加工中心進(jìn)給系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計-說明書

1、摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加工技術(shù)在世界工業(yè)界得到了顯著提高。但是，以加工中心為代表的我國機(jī)床產(chǎn)品自動化程度高、附加值高、利潤高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界機(jī)床同行。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)床行業(yè)的全球化，以及政府鼓勵加強(qiáng)自主知識創(chuàng)新的力度，投資發(fā)展加工中心等高端機(jī)床的時機(jī)趨于成熟.本設(shè)計旨在設(shè)計銑床的XY軸進(jìn)給系統(tǒng)及其仿真。一、了解銑床結(jié)構(gòu)，確定方案。其次，選用滾珠絲杠、步進(jìn)電機(jī)、消隙齒輪等零件，以達(dá)到提高傳動精度、減少加工誤差的目的。本次設(shè)計成果能夠順利滿足設(shè)計任務(wù)要求，完成X、Y方向獨(dú)立運(yùn)行和同時運(yùn)行，提高加工效率。論文研究并完成了基于虛擬樣機(jī)X軸和Y軸的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)球型立式加工中心的設(shè)計及其仿真設(shè)計，

2、形成了機(jī)床詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計的指導(dǎo)文件，為設(shè)計的全面實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：立式加工中心；機(jī)床結(jié)構(gòu)；整體設(shè)計；進(jìn)料系統(tǒng)；摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加工技術(shù)在世界范圍內(nèi)與全行業(yè)都有所提高顯著地。在中國，以加工中心為代表的高自動化、高附加值、高利潤機(jī)器已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界同行機(jī)器。隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)床行業(yè)的全球化，以及政府自主權(quán)的加強(qiáng)，鼓勵創(chuàng)新，投資開發(fā)中心，加工高端機(jī)床等時機(jī)成熟。本設(shè)計為xy軸銑床進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計及其仿真。首先要了解銑床的結(jié)構(gòu)，確定方案。其次，選用滾珠絲杠、步進(jìn)電機(jī)和消隙齒輪等零配件，以達(dá)到提高傳動精度、減少加工誤差的目的。設(shè)計結(jié)果可以成功地滿足設(shè)計任務(wù)的要求，完成X、Y兩個方向的

3、同時運(yùn)行單獨(dú)操作，提高了加工效率。完成基于論文的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)虛擬樣機(jī)研究本體球立式加工中心設(shè)計-X軸和Y軸的仿真設(shè)計、機(jī)床詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計，形成實(shí)施綜合設(shè)計的指導(dǎo)文件方式并奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：立式加工中心；機(jī)器結(jié)構(gòu)；設(shè)計;進(jìn)料系統(tǒng)；目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295091696 摘要 PAGEREF _Toc295091696 h 1 HYPERLINK l _Toc295091697 摘要 PAGEREF _Toc295091697 h 2 HYPERLINK l _Toc295091698 目錄 PAGEREF _Toc295091698 h 3 HYPER

4、LINK l _Toc295091699 簡介 PAGEREF _Toc295091699 h 4 HYPERLINK l _Toc295091700 1.1項目背景及目的 PAGEREF _Toc295091700 h 4 HYPERLINK l _Toc295091701 1.2國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc295091701 h 4 HYPERLINK l _Toc295091702 1.2.1我國加工中心研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc295091702 h 4 HYPERLINK l _Toc295091703 1.2.2供料系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc

5、295091703 h 5 HYPERLINK l _Toc295091704 1.2.3加工中心發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc295091704 h 6 HYPERLINK l _Toc295091705 2整體設(shè)計 PAGEREF _Toc295091705 h 7 HYPERLINK l _Toc295091706 2.1總體設(shè)計方案的確定 PAGEREF _Toc295091706 h 7 HYPERLINK l _Toc295091707 2.2床型設(shè)計 PAGEREF _Toc295091707 h 7 HYPERLINK l _Toc295091708 2.3導(dǎo)軌設(shè)計 PAG

6、EREF _Toc295091708 h 8 HYPERLINK l _Toc295091709 3.進(jìn)料系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc295091709 h 9 HYPERLINK l _Toc295091710 3.1 Y軸（縱向）傳動部分的設(shè)計 PAGEREF _Toc295091710 h 10 HYPERLINK l _Toc295091711 3.1.1切削力的計算 PAGEREF _Toc295091711 h 10 HYPERLINK l _Toc295091712 3.1.2滾珠絲杠的選型計算 PAGEREF _Toc295091712 h 11 HYPERLINK l

7、_Toc295091713 3.1.3傳動檔位選擇 PAGEREF _Toc295091713 h 15 HYPERLINK l _Toc295091714 3.1.4滾動軸承的選擇 PAGEREF _Toc295091714 h 16 HYPERLINK l _Toc295091715 3.1.5伺服系統(tǒng)選型計算 PAGEREF _Toc295091715 h 17 HYPERLINK l _Toc295091716 3.2 X軸（橫向）傳動部分設(shè)計 PAGEREF _Toc295091716 h 21 HYPERLINK l _Toc295091717 3.2.1切削力的計算 PAGERE

8、F _Toc295091717 h 21 HYPERLINK l _Toc295091718 3.2.2滾珠絲杠的選擇與計算 PAGEREF _Toc295091718 h 21 HYPERLINK l _Toc295091719 3.2.3傳動檔位選擇 PAGEREF _Toc295091719 h 24 HYPERLINK l _Toc295091720 3.2.4滾動軸承的選擇 PAGEREF _Toc295091720 h 24 HYPERLINK l _Toc295091721 3.2.5伺服系統(tǒng)選型計算 PAGEREF _Toc295091721 h 25 HYPERLINK l

9、_Toc295091722 總結(jié) PAGEREF _Toc295091722 h 29 HYPERLINK l _Toc295091723 到 PAGEREF _Toc295091723 h 30 HYPERLINK l _Toc295091724 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc295091724 h 31介紹1.1 項目背景和目的數(shù)控加工是機(jī)械制造行業(yè)的一項先進(jìn)加工技術(shù)。在生產(chǎn)企業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的使用越來越廣泛。為了在當(dāng)前市場需求多變、競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展，企業(yè)需要快速更新產(chǎn)品，以最低的價格、最好的質(zhì)量、最短的時間滿足不斷變化的市場需求。普通機(jī)床已經(jīng)無法適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)的要求。

10、數(shù)控機(jī)床可以滿足這些要求。加工中心是數(shù)控機(jī)床中功能更齊全、加工精度更高的工藝設(shè)備。主要用于箱體零件和復(fù)雜曲面零件的加工，可將銑、鏜、鉆、攻絲、螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上。加工中心已成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流，在機(jī)械制造中得到廣泛應(yīng)用。與普通傳統(tǒng)機(jī)床相比，加工中心具有工序集中、加工精度高、適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、勞動強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。成本低、有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化等優(yōu)勢，因此加工中心一直受到企業(yè)的高度重視。使用加工中心可以降低工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省勞動力（一個人可以照顧多臺機(jī)床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品的試制周期和生產(chǎn)周期，能快速響應(yīng)市場需求。此外，機(jī)床的數(shù)控化也是實(shí)施FMC（柔性制造單元）、FMS

11、（柔性制造系統(tǒng)）和CIMS（計算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已成為制造自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。由于上述優(yōu)點(diǎn)，加工中心的比重逐漸增加。在這樣的背景下，我選擇設(shè)計加工中心的XY軸。此外，熟悉國外數(shù)控技術(shù)和加工中心的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，增強(qiáng)對如何發(fā)展民族加工中心產(chǎn)業(yè)的感性認(rèn)識。1.2國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1我國加工中心研究現(xiàn)狀和發(fā)展時期直到 1960 年代中期。當(dāng)時，一些高校和科研單位研制的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，就是從電子管開始的。目前，我國加工中心生產(chǎn)廠家有100多家，生產(chǎn)加工中心配套產(chǎn)品的企業(yè)有300多家。產(chǎn)品品種包括八大類2000多種產(chǎn)品。目前已新開發(fā)出80多種數(shù)控系統(tǒng)。分為經(jīng)

12、濟(jì)型、通用型和高級型3種。20多年來，加工中心的設(shè)計制造技術(shù)有了很大的提高，主要表現(xiàn)在三個方面：培養(yǎng)了一批設(shè)計、制造、使用、維修的人才；通過先進(jìn)加工中心的合作生產(chǎn)，大大提高了設(shè)計、制造、使用和使用水平，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；采用國外先進(jìn)元件和數(shù)控系統(tǒng)，開始自行設(shè)計制造高速、高性能、五面或五軸加工中心。但關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)、消化、掌握和創(chuàng)新能力較差。迄今為止，許多重要的功能部件、自動化工具、數(shù)控系統(tǒng)等都依賴國外技術(shù)支持，無法自主開發(fā)。主要問題包括：缺乏日本機(jī)電法、機(jī)械信息法等指導(dǎo)方針；各領(lǐng)域?qū)＜液图夹g(shù)工人嚴(yán)重缺乏；缺乏深入系統(tǒng)的科學(xué)研究；部件與數(shù)控系統(tǒng)不匹配；與專業(yè)缺乏合作，基本上是單打獨(dú)斗，

13、雖然工廠多，但無法形成合力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國數(shù)控技術(shù)和裝備的發(fā)展受到了高度重視，特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，國內(nèi)基于PC平臺的數(shù)控系統(tǒng)一直走在前列。世界。但是，我國數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商業(yè)化進(jìn)程、市場占有率等方面。我們大部分制造業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)加工設(shè)備大多是傳統(tǒng)機(jī)床，其中一半以上是使用年限在10年以上的老機(jī)床。這種設(shè)備加工出來的產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上缺乏競爭力，直接影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。因此，有必要大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。新世紀(jì)來臨之際，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域走可持續(xù)發(fā)展道路，整體進(jìn)入世界先進(jìn)行列，使我們在國際競爭中處于舉足輕重的地位，這

14、將是CNC研發(fā)的關(guān)鍵。行業(yè)和制造商面臨的重要任務(wù)。1.2.2供料系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀加工中心的進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)一般采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)。這也是加工中心區(qū)別于普通車床的特殊部位。加工中心的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動控制單元、驅(qū)動元件、機(jī)械傳動部件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動控制單元和驅(qū)動元件構(gòu)成一個伺服驅(qū)動系統(tǒng)。機(jī)械傳動部件和執(zhí)行器組成一個機(jī)械傳動系統(tǒng)。檢測元件與反饋電路構(gòu)成檢測系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)根據(jù)其控制方式的不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)控制方法通常是帶有位置反饋的伺服系統(tǒng)。根據(jù)位置檢測裝置位置的不同，閉環(huán)系統(tǒng)分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)有兩種：位置檢測裝置安裝在絲杠末端和電機(jī)軸末端。前者包括

15、定位環(huán)內(nèi)的絲杠，而后者將機(jī)械傳動部件完全置于定位環(huán)外。全閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測裝置安裝在工作臺上，機(jī)械傳動部件全部包含在位置環(huán)中。開環(huán)系統(tǒng)的定位精度低于閉環(huán)系統(tǒng)，但結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，成本低。由于機(jī)械傳動的磨損、慣性和間隙影響定位精度，開環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高，快速性能好。但是，由于機(jī)械傳動部件處于控制回路中，系統(tǒng)的動態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，還取決于機(jī)械傳動的剛度、阻尼特性、慣性和游隙。成分。它與磨損等因素密切相關(guān)，因此必須綜合考慮機(jī)電元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)才能滿足系統(tǒng)要求。所以全閉環(huán)系統(tǒng)對機(jī)床的要求比較高，成本也比較高。閉環(huán)系統(tǒng)中使用的位置檢測裝置包括：脈沖編碼器、

16、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀。加工中心進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常用的驅(qū)動裝置是伺服電機(jī)。伺服電機(jī)分為直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。交流伺服電機(jī)因其可靠性高、基本免維護(hù)、成本低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。1.2.3加工中心的發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不僅給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，發(fā)揮了重要作用在國計民生中。 、輕工、醫(yī)療等）發(fā)揮著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需的設(shè)備數(shù)字化已成為現(xiàn)代化的一大趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)力提出了越來越多的要求，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加速。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)的應(yīng)用越來

17、越廣泛。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展既要滿足多功能、高性能的要求，又要具備自動化加工、操作維護(hù)方便等基本功能。在數(shù)控加工中心一個多世紀(jì)的發(fā)展歷程中，世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種性能優(yōu)良的傳感器的出現(xiàn)和應(yīng)用，使數(shù)控加工中心的功能加工中心日益完善和自動化。 ，智能化程度越來越高，加工中心正朝著高速、高精度、多功能、智能化、系統(tǒng)化、高可靠性的方向發(fā)展。2 整體設(shè)計2.1 總體設(shè)計方案的確定初步確定設(shè)計任務(wù)后（初步擬定了三種傳動方案，即1.電機(jī)直接與絲杠相連； 2 .電機(jī)通過同步帶傳動帶動絲杠轉(zhuǎn)動； 3.電機(jī)通過齒輪傳動帶動絲杠轉(zhuǎn)動）。數(shù)控機(jī)床分為控制模式。對于開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)，由于

18、直流型交流伺服電機(jī)采用閉環(huán)控制方案，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，調(diào)試維護(hù)困難，成本也很高。閉環(huán)控制可以達(dá)到良好的機(jī)床精度，補(bǔ)償機(jī)械傳動系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙和干擾對加工精度的影響。一般用于要求較高的數(shù)控設(shè)備。因?yàn)楦男蛿?shù)控鉆床的加工精度不是很高，所以沒有必要使用閉環(huán)系統(tǒng)。如果采用直流或交流伺服電機(jī)的半閉環(huán)控制，精度比閉環(huán)控制高，但穩(wěn)定性好，成本較低，調(diào)試和維護(hù)更容易；但對于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床則不需要。因此，在本設(shè)計中，采用開環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，既保證了改造后的性能不低于原鉆機(jī)，又保證了更高的性價比。在本設(shè)計中，它用于驅(qū)動X 和 Y移動到工作臺上。傳動方案一結(jié)構(gòu)簡單，三是消除步進(jìn)電機(jī)引起的振動能力差，故

19、本設(shè)計未采用方案二。同步帶傳動保持傳動比恒定，傳動精度高，運(yùn)行平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，無噪音，減振性能好，但制造工藝較復(fù)雜，傳動功率小，使用壽命低，所以在這種設(shè)計中使用起來并不方便，所以在這種設(shè)計中使用齒輪傳動，其主要特點(diǎn)是效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠，使用壽命長，傳動比穩(wěn)定，傳動中使用消隙齒輪過程中，消除了前進(jìn)檔和倒檔的間隙，提高了傳動精度，而且性價比高。在本畢業(yè)設(shè)計工作過程中，滾珠絲杠的技術(shù)應(yīng)用（工作方式為滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，滾珠絲杠副螺母移動）可以提高加工精度。拆裝方面，由于缺乏設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，考慮了很多因素，有時在快拆的方便性上稍有疏漏；在經(jīng)濟(jì)性方面，使用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)具有成本效益；在滿足精度的前提下降低了

20、生產(chǎn)成本。在材料使用上，采用廣泛使用的45號鋼，加工成本低，避免使用有毒材料污染環(huán)境。也可以回收利用；消隙齒輪在環(huán)境中的應(yīng)用，可以有效降低噪音，減少對人體的傷害。2.2 床型設(shè)計機(jī)床床身是整個機(jī)床的基礎(chǔ)支撐，是機(jī)床的主體。一般用于放置導(dǎo)軌等重要部件。床身的結(jié)構(gòu)對機(jī)床的布局有很大的影響。根據(jù)床身導(dǎo)軌面與水平面的相對位置，立式加工中心通常采用固定立柱式，主軸箱掛在立柱一側(cè)，配重置于立柱內(nèi)，工作臺為十字滑臺，可實(shí)現(xiàn)X、Y兩個坐標(biāo)軸的運(yùn)動，主軸箱沿立柱導(dǎo)軌運(yùn)動實(shí)現(xiàn)Z坐標(biāo)運(yùn)動。本設(shè)計中加工中心床身采用T型結(jié)構(gòu)，立柱固定在其上，工作臺采用十字滑臺，在床身導(dǎo)軌上X、Y方向移動，主軸箱體沿立柱導(dǎo)軌在 Z 方向

21、移動。2.3 導(dǎo)軌設(shè)計導(dǎo)軌一般可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌兩種。該滑動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，接觸剛度高。但傳統(tǒng)的滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快，動靜摩擦系數(shù)差異大，低速時容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。目前，數(shù)控機(jī)床幾乎不使用傳統(tǒng)的滑動導(dǎo)軌，而是使用帶有耐磨膠帶覆蓋物的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。它們的特點(diǎn)是良好的摩擦性能和較長的使用壽命。滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小，動靜摩擦系數(shù)非常接近，沒有爬行現(xiàn)象，可以采用脂潤滑。本設(shè)計采用滾動直線導(dǎo)軌。3. 供料系統(tǒng)設(shè)計數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)必須保證數(shù)控裝置發(fā)出的控制指令以符合要求的速度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或直線位移，并帶動運(yùn)動部件運(yùn)動。根據(jù)工件加工的需要，機(jī)床上各運(yùn)動坐標(biāo)的數(shù)字

22、控制可以相互獨(dú)立，也可以聯(lián)動?？傊?，數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給系統(tǒng)的要求主要集中在三個方面：精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)。要滿足這一要求，首先需要高性能的伺服驅(qū)動電機(jī)，還需要高質(zhì)量的機(jī)械結(jié)構(gòu)與之相匹配。為提高進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)性能，主要措施有： 1、提高系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動剛度。 2. 使用低摩擦且穩(wěn)定的傳動副。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)多采用剛度高、摩擦系數(shù)小的滾動摩擦副。 ，如滾珠絲杠螺母副、直線滾動導(dǎo)軌等。 3、慣量匹配 最佳慣量匹配的目的是保證伺服驅(qū)動電機(jī)的工作性能，滿足傳動系統(tǒng)對控制指令快速響應(yīng)的要求. 4、提高傳動部件的精度優(yōu)質(zhì)的機(jī)械傳動和高性能的伺服電機(jī)，大大提高了現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的性能。立式加工中心的進(jìn)

23、給伺服系統(tǒng)，尤其是進(jìn)給系統(tǒng)的傳動精度和效率，是性能的重要組成部分。為保證加工中心進(jìn)給伺服系統(tǒng)的精度、剛性和穩(wěn)定性，進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有高精度、高剛性、低摩擦和低慣性。在設(shè)計過程中，應(yīng)盡可能增加驅(qū)動扭矩以改善傳動。效率，消除背隙，增強(qiáng)自動平衡等。提出的主要參數(shù)如下：桌子尺寸（長X寬）：工作臺行程（X 方向）：工作臺行程（Y 方向）：主軸頭垂直行程（Z方向）：主軸端面至工作臺距離：主電機(jī)功率：主軸轉(zhuǎn)速范圍（無級調(diào)速）：主軸最大輸出扭矩：主軸最大軸向阻力：快速移動速度（X 、 Y 、 Z方向）：X, Y: Z:進(jìn)給速度范圍：工作臺負(fù)載：處理：BT40坐標(biāo)定位精度：X: , Y/Z:重復(fù)性：X: ,

24、Y/Z:坐標(biāo)控制：三軸控制數(shù)控系統(tǒng)：西門子 802D3.1 Y軸（縱向）傳動部分設(shè)計在設(shè)計過程中，使用了步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠副。步進(jìn)電機(jī)與絲桿之間的傳動采用齒輪一級傳動方式。在設(shè)計步進(jìn)電機(jī)與絲桿的連接時，應(yīng)盡量減少傳動間隙。軸承用于滿足精度要求。3.1.1切削力的計算所用上料機(jī)示意圖如圖：工作臺滾珠絲桿螺母副電動機(jī)消隙齒輪工作臺滾珠絲桿螺母副電動機(jī)消隙齒輪切割功率：切削功率可從機(jī)床設(shè)計手冊中得知：= (3-1)式中主軸電機(jī)功率， = ；主傳動系數(shù)總功率，一般取= ；進(jìn)料系統(tǒng)的功率系數(shù)，取=但= =切削功率應(yīng)根據(jù)各種加工情況中經(jīng)常遇到的最大銑削力（或扭矩）和最大切削速度（或速度）來計算。若按最大切

25、削速度計算，則取切削速度= ，按公式：= (3-2) 其中- 主切削力 ( );切割速度（ ）；那么主切削力為：= = =根據(jù)機(jī)床設(shè)計手冊：縱向切削力： =橫向切削力： =拿= = = = =3.1.2滾珠絲杠選型計算滾珠絲杠螺母副是絲杠與螺母之間以滾珠為滾動體的絲杠傳動機(jī)構(gòu)。它是一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線運(yùn)動進(jìn)行轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置。其結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是普通絲杠螺母之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦，因此摩擦系數(shù)小，其傳遞載荷高于梯形滑動絲杠。大得多，精度高，光滑度好。在設(shè)計過程中，滾珠絲杠的選擇應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況和工作負(fù)荷，計算出絲杠在運(yùn)行過程中的最大負(fù)荷和絲杠的工作壽命。最大動載荷必須小于螺桿動載荷的

26、額定值。滾珠絲杠螺母副為標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，規(guī)格型號符合國家標(biāo)準(zhǔn)。其選型的詳細(xì)計算如下：(1) 工作量計算計算進(jìn)給牽引力?？筛鶕?jù)機(jī)床設(shè)計手冊中進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計算但= + + (3-3)公式中切削力顛覆時刻影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)， = ；滑軌摩擦系數(shù)， = ，取= ；工作臺的承重， =但= =(2)滾珠絲杠壽命計算根據(jù)滾珠絲杠的進(jìn)給速度和螺距計算出絲杠的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)絲杠的轉(zhuǎn)速計算出絲杠的壽命。滾珠絲杠轉(zhuǎn)速：= (3-4)式中進(jìn)給速度，取滾珠絲杠，取但= = =壽命計算公式：= (3-5) 其中，數(shù)控機(jī)床可耗時15000h，則= =萬=(3)大動載荷的計算和螺桿類型的選擇根據(jù)切削力引起的進(jìn)給阻力和運(yùn)動部件的

27、質(zhì)量，計算出絲杠的軸向載荷，進(jìn)而計算出絲杠副應(yīng)能承受的最大動載荷最大動載荷計算公式：= (3-6)在公式中- 壽命，以單位為單位；正常操作= ，取= ；硬度系數(shù)，當(dāng)= ，當(dāng)小于， ，這里= ；-飼料牽引但= = =根據(jù)原理，選用滾珠絲杠的額定動載荷應(yīng)大于計算得出的最大工作動載荷。根據(jù)現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊，可供選用的滾珠絲杠型號為CDM32065 P4 ，公稱直徑為，額定動載荷為，強(qiáng)度滿足要求。CDM32065 P4滾珠絲杠如下：表 3-1 CDM3206-5 - P4滾珠絲杠具體參數(shù)球線桿模型公稱通徑 /基本鉛/鋼球直徑/螺桿外徑/螺紋底徑/循環(huán)轉(zhuǎn)彎數(shù)量額定動載荷/額定靜載荷/接觸剛度/CDM

28、32065P4(4) 效率計算根據(jù)機(jī)械原理，絲杠螺母副的傳動效率計算公式為：= (3-7)式中： 為絲杠的螺旋角，由計算得到， =為摩擦角，取=但= =(5) 剛度檢查滾珠絲杠在工作時，受到軸向力和扭矩的影響，會引起導(dǎo)程的變化。因?yàn)闈L珠絲杠的扭矩引起的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不計，所以工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量為：= (3-8)式中滾珠絲杠導(dǎo)程，取= ；材料的彈性模量，對于鋼，取（ ）；滾珠絲杠的截面積根據(jù)螺紋底徑確定，即= ，則= = =所以= =由扭矩引起的滾珠絲杠的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不計，即= ，所以總的導(dǎo)程變形誤差為：= (3-9) 式中Y軸（縱向）的最大行程，從提出的參數(shù)可以看出，

29、= =但= = =從現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊中可以看出，4級精密絲杠的內(nèi)容螺距誤差為，所以絲杠精度是足夠的。3.1.3變速箱檔位選擇傳動比的計算。傳動比的計算公式為：= (3-10)式中步進(jìn)電機(jī)的步距角-絲杠螺距- 脈沖當(dāng)量根據(jù)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量，一般情況下，普通數(shù)控機(jī)床取=步，步進(jìn)電機(jī)的步距角選擇= ， = ，則= = =可選擇的齒輪齒數(shù)為：= =由于進(jìn)給運(yùn)動齒輪的作用力不大，根據(jù)優(yōu)先選擇第一級數(shù)的原則，模數(shù) = ，齒輪傳動效率= ，經(jīng)驗(yàn)公式表明齒寬= ，則索引圈是：= = = = =中心距為：= = =3.1.4滾動軸承的選擇傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性是檢測數(shù)控機(jī)床性能的重要指標(biāo)。在設(shè)計過程中，應(yīng)保證加工的

30、可靠性。如果軸承的剛度過高，就會物盡其用，增加設(shè)計成本。過低會影響絲杠的傳動精度和壽命。滾珠絲杠螺母副傳遞驅(qū)動扭矩并驅(qū)動它來回運(yùn)動，因此絲杠必須由三個點(diǎn)支撐。傳動系統(tǒng)各方向絲桿采用一端軸向固定，另一端浮動的結(jié)構(gòu)，使絲桿有軸向移動空間。這種安裝方式可以減少機(jī)床的振動和傳動誤差，避免軸承卡死。出現(xiàn)這種情況，適合長水平安裝螺絲。根據(jù)額定承載能力，固定端面對面使用一對角接觸球軸承76020225TVP，配對使用可限制兩個方向的軸向位移。浮動端支撐采用6205/P5型深溝球軸承，僅承受絲杠的重力。根據(jù)查到的具體軸承參數(shù)，76020225TVP軸承的額定載荷= ，牽引進(jìn)給力= . ，所以76020225T

31、VP軸承的承載能力滿足要求。 6205/P5軸承的額定載荷= ， ，所以6205/P5軸承的承載能力也滿足要求。76020225TVP軸承具體參數(shù)如下：表3-2 76020225TVP軸承具體參數(shù)軸承類型尺寸/額定負(fù)載/預(yù)載/限速/( )質(zhì)量/公斤安裝尺寸/胖的7602030TVP2562172850058500330022000.144385216205/P5深溝球軸承具體參數(shù)如下：表3-3 6205/P5深溝球軸承具體參數(shù)軸承類型尺寸/額定負(fù)載/預(yù)載/限速/( )質(zhì)量/公斤安裝尺寸/胖的油6205/P5255215108006950330012000150000.13304713.1.5伺

32、服系統(tǒng)選型計算伺服電機(jī)的種類很多，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控設(shè)計中常使用步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖控制信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。通過控制輸入點(diǎn)脈沖的個數(shù)和頻率，實(shí)現(xiàn)與電機(jī)繞組通電的相序，單位時間內(nèi)通過的脈沖越多，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高。選擇私人服務(wù)電機(jī)時應(yīng)考慮三個要求：最大切削負(fù)載扭矩不得超過電機(jī)額定扭矩；電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與負(fù)載慣量相匹配；快速移動時，扭矩步長超過伺服電機(jī)的最大扭矩。負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量可以通過將其轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量來計算。計算公式為：= + + (3-11)式中換算為電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量；齒輪的轉(zhuǎn)動慣量；齒輪的轉(zhuǎn)動慣量；-滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量；-計算參數(shù)Workbench = , =

33、 , = ，轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：= =在這種設(shè)計中，齒輪可以看作是由鋼制成的圓柱形零件。對于鋼制圓柱形零件，轉(zhuǎn)動慣量的計算公式為：= (3-12)式中零件齒寬或軸向長度；- 齒輪的直徑或圓形零件的直徑由前面的計算可知，齒輪的直徑= ， = ，齒輪的寬度= = ，則齒輪轉(zhuǎn)動慣量： = =齒輪轉(zhuǎn)動慣量： = =計算絲杠的轉(zhuǎn)動慣量時，絲杠的直徑應(yīng)按其螺紋底徑計算。由先前已知的絲杠直徑，可以發(fā)現(xiàn)其螺紋底徑= ，長度= ，則絲杠在電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量= =那么負(fù)載的總轉(zhuǎn)動慣量為：= + +=(2) 最大切削載荷扭矩的計算根據(jù)能量守恒原理，電機(jī)的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩可計算如下：= (3-13)取，代入上一次

34、計算得到的數(shù)據(jù)，則= =如果不考慮啟動時運(yùn)動部件慣性的影響，啟動轉(zhuǎn)矩的計算公式為：=以安全系數(shù)為= =查閱實(shí)用微電機(jī)手冊，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時，步進(jìn)電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩與最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：= = = =由于數(shù)控機(jī)床對動態(tài)性能要求較高，在確定電機(jī)以最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩運(yùn)動時，應(yīng)滿足快速空載啟動所需的轉(zhuǎn)矩要求：= (3-14)其中快速空載啟動所需的轉(zhuǎn)矩；- 克服摩擦所需的扭矩；絲杠預(yù)緊引起的轉(zhuǎn)入電機(jī)軸的附加轉(zhuǎn)矩工作臺快速移動時，電機(jī)轉(zhuǎn)速計算公式為：= (3-15)式中快速移動速度，由立式加工中心設(shè)定的參數(shù)可知為代入之前得到的數(shù)據(jù)，則= =從動態(tài)中我們知道：=其中， = ，為加速時間常數(shù)， = ，則= = =

35、計算公式為：= (3-16) 入數(shù)據(jù)，則= =計算公式為：= (3-17) 其中預(yù)緊力，一般為最大軸向載荷，即= = =但= = =所以= = =步進(jìn)電機(jī)最大工作頻率的計算步進(jìn)電機(jī)最大工作頻率的計算公式為：= (3-18)替換數(shù)據(jù)，然后= = =即步進(jìn)電機(jī)的最大工作頻率為在步進(jìn)電機(jī)的選型過程中，輸出轉(zhuǎn)矩、啟動頻率、空載運(yùn)行頻率等參數(shù)均大于理論計算值。根據(jù)實(shí)用微型電機(jī)手冊，130BF001無載運(yùn)行頻率足以提供這里所需的運(yùn)行頻率，所以可選擇130BF001無功步進(jìn)電機(jī)。130BF001無功步進(jìn)電機(jī)具體參數(shù)如下：表3-4 130BF001無功步進(jìn)電機(jī)具體參數(shù)模型階段保持扭矩/步距角 ()靜態(tài)相電流/

36、空載工作頻率/空載啟動頻率/轉(zhuǎn)動慣量/使用電壓范圍/質(zhì)量/公斤130BF00159.310.75103000030004012-80103.2 X軸（橫向）傳動部分設(shè)計橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計方法與縱向設(shè)計方法類似，同樣采用步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠副。軸承應(yīng)能滿足精度要求。3.2.1切削力的計算由前面的計算可知：= = = = = =3.2.2滾珠絲杠選型計算滾珠絲杠傳動是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)驅(qū)動的主要部件之一。其優(yōu)點(diǎn)是摩擦因數(shù)小，傳動精度高，傳動效率高達(dá)85%98%，是普通滑動絲杠傳動的24倍。其動靜摩擦系數(shù)很小，有利于防止爬行，提高進(jìn)料系統(tǒng)的靈敏度；采取消除側(cè)隙和預(yù)緊的措施，有助于提高定位精度和剛性。采用

37、滾珠絲杠傳動，一方面提高了傳動精度；另一方面發(fā)揮滾珠絲杠的優(yōu)點(diǎn)，提高了傳動效率，降低了損耗。在設(shè)計過程中，滾珠絲杠的選擇應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況和工作負(fù)荷，計算出絲杠在運(yùn)行過程中的最大負(fù)荷和絲杠的工作壽命。最大動載荷必須小于螺桿動載荷的額定值。滾珠絲杠螺母副為標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，規(guī)格型號符合國家標(biāo)準(zhǔn)。橫向滾珠絲杠的設(shè)計選型方案可參考縱向機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算和選型方案及選擇橫向滾珠絲杠的原因。(1) 工作量計算工作載荷的計算可根據(jù)機(jī)床設(shè)計手冊中進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計算，公式為：= + +替換前面的= ; = ; = ，那么= =滾珠絲杠壽命計算根據(jù)滾珠絲杠的進(jìn)給速度和副距計算出絲杠的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)絲杠的轉(zhuǎn)速

38、計算出絲杠的壽命。絲杠壽命可參照縱向滾珠絲杠計算，即= =萬=(3) 最大動載荷計算及選型根據(jù)切削力引起的進(jìn)給阻力和運(yùn)動部件的質(zhì)量，計算出絲杠的軸向載荷，再按要求的壽命值計算出滾珠絲杠副應(yīng)能承受的最大動載荷。計算公式與縱向最大動載荷 載荷計算公式相同，即=其中，取= ; = ;替換其他數(shù)據(jù)，然后= = =根據(jù)原理，選用滾珠絲杠的額定動載荷大于計算出的最大工作動載荷。查閱現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊才知道這里可以選擇型號CDM4006-5-P4的滾珠絲杠。其公稱通徑 因此，額定動載荷為，強(qiáng)度可滿足要求。CDM4006-5-P4滾珠絲杠具體參數(shù)如下：表3-5 CDM4006-5-P4滾珠絲杠具體參數(shù)球線桿

39、模型公稱通徑 /基本鉛/鋼球直徑/螺桿外徑/螺紋底徑/循環(huán)轉(zhuǎn)彎數(shù)量額定動載荷/額定靜載荷/接觸剛度/CDM32065P4(4) 效率計算根據(jù)機(jī)械原理，絲杠螺母副的傳動效率可由公式（3-7）計算，其中= ,= = ，那么= =(5) 剛度檢查滾珠絲杠在工作時，受到軸向力和扭矩的影響，會引起導(dǎo)程的變化。滾珠絲杠扭矩引起的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不計。工作載荷引起的導(dǎo)程變化量可由式(3-8)計算，其中鋼材的彈性模量為= ( )；螺紋底徑確定為= ，則滾珠絲杠的橫截面積= = =所以= =由扭矩引起的滾珠絲杠的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不計，即= ，總的導(dǎo)程變形誤差可由公式（3-9）計算，最大行程可由建議參

40、數(shù)得知， = = ，那么= = =從現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊中可以看出，4級精密絲杠的內(nèi)容螺距誤差為，所以絲杠精度是足夠的。3.2.3變速箱檔位選擇橫向電機(jī)與滾珠絲杠的連接也是由一對齒輪單級傳動構(gòu)成。這種配置的目的是減少傳輸鏈，從而減少傳輸錯誤。在縱向齒輪計算中，選擇的脈沖當(dāng)量為= ，這里也可以使用相同的脈沖當(dāng)量，并且步距角可以選擇小于垂直步距角，這里可以取= , =那么傳動比是：= = =安裝齒輪一般有兩種方式：一種是完全暴露在齒輪外側(cè)的，稱為開式齒輪傳動；另一種是在精密加工的封閉箱中，稱為封閉式齒輪傳動。閉式齒輪傳動通常具有高速。為了提高傳動的穩(wěn)定性，減少沖擊和振動，齒數(shù)越多越好。根據(jù)機(jī)械設(shè)計

41、中齒數(shù)的選擇，小齒輪的齒數(shù)可取為= ，且= ，則= = =由于進(jìn)給運(yùn)動齒輪的作用力不大，根據(jù)優(yōu)先選擇第一級數(shù)的原則，模數(shù) = ，齒輪傳動效率= ，經(jīng)驗(yàn)公式表明齒寬= ，則索引圈是：= = = = =中心距為：= = =3.2.4滾動軸承的選擇軸承的選擇會對最終的設(shè)計結(jié)果產(chǎn)生影響，所以軸承的選擇要適當(dāng)。與縱向選擇計算一樣，螺釘必須由三個點(diǎn)支撐。傳動系統(tǒng)各方向絲桿采用一端軸向固定，另一端浮動的結(jié)構(gòu)，使絲桿有軸向移動空間，可減少機(jī)床的振動和傳動引起的誤差，防止軸承卡死。由于橫向最大動載荷相對大于縱向，因此橫向軸承可使用一對角接觸球軸承7602035TVP在固定端面對面組裝，成對使用可限制軸向位移兩個

42、方向。其額定載荷= ，遠(yuǎn)大于絲杠的最大動載荷= ，其承載能力可以滿足要求。7602035TVP軸承具體參數(shù)如下：表3-6 7602035TVP軸承具體參數(shù)軸承類型尺寸/額定負(fù)載/預(yù)載/限速/( )質(zhì)量/公斤安裝尺寸/胖的7602035TVP3580二十一3650086500480017000.32451671.5浮動端支撐可以和縱向選項一樣，使用6207/P5深溝球軸承，只承受絲杠的重力。 6205/P5軸承的額定載荷= ， ，承載能力也符合要求。6205/P5軸承的具體參數(shù)見表3-3。3.2.5伺服系統(tǒng)選型計算橫向傳動部分和縱向傳動部分的傳動方式相同，所以也采用步進(jìn)電機(jī)。(1) 負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量

43、的計算與計算縱向負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量一樣，橫向負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量的計算也可以通過換算為步進(jìn)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動慣量來計算。首先計算換算為電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動慣量，使用與之前相同的公式= , = , = , 然后= =橫向齒輪也可以看作是由鋼制成的圓柱形零件。對于鋼制圓柱件，轉(zhuǎn)動慣量可用公式（3-12）計算齒輪轉(zhuǎn)動慣量, , , 齒輪直徑 = , 齒輪寬度= ,則= = =查看CDM4006-5-P4滾珠絲杠的具體參數(shù)，螺紋底徑可記為= ，長度= ，則絲杠在電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：= =因此，負(fù)載的總轉(zhuǎn)動慣量可由公式（3-1）計算：= + +=(2) 最大切削載荷扭矩的計算電機(jī)可按式（3-13）計算。= = =如果不考慮啟

44、動時運(yùn)動部件慣性的影響，則安全系數(shù)取為，則= =查閱實(shí)用微電機(jī)手冊，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為三相六拍時，步進(jìn)電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩與最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：= =但= = =由于數(shù)控機(jī)床對動態(tài)性能要求較高，在確定電機(jī)以最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩運(yùn)動時，應(yīng)滿足快速空載啟動所需轉(zhuǎn)矩如式（3-14）所示。當(dāng)工作臺快速移動時，電機(jī)轉(zhuǎn)速的計算可按公式（3-15）計算。在公式- 快速移動速度中，可以從提出的參數(shù)中得知代入之前得到的數(shù)據(jù)，則= =從動態(tài)中我們知道：=其中， = ，為加速時間常數(shù)， = ，則= = =可以計算出方程（3-16），代入數(shù)據(jù)，我們得到= = =預(yù)緊力，一般為最大軸向載荷，即= = =可根據(jù)公式（3-17）計算代入數(shù)據(jù)得

45、= = =綜合以上，我們得到= = =步進(jìn)電機(jī)最大工作頻率的計算步進(jìn)電機(jī)的最大工作頻率由公式（3-18）計算，代入數(shù)據(jù)可得= = =即步進(jìn)電機(jī)的最大工作頻率為在步進(jìn)電機(jī)的選型過程中，輸出轉(zhuǎn)矩、啟動頻率、空載運(yùn)行頻率等參數(shù)均大于理論計算值。為避免步進(jìn)電機(jī)選型過于復(fù)雜和麻煩，在滿足要求和條件的情況下，可以在水平方向選擇與立式相同的步進(jìn)電機(jī)。在實(shí)用微電機(jī)手冊中發(fā)現(xiàn)可以選擇垂直方向使用的110BYG350B三相混合型。步進(jìn)電機(jī)的空轉(zhuǎn)頻率足以提供這里所需的運(yùn)行頻率，所以橫向伺服電機(jī)可選用110BYG350B三相混合式步進(jìn)電機(jī)。110BYG350B三相混合式步進(jìn)電機(jī)具體參數(shù)如下表所示：表3-7 110BY

46、G350B 三相混合式步進(jìn)電機(jī)具體參數(shù)模型階段保持扭矩/步距角 ()靜態(tài)相電流/空載工作頻率/空載啟動頻率/相電感/轉(zhuǎn)動慣量/使用電壓范圍/質(zhì)量/公斤110BYG350B3120.752.83000016003012.680-32510總結(jié)畢業(yè)設(shè)計是對我們在大學(xué)期間所學(xué)知識的總結(jié)和應(yīng)用，對以往課程設(shè)計的提煉和綜合，對所學(xué)知識的徹底檢驗(yàn)，是對我們學(xué)生設(shè)計和創(chuàng)新思維的啟發(fā)和發(fā)展。 . .在開始選題的時候，我選擇了關(guān)于數(shù)控機(jī)床的題目，因?yàn)槲覍?shù)控機(jī)床比較感興趣。我所在的小組設(shè)計了一臺加工中心機(jī)床，我主要設(shè)計了X軸方向，即橫向進(jìn)給系統(tǒng)和Y軸方向，即縱向進(jìn)給系統(tǒng)。設(shè)計之初，首先在網(wǎng)上搜索了有關(guān)加工中心的

47、知識，對數(shù)控機(jī)床尤其是加工中心的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有了進(jìn)一步的了解，以了解整體結(jié)構(gòu)、性能、和加工中心的原理。這讓我學(xué)到了很多新知識。在設(shè)計的時候，我們在學(xué)校工程培訓(xùn)中心，特別是CNC加工中心，觀察和了解了CNC機(jī)床和部分CNC車床。本課題對機(jī)床的整體布局進(jìn)行了深入研究，通過查閱資料和相關(guān)目錄，從圖書館借閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，初步確定了總體設(shè)計方案，然后利用相關(guān)文獻(xiàn)和書籍進(jìn)行輔助和指導(dǎo)教師。在相關(guān)老師和同學(xué)的幫助下，我通過對所有細(xì)節(jié)的整體分析計算，逐步設(shè)計出X、Y軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計，以滿足網(wǎng)格關(guān)節(jié)球型立式加工中心機(jī)身設(shè)計的需要。完成說明書的編寫和相關(guān)裝配圖和零件圖的繪制。畢業(yè)設(shè)計是我們上班的最后也是最重要

48、的培訓(xùn)。它是一個理論與實(shí)踐相結(jié)合，自主創(chuàng)新設(shè)計的過程。在近半年的畢業(yè)設(shè)計過程中，我對課本理論知識有了非常全面、全面的鞏固和運(yùn)用，更加意識到理論聯(lián)系實(shí)際的重要性。通過這次設(shè)計，提高了自己在復(fù)習(xí)課本知識、查閱資料、使用資料、中英文翻譯、運(yùn)用專業(yè)知識和CAD制圖、Solidworks制圖、虛擬仿真建模等方面的能力。理解，彌補(bǔ)了原來學(xué)習(xí)的很多不足，為以后的機(jī)械工作打下了一定的基礎(chǔ)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)和對設(shè)計工作的一定認(rèn)識。總而言之，這次畢業(yè)設(shè)計的順利完成，讓我受益匪淺，不僅鞏固了之前所學(xué)的東西，還學(xué)到了很多新東西，也學(xué)到了很多新技能，為我打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)去社會和工作。扎實(shí)的基礎(chǔ)也讓我了解了真正設(shè)計的步驟

49、和方法。至畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)所學(xué)知識的綜合應(yīng)用。由于我的基礎(chǔ)知識不夠扎實(shí)和豐富，所以在設(shè)計過程中遇到了很多困難，幸虧有在老師和同班同學(xué)的幫助下順利完成。特別感謝老師們對我的耐心指導(dǎo)。在我的畢業(yè)設(shè)計過程中，他們給了我非常寶貴的幫助，尤其師董曉峰是負(fù)責(zé)我畢業(yè)設(shè)計的老老師。我的知識水平和參考資料有限。在董老師指導(dǎo)我設(shè)計的步驟和細(xì)節(jié)，并幫助我找到相關(guān)材料的情況下，他在繪圖和建模的過程中也不厭其煩地指導(dǎo)和幫助我。他表現(xiàn)出高度的責(zé)任感和不變的熱情和耐心。他在性格方面也為我樹立了榜樣。在整個設(shè)計過程中，董老師不僅像老師一樣指導(dǎo)我，而且像長輩朋友一樣熱情耐心地指導(dǎo)和幫助我，他讓我體會到人與人之間真正的關(guān)系。在設(shè)

50、計過程中，很多同學(xué)也給了我很大的幫助，我由衷的感謝他們。最后，衷心地感到自己在百忙之中抽出時間來回顧一下文的本論文的老師、教授和專家。參考徐繼清，杰。數(shù)控銑床改造J制造技術(shù)與機(jī)床, 2001 (9)現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊編委。現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計手冊M.：機(jī)械工業(yè)，2006國家機(jī)械工業(yè)局微電機(jī)研究所編制。實(shí)用微電機(jī)手冊M.：科學(xué)技術(shù)，2000機(jī)床設(shè)計手冊編纂組。機(jī)床設(shè)計手冊M.：機(jī)械工業(yè)，1986吳宗澤，羅生國。機(jī)械設(shè)計課程手冊M第 3 版：高等教育，2006 年羅永順。機(jī)床CNC改造實(shí)例M.：機(jī)械工業(yè)，2009夢心。加工中心操作與編程培訓(xùn)班：中國勞動和社會保障，2006盛博浩,數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展

51、J.制造技術(shù)與機(jī)床, 2005濮良貴，季明剛。機(jī)械設(shè)計（第八版）。：高等教育。 2006年東南大學(xué)機(jī)械工程系，文偉，吳克堅。力學(xué)原理（第七版）。：高等教育，1997鄧興中。機(jī)電驅(qū)動控制（第三版）。 : 華中科技大學(xué), 2001戴舒。金屬切削機(jī)床。 : 機(jī)械工業(yè)，1993陸建中，賈寧。金屬切削原理與工具（第四版）。 : 機(jī)械工業(yè), 200514 開平，左宗義描述幾何與機(jī)械制圖：華南理工大學(xué)，200115 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)制圖和機(jī)械制圖（第二版）。國家技術(shù)監(jiān)督局，1999附錄文件摘要摘要加工中心是為滿足省工、省時、節(jié)能的要求而迅速發(fā)展起來的一種自動換刀裝置。它集機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計算

52、機(jī)軟件技術(shù)、拖動技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測量與傳感技術(shù)、通訊診斷為一體。 、刀具和編程技術(shù)的高科技產(chǎn)品。由于加工中心可以集中完成各種工序，因此可以減少工件裝夾、測量和調(diào)整的時間，減少工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時間，使機(jī)床的切削利用率達(dá)到3到4倍。比普通機(jī)床高出數(shù)倍。因此，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且是數(shù)控機(jī)床中生產(chǎn)率和自動化程度最高的綜合性機(jī)床。關(guān)鍵詞：加工中心；高科技產(chǎn)品；綜合機(jī)床一、國外主體現(xiàn)狀由于加工中心在機(jī)械加工中的重要作用，各個工業(yè)化國家對其高度重視，在技術(shù)和產(chǎn)量上都得到了快速的發(fā)展。日本、歐美、美國、中國和中國的生產(chǎn)基地最具代表性。日本市場消費(fèi)能力強(qiáng)，年產(chǎn)10000多臺。主要機(jī)型為

53、立式加工中心，年產(chǎn)量約50006000臺。此外，高速、高精度、五面加工、五軸聯(lián)動加工等技術(shù)不斷發(fā)展。為滿足特殊和雜面的加工要求，日本加工中心的生產(chǎn)廠家包括MAZAK、壯天、三菱等公司。德國生產(chǎn)質(zhì)量最好、加工效率最高的加工中心，年產(chǎn)量在4000到5000臺之間。代表機(jī)型為臥式加工中心，年產(chǎn)量約15002000臺。其他加工中心的年產(chǎn)量在20003000臺左右。臺灣，德國生產(chǎn)加工中心的制造商主要有西門子、MAKA、CEISS、科恩等公司。美國是世界機(jī)床生產(chǎn)的代表國家之一，年產(chǎn)量約為50006000臺。制造商有Hardinge、MAG、Hurco等公司。中國是全球加工中心生產(chǎn)國之一，年生產(chǎn)能力約400

54、0-5000臺。是全球加工中心產(chǎn)量最大的供應(yīng)基地。年產(chǎn)量可達(dá)16,000至18,000臺。有些是沒有加微電腦控制器的空機(jī)。平均單價較低。近年來，這些國家和地區(qū)競相在中國大陸設(shè)立工廠和加工中心。未來，加工中心的生產(chǎn)基地可能在中國大陸。除了中國大陸企業(yè)的研發(fā)和制造，未來技術(shù)會成熟，質(zhì)量會穩(wěn)定，成本會降低。之后，必將成為全球供應(yīng)基地之一。我國1970年代開發(fā)的加工中心大多因配件、設(shè)計、制造等方面的缺陷而難以正常使用。進(jìn)入1980年代后，由于引進(jìn)了日本FANUC、德國SIEMENS等公司的數(shù)控系統(tǒng)、進(jìn)給伺服電機(jī)、主軸電機(jī)和伺服單元，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性有了很大的提高。就整機(jī)而言，可靠性還是不夠的。 1990年代中期以來，隨著加工中心技術(shù)的進(jìn)步和配套設(shè)施的完善，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)注重以標(biāo)準(zhǔn)功能部件替代部分部件，同時優(yōu)先選用世界名牌產(chǎn)品。 -知名企業(yè)（如數(shù)控系統(tǒng)、滾動直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠、軸承、ATC裝置、液壓氣動元件、電氣元件和檢測元件等）為一體，提高國產(chǎn)加工