TH6363B臥式加工中心回轉(zhuǎn)工作臺畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書.doc

1、常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)論文kc021-1 changzhou institute of technology畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書題目： th6363b臥式加工中心回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì) 二級學(xué)院（直屬學(xué)部）： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班級： 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師姓名： 職稱： 評閱教師姓名： 職稱： 2008年 6 月摘 要本文主要論述了th6363b臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計(jì)過程。工作臺是加工中心的重要部分。加工中心機(jī)床除了沿x、y和z三個坐標(biāo)軸直線進(jìn)給運(yùn)動外，往往還帶有繞x、y和z軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。一般圓周進(jìn)給運(yùn)動由回轉(zhuǎn)工作臺來實(shí)現(xiàn)。th6363b臥式加工

2、中心的回轉(zhuǎn)工作臺是采用分度工作臺的設(shè)計(jì)。工作臺分度轉(zhuǎn)位動作包括：工作臺抬起，齒盤脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作；回轉(zhuǎn)分度；工作臺下降，齒盤重新嚙合，完成定位夾緊共三個步驟。正文部分著重講述了電機(jī)、同步帶和主要軸承的選擇及鼠牙盤、同步帶輪、液壓系統(tǒng)和傳動齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)過程中使用cad技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：工作臺分度轉(zhuǎn)位齒盤abstract：this article discusses th6363b horizontal machining center of the rotary table of the design process. table is an important par

3、t of the processing centers. in addition to machine processing center along the x, y and z coordinates of three straight into the shaft to the movement, often with around x, y and z axis into the circle to the campaign. general circle feed from the rotary table movement to achieve. th6363b horizonta

4、l machining center of the rotary table is used at the design of the workstation. table-degree turn in action include: table lifted, the tooth was out of mesh, at the completion of the preparatory work before; rotary points; table dropped, gear re-engagement, targeting completion of clamping a total

5、of three steps. focus on the body of the motor, belt and the main bearings and the choice of mice teeth set, timing belt pulleys, hydraulic systems and transmission gear design and calculation. the process of designing the use of cad technology design.key words：table indexingtranspositiongear目 錄前言第一

6、章 緒論11.1加工中心的功能及其特點(diǎn)11.2加工中心的結(jié)構(gòu)組成21.3加工中心的發(fā)展趨勢31.4本文研究目的和主要研究內(nèi)容6第二章 th6363b加工中心回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì)方案的擬訂72.1 加工中心常用回轉(zhuǎn)工作臺簡介72.2本課題設(shè)計(jì)方案的擬訂72.3本課題設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺原理簡介82.4設(shè)計(jì)方案具體操作技術(shù)路線簡介9第三章 回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì)103.1回轉(zhuǎn)工作臺的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容103.1.1電機(jī)的選擇103.1.2傳動比的分配及傳動效率的計(jì)算113.1.3同步帶的選擇及同步帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算123.1.4圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算123.1.5圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算153.1.6鼠牙盤的設(shè)計(jì)計(jì)算193.1.7液壓

7、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算233.1.8主要軸承的選擇243.1.9潤滑與密封263.1.10其他元件的選擇273.2繪制回轉(zhuǎn)工作臺總圖和零件圖27結(jié)論28謝辭29參考文獻(xiàn)3031前 言機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著國民經(jīng)濟(jì)各部門，包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)、和社會生活各個方面提供各種性能先進(jìn)、價格低廉、使用安全可靠的技術(shù)裝備的任務(wù)，所以在現(xiàn)代化建設(shè)中是舉足輕重的。市場競爭的生命力在于產(chǎn)品的水平。任何科技成果要轉(zhuǎn)變?yōu)楦偁幜Φ纳唐?，設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性的作用。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械產(chǎn)品研制的第一道工序，設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和水平，直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、性能、研制周期和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)發(fā)達(dá)的國家都十分重視產(chǎn)品設(shè)計(jì)：美國認(rèn)為，設(shè)計(jì)是一本萬利的事，對產(chǎn)品設(shè)計(jì)投

8、資1美元，帶來的利潤卻是1500美元；英國認(rèn)為：產(chǎn)品設(shè)計(jì)是英國工業(yè)的命脈，英國工業(yè)革新必須以設(shè)計(jì)為中心，始終應(yīng)把產(chǎn)品設(shè)計(jì)多為企業(yè)的頭等大事，應(yīng)時常探索研究使產(chǎn)品設(shè)盡善盡美；法國認(rèn)為：設(shè)計(jì)是工業(yè)的生命，要培養(yǎng)超一流設(shè)計(jì)大師，要大膽啟用有才華和有實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床及加工中心的應(yīng)用已日趨普及，現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)使得制造過程發(fā)生了巨大的變化，對技術(shù)人員的要求也越來越高。因此，我們要充分了解和熟悉現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的基本知識，使企業(yè)盡可能投入少，見效快，讓資源合理化運(yùn)用、讓投資更加合適已成為眾多企業(yè)所不可忽視的一項(xiàng)重要任務(wù)。課題的設(shè)計(jì)對于我們綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識和技能方

9、面有很大的幫助，并要求我們必須具備扎實(shí)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，具有全方面的機(jī)械專業(yè)知識，熟悉組合機(jī)床等相關(guān)部件的設(shè)計(jì)原理，并且在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題要及時反饋和查閱相關(guān)資料，對于那些計(jì)算的設(shè)計(jì)過程，更是要保證計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，同時也要考慮設(shè)計(jì)的情況能否符合實(shí)際生產(chǎn)加工中的要求。第一章 緒 論1.1加工中心的功能及其特點(diǎn)1.1.1 加工中心的功能加工中心是一種功能較全的數(shù)控加工機(jī)床。它把銑削、鏜銷、鉆削和切削螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上，使其具有多種工藝功能。加工中心設(shè)置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或量具，在加工過程中由程序自動選用和更換。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。加工中心與同類數(shù)控機(jī)

10、床相比機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，控制系統(tǒng)功能較多。加工中心最少有三個運(yùn)動坐標(biāo)系，多的達(dá)十幾個。其控制功能最少可實(shí)現(xiàn)兩軸聯(lián)動控制，實(shí)現(xiàn)刀具直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)。多的可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動、六軸聯(lián)動，從而保證刀具進(jìn)行復(fù)雜加工。加工中心還具有不同的輔助功能；如：各種加工固定循環(huán)，刀具半徑自動補(bǔ)償，刀具長度自動補(bǔ)償，刀具破損報警，刀具壽命管理，過載超程自動保護(hù)，絲杠螺距誤差補(bǔ)償，絲杠間隙補(bǔ)償，故障自動診斷，工件與加工過程圖形顯示，人機(jī)對話，工件在線檢測和加工自動補(bǔ)償、離線編程等，這些攻能提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率，保證了產(chǎn)品的加工精度和質(zhì)量，是普通加工設(shè)備無法相比的。1.1.2 加工中心的特點(diǎn) 加工中心是典型的集高新技術(shù)于一體

11、的機(jī)械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個國家設(shè)計(jì)、制造的水平，因此在國內(nèi)外企業(yè)界都受到高度重視。加工中心綜合加工能力較強(qiáng)，工件一次裝夾后能完成較多的加工步驟，加工精度較高，對于中等加工難度的批量工件，其效率是普通設(shè)備的510倍。加工中心對形狀較復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適合。特別是對于必須采用工裝和專機(jī)設(shè)備來保證產(chǎn)品質(zhì)量和效率的工件，采用加工中心加工，可以省去工裝和專機(jī)。這為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的時間和費(fèi)用，從而使企業(yè)具有較強(qiáng)的競爭能力。因此它也是判斷企業(yè)技術(shù)能力和工藝水平標(biāo)志的一個方面。如今，加工中心已成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向，廣泛用于機(jī)械制造中。與普通數(shù)控機(jī)床

12、相比，它有以下幾個突出特點(diǎn)。(1) 工序集中 加工中心備有刀庫，能自動換刀，并能對工件進(jìn)行多工序加工?，F(xiàn)代加工中心可使工件在一次裝夾后實(shí)現(xiàn)多表面、多工位的連續(xù)、高效、高精度加工，即工序集中。這是加工中心最突出的特點(diǎn)。(2) 加工精度高 加工中心同其他數(shù)控機(jī)床一樣具有加工精度高的特點(diǎn)，而加工中心可一次裝夾工件，實(shí)現(xiàn)多工序集中加工，減少了多次裝夾帶來的誤差。故加工精度更高，加工質(zhì)量更加穩(wěn)定。 (3) 適應(yīng)性強(qiáng) 加工中心對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)。加工中心改變加工零件時，只需重新編制(更換)程序，輸入新的程序就能實(shí)現(xiàn)對新的零件的加工，這對結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的單件、小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品試制帶來極大的方便。同時，它還

13、能自動加工普通機(jī)床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜零件。(4) 生產(chǎn)效率高 加工中心帶有刀庫，在一臺機(jī)床上能集中完成多種工序因而可減少工件裝夾、測量和機(jī)床的調(diào)整時間，減少工件半成品的周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時間，機(jī)床的切削利用率(切削時間和開動時間之比)高。 (5) 經(jīng)濟(jì)效益好 加工中心加工零件時，雖分?jǐn)傇诿總€零件上的設(shè)備費(fèi)用較昂貴，但到單件、小批量生產(chǎn)的情況下，可節(jié)省許多其它方面的費(fèi)用。由于是數(shù)控加工，加工中心不必準(zhǔn)備鉆模等工藝裝備，加工之前節(jié)省了劃線工時，零件安裝到機(jī)床上之后可以減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時間。另外，由于加工中心的加工穩(wěn)定，減少了廢料率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。(6) 自動化程度高，勞動強(qiáng)度低

14、加工中心的加工零件是按事先編好的程序自動完成的，操作者除了操作鍵盤、裝卸零件、進(jìn)行關(guān)鍵工序的中間測量以及觀察機(jī)床的運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動強(qiáng)度可大為減輕。(7) 有利于生產(chǎn)的現(xiàn)代化管理 用加工中心加工零件，能夠準(zhǔn)確地計(jì)算零件的加工工時，并有效地簡化檢驗(yàn)和工夾具、半成品的管理工作。這些特點(diǎn)有利于于使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。當(dāng)前有許多大型cadcam集成軟件已經(jīng)開發(fā)了生產(chǎn)管理模塊，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)管理。加工中心使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼輸入，最適宜計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)及管理。1.2加工中心的結(jié)構(gòu)組成加工中心是計(jì)算機(jī)控制下的自動化機(jī)床，其總體結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成。（1）基礎(chǔ)部件由床身、立柱和

15、工作臺等大件組成。它們是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接的鋼結(jié)構(gòu)件，它們要承受加工中心的靜載荷以及在加工時的切削負(fù)載，因此必須是剛度很高的部件，也是加工中心中質(zhì)量和體積最大的部件。（2）主軸部件由主軸伺服電源、主軸電機(jī)、主軸箱、主軸、主軸軸承和傳動軸等零件組成。主軸的啟動、停止和變速等均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動，是切削加工的功率輸出部件。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)的好壞對加工中心的性能有很大的影響，它決定著加工中心的切削性能、動態(tài)剛度、加工精度等。主軸內(nèi)部刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)是自動刀具交換裝置的組成部分。（3）數(shù)控系統(tǒng)單臺加工中心的數(shù)控部分由cn

16、c裝置、可編程序控制器、伺服驅(qū)動裝置以及電機(jī)等部分組成。cnc裝置根據(jù)它的包含功能、可控軸數(shù)、主運(yùn)算器的性能等分成各種供配置加工中心用的系統(tǒng)，它采用微處理機(jī)、存儲器、接口芯片等，通過軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床要求的各種功能?？删幊绦蚩刂破魈娲话銠C(jī)床中機(jī)床電氣柜，執(zhí)行數(shù)控系統(tǒng)指令，控制機(jī)床執(zhí)行動作。數(shù)控系統(tǒng)主要功能有：控制功能、進(jìn)給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能和第二輔助功能、補(bǔ)償功能、字符圖形顯示功能、自診斷功能、通信功能、人機(jī)對話程序編制功能等。數(shù)控系統(tǒng)是加工中心執(zhí)行順序控制動作和完成加工過程的控制中心。（4）自動換刀系統(tǒng)該系統(tǒng)是加工中心區(qū)別于其他數(shù)控機(jī)床的典型裝置，它解決工件一次裝夾后多工序連

17、續(xù)加工中，工序與工序間的刀具自動儲存、選擇、搬運(yùn)和交換任務(wù)。它由刀庫、機(jī)械手等部件組成。刀庫是存放加工過程所要使用的全部刀具的裝置；當(dāng)需要換刀時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令，由機(jī)械手(或通過別的方式)將刀具從刀庫取出裝人主軸孔中。刀庫有盤式，鼓式和鏈?zhǔn)降榷喾N形式，容量從幾把到幾百把。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫與主軸的相對位置及結(jié)構(gòu)的不同也有多種形式。如單臂式，雙臂式，回轉(zhuǎn)式和軌道式等等。有的加工中心不用機(jī)械手而利用主軸箱或刀庫的移動來實(shí)現(xiàn)換刀的。（5）回轉(zhuǎn)工作臺加工中心機(jī)床除了沿x、y和z三個坐標(biāo)軸直線進(jìn)給運(yùn)動外，往往還帶有繞x、y和z軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。一般圓周進(jìn)給運(yùn)動由回轉(zhuǎn)工作臺來實(shí)現(xiàn)。加工中心常用的回轉(zhuǎn)

18、工作臺有分度工作臺和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，它們的功用各不相同。分度工作臺的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動換刀裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個面的加工。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還有實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動。（6）工作臺交換系統(tǒng)有的加工中心為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的無人化運(yùn)行或進(jìn)一步縮短非切削時間，采用多個自動交換工作臺方式儲備工件。一個工件安裝在工作臺上加工的同時，另外一個或幾個可交換的工作臺面上還可以裝卸別的工件。當(dāng)完成一個托盤上工件的加工后，便自動交換托盤，進(jìn)行新零件的加工，這樣可以減少輔助時間，提高加工效率。（7）輔助系統(tǒng)包括潤滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓和隨機(jī)檢測系統(tǒng)等部分。輔助系統(tǒng)

19、雖不直接參與切削運(yùn)動，但對加工中心的加工效率，加工精度和可靠性起到保障作用，因此也是加工中心中不可缺少的部分。1.3加工中心的發(fā)展趨勢1.3.1 高速高效、高精度、高可靠性（1）高速、高效提高生產(chǎn)率是機(jī)床技術(shù)追求的基本目標(biāo)之一。加工中心高速化可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量好精度。超高速加工技術(shù)對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。新一代加工中心通過高速化大幅度縮短切削工時，進(jìn)一步提高其生產(chǎn)率。超高速加工特別是超高速銑削與新一代高速加工中心的開發(fā)應(yīng)用緊密相關(guān)。20世紀(jì)90年代以來，歐、美、日各國爭相開發(fā)新一代高速數(shù)

20、控車床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動部件（快移速度60120 r/min，切削進(jìn)給速度高達(dá)60m/min)、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了下新的技術(shù)水平。依靠快速、準(zhǔn)確的數(shù)字量傳遞技術(shù)對高性能的機(jī)床執(zhí)行部件進(jìn)行高精密度、高響應(yīng)速度的實(shí)時處理，由于采用了新型刀具，車削和銑削的切削速度已達(dá)到5000m-8000m/rain以上：主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30000r/min；工作臺的移動速度(進(jìn)給速度)，在分辨率為1m時，達(dá)到100m/min(有的到200m/min)，以上，在分辨率為0.1m時，達(dá)

21、到24m/ min以上；加工中心換刀時間從5-10s減少到小于1s，工作臺交換時間也由1-20s減小到2.5s以內(nèi)。隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長壽命刀具材料，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機(jī)驅(qū)動進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，還將出現(xiàn)新一代高速加工中心。（2）高精度 從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工)是世界各工業(yè)強(qiáng)國致力發(fā)展的方向。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，也是為了提高普通機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高，機(jī)床用戶對機(jī)床加工精

22、度的要求也越來越高。為了滿足用戶的需要，近10多年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心的加工精度則從3-5m，提高到 (11.5)m。（3）高可靠性數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶關(guān)心的指標(biāo)。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，提高可靠性。通過硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時采用硬件結(jié)構(gòu)機(jī)床本體的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及系列化，使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過自動運(yùn)行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報警。利用報

23、警提示，及時排除故障；利用容錯技術(shù)，對重要部件采用“冗余”設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)；利用各種測試、監(jiān)控技術(shù)，當(dāng)發(fā)生超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時，自動進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。1.3.2 模塊化、智能化、柔性化（1）模塊化、專門化為了適應(yīng)加工中心多品種、小批量的特點(diǎn)，機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門化，機(jī)床性能價格比顯著提高并加快優(yōu)化。（2）智能化隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透與發(fā)展，為適應(yīng)制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、自動化發(fā)展需要，智能化正成為數(shù)控設(shè)備研究及發(fā)展的熱點(diǎn)，它不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程(如智能編程、智能數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)控)，還貫穿在產(chǎn)品的售后服務(wù)和維修中，目前采取的主要技術(shù)措施包括以下幾個方面。 為

24、追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成。自適應(yīng)控制可根據(jù)切削條件的變化，自動調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程中能保持最佳i作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。如通過監(jiān)控切削過程中的刀具磨損、破損、切屑形態(tài)、切削力及零件的加工質(zhì)量等，向制造系統(tǒng)反饋信息，通過將過程控制、過程監(jiān)控、過程優(yōu)化結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。 為提高9s動性能及使用連接方便方面的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型等。 簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程，智能化的人機(jī)界面等

25、。 智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。在整個工做狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對cnc系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時，立即采用停機(jī)等措施，進(jìn)行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等，并利用“冗余”技術(shù)，自動使故障模塊脫機(jī)，而接通備用模，以確保無人化工作環(huán)境的要求。（3）柔性化柔性自動化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動態(tài)市場需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)；注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓、完善；cnc單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展。數(shù)控加工中心在提高單機(jī)柔性化的

26、同時，朝著單元柔性化和系統(tǒng)柔性化方向發(fā)展。如數(shù)控多軸加工中心、換刀換箱式加工中心等。1.3.3 復(fù)合化復(fù)合化包含工序復(fù)合化和功能復(fù)合化。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展已模糊了粗精加工工序的概念。加工中心的出現(xiàn)，又把車、銑、鏜等工序集中到一臺機(jī)床來完成，打破了傳統(tǒng)的工序界限和分開加工的工藝規(guī)程，可最大限度地提高設(shè)備利用率，為了進(jìn)一步提高工效，現(xiàn)代加工中心又采用了多主軸、多面體切削。另外，數(shù)控系統(tǒng)的控制軸數(shù)也在不斷增加，有的多達(dá)15軸，其同時聯(lián)動的數(shù)軸已達(dá)6軸。1.3.4 開放性體系結(jié)構(gòu)為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，需設(shè)置開放性體系結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)。

27、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展推動數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快地更新?lián)Q代，世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家開發(fā)了開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，如多媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)聲控自動編程、圖形掃描自動編程等。其新一代數(shù)控系統(tǒng)的硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，由于有充足的軟、硬件資源可供利用，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進(jìn)行系統(tǒng)集成得到有力的支持，而且也為用戶的二次開發(fā)帶來極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用。既可通過升擋或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，又可通過擴(kuò)展構(gòu)成不同類型數(shù)控加工中心的數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。這種數(shù)控系統(tǒng)可隨cpu升級而升級，結(jié)構(gòu)上不必變動。

28、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。1.3.5 網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近年來的一個新亮點(diǎn)。加工中心的網(wǎng)絡(luò)化將極大的滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。先進(jìn)的cnc系統(tǒng)為用戶提供了強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)能力，除有rs232串行接口、rs422等接口外，還帶有遠(yuǎn)程緩沖功能的dnc接口，可以實(shí)現(xiàn)幾臺數(shù)控機(jī)床、加工中心之間的數(shù)據(jù)通信和直接對機(jī)床進(jìn)行控制?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床為了適應(yīng)自動化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和工廠自動化規(guī)模越來越大的要求，滿足不同廠家不同類型數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)的需要，已配備與工業(yè)局域網(wǎng)(lan)通訊的

29、功能以及map接口，為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)入fms及cims創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了系統(tǒng)集成化和信息綜合化，使遠(yuǎn)程操作和監(jiān)控、遙控及遠(yuǎn)程故障診斷成為可能。不僅利于數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠對其產(chǎn)品的監(jiān)控和維修，也適于大規(guī)?，F(xiàn)代化生產(chǎn)的無人化車間，實(shí)行網(wǎng)絡(luò)管理，還適于在操作人員不宜到現(xiàn)場的環(huán)境(如對環(huán)境要求很高的超精密加工和對人體有害的環(huán)境)中工作。1.4本文研究目的和主要研究內(nèi)容本課題來源于江蘇多棱數(shù)控設(shè)備股份有限公司，完成帶回轉(zhuǎn)工作臺的三軸聯(lián)動th6363b臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì)，確定加工中心回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)，確定其分度、轉(zhuǎn)位和定位方式，完成其分度、定位、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，工作臺尺寸滿足：630630，工作臺承

30、重：800kg，回轉(zhuǎn)臺定位精度達(dá)到：5；回轉(zhuǎn)臺重復(fù)定位精度：2等精度要求。第二章 th6363b加工中心回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì)方案的擬訂2.1 加工中心常用回轉(zhuǎn)工作臺簡介加工中心機(jī)床除了沿x、y和z三個坐標(biāo)軸直線進(jìn)給運(yùn)動外，往往還帶有繞x、y和z軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動。一般圓周進(jìn)給運(yùn)動由回轉(zhuǎn)工作臺來實(shí)現(xiàn)。加工中心常用的回轉(zhuǎn)工作臺有分度工作臺和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，它們的功用各不相同。分度工作臺的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動換刀裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個面的加工。而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺除了分度和轉(zhuǎn)位的功能之外，還有實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動。（1）分度工作臺 分度工作臺的作用完成分度運(yùn)動。分度工作臺的分度、轉(zhuǎn)位

31、和定位工作是按照控制系統(tǒng)的指令自動進(jìn)行的，每次轉(zhuǎn)位回轉(zhuǎn)一定的角度（如90、60和45等）。為滿足分度精度的要求，需要使用專門的定位元件。常用的定位元件方式有插銷定位、齒盤定位和鋼球定位等幾種。（2）數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺 為了適應(yīng)某些零件加工的需要，加工中心的進(jìn)給運(yùn)動常常還增加了繞x、y和z三個坐標(biāo)軸的圓周進(jìn)給運(yùn)動，分別稱a、b、c軸。圓周進(jìn)給運(yùn)動一般由數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺來實(shí)現(xiàn)，它除了可以完成圓周進(jìn)給運(yùn)動外，還可以完成分度運(yùn)動。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和分度工作臺沒多大區(qū)別，但在結(jié)構(gòu)上則具有一系列的特點(diǎn)。由于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺能實(shí)現(xiàn)自動進(jìn)給，所以它在結(jié)構(gòu)上和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)有很多共同之處。不同之點(diǎn)在于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)

32、給驅(qū)動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的是直線進(jìn)給運(yùn)動，而數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺實(shí)現(xiàn)的是圓周進(jìn)給運(yùn)動，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可分為開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺兩種。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的分度定位和分度工作臺不同，它是按控制系統(tǒng)所指定的脈沖數(shù)來決定轉(zhuǎn)位角度，沒有其他的定位元件（如齒盤、定位銷等），故分度定位精度高。2.2本課題設(shè)計(jì)方案的擬訂本課題為設(shè)計(jì)th6363b臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺，所以下面對本課題設(shè)計(jì)方案進(jìn)行簡要地介紹：由于設(shè)計(jì)任務(wù)不需要使回轉(zhuǎn)工作臺有圓周進(jìn)給運(yùn)動。故對th6363b臥式加工中心我決定采用分度回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計(jì)方案。分度工作臺的作用完成分度運(yùn)動。由于設(shè)計(jì)要求中分度回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度和重復(fù)定位精度較高，為滿

33、足分度精度的要求，我對設(shè)計(jì)的th6363b臥式加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺采用齒盤定位方式。齒盤分度工作臺的分度精度主要由齒盤尺寸精度及坐標(biāo)精度決定，最高可達(dá)正負(fù)5。對于工作臺的夾緊機(jī)構(gòu)我會采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行壓力夾緊。工作臺工作原理示意圖：2.3本課題設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺原理簡介下圖為th6363b臥式加工中心分度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)。分度轉(zhuǎn)位動作包括：工作臺抬起，齒盤脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作；回轉(zhuǎn)分度；工作臺下降，齒盤重新嚙合，完成定位夾緊共三個步驟。圖2.2 轉(zhuǎn)臺分度裝置圖1-帶輪；2-軸承；3-錐齒輪軸；4-軸承；5-齒輪軸；6-大齒輪；7-鼠牙盤；8-活塞；9-電磁閥；10-芯軸；11-軸承；12

34、-滾道；13-錐齒輪具體工作原理為：1.工作臺抬起。當(dāng)需要分度時，控制系統(tǒng)發(fā)出分度指令，壓力油通過管道進(jìn)入分度工作臺中央的升降液壓缸的下腔，于是活塞8向上移動，通過推力球軸承11的作用帶動工作臺也向上抬起，使鼠牙盤7的上、下齒盤脫離，液壓缸上腔的油則經(jīng)管道排出，完成分度前的準(zhǔn)備工作。2.回轉(zhuǎn)分度。當(dāng)工作臺向上抬起時，通過接觸開關(guān)發(fā)出信號使電機(jī)轉(zhuǎn)動。經(jīng)過帶輪1和齒輪副3、13和齒輪副5、6的傳動帶動工作臺進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動。工作臺分度回轉(zhuǎn)角度的大小由指令給出。當(dāng)工作臺的回轉(zhuǎn)角度達(dá)到所要求的角度時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，工作臺完成準(zhǔn)廳動作。3.工作臺的下降定位夾緊。工作臺完成準(zhǔn)停動作的同時，壓力油從管道進(jìn)入

35、升降液壓缸上腔，推動活塞8帶動工作臺下降，于是上下齒盤又重新嚙合，完成定位夾緊。2.4設(shè)計(jì)方案具體操作技術(shù)路線簡介首先通過分析確定采用分度回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)其外形結(jié)構(gòu)，確定其外形尺寸。然后進(jìn)行其內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)臺分度裝置，最后聯(lián)系已設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)臺和轉(zhuǎn)臺分度裝置，進(jìn)行定位和夾緊裝置的設(shè)計(jì)。最終裝配成完整的分度回轉(zhuǎn)工作臺。第三章 回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計(jì)3.1回轉(zhuǎn)工作臺的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容對于本課題所設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺，我的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要為進(jìn)行電機(jī)的選擇、完成傳動比的分配、對同步帶、主要軸承的選擇和同步帶輪、傳動齒輪以及鼠牙盤、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。3.1.1電機(jī)的選擇選擇電動機(jī)類型按工作要求和條件，

36、選用交流伺服電動機(jī)。選擇電動機(jī)的容量電動機(jī)所需工作功率按式（1）為p=kw由式p=kw為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；為負(fù)載轉(zhuǎn)速。計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩：=式中為負(fù)載正壓力，為摩擦系數(shù)，為力矩力臂工作臺承重為800kg工作臺自重粗略計(jì)算：直徑d=630mm高度h=265-149=116mm體積v=m則重量m=kg總的重量m=280+800=1080 kg則= mg=108010584查表得=0.1，粗略估計(jì)力矩力臂=110mm=0.11m=設(shè)計(jì)目標(biāo)鼠牙盤預(yù)期轉(zhuǎn)速在3050r/min之間，現(xiàn)初選=35 r/min計(jì)算功率得：p=kw由電動機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動總效率為=式中：、分別為帶傳動、軸承、齒輪傳動的傳動效率。取=0.96，

37、=0。98，=0。97 則=0.960.980.97=0.83p=kw現(xiàn)選擇西門子1fk60636af711型電機(jī)，電機(jī)基本參數(shù)見下表：表3-1 電機(jī)參數(shù)表型號額定功率kw滿載時額定電流額定轉(zhuǎn)距最大轉(zhuǎn)矩重量轉(zhuǎn)速r/min電流（380v時）a1fk60636af7111.830007.94.761113.23.1.2傳動比的分配及傳動效率的計(jì)算電機(jī)型號為1fk60636af711，滿載轉(zhuǎn)速r/min。初選鼠牙盤的轉(zhuǎn)速=35 r/min。（1）總傳動比圓整一下取=90故=3000/90=33.3 r/min（2）分配傳動裝置傳動比=式中、分別為帶傳動、圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動的傳動比。同步帶的傳

38、動比： 初選=2.5圓柱齒輪的傳動比：查表可知圓柱齒輪傳動比一般為840。取=12圓錐齒輪的傳動比：=大帶輪傳遞的功率kw小圓錐齒輪軸傳遞的功率kw大圓錐齒輪軸傳遞的功率kw3.1.3同步帶的選擇及同步帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算同步帶是工作面為齒形的環(huán)形傳動帶，靠與帶輪嚙合傳動。它具有傳動比準(zhǔn)確、軸壓力小、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比范圍大，可采用較小的帶輪直徑和較小的軸間距，以及可在低速下傳遞動力等優(yōu)點(diǎn)。但制造和安裝要求高。主要用于同步的或低速的傳動。由小帶輪轉(zhuǎn)速n=3000r/min，查機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)用手冊選擇同步帶帶型為xl型。同步帶標(biāo)準(zhǔn)寬度的基本尺寸為6.4mm，代號為025。同步帶輪的計(jì)算：計(jì)算功率：kw為工況

39、系數(shù)，查表得=1.0小帶輪齒數(shù)：根據(jù)原則，查表得當(dāng)小帶輪轉(zhuǎn)速在18003600r/min中時，=12，現(xiàn)取小帶輪節(jié)圓直徑：mm 為同步帶的節(jié)距，=5.08大帶輪齒數(shù)： 查帶輪齒數(shù)表，65不是其中系列，重取=60大帶輪節(jié)圓直徑：mm大帶輪外徑：由大帶輪節(jié)圓直徑查表得=96.51mm初定中心距：mm取=350mm帶輪擋圈：中心距=350mm大于8，兩輪均裝雙邊擋圈。擋圈最小高度：查表得擋圈厚度：，取=1.5因帶輪的齒數(shù)發(fā)生變化，故傳動比也發(fā)生變化?，F(xiàn)重新分配傳動比：同步帶的傳動比： 圓錐齒輪的傳動比：=3.1.4圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)的直齒圓錐齒輪使用壽命為8年，每年以300工作日計(jì)，兩班制，輕微

40、沖擊。材料及熱處理、精度和齒數(shù)選擇 因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高，材料按課本表7-1選取，都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均采用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面粗糙度為1.6。軟齒面閉式傳動，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取=20，則=i=3.2520=65小齒輪傳遞的扭距：=初選載荷系數(shù)：初選=1.6取齒寬系數(shù)：=0.30確定彈性影響系數(shù)：據(jù)教材表10-6查得=189.8確定區(qū)域載荷系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動=2.5確定接觸許用應(yīng)力：循環(huán)次數(shù)n=60=601304(163008)=3.0n= n/u=3.0/3.25=9.23查教材圖10-19曲線1得，查教材

41、圖10-21（d）得=600，=570取安全系數(shù)：由接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的分度圓直徑= =30.8mm驗(yàn)算載荷系數(shù)：齒輪的使用系數(shù)：載荷狀況以均勻平穩(wěn)為依據(jù)查教材表10-2得=1.2526.2mm齒輪的圓周速度=2.10m/s由教材圖10-8查得：=1.10取依據(jù)大齒輪兩端支承，小齒輪做懸臂布置，查教材表10-9得軸承系數(shù)=1.25由公式得接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)校正直徑：=mm取標(biāo)準(zhǔn)值齒輪的相關(guān)參數(shù)：=2.020=40mm=2.065=130mmmm圓整取25 mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)：與接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)相同：計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：查教材表10-5得，確定許用應(yīng)力：由教材圖10-18查得=

42、0.92，=0.95取安全系數(shù)由教材圖10-20（c）得=440，=425按脈動循環(huán)應(yīng)變力確定許用彎曲應(yīng)力，即校核彎曲強(qiáng)度：=236.5= =65.2滿足彎曲強(qiáng)度，以上所選參數(shù)合適。以上設(shè)計(jì)過程中所引用的公式及參數(shù)參考自機(jī)械設(shè)計(jì)（第7版）秦彥斌 陸品主編。3.1.5圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪使用壽命為8年，每年以300工作日計(jì)，兩班制，輕微沖擊。（1）齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇因傳遞功率不大、轉(zhuǎn)速不高、材料都采用45鋼，鍛造毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，均用軟齒面。齒輪精度用8級，齒輪表面粗糙度為1.6。齒輪面閉式傳動，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取=2

43、0，則=i=2012=240（2）設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式=由圖7-6選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為：=580，=560由圖7-7選取材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力為：=230，=210應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n由下式計(jì)算n=60=60400(163008)=9.210 n= n/u=9.210/3=3.110由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)=1，=1.02由圖7-9查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=1， =1由圖7-2查得接觸疲勞完全系數(shù)=1，彎曲疲勞完全系數(shù)=1.4又=2.0，試選=1.3求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力：=580=571=328=300將有關(guān)

44、值代入式，得= = =38.47mm則0.87m/s=200.87/100=0.17m/s查圖7-10得=1.09；又表7-3查得=1.25；由表7-4查得=1.05；取=1，則=1.0=1.43修正=38.471.03=39.6mmm=/=39.6/20=1.98mm由表7-6圓整取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.0mm計(jì)算幾何尺寸=m=2.0=40mm=m=2.0240=480mm=m(+)=2.0260=520mm=140=40mm=+10=40+10=50mm（3）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度又圖7-18查得取=0.7由式（7-12）校核大小齒輪的彎曲強(qiáng)度=96.61=96.61=94.25經(jīng)過校核，此對齒輪

45、滿足強(qiáng)度要求，故選擇合適。以上設(shè)計(jì)過程中所引用的公式及參數(shù)參考自機(jī)械設(shè)計(jì)（第2版）徐錦康主編。軸的設(shè)計(jì)計(jì)算因計(jì)算出來的小齒輪為齒輪軸，小齒輪軸又與整個軸是一起相連的，故把與大齒輪配合的整個軸在這里進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。（1）選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，故選用常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。（2）初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，查表10-2，得c=106117，取中間值c=112，=1.54 =410.3 則 11217.5mm（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。圖2.3 齒輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖 各軸段直徑的確定。計(jì)算了最小直徑之后就可以初估軸徑了。軸段2處安裝大圓錐

46、齒輪，由于大圓錐齒輪分度圓直徑=130mm，故取軸段2處直徑mm。軸段1處安裝圓螺母固定大圓錐齒輪，選用型號為gb855-33，故取軸段1處直徑=33mm。軸段3處安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承型號為32008，其內(nèi)徑=40mm，故軸段3處直徑mm。軸段4為軸肩，用來固定軸承，取mm。軸段5處為退刀槽，取mm。軸段6處為圓柱齒輪軸，尺寸見圓柱齒輪設(shè)計(jì)段落里。 各軸段長度的確定。軸段1處，螺母長度為10mm，故取mm。軸段2處，大圓錐齒輪寬度20mm，故取mm。軸段3處安裝2個軸承，每個軸承的寬度為19mm，中間安裝一個套筒，選擇其寬度為25mm。又其中一個軸

47、承要伸出軸段一點(diǎn)，故取=65mm。軸段4為軸肩，取mm。軸段5處退刀槽寬度取mm。軸段6為圓柱齒輪軸，尺寸見圓柱齒輪設(shè)計(jì)段落里。 軸的受力分析。因軸的實(shí)際最小直徑遠(yuǎn)大于計(jì)算出來的最小直徑，而且該軸的長度很短，故其彎扭合成強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度均是足夠的。3.1.6鼠牙盤的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）工作原理與特點(diǎn) 鼠牙盤(端面齒盤)定位裝置由兩個齒數(shù)和齒形相同的端面齒盤對合而成。通常，個齒盤固定不動，另個齒盤與分度回轉(zhuǎn)部件固連。分度轉(zhuǎn)位時，動齒盤抬起，和定齒盤脫開，然后轉(zhuǎn)位。當(dāng)轉(zhuǎn)至要求位置時，兩齒盤重新嚙合并壓緊，使分度回轉(zhuǎn)部件定位。兩齒盤在嚙合并壓緊后，大多數(shù)齒都緊密接觸，可獲得很高的定位精度和重復(fù)定位精度。 鼠

48、牙盤定位裝置的特點(diǎn)： 定位精度高，可達(dá)；用于測量裝置的高精度彈性齒齒盤可達(dá)以上。 能自動定心，定位精度不受軸承間隙和正反轉(zhuǎn)的影響(也稱自由定心)。 齒面磨損對定位精度的影響不大，隨著不斷使用磨合，定位精度有可能改善。精度保持性好。 承載能力強(qiáng)。定位剛性好。 齒數(shù)的所有因數(shù)都可作為分度工位數(shù)；容易得到不等分分度。 高精度齒盤的齒形加工較復(fù)雜；轉(zhuǎn)位、定位時，動齒盤要升降，并要有夾緊裝置。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)多齒盤定位裝置的主要依據(jù)是分度工位數(shù)或最小分度轉(zhuǎn)角、要求的定位精度、結(jié)構(gòu)位置大小、工作載荷。轉(zhuǎn)化到齒盤上的工作載荷有扭矩、顛覆力矩、軸向力、徑向力 (在嚙合節(jié)平面內(nèi))。齒盤類型按齒槽深淺分有剛性

49、齒和彈性齒；按齒形分有直齒和弧形齒。 確定結(jié)構(gòu)參數(shù)外徑 （mm）1002002003003005005008008001200齒寬 (mm)8121020152520302540許用扭矩( kgf)1508707603500250080006700270002050070000表3.16 齒盤外徑 、齒寬 和許用扭矩 本設(shè)計(jì)使用直齒型鼠牙盤，故只需要確定直齒型鼠牙盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)。直齒齒盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)按下表確定。序號名稱符號單位確定原則或計(jì)算公式1齒盤外徑mm參照表6.9-30，按扭矩估算。一般應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)適當(dāng)取大些，以有利于提高分度定位精度2齒寬mm大則有利于提高齒盤承載能力，但不利于提高分度定位精

50、度。一般可參照表6.9-30選取3齒數(shù)是分度工位數(shù)的倍數(shù)；若要進(jìn)行多種工位數(shù)分度，應(yīng)是所有工位數(shù)的最小公倍數(shù)。精度要求高時，宜取多些，但加工費(fèi)時4模數(shù)mm= 常用范圍265外徑上節(jié)距mm=6齒形角deg常用60、90；載荷小、精度高時，宜取小值7理論齒高mm=8齒根高mm= 式中為齒頂削平量，3.17 鼠牙盤結(jié)構(gòu)參數(shù)表由上表計(jì)算鼠牙盤結(jié)構(gòu)參數(shù)：1齒形外徑d 計(jì)算扭矩m，m為切削力f轉(zhuǎn)化到齒盤中心的扭矩。m=fr=1000，按表可估算d=432mm2齒寬b 選取b=20mm 3齒數(shù)z 設(shè)計(jì)最小分度值為，故取z=3604模數(shù)m m=d/z=432/360=1.2mm5外徑上節(jié)距t t=m=3.14

51、1.2=3.76mm6齒形角 取7理論齒高h(yuǎn) h =3.257mm8齒頂高h(yuǎn) h=h/2-c=3.257/2-0.7=0.92mm 計(jì)算夾緊力數(shù)控回轉(zhuǎn)臺在受一定的工作載荷時，要求其精度保持不變。分析其受力狀態(tài)如下圖：圖2.4 工作臺受力簡圖圖中分析是在臥式加工中心工作時的最極限位置，即主軸在立柱最高位置且加工工件的最邊緣，進(jìn)行孔加工，在主軸最大進(jìn)給抗力f的作用下齒盤所受的各力。要克服各力并保持定位精度，必須有足夠的夾緊力作用在齒盤上，以保證轉(zhuǎn)臺平穩(wěn)工作，分解諸力并將其轉(zhuǎn)化為作用與回轉(zhuǎn)臺中心和端齒盤分度面上的交點(diǎn)上的力。夾緊力w應(yīng)保證在最大工作載荷下仍保持齒盤的緊密嚙合。但夾緊力不應(yīng)過大，否則會

52、引起齒盤變形而降低定位精度。，夾緊力w按下式計(jì)算：w=s （6.9-46）式中 w夾緊力齒盤承受的扭矩 (kgfmm)；齒盤承受的顛覆力矩 (kgfmm)；齒盤承受的徑向力 (在嚙合節(jié)平面內(nèi)) (kgf)；齒盤承受的軸向力(kgf)，方向與w同向時，式中取“”號，反向時，式中取“+”號；r齒盤節(jié)圓半徑 (mm)；取r=210mm 齒形角 (deg)；=60摩擦角(deg)，一般取=56；s安全系數(shù)，一般取s=11.5，工作條件平穩(wěn)、沖擊負(fù)荷小時s取小值。此處取s=1.3。代入數(shù)據(jù)計(jì)算：w=1.3 =5015kg因此回轉(zhuǎn)臺油缸夾緊力達(dá)到5015kg即可，過大將引起端齒盤的變形。 驗(yàn)算齒面擠壓應(yīng)力

53、 （6.9-47）式中 齒面擠壓應(yīng)力 （kgf/mm）； 計(jì)算齒數(shù)， 0.5z； b齒寬 （mm）； 齒的嚙合高度 （mm），2h，h為齒頂高； w夾緊力 （kgf）； 安全系數(shù)，一般取=1.3； 許用擠壓應(yīng)力（kgf/mm），齒面未經(jīng)淬硬的取=2 kgf/mm，齒面經(jīng)淬硬的取=4 kgf/mm； 其余符號同式（6.9-46）。代入數(shù)據(jù)計(jì)算： =2.90 kgf/mm=4 kgf/mm故齒面擠壓應(yīng)力滿足要求。(3) 材料及熱處理齒盤的齒面要求有較高的硬度，內(nèi)部有一定的韌性，要求材料的熱處理變形較小，精密齒盤：要求尺寸穩(wěn)定性好。齒盤常用材料及熱處理見下表3.18。本課題所設(shè)計(jì)的鼠牙盤材料選擇為40cr，熱處理采