下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )XK6125 數(shù)控銑床總體及橫向進給傳動機構(gòu)設(shè)計所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指 導(dǎo) 老 師年 月 日下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘 要本論文是對 XK6125數(shù)控銑床總體及橫向進給傳動機構(gòu)設(shè)計，其內(nèi)容包括：進給伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計與計算、步進電動機的計算與選型、銑床改造的結(jié)構(gòu)特點、安裝調(diào)整中應(yīng)注意的問題等。對普通銑床進行數(shù)控改造符合我國國情，即適合我國目前的經(jīng)濟水平、教育水平和生產(chǎn)水平，又是國內(nèi)許多企業(yè)提高生產(chǎn)設(shè)備自動化水平和精密程度的主要途徑，在我國有著廣闊的市場。從另一個角度來說，該設(shè)計既有機床結(jié)構(gòu)方面內(nèi)容，又有機加工方面內(nèi)容，還有數(shù)控技術(shù)方面的內(nèi)容，有利于將大學(xué)所學(xué)的知識進行綜合運用。雖然設(shè)計者未曾系統(tǒng)的學(xué)習過機床設(shè)計的課程，但通過該設(shè)計拓寬了知識面，增強了實踐能力，對普通機床和數(shù)控機床都有了進一步的了解。關(guān)鍵詞：橫向進給系統(tǒng)，數(shù)控化改造，機床改造，銑床下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIAbstractThe present paper is to XK6125 for feed system of NC transformation, its contents include: feed servo system of mechanical part design and calculation, and the calculation of the stepper motor selection, Miller structure characteristics, installation and adjustment should pay attention to the problem. On the common milling machine numerical control transformation in line with China's national conditions, that is suitable for China's current economic level, educational level and the level of production, but also many domestic enterprises to improve the level of automated production equipment and precision degree of the main way, has the broad market in our country. From another perspective, the design is a machine tool structure in terms of content, but also organic processing aspects, CNC technical content, the university knowledge to make comprehensive use of. Although the designers have not studied the machine design course, but through the design to broaden the knowledge, enhances the ability of practice, the general machine tools and CNC machine tools have a further understanding.KeyWords: horizontal feed system, NC transformation, transformation of machine tools, milling machine下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985III目錄摘 要 ...........................................................................................................................................IAbstract ......................................................................................................................................II目錄 ...........................................................................................................................................III第 1 章 數(shù)控機床發(fā)展概述.......................................................................................................11.1 數(shù)控機床發(fā)展概述 .......................................................................................................11.2 數(shù)控機床的組成及分類 ...............................................................................................11.2.1 數(shù)控機床的組成 ................................................................................................11.2.2 數(shù)控機床的分類 ................................................................................................31.3 數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍 .......................................................................................41.3.1 數(shù)控機床的特點 ................................................................................................41.3.2 數(shù)控機床的應(yīng)用范圍 ........................................................................................4第 2 章 數(shù)控機床總體方案的制訂及比較...............................................................................52.1 課題要求 .......................................................................................................................52.1.1 題目名稱（包括主要技術(shù)參數(shù)）及技術(shù)要求 ................................................52.1.2 課題內(nèi)容及工作量 ............................................................................................52.2 設(shè)計原則 .......................................................................................................................52.3 總結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...................................................................................................................62.3.1 數(shù)控機床的機構(gòu)設(shè)計要求 ................................................................................62.3.2 提高機床的結(jié)構(gòu)剛度 ........................................................................................62.3.3 提高進給運動的平穩(wěn)性和精度 ........................................................................7第 3 章 確定切削用量及選擇刀具...........................................................................................83.1 刀具選擇 .......................................................................................................................83.2 切削用量確定 ...............................................................................................................83.3 切削三要素 ...................................................................................................................93.4 加工精度和表面粗糙度 ...............................................................................................93.5 刀具材料 .....................................................................................................................12第 4 章 傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計計算.............................................................................................13IV4.1 傳動系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................134.1.1 參數(shù)的擬定 .....................................................................................................134.1.2 傳動結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇 .............................................................................134.1.3 轉(zhuǎn)速圖擬定 .....................................................................................................154.1.4 齒輪齒數(shù)的確定及傳動系統(tǒng)圖的繪制 .........................................................184.2 傳動件的估算與驗算 ................................................................................................224.2.1 傳動軸的估算和驗算 .....................................................................................224.2.2 齒輪模數(shù)的估算與驗算 .................................................................................244.3 展開圖設(shè)計 ................................................................................................................294.3.1 結(jié)構(gòu)實際的內(nèi)容及技術(shù)要求 .........................................................................294.3.2 齒輪塊的設(shè)計 .................................................................................................314.3.3 傳動軸設(shè)計 .....................................................................................................334.3.4 主軸組件設(shè)計 .................................................................................................364.4 制動器設(shè)計 ................................................................................................................414.5 截面圖設(shè)計 ................................................................................................................424.5.1 軸的空間布置 .................................................................................................424.5.2 潤滑 .................................................................................................................434.5.3 箱體設(shè)計的有關(guān)問題 .....................................................................................44第 5 章 橫向進給傳動機構(gòu)裝配圖零件圖的設(shè)計計算.........................................................455.1 進給伺服系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................................................................455.1.1 對進給伺服系統(tǒng)的基本要求 .........................................................................455.1.2 進給伺服系統(tǒng)的設(shè)計要求 ..............................................................................455.1.3 進給伺服系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)特性及伺服性能分析 ..........................................465.2 橫向進給滾珠絲杠副設(shè)計 ........................................................................................465.2.1 導(dǎo)程確定 .......................................................................................................465.2.2 確定絲桿的等效轉(zhuǎn)速 ...................................................................................465.2.3 估計工作臺質(zhì)量及負重 ...............................................................................475.2.4 確定絲桿的等效負載 ...................................................................................475.2.5 確定絲桿所受的最大動載荷 .......................................................................47下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985V5.2.6 精度的選擇 ...................................................................................................485.2.7 選擇滾珠絲桿型號 .......................................................................................495.3 校核 ............................................................................................................................495.3.1 臨界壓縮負荷驗證 .......................................................................................495.3.2 臨界轉(zhuǎn)速驗證 ...............................................................................................505.3.3 絲桿拉壓振動與扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率 .......................................................515.4 電機的選擇 ................................................................................................................515.4.1 電機軸的轉(zhuǎn)動慣量 .......................................................................................525.4.2 電機扭矩計算 ...............................................................................................52總結(jié)與展望...............................................................................................................................54參考文獻...................................................................................................................................55致 謝.........................................................................................................................................56VI下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985VII下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851第 1 章 數(shù)控機床發(fā)展概述1.1 數(shù)控機床發(fā)展概述隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且需頻繁改型。特別是在宇航、造船、軍事等領(lǐng)域所需的零件，精度要求高，形狀復(fù)雜，批量小。普通機床已不能適應(yīng)這些需求。為了滿足上述要求，一種新型的機床——數(shù)字程序控制機床（簡稱數(shù)控機床）應(yīng)運而生。最早進行數(shù)控機床研制的是美國人。1952 年，美國麻省理工學(xué)院成功地研制出一套三坐標聯(lián)動，利用脈沖乘法器原理的數(shù)控機床。但這臺數(shù)控機床僅是一臺試驗性的機床，當時用的電子元件是電子管。直到 1954 年 11 月，第一臺工業(yè)用的數(shù)控機床才生產(chǎn)出來。從此以后，世界上其他一些工業(yè)國家也多開始開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用數(shù)控機床。我國數(shù)控機床的研制是從 1958 年起步的。1965 年國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。從 70 年代開始，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工、點加工等領(lǐng)域，數(shù)控加工中心在上海、北京研制成功。在這一時期，數(shù)控線切割機床由于結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、價格低廉，在模具加工中得到了推廣。80 年代，我國從日本及美國、德國引進一些新技術(shù)。這使我國的數(shù)控機床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個質(zhì)的飛躍。1985 年，我國數(shù)控機床品種有了新的發(fā)展。早期的數(shù)控機床控制系統(tǒng)采用電子管，體積大、功耗高，只在軍事部門應(yīng)用。只有在微處理機用于數(shù)控機床后，才真正使數(shù)控機床得到了普及。目前數(shù)控技術(shù)的主要發(fā)展趨勢是：實現(xiàn)高速度，搞可靠性，高精度，大功率，多功能；采用微處理機和微型計算機，向著增強功能、降低造價、方便使用的目標進展；積極應(yīng)用計算技術(shù)、系統(tǒng)工程理論和控制技術(shù)的最新成果，像這綜合自動化方向變革。1.2 數(shù)控機床的組成及分類1.2.1 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床的種類繁多，但從組成一臺完整的數(shù)控機床上講，它由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體絲大部分以及輔助設(shè)備組成。（1）控制介質(zhì)2控制介質(zhì)是指零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的信息載體?？刂平橘|(zhì)有多種形式，它隨著數(shù)控裝置的類型不同而不同，常用的有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、磁盤等。另外，隨著 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展，有些數(shù)控設(shè)備利用 CAD/CAM 軟件在其他計算機上編程，然后通過計算機與數(shù)控系統(tǒng)通信，將程序和數(shù)據(jù)直接傳送給數(shù)控裝置。（2）數(shù)控裝備數(shù)控裝置是數(shù)控機床的控制中心。它由輸入裝置、控制裝置和輸出裝置等組成。如圖（2）所示，劃線框內(nèi)位數(shù)控裝置。輸入裝置受控制介質(zhì)上的信息，經(jīng)過識別與譯碼之后，送到控制運算器。這些信息將作為控制與運算的原始依據(jù)?？刂七\算器根據(jù)輸入裝置送來的信息進行運算，并將控制命令輸送往輸出裝置。輸出裝置將控制器發(fā)出的控制命令送到伺服系統(tǒng)，經(jīng)功率放大，驅(qū)動機床完成相應(yīng)的動作。（3）伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)，亦稱隨動系統(tǒng)，是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、速度或力輸出的自動控制系統(tǒng)。它是數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)，包括驅(qū)動和執(zhí)行兩大部分。伺服系統(tǒng)接受數(shù)控系統(tǒng)的指令信息，并按照指令信息的要求帶動機床移動部件運動，以加工出符合要求的零件。指令信息是以脈沖信息體現(xiàn)的，每一脈沖使機床移動部件產(chǎn)生的位移叫脈沖當量(常用的脈沖當量為 0.001mm～0.01mm)。從自動控制理論的角度來分析，無論多么復(fù)雜的伺服系統(tǒng)，都是有一些功能元件組成的。目前數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)中，常用的位移執(zhí)行機構(gòu)有功率步進電機、直流伺服電動機和交流伺服電動機，后兩者都帶有光電編碼器等位置測量元件。（4）機床本體機床本體是數(shù)控機床的主體，是用于完成各種切削加工的機械部分，它是在原有的普通機床的基礎(chǔ)上改進而得到的，具有以下特點：1)數(shù)控機床采用了高性能的主軸及伺服系統(tǒng)傳動系統(tǒng)，機械傳動結(jié)構(gòu)簡化，傳動鏈較短。2)數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)具有較高的剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形小。3)更多地采用高效傳動部件，如滾動絲杠副，直線滾動導(dǎo)軌等。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853除了上述四個主要部分外，數(shù)控機床還有一些輔助裝置和附屬設(shè)備，如電器，液壓，氣動系統(tǒng)與冷卻、排屑、照明、儲運等裝置以及編程機、對刀塊等。1.2.2 數(shù)控機床的分類（1）按控制系統(tǒng)的特點分類1）點位控制數(shù)控機床點位控制機床的特點是只控制移動部件的終點位置，即控制移動部件由一個位置到另一個位置的精確定位，而對它們運動過程中的軌跡沒有嚴格的要求，在移動和定位過程中不進行任何加工。2)線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床的特點是刀具相對于工件的運動不僅要控制兩點鍵的準確位置（距離） ，還要控制兩點之間移動的速度和軌跡。3)廓控制數(shù)控機床輪廓控制又稱連續(xù)控制，大多數(shù)數(shù)控機床具有輪廓控制功能。其特點是能同時控制兩個以上的軸，具有插補功能。4)執(zhí)行機構(gòu)的控制方式分類①開環(huán)控制系統(tǒng)它是指不帶反饋裝置的控制系統(tǒng)。②閉環(huán)控制系統(tǒng)它是指在機床的運動部件上安裝位移測量裝置，將加工中測量到的實際位置值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入值的指令相比較，用比較的差值控制移動部件，直到差值為零，即實現(xiàn)移動部件的精確定位。③半閉環(huán)控制系統(tǒng)它是在開環(huán)控制系統(tǒng)的絲杠上或進給電動機的軸上裝有角位移檢測裝置。(2)按工藝要求①金屬切削類數(shù)控機床②金屬成型類數(shù)控機床③數(shù)控特種加工機床④其它類的數(shù)控機床(3)按數(shù)控機床的性能分類①檔數(shù)控機床②中檔數(shù)控機床③高檔數(shù)控機床41.3 數(shù)控機床的特點及應(yīng)用范圍1.3.1 數(shù)控機床的特點數(shù)控機床是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機床。它是一種高度機電一體化的產(chǎn)品。特點如下：（1）工精度高（2）工生產(chǎn)率高（3）減輕勞動強度、改善勞動條件（4）良好的經(jīng)濟效益（5）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化1.3.2 數(shù)控機床的應(yīng)用范圍從最經(jīng)濟的方面出發(fā)，數(shù)控機床適用于加工：（1）多品種小批量零件；（2）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，精度要求較高的零件；（3）需要頻繁改型的零件；（4）價格昂貴，不容許報廢的關(guān)鍵零件；（5）需要小生產(chǎn)周期的急需零件。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855第 2 章 數(shù)控機床總體方案的制訂及比較2.1 課題要求2.1.1 題目名稱（包括主要技術(shù)參數(shù)）及技術(shù)要求1、主軸轉(zhuǎn)速：25-1450 轉(zhuǎn)/分 2、工作臺尺寸(長×寬)： 1100mm×250mm 3、工作臺最大行程： 縱向 700mm 橫向 280mm 垂直 360mm 4、快速移動速度： 10m/min5、工作臺定位精度 x、y、z ±0.03mm；工作臺重復(fù)定位精度 x、y、z ±0.02mm；6、縱向、橫向及垂直進給為微機控制，采用步進電機或伺服電機驅(qū)動，滾珠絲杠傳動，脈沖當量 0.010mm/脈沖。7、實現(xiàn)功能：銑削平面、斜面、溝槽、齒輪等。8、操作要求：起動、點動、單步運行、自動循環(huán)、暫停、停止2.1.2 課題內(nèi)容及工作量(1) 機床尺寸聯(lián)系圖 A0 一張(2) 機床傳動系統(tǒng)圖 A0 一張(3) 橫向進給伺服系統(tǒng) 裝配圖 A0 一張(4)計說明書一份 1 萬字以上注：全部圖紙用計算機繪制，說明書由計算機輸出。2.2 設(shè)計原則根據(jù)設(shè)計要求和銑床的具體情況，課題的基本設(shè)計方案如下：（1）機床采用連續(xù)控制系統(tǒng)，定位方式采用增量坐標控制。（2）考慮到機床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進電機開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動。（3）進給傳動的設(shè)計是機床設(shè)計的重點，數(shù)控機床必須有精確的進給傳動系，才會有高的精度和表面質(zhì)量?？紤]到電機步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標準選用，為達到分辨率 0.01mm 的要求，需采用齒輪降速傳動，利用電子控制系統(tǒng)消除誤差。6（4）為了保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，又要求機構(gòu)緊湊，所以選用絲杠螺母副。為提高傳動剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。（5）傳動系統(tǒng)要加上脈動裝置。以上為基本的設(shè)計方案，除了這些，課題應(yīng)注意機床的幾何精度的修正，數(shù)控指令的顯示和使用等。2.3 總結(jié)構(gòu)設(shè)計2.3.1 數(shù)控機床的機構(gòu)設(shè)計要求數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求主要有以下方面:（1）有良好的抗振性能和很大的額定切削功率、高的靜、動態(tài)剛度；（2）有較高的熱穩(wěn)定性和較高的幾何精度、傳動精度、定位精度；（3）有數(shù)控系統(tǒng)及其介質(zhì)。下面我們詳述數(shù)控機床結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要要求2.3.2 提高機床的結(jié)構(gòu)剛度機床的剛度是指切削力和其它力作用下,抵抗變形的能力。機床在切削過程當中，要承受各種外力的作用，承受的靜態(tài)力有運動部件和被加工零件的自重；承受的動態(tài)力有：切削力、驅(qū)動力、加減速時引起的慣性力、摩擦阻力等。組成機床的結(jié)構(gòu)部件在這種力作用下將產(chǎn)生變形。如固定連接表面或嚙合運動表面的接觸變形；各支撐零件不得彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，以及某些支撐件的局部變形等，這些變形都會直接或間接的引起刀具和工件之間的相對位移，從而導(dǎo)致工件的加工誤差，或者影響機床切削過程的特性。(1)選擇及布置隔板和筋條床身的靜剛度是直接影響機床的加工精度和其生產(chǎn)率的主要因素之一。而靜剛度及固有頻率，是影響動剛度的重要因素。支承件的隔板和筋條的合理性，可提高構(gòu)件的靜、動剛度。(2)結(jié)構(gòu)剛度與普通機床相比，數(shù)控機床應(yīng)有更高的靜、動剛度，更好的抗振性。機床的導(dǎo)軌和支承件往往是局部剛度最弱的部分，在本次設(shè)計中，采用雙臂聯(lián)接形式，X 、Y 軸導(dǎo)軌較窄。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857(3)采用焊接結(jié)構(gòu)的構(gòu)件采用鋼板和型鋼而不采用鑄件的原因：1）鋼的彈性模量約為鑄鐵的兩倍，因此采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)床身有利于提高固有頻率。在形狀和輪廓尺寸相同的前提下，如要求焊接件與鑄件的剛度相同，則焊接件的臂厚只需鑄件的一半。2）如果要求局部剛度相同，因局部剛度與臂厚的三次方成正比，所以焊接件的臂厚只需鑄件的 80%左右。3）鋼可以提高構(gòu)件的諧振頻率使共振不易發(fā)生。4）鋼板焊接能將構(gòu)件做成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)，提高剛度。焊接結(jié)構(gòu)床身的突出優(yōu)點是制造周期短，一般比鑄鐵快 1.7-3.5 倍。省去了制作木模和鑄造工序，不易出廢品。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活，便于產(chǎn)品更新、改進結(jié)構(gòu)。焊接件能達到與鑄件相同，甚至更好的結(jié)構(gòu)特性，可提高抗彎截面慣性矩，減少質(zhì)量。合理的結(jié)構(gòu)布局可以提高剛度，機床的工作頭部分由于重力作用將會使機床立柱產(chǎn)生彎曲變形，切削力將使立柱產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。這些變形將影響到加工精度。故本次設(shè)計中將采取通過在立柱上方安裝兩組定滑輪來平衡重力的方法，來減少立柱的變形，提高機床的剛度。2.3.3 提高進給運動的平穩(wěn)性和精度數(shù)控機床各坐標軸進給運動的精度極大的影響零件的加工精度。在開環(huán)進給系統(tǒng)中運動精度取決于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)，特別是機械傳動部件的精度；在閉環(huán)和半閉環(huán)進給系統(tǒng)中，位置監(jiān)測裝置的分辨率對運動精度有決定性的影響，但是機械傳動部件的特性對運動精度也有一定的影響。通常在開環(huán)進給系統(tǒng)中，設(shè)定的脈沖當量為 0.01mm時，實際的定位精度最好的情況也只能達到 0.025。在閉環(huán)進給系統(tǒng)中，設(shè)定的脈沖當量（或稱最小設(shè)定單位）一般為 0.001mm，實際上定位精度只能達到 0.003mm，當指令進給系統(tǒng)做單步進給（即每次移動 0.001mm）時，開始一兩個單步指令，進給部件并不動作，到第三個單步指令時才突跳一段距離，以后又如此重復(fù)。這些現(xiàn)象都是因為進給系統(tǒng)的低速爬行現(xiàn)象引起的，而低速爬行現(xiàn)象又決定于機械傳動部件的特性。本設(shè)計采取的方案有：（1）減少靜、動摩擦系數(shù)之差（2）提高系統(tǒng)的傳動剛度。8第 3 章 確定切削用量及選擇刀具3.1 刀具選擇（一）刀具選擇：銑平面：硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀，盡是采用二次走刀。凸臺、凹槽、箱口面：立銑刀。毛坯表面或粗加工孔：鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀（粗皮刀） 。立體型面和變斜角輪廓外形：球刀、環(huán)形刀、錐形刀、盤形刀。（二）原則：安裝調(diào)整方便、剛性好、耐用和精度高。盡是用較短刀柄，保證剛性。（三）排序原則減少刀具數(shù)量；裝夾一次，盡是加工完；即使刀具規(guī)格相同，粗、精加工刀具分開；先銑后鉆；精加工，先曲面后二維輪廓；盡可能自動換刀。3.2 切削用量確定粗：效率；半精、精：質(zhì)量、兼顧效率。1、主軸轉(zhuǎn)速 n：根據(jù)線速度 v 確定：πV= (端銑： 150m/min；周銑：30m/min)0D?2、切深 t：最好是 t 等于加工余量。3、切寬 L：與刀具直徑成正比，與切深成反比。L＝0.6－0.9d粗加工：大切深、大進給、低切速。精加工：小切深、小進給、高切速。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098593.3 切削三要素主軸轉(zhuǎn)速、切削深度、進給速度。少切削，快進給。3.4 加工精度和表面粗糙度1、加工精度：尺寸精度、形狀精度、位置精度。（1）尺寸精度：公差與配合國家標準（GB1800－ 1804-97） 。IT01、IT0、IT1 、IT2……IT18。新公差等級與舊公差等級的對照及應(yīng)用舊精度等級 新公差等級軸 孔加工方法 應(yīng)用IT01－IT2 研磨用于量塊、量儀制造IT3－IT4無研磨用于精密儀表、精密機件的光整加工IT5 1 無IT6 2 1研磨、珩磨、精磨、精鉸、精拉IT7 3 2IT8 3－4磨削、拉削、鉸孔、精車、精鏜、精銑、粉末冶金用于一般精密配合。IT7－ IT6在機床和較精密的機器、儀器制造中用得最為普遍IT9 4IT10 5車、鏜、銑、刨、插用于一般要求。主要用于長度尺寸的配合外，如鍵和鍵槽的配合IT11 6IT12－IT13 7粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、插、鉆、沖壓、壓鑄用于不重要的配合。IT12－ IT13也用于非配合10IT14 8 沖壓、壓鑄IT15－IT18 9－12鑄、鍛、焊、氣割用于非配合（2）形狀精度：零件上的線、面要素的實際形狀相對于理想形狀的準確程度。國家標準（GB1182－1184-80）規(guī)定了六項形狀公差：直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度、面輪廓度。（3）位置公差：零件上點、線、面要素的實際位置相對于理想位置的準確程度。國家標準（GB1182－1184-80）規(guī)定了八項位置公差：定向：平行度、垂直度、傾斜度。定位：同軸度、對稱度、位置度。跳動：圓跳動、全跳動。2、表面粗糙度：表面上微小峰谷高低程度。國家標準（GB3503-83、GB1031－83、GB131-83）輪廓算術(shù)平均偏差：Ra＝ 或近似于 Ra＝l1?ldxy0|)(| n1??iY|微觀不平十點高度：Rz＝ ( + )51??iYp51iv在常用數(shù)值范圍內(nèi)（Ra＝0.25－6.3μm，Rz＝0.1－25μm） ，在圖樣上應(yīng)優(yōu)先選用 Ra。表面粗糙度 Ra、Rz 允許值及加工方法表Ra(μm) Rz(μm)表面要求表面特征第 1系列第 2系列第 1系列第 2系列加工方法舊國際光潔度級別代號1600不加毛坯表面清除 1250∽下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985111000800630500工 毛刺100 40080 32063 250明顯可見的刀紋 50 200▽140 16032 125可見刀紋 25 100 ▽220 8016.0 63粗加工微見刀紋 12.5 50粗車粗銑粗刨鉆粗銼▽310 408 32可見加工痕跡 6.3 25 ▽45 204 16微見加工痕跡 3.2 12.5 ▽52.5 102 8半精加工不見加工痕跡 1.6半精車精車精銑精刨粗磨 ▽61.25 6.31.00 5可辨加工痕跡的方向 0.8 4▽70.63 3.20.5 2.5微辨加工痕跡的方向 0.4 2.0▽80.32 1.6精加工不辨加工痕跡 0.25 1.25精鉸刮精拉精磨▽912的方向 0.2 1.000.16 0.800.125 0. 63暗光澤面 0.1 0.50 ▽100.080 0.400.063 0.32亮光澤面 0.05 0.25 ▽110.040 0.200.032 0.16鏡狀光澤面 0.025 0.125 ▽120.020 0.100.016 0.080霧狀光澤面 0.012 0.063精密磨削珩磨研磨超精加工拋光▽130.010 0.0500.008 0.040精密加工鏡面0.025 0.032鏡面磨削研磨▽143.5 刀具材料碳素工具鋼 T10A、T12A：HRC60-64,200-250℃， V＜8m/min。合金工具鋼 CrWMn、9SiCr：350-400℃，V＜10m/min。高速鋼 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2 ：HRC62-67，550-600℃，V ＜30m/min；110W1.5Mo9.5Cr4Vco8、W6Mo5Cr4V2Al ：HRC68-70，＞600℃4、硬質(zhì)合金：HRA89-93（HRC74-82） ，850-1000℃，V＝100-300m/min。另外，還有新型硬質(zhì)合金、陶瓷材料、人造金剛石、立方氮化硼等。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985第 4 章 傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計計算4.1 傳動系統(tǒng)設(shè)計4.1.1 參數(shù)的擬定已知課題要求的主軸轉(zhuǎn)速：25-1450 轉(zhuǎn)/分，而根據(jù)機床主軸變速標準數(shù)列的要求，無 1450 這個標準數(shù)據(jù)，所以擬采用 30-1500 轉(zhuǎn)/分，這樣這個轉(zhuǎn)速范圍正好可以包含25-1450 轉(zhuǎn)/分，而又可以滿足主傳動變速要求選定公比，確定各級傳送機床常用的公比 為 1.26 或 1.41，考慮適當減少相對速度損失，這里取公比為 =1.26，根據(jù)給出的條件：主運動部分 Z=18 級，根據(jù)標準數(shù)列表，確定各級轉(zhuǎn)速為：（30，37.5，47.5，60，75，95，118，150，190，235，300，375，475，600，750，950，1180，1500R/min）.4.1.2 傳動結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇1，確定變數(shù)組數(shù)目和各變數(shù)組中傳動副的數(shù)目該機床的變數(shù)范圍較大，必須經(jīng)過較長的傳動鏈減速才能把電機的轉(zhuǎn)速降到主軸所需的轉(zhuǎn)速。級數(shù)為 Z 的傳動系統(tǒng)由若干個傳動副組成，各傳動組分別有 . 1z2. `````````個傳動副，即 Z= ```````。傳動副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制，通常采用 P=2 或3z123z3，即變速 Z 應(yīng)為 2 或 3 的因子：Z= xab因此，這里 18=3x3x2，共需三個變速組。2，傳動組傳動順序的安排18 級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，可以排成：3x3x2，或 3x2x3。選擇傳動組安排方式時，要考慮到機床主軸變速率的具體結(jié)構(gòu)，裝置和性能。I 軸如果安置制動的電磁離和器時，為減少軸向尺寸。第一傳動組的傳動副數(shù)不能多，以2 為宜，有時甚至用一個定比傳動副；主軸對加工精度，表面粗糙度的影響很大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個傳動組的傳動副選用 2 ，或一個定比傳動副。這里，根據(jù)前多后少的原則，選擇 18=3x3x2 方案。143，傳動系統(tǒng)的擴大順序安排對于 18=3x3x2 的傳動，有 3！=6 種可能安排，亦即有 6 種機構(gòu)副和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)網(wǎng)，傳動方案中，擴大順序與傳動順序可以一致， ，結(jié)構(gòu)式 18= x x 的傳動中，1392擴大順序與傳動順序一致，稱為順序擴大傳動，而，18= x x 的傳動順序不一致，39根據(jù)“前密后疏”的原則，選擇 18= x x 的結(jié)構(gòu)式。13924 驗算變速組的變速范圍齒輪的最小傳動 1/4，最大傳動比 2，決定了一個傳動組的最大變minU?maxU?速范圍 = /maxYin因此，可按下表，確定傳動方案：根據(jù)傳動比及指數(shù) x, 的值'x公比極限值傳動比指數(shù)1.26x 值: =1/ =1/4minUx?6值 : = =2'a' 3（x+ ）值： =' inr=8'x??9因此，可選擇 18= x x 的傳動方案。13925、最后擴大傳動組的選擇：正常連續(xù)順序擴大傳動（串聯(lián)式）的傳動式為：Z= *1z??21z3??2最后擴大傳動組的變速范圍為：r= =123()z??(/2)z按 原則，導(dǎo)出系統(tǒng)的最大收效 Z 和變速范圍為：8r?3z2 3下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985151.26 Z=18 R=50 Z=12 R=12.7因此，傳動方案 18=3*3*2 符合上述條件，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下圖 4.1：圖 4.1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)圖4.1.3 轉(zhuǎn)速圖擬定運動參數(shù)確定后，主軸各級轉(zhuǎn)速就已知，切削耗能確定電機功率。在此基礎(chǔ)上，選擇電機的型號，分配個變速組的最小傳動比；擬定轉(zhuǎn)速圖，確定各中間軸的轉(zhuǎn)速。1，主電機的選擇中型機床上，一般都采用交流異步電動機為動力源，可在下列中選用，在選擇電機型號時，應(yīng)注意：（1）電機的 N：根據(jù)機床切削能力的要求確定電機功率，但電機產(chǎn)品的功率已標準化，因此，按要求應(yīng)選取相近的標準值。（2）電機的轉(zhuǎn)速 dn異步電動機的轉(zhuǎn)速有：3000，1500，1000，750，r/min,這取決于電動機的極對數(shù) P=60f/p=60x50/p ( r/min)dn機床中最常用的是 1500 r/min 和 3000r/min 兩種，選用是要使電機轉(zhuǎn)速與主軸最高速度 和工軸轉(zhuǎn)速相近為宜，以免采用過大或過小的降速傳動。max根據(jù)以上要求，我們選擇功率為 7.5KW，轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電機，查表，16其型號為 Y132M-4，其主要性能如下表電機型號額定功率KW 荷載轉(zhuǎn)速r/min同步轉(zhuǎn)速r/minY132M-47.5KW 1440 15002、分配最小傳動比，擬定轉(zhuǎn)速圖（1） 軸的轉(zhuǎn)速：?軸從電機得到運動，經(jīng)傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為主軸各級轉(zhuǎn)速，電機轉(zhuǎn)速和主軸最小轉(zhuǎn)速應(yīng)相近，顯然，從動件在高速運轉(zhuǎn)下功率工作時所受扭矩最小來考慮， 軸?轉(zhuǎn)速不宜將電機轉(zhuǎn)速降得太低。弱軸上裝有離合器等零件時，高速下摩檫損耗，發(fā)熱都將成為突出矛盾，因此， 軸轉(zhuǎn)速也不宜也太高， 軸轉(zhuǎn)速一般取 700~1000r/min?左右較合適。因此，使中間變速組降速緩慢。以減少結(jié)構(gòu)的徑向尺寸，在電機軸 I 到主傳動系統(tǒng)前端軸 增加一對 26/54 的降速齒輪副，這樣，也有利于變型機床的設(shè)計，改?變降速齒輪傳動副的傳動比，就可以將主軸 18 級轉(zhuǎn)速一起提高或降低。（2）中間軸的轉(zhuǎn)速對于中間傳動軸的轉(zhuǎn)速的考慮原則是：妥善解決結(jié)構(gòu)尺寸大小和噪音，振動等性能要求之間的矛盾。中間傳動軸轉(zhuǎn)速較高時，中間傳動軸和齒輪承受扭矩小，可以使軸徑和齒輪模數(shù)小些： d , m 從而可使結(jié)構(gòu)緊湊。但這樣引起空載功率 和噪音加大：?4M3 pL=1/ (3.5 +c n)KWN空 610n?da主式中：C ——系數(shù)，兩支承滾動軸承和滑動軸承 C=8.5，三支承滾動軸承 C=10；——所有中間軸軸徑的平均值；da——主軸前后軸徑的平均值主——中間傳動軸的轉(zhuǎn)速之和n?n——主軸轉(zhuǎn)速（r/min）下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517=20lg -KpL610lg()4.5(1tan)(ancmzqmz??? ???? ?主 主式中：（ ——所有中間傳動齒輪的分度圓直徑的平均值 mm;——主軸上齒輪分度圓直徑的平均值 mm;()z主q——傳到主軸上所經(jīng)過的齒輪對數(shù)——主軸齒輪螺旋角?,K——系數(shù)，根據(jù)機床類型及制造水平選取，我國中型車床，銑床 =3.5，銑床1c 1cK=50.5從上述經(jīng)驗公式可知，主軸 n 和中間傳動軸的轉(zhuǎn)速和 對機床噪音和發(fā)熱的關(guān)系，確定中間軸轉(zhuǎn)速時，應(yīng)結(jié)合實際情況做相應(yīng)的修正。a，對高速輕載或精密機床，中間軸轉(zhuǎn)速宜取低些b,控制齒輪圓周速度 v> 取 =90mm,后軸頸1mD852?平均軸頸 取 d=27mm..58721mD??2), 主軸內(nèi)孔直徑 d 的確定主軸內(nèi)孔主要用于通過棒料夾緊刀具或工件的控桿,冷卻管等,大型,重型機床的空心主軸還可以減輕重量. 確定孔徑 d 的原則是在滿足對空心主軸孔徑的要求和最小壁厚要求以及不削弱主軸剛度的要求下盡量去大些。由材料力學(xué)知,軸剛度 K 與抗彎截面慣性矩 I 成正比 ,與直徑之間有下列關(guān)系:41()KIdD??空 空實 實由上式可知,當 時,空心主軸的剛度 與實心主軸的剛度 相差甚/0.56dD??K空 K實小,即內(nèi)孔對主軸剛度降低的影響很小, 當 時,剛度降低約 25%.因此,為了不至/0.7d于過分地削弱主軸剛度,一般應(yīng)使 另外 ,還應(yīng)考慮主軸的頸外壁厚是否足夠. /.?推薦: 銑床,d= 拉桿直徑+(5-10)mm. 根據(jù)銑床的主參數(shù), 取 d=29mm.則 4022。滿足要求 ./27/90.3dD?3), 主軸懸伸量 a 的確定主軸懸伸量 a 是指主軸前端大炮前支承徑向反力作用中點(一般為前徑向支承中點)的距離,它主要取決于主軸端部結(jié)構(gòu)型式和尺寸(大多都有軸端標準),前支承的軸承配置和密封裝置等. 有的還與機床其它結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān),如工作臺的行程等. 因此主要由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定。參考同類機床和>,取 則懸伸量 a=63mm。 1/0.7,aD?4), 主軸跨距 的確定l根據(jù)>,計算前支承剛度.1.41.457070920/AKDNm????計算綜合變量=?3