電力的損耗。根據(jù)這樣的情況，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種小型數(shù)控立式鉆銑床，該鉆銑床造價(jià)大大低于傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床，還能滿足教學(xué)上的使用，提高了學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的理解和認(rèn)識(shí)。</p>&

14、lt;p>　　3. 選題的目的及意義</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題就是關(guān)于數(shù)控立式鉆銑床的設(shè)計(jì)，目的在于通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，了解數(shù)控立式銑鉆床的整機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括機(jī)床動(dòng)力參數(shù)、整機(jī)的結(jié)構(gòu)布置、伺服系統(tǒng)的選擇以及滾珠絲桿、滾動(dòng)導(dǎo)軌、聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、交流伺服電機(jī)、高速電主軸等關(guān)鍵零部件的選擇和設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)選擇最優(yōu)的系統(tǒng)方案并完成結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)布置，明白設(shè)計(jì)方法和思路，為以后進(jìn)一步的工作打下基礎(chǔ)。通過設(shè)計(jì)

15、加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，并學(xué)會(huì)理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，并在原有的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)和創(chuàng)新突破，提高綜合運(yùn)用和深化所學(xué)的理論知識(shí)和技能，增強(qiáng)分析和解決工程實(shí)際問題的能力,加深對(duì)實(shí)際工程的理解。</p><p>　　a.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用和鞏固擴(kuò)大已學(xué)過的知識(shí)，以提高理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)與計(jì)算能力。</p><p>　　b.培養(yǎng)學(xué)生收集、閱讀、分析和運(yùn)用資料的能力，以提高獨(dú)立工作的能力。</p>

16、<p>　　c.使學(xué)生初步掌握機(jī)床設(shè)計(jì)的方法與步驟，以提高機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與編制設(shè)計(jì)文件的能力。</p><p>　　d.使學(xué)生利用微機(jī)進(jìn)行主軸組件優(yōu)化設(shè)計(jì)和主軸剛度的校核計(jì)算，以提高現(xiàn)代設(shè)計(jì)計(jì)算方法的能力。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　完成數(shù)控立式銑鉆床的整機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括機(jī)床動(dòng)力參數(shù)、

17、整機(jī)的結(jié)構(gòu)布置、伺服系統(tǒng)的選擇以及滾珠絲桿、滾動(dòng)導(dǎo)軌、聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、交流伺服電機(jī)、高速電主軸等關(guān)鍵零部件的選擇和設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　1.運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)床的規(guī)格，用途和典型工藝的切削用量以及對(duì)同類型機(jī)床的分析比較，確定所設(shè)計(jì)機(jī)床的極限轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比；擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖；確定傳動(dòng)副的傳動(dòng)比以及齒輪的齒數(shù)并計(jì)算轉(zhuǎn)

18、速誤差。</p><p><b>　　2.動(dòng)力計(jì)算</b></p><p>　　確定電動(dòng)機(jī)的功率；計(jì)算傳動(dòng)件的計(jì)算載荷及其尺寸；驗(yàn)算主要傳動(dòng)件的應(yīng)力，變形或者壽命是否在允許的范圍內(nèi)。</p><p><b>　　3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　傳動(dòng)軸系、變速機(jī)構(gòu)、主軸組件、箱體、操縱機(jī)構(gòu)、

19、制動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)裝置、潤(rùn)滑裝置等的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</p><p>　　首先閱讀同類型機(jī)床的有關(guān)資料(如：機(jī)床說明書、裝配圖、樣本、機(jī)床水平分析等)。對(duì)機(jī)床的用途、主要參數(shù)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、零部件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等進(jìn)行分析研究，在分析比較現(xiàn)有機(jī)床的基礎(chǔ)上考慮設(shè)計(jì)方案，力求做到有所改進(jìn)與創(chuàng)新，擬定方案的步驟：</p><p><b>　　1．?dāng)M定運(yùn)動(dòng)參數(shù)</b></p>

20、<p>　　對(duì)在設(shè)計(jì)任務(wù)書中已給出的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，可結(jié)合參考資料與同類型機(jī)床的起動(dòng)參數(shù)作分析比較。對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書中未給出的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，應(yīng)根據(jù)任務(wù)書中規(guī)定的要求條件來確定，步驟如下： （1)確定機(jī)床的工藝范圍及工件的計(jì)算極限尺t3</p><p>　　(2)選擇經(jīng)濟(jì)合理的權(quán)限切削用量；</p><p>　　(3)確定機(jī)床主軸的極限轉(zhuǎn)速；</p><p>　　

21、（4)確遼轉(zhuǎn)速公比值、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)、樹速數(shù)列及調(diào)速范圍。</p><p>　　按上述步驟確定轉(zhuǎn)速后，應(yīng)再與同類機(jī)床分析比較，并考慮目前用戶的使用要求及今后的發(fā)展趨勢(shì)，最后才予以確定。</p><p><b>　　2．運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)已定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，進(jìn)行下列幾項(xiàng)工作</p><p>　　(1)確定傳動(dòng)

22、方案(如集中或分離傳動(dòng)、正反轉(zhuǎn)方案等)</p><p>　　(2)論證并確定合理的結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖，</p><p>　　(3)擬定傳動(dòng)系統(tǒng)圖。</p><p>　　擬定傳動(dòng)系統(tǒng)的原則是：在保證機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和試用要求前提下，運(yùn)動(dòng)鏈要盡可能短而簡(jiǎn)單；傳動(dòng)效率高以及操縱簡(jiǎn)單方便。同時(shí)要考慮實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的裝置；是否帶動(dòng)潤(rùn)滑油泵的運(yùn)動(dòng)等。</p><p&g

23、t;　?。?）計(jì)算各傳動(dòng)副的速比值、傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)等</p><p>　　（5）驗(yàn)算主軸轉(zhuǎn)速誤差</p><p>　　實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差一般不應(yīng)超過±10（φ—1）%（φ是主軸轉(zhuǎn)速公比）。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，故在本階段應(yīng)同時(shí)考慮某些結(jié)構(gòu)方面的問題。首先應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)能否實(shí)現(xiàn)；如小齒輪的根圓是否大于軸的直徑，大齒輪的頂圓是

24、否碰及相鄰軸等；其次應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)是否合理，如布置是否緊湊，操縱是否方便等。</p><p>　　3.動(dòng)力計(jì)算及傳動(dòng)零件的計(jì)算</p><p>　　(1)確定機(jī)床的驅(qū)動(dòng)功率</p><p>　　分別以計(jì)算法、查表法及參考統(tǒng)計(jì)公式求出計(jì)算結(jié)果，再與同類型機(jī)床比較后確定。</p><p>　　(2)齒輪傳動(dòng)的相關(guān)計(jì)算和選定</p>&l

25、t;p>　　根據(jù)齒輪的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率及工作情況，確定其型號(hào)、齒數(shù)、中心距及作用在支撐軸上的徑向力。</p><p>　　(3)傳動(dòng)軸直徑的計(jì)算</p><p>　　傳動(dòng)軸直徑可根據(jù)該軸傳遞的額定扭矩及其計(jì)算轉(zhuǎn)速按扭轉(zhuǎn)剛度公式進(jìn)行估算。</p><p>　　(4)齒輪模數(shù)的初步計(jì)算</p><p>　　一般同一變速組的齒輪模數(shù)相同，選擇

26、負(fù)荷較重的小齒輪按接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行初算。機(jī)床變速箱通常采用1～2種來不同模數(shù)齒輪，所以初步計(jì)算后要合理地歸整為1～2種標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值。</p><p>　　(5)主軸組件結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化沒汁</p><p>　　主軸組件軸組件結(jié)構(gòu)尺寸包括：主軸前后軸頸、主軸內(nèi)孔直徑、支持跨距、齒輪在主軸上的位置和軸端懸伸量等。由這些結(jié)構(gòu)尺寸組成的設(shè)計(jì)方案不僅影響主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而目對(duì)機(jī)床使用性能、加工精度等都

27、有直接影響，要求在設(shè)計(jì)主軸組件時(shí)應(yīng)保證能有最大的剛度。機(jī)床主軸軸頸值及內(nèi)孔直徑可按統(tǒng)計(jì)公式確定，而主軸的其他尺寸參數(shù)可由豐軸的結(jié)構(gòu)情況確定。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　1.機(jī)床總體尺寸參數(shù)的選定</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求并參考實(shí)際情況，初步選定機(jī)床主要參數(shù)如下：</p><

28、p>　　最大鉆孔直徑 20～30 mm</p><p>　　最大銑削直徑 20～30 mm</p><p>　　工作臺(tái)尺寸 400～500*100～200 mm</p><p>　　X方向行程 200～300 mm</p><p>　　Y方向行程 100～200 mm

29、</p><p>　　Z方向行程 200～300 mm</p><p>　　工作臺(tái)T型槽尺寸 12 mm</p><p>　　系統(tǒng)分辨率 0.00125 mm</p><p>　　主軸錐度 莫氏3號(hào)</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速范圍 100～3000

30、r/min</p><p>　　電機(jī)功率 1.0～2.0KW</p><p>　　使用電源 220V</p><p>　　X軸電機(jī)扭力 0～10N.M</p><p>　　Y軸電機(jī)扭力 0～10N.M</p><p>　　Z軸電機(jī)扭力

31、 0～10N.M</p><p>　　機(jī)床外形尺寸 100～1000*100～1000*1000～2000 mm</p><p>　　凈重/毛重 3000～400 Kg</p><p><b>　　2.功能特點(diǎn)：</b></p><p>　　具有刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、半徑補(bǔ)償、絲桿的間隙補(bǔ)償，采用高精

32、度的滾珠絲桿，導(dǎo)軌、絲桿等采用集中潤(rùn)滑；床身導(dǎo)軌經(jīng)超音頻淬火后精磨，硬度高等基本功能，支持ISO標(biāo)準(zhǔn)的G代碼和M代碼。</p><p><b>　　3.適用對(duì)象：</b></p><p>　　首版制作、科研單位研究所、電子廠、模具廠、首飾加工廠、工藝品廠、大學(xué)院校機(jī)電一體化、數(shù)控編程實(shí)驗(yàn)室、技工學(xué)校、職業(yè)技術(shù)學(xué)校、數(shù)控實(shí)訓(xùn)基地等。</p><p&g

33、t;<b>　　4.機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　因所設(shè)計(jì)的機(jī)床要求能進(jìn)行立式的鉆和銑，垂直方向的行程比較大,因而采用工作臺(tái)不動(dòng),而主軸箱各軸向擺放為立式的結(jié)構(gòu)布局；為了使主軸箱在數(shù)控的計(jì)算機(jī)控制上齒輪的傳動(dòng)更準(zhǔn)確、更平穩(wěn)，工作更可靠，主軸箱主要采用采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副，其動(dòng)力由步進(jìn)電機(jī)通過調(diào)隙齒輪傳遞。</p><p>　　數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)由主軸電

34、動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸部件等部分組成，它與普通機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)相比結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，這是由于變速功能主要由無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)來承擔(dān)。機(jī)床主傳動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，負(fù)載為恒功率型，用三相異步電動(dòng)機(jī)即可滿足要求。由于主軸要求的恒功率變速范圍R1坤遠(yuǎn)大于電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍R2，在電動(dòng)機(jī)與主軸之間串聯(lián)了一個(gè)分級(jí)變速箱，以擴(kuò)大其恒功率變速范圍，滿足低速大功率切削時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸出功率要求。</p><p>　　5.機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)&

35、lt;/p><p>　　數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)作用是接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給速度和位移指令信號(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置(直流、交流伺服電動(dòng)機(jī)，功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，電液脈沖電動(dòng)機(jī)等)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、主軸頭架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　本次所設(shè)計(jì)的機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字控制，因此在X、Y方向上，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用滾珠絲杠螺母副，其動(dòng)

36、力由步進(jìn)電機(jī)通過調(diào)隙齒輪傳遞。</p><p><b>　　6.系統(tǒng)總體方案：</b></p><p>　　龍門架拖動(dòng)（X 軸）采用電機(jī)通過齒形帶輪與滾珠絲杠連接，降速比為 1：2，此種結(jié)構(gòu)安排不僅有效利用了床身后部的空間，而且避免了選擇大功率電機(jī)帶來的安裝不便與成本增加，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)龍門架的前后移動(dòng)。</p><p>　　滑鞍拖動(dòng)（Y 軸）采用電

37、機(jī)（使用電機(jī)內(nèi)置光電編碼器）與滾珠絲杠直接聯(lián)接，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠，可實(shí)現(xiàn)滑鞍的左右移動(dòng)。</p><p>　　主軸箱拖動(dòng)（Z 軸）采用電機(jī)（使用內(nèi)置光電編碼器）與絲杠直接連接，可實(shí)現(xiàn)較高的位置反饋精度。電機(jī)軸、滾珠絲杠是通過彈性聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)無鍵聯(lián)接，使各坐標(biāo)可獲得較高的定位精度。電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠，可實(shí)現(xiàn)主軸箱的上下移動(dòng)。Z 軸電機(jī)帶有自動(dòng)抱閘功能，在斷電情況下，將電機(jī)軸抱緊，使之

38、不能轉(zhuǎn)動(dòng)，具有良好的安全保障措施。主傳動(dòng)系統(tǒng)中主軸電機(jī)通過 ZF 減速箱皮帶輪變速后驅(qū)動(dòng)主軸，完成主軸傳動(dòng)，ZF減速箱可以實(shí)現(xiàn) 1：1 和 1：4 兩檔傳動(dòng)，低速輸出時(shí)，可以增加輸出扭矩，使機(jī)床具有更好的適用范圍；主傳動(dòng)系統(tǒng)配備外置編碼器，能準(zhǔn)確反饋主軸實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速，及時(shí)校正，保證加工質(zhì)量。主軸組部件采用臺(tái)灣專業(yè)廠家生產(chǎn)的適用于銑鉆的主軸；主軸抓刀是靠主軸上的碟形彈簧以拉緊力通過四瓣爪式拉刀機(jī)構(gòu)作用在刀柄上的拉釘上，使刀具與主軸錐孔緊密

39、配合來實(shí)現(xiàn)抓刀的；卸刀時(shí)，采用氣液轉(zhuǎn)換獲得穩(wěn)定強(qiáng)勁的推力，壓縮7碟形彈簧，松開刀爪，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸刀。</p><p>　　7. 立式鉆銑床的常用布局形式如下圖</p><p>　　8.機(jī)床主軸箱的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示，</p><p>　　工作臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)最大行程為345 mm，進(jìn)給速度為1O到——2OO mm／min，快速進(jìn)給速度為 =10 m／min</

40、p><p>　　9.主軸無級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)主要由無級(jí)調(diào)速電機(jī)及驅(qū)動(dòng)單元和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。</p><p>　　無級(jí)調(diào)速電機(jī)及驅(qū)動(dòng)主要機(jī)械特性：</p><p>　　無級(jí)調(diào)速電機(jī)具有轉(zhuǎn)速拐點(diǎn)，即額定轉(zhuǎn)速。其特點(diǎn)為：小于額定轉(zhuǎn)速的為恒扭矩范圍，大于額定轉(zhuǎn)速的為恒功率范圍，如圖1所示。額定轉(zhuǎn)速一般有500r／min、750r／min、lO00r／min、1500r／min、200

41、0r／min等幾種，按照成本原則，通常使用較多的為1500r／min。如果直接使用額定轉(zhuǎn)速為1500r／min以上的電機(jī)而不經(jīng)過機(jī)械減速，則輸出的恒功率范圍和低速扭矩較小，不能滿足很多場(chǎng)合下的正常使用要求。</p><p>　　主軸無級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)中的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)種類及特點(diǎn)：</p><p>　　(1)直接1：1傳動(dòng)</p><p>　　可采用電機(jī)與主軸組件直聯(lián)方式或通

42、過同步帶傳動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易獲得高轉(zhuǎn)速，但低速扭矩小，一般只適用于高速和輕切削場(chǎng)合。</p><p>　　(2)直接減速或升速傳動(dòng)</p><p>　　常采用同步帶傳動(dòng)方式，也可采用齒輪傳動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。對(duì)于減速傳動(dòng)，可擴(kuò)大恒功率范圍和提高主軸扭矩，但擴(kuò)大和提高程度有限，或最高轉(zhuǎn)速受到限制。對(duì)于升速傳動(dòng)，可獲得高轉(zhuǎn)速，但縮小了恒功率范圍，降低了低速扭矩。</p><

43、p>　　(3)高低檔兩段變速傳動(dòng)</p><p>　　一般采用齒輪兩檔變速機(jī)構(gòu)，可配合較為經(jīng)濟(jì)的額定轉(zhuǎn)速較大的無級(jí)調(diào)速電機(jī)，既可獲得較高轉(zhuǎn)速，又可較大地拓寬恒功率范圍，提高低速扭矩，適合于要求達(dá)到較高轉(zhuǎn)速且可進(jìn)行較大切削量加工的場(chǎng)合。</p><p>　　(4)高、中、低檔三段變速傳動(dòng)</p><p>　　采用齒輪三檔變速機(jī)構(gòu)，配合較為經(jīng)濟(jì)的額定轉(zhuǎn)速較大的無級(jí)

44、調(diào)速電機(jī)，既可獲得較高轉(zhuǎn)速，又可大大拓寬恒功率范圍，大大提高低速扭矩，適合于要求達(dá)到較高轉(zhuǎn)速且可進(jìn)行大切削量加工的場(chǎng)合，其機(jī)械性能幾乎與齒輪有級(jí)變速方式相同。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且由于采用齒輪多級(jí)傳動(dòng)方式，最高轉(zhuǎn)速受限更大。目前這種傳動(dòng)方式很少采用。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編輯委員會(huì)編，《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第

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50、on of 3D forged components》</p><p>　　[22] 《Unified cutting force model for turning, boring,drilling and milling operations》</p><p>　　[23] 《Analytical modeling ofand drilling ball end milling》<