加工中心進(jìn)給系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計說明書

摘要隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，加工技術(shù)在世界的工業(yè)范圍內(nèi)都有了顯著的提高。而我國以加工中心為代表的高自動化、高附加值、高利潤的機(jī)床產(chǎn)品卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界機(jī)床同行。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、以及在政府加強(qiáng)自主知識創(chuàng)新舉措的鼓勵下，投資開發(fā)加工中心等高檔機(jī)床的時機(jī)趨于成熟。本次設(shè)計是設(shè)計銑床的X-Y軸進(jìn)給系統(tǒng)及其仿真。首先，了解銑床的結(jié)構(gòu)，確定方案。其次，選擇滾珠絲杠、步進(jìn)電機(jī)和消隙齒輪等零件，來達(dá)到提高傳動精度，減小加工誤差的目的。本次設(shè)計的結(jié)果可以順利達(dá)到設(shè)計任務(wù)的要求，完成X、Y兩方向單獨運行和同時運行，提高了加工效率。論文研究完成了基于虛擬樣機(jī)的網(wǎng)架節(jié)點球立式加工中心本體設(shè)計—X軸和Y軸及其仿真設(shè)計，形成機(jī)床詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計的指導(dǎo)文件，為設(shè)計的全面鋪開實施奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞:立式加工中心;機(jī)床結(jié)構(gòu);總體設(shè)計;進(jìn)給系統(tǒng);AbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,processingtechnologyintheworldwiththeindustry-widehaveimprovedsignificantly.InChina,therepresentativeofaprocessingcenterforhighautomation,highvalue-added,highprofitmachinetheworldhasfallenfarbehindthepeermachine.WithChina'ssustainedeconomicdevelopment,theglobalizationofthemachinetoolindustry,aswellasknowledgeoftheGovernmenttostrengthentheautonomyoftheencouragementofinnovation,investmentanddevelopmentcenters,suchasprocessingtimeforhigh-endmachinetoolsmature.Thedesignisthedesignofthexy-axismillingmachinefeedsystemanditssimulation.Firstofall,tounderstandthestructureofmillingmachinetodeterminetheprogram.Secondly,thechoiceofballscrews,steppermotorsandanti-backlashgearsuchasspareparts,toachievetoimprovetheaccuracyoftransmission,thepurposeofreducingtheprocessingerror.Theresultscanbesuccessfullydesignedtomeetthedesignrequirementsofthetask,thecompletionofX,Ytwodirectionsatthesametimerunningaseparateoperationandimprovedprocessingefficiency.Completionofthestudypaper-basedvirtualprototypingofnetworknodesOntologyballverticalmachiningcenterdesign-X-axisandYaxisandthesimulationdesign,detailedstructuraldesignofmachinetoolstoformtheguidingdocumentforthedesignoftheimplementationofacomprehensivewayandlaidthefoundation.Keywords:VerticalMachiningCenter;machinestructure;design;feedingsystem;目錄摘要 1Abstract 2目錄 3緒論 41.1課題背景和目的 41.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 41.2.1我國加工中心的研究現(xiàn)狀 41.2.2進(jìn)給系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 51.2.3加工中心的發(fā)展趨勢 62總體設(shè)計 72.1總體設(shè)計方案的確定 72.2床身設(shè)計 72.3導(dǎo)軌設(shè)計 83.進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計 93.1Y軸（縱向）傳動部分的設(shè)計 103.1.1切削力的計算 103.1.2滾珠絲桿的選擇計算 113.1.3傳動齒輪選擇 153.1.4滾動軸承的選擇 163.1.5伺服系統(tǒng)選擇計算 173.2X軸（橫向）傳動部分的設(shè)計 213.2.1切削力的計算 213.2.2滾珠絲桿的選擇計算 213.2.3傳動齒輪選擇 243.2.4滾動軸承的選擇 243.2.5伺服系統(tǒng)選擇計算 25總結(jié) 29致謝 30參考文獻(xiàn) 31緒論1.1課題背景和目的數(shù)控加工是機(jī)械制造業(yè)中的先進(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。企業(yè)要在當(dāng)前市場需求多變、競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展，就需要迅速地更新企業(yè)產(chǎn)品，以最低價格、最好質(zhì)量、最短時間取滿足市場需求的不斷變化。普通機(jī)床已不能很好的適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求。數(shù)控機(jī)床則可以滿足這些要求。加工中心是數(shù)控機(jī)床中功能較全、加工精度較高的工藝裝備。它主要用于箱體類零件和復(fù)雜曲面零件的加工，能把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和車螺紋等功能集中于一臺設(shè)備上。加工中心已成為現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的主流方向，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造中，與普通傳統(tǒng)的機(jī)床相比，加工中心有工序集中、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)度低、有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化等優(yōu)點，所以加工中心一直都是受到企業(yè)的高度重視。采用加工中心，可以降低工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省勞動力（一個人可以看管多臺機(jī)床），減少工裝，縮短新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及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)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。由于以上優(yōu)越性，加工中心所占的比例逐漸增大。在這樣的背景下，我選擇設(shè)計一臺加工中心的X-Y軸。此外，熟悉國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)及加工中心的現(xiàn)狀及發(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國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1我國加工中心的研究現(xiàn)狀我國從1958年開始研究數(shù)控機(jī)床，一直到20世紀(jì)60年代中期還處于研制、開發(fā)時期。當(dāng)時，一些高等院校、科研單位研制出試驗性樣機(jī)，是從電子管起步的。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余家，產(chǎn)品品種包括八大類2000種以上。目前以新開發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)80余種。分為3種型級，即經(jīng)濟(jì)型、普及型和高級型。在20余年間，加工中心的設(shè)計和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計、制造、使用和維護(hù)的人才；通過合作生產(chǎn)先進(jìn)加工中心，使設(shè)計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過利用國外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設(shè)計及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動加工的加工中心，供應(yīng)國內(nèi)市場的需求，但對關(guān)鍵技術(shù)的試驗、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國外技術(shù)支撐，不能獨立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開發(fā)階段，與日本加工中心的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。隨著科技的發(fā)展，我國在數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展得到了高度重視特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場占有率等方面情況尤為突出。我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品國內(nèi)、外市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。在新世紀(jì)到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。1.2.2進(jìn)給系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀加工中心的進(jìn)給傳動系統(tǒng)一般均采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)。這也是加工中心區(qū)別于普通車床的一個特殊部分。

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)行件和檢測反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動控制單元和驅(qū)動元件組成伺服驅(qū)動系統(tǒng)。機(jī)械傳動部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動系統(tǒng)。檢測元件與反饋電路組成檢測系統(tǒng)。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)控制方式通常是具有位置反饋的伺服系統(tǒng)。根據(jù)位置檢測裝置所在位置的不同，閉環(huán)系統(tǒng)又分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)具有將位置檢測裝置裝在絲杠端頭和裝在電機(jī)軸端兩種類型。前者把絲杠包括在位置環(huán)內(nèi)，后者則完全置機(jī)械傳動部件于位置環(huán)之外。全閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測裝置安裝在工作臺上，機(jī)械傳動部件整個被包括在位置環(huán)之內(nèi)。

開環(huán)系統(tǒng)的定位精度比閉環(huán)系統(tǒng)低，但它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉。由于影響定位精度的機(jī)械傳動裝置的磨損、慣性及間隙的存在，故開環(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，但由于機(jī)械傳動部件在控制環(huán)內(nèi)，所以系統(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)，而且還與機(jī)械傳動部件的剛度、阻尼特性、慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系，故必須對機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。因此全閉環(huán)系統(tǒng)對機(jī)床的要求比較高，且造價也較昂貴。閉環(huán)系統(tǒng)中采用的位置檢測裝置有：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、磁尺、光柵尺和激光干涉儀等。

加工中心的進(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)有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)之分。交流伺服電機(jī)由于具有可靠性高、基本上不需要維護(hù)和造價低等特點而被廣泛采用。1.2.3加工中心的發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(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，它對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代化發(fā)展的大趨勢。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)率提出了越來越的要求，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加快，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，除要滿足多功能、高性能的要求外，還要具有自動加工的基本功能，操作，維修方便。在數(shù)控加工中心發(fā)展的本個多世紀(jì)的歷程中，世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，電子的迅速發(fā)展，以及各種性能良好的傳感器的出現(xiàn)和運用，使加工中心功能日益完善，自動化、智能化程度越來越高，加工中心正朝著高速化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化及高可靠性方向發(fā)展。2總體設(shè)計2.1總體設(shè)計方案的確定初步確定設(shè)計的任務(wù)后（初步擬定三種傳動方案即1電機(jī)直接與絲杠相連；2電機(jī)通過同步帶的傳動帶動絲杠轉(zhuǎn)動；3電機(jī)通過齒輪傳動帶動絲杠轉(zhuǎn)動）數(shù)控機(jī)床按控制方式分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)，由于采用直流式交流伺服電機(jī)的閉環(huán)控制方案，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，調(diào)試和維修困難，造價也高。閉環(huán)控制可以達(dá)到很好的機(jī)床精度，能補(bǔ)償機(jī)械傳動系統(tǒng)中各種誤差，消除間隙、干擾等對加工精度的影響，一般應(yīng)用于要求高的數(shù)控設(shè)備中，由于所改造的數(shù)控鉆床加工精度不十分高，采用閉環(huán)系統(tǒng)的必要性不大。若采用直流或交流伺服電機(jī)的半閉環(huán)控制，精度較閉環(huán)控制的查，但是穩(wěn)定性好，成本較低，調(diào)試維修較容易；但是對于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來說必要性不大。故在本次設(shè)計中，采用開環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動即保證改造后的性能不低于原鉆床，又保證較高的性價比。在本次設(shè)計中采用它帶動X,Y向工作臺移動。傳動方案1的結(jié)構(gòu)簡單，三是消除由步進(jìn)電動機(jī)引起的振動等現(xiàn)象能力較差，故在本次設(shè)計中不采用方案2，同步帶傳動保持恒定傳動比，傳動精度高工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，無噪聲，有良好減振性能，但制造工藝比較復(fù)雜，傳遞功率較小，壽命較低，故在本次設(shè)計中不易采用，所以本次設(shè)計中采用齒輪傳動，其主要特點是效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比穩(wěn)定，傳動過程中采用消隙齒輪，消除正反轉(zhuǎn)齒輪間隙提高傳動精度，性價比高。在本次畢業(yè)設(shè)計的工作過程中，技術(shù)方面應(yīng)用滾珠絲杠（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。在可拆卸方面考慮了許多因素由于設(shè)計經(jīng)驗不足，在快卸方便性上考慮有時略有紕漏；在經(jīng)濟(jì)性方面采用反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)其性價比高；在滿足精度的前提下減少了生產(chǎn)成本。材料的使用上采用了較為廣泛應(yīng)用的45號鋼加工成本低且避免使用有毒害的材料污染環(huán)境，還可以回收應(yīng)用；在環(huán)境方面應(yīng)用消隙齒輪可以有效的降低噪音減少對人體的危害。2.2床身設(shè)計機(jī)床的床身是整個機(jī)床的基礎(chǔ)支承件，是機(jī)床的主體，一般用來放置導(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。按照床身導(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，主軸箱吊在立柱一側(cè)，其平衡重錘放置在立柱中，工作臺為十字滑臺，可以實現(xiàn)X、Y兩個坐標(biāo)軸的移動，主軸箱沿立柱導(dǎo)軌運動實現(xiàn)Z坐標(biāo)移動。本設(shè)計中采用加工中心床身取T字型結(jié)構(gòu)，立柱固定在其上面，工作臺用十字滑臺，在床身導(dǎo)軌上做X、Y兩向移動，主軸箱沿立柱導(dǎo)軌做Z向移動。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。

滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、接觸剛度大等優(yōu)點。但傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌摩擦阻力大，磨損快，動、靜摩擦系數(shù)差別大，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。目前數(shù)控機(jī)床已幾乎不采用傳統(tǒng)滑動導(dǎo)軌，而是采用帶有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導(dǎo)軌和新型塑料滑動導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長等特點。滾動導(dǎo)軌的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，動、靜摩擦系數(shù)很接近，不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，可以使用油脂潤滑。這次設(shè)計中采用的是滾動直線導(dǎo)軌。3.進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)必須保證由數(shù)控裝置發(fā)出的控制指令轉(zhuǎn)換成速度符合要求的相應(yīng)角位移或直線位移，帶動運動部件運動。根據(jù)工件加工的需要，在機(jī)床上各運動坐標(biāo)的數(shù)字控制可以是相互獨立的，也可以是聯(lián)動的?？傊?，數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給系統(tǒng)的要求集中在精度、穩(wěn)定、和快速響應(yīng)三個方面。為滿足這種要求，首先需要高性能的伺服驅(qū)動電動機(jī)，同時也需要高質(zhì)量的機(jī)械結(jié)構(gòu)與之匹配。為提高進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)性能主要采取措施有：1.提高系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動剛度2.采用低而穩(wěn)定的摩擦傳動副數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)多采用剛度高摩擦因數(shù)小而穩(wěn)定的滾動摩擦副，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目的是為保證伺服驅(qū)動電機(jī)的工作性能和滿足傳動系統(tǒng)對控制指令的快速響應(yīng)的要求。4.提高傳動件精度高質(zhì)量的機(jī)械傳動配合與高性能的伺服電動機(jī)使現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)性能有了大幅度提高。立式加工中心的進(jìn)給伺服系統(tǒng)特別是進(jìn)給系統(tǒng)的傳動精度及效率是性能的重要組成部分。為了保證加工中心進(jìn)給伺服系統(tǒng)工作的精度、剛度和穩(wěn)定性，對進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求是高精度、高剛度、低摩擦和低慣量，設(shè)計過程中要盡可能的增大驅(qū)動力矩，提高傳動效率，消除反向間隙，增強(qiáng)自動平衡等。擬定的主要參數(shù)如下:工作臺尺寸（長X寬）:工作臺行程（X向）:工作臺行程（Y向）:主軸頭垂直行程（Z向）:主軸端面距工作臺面距離:主電機(jī)功率:主軸轉(zhuǎn)速范圍（無級調(diào)速）:主軸最大輸出扭距:主軸最大軸向抗力:快速移動速度（X、Y、Z方向）:X、Y:Z:進(jìn)給速度范圍:工作臺承重:刀柄:BT40坐標(biāo)定位精度:X:，Y/Z:重復(fù)定位精度:X:，Y/Z:坐標(biāo)控制:三軸控制數(shù)控系統(tǒng):SIEMENS802D3.1Y軸（縱向）傳動部分的設(shè)計設(shè)計過程中，采用步進(jìn)電動機(jī)和滾珠絲桿副。步進(jìn)電動機(jī)與絲桿之間的傳動采用齒輪一級傳動式，在設(shè)計步進(jìn)電動機(jī)與絲桿的連接時，盡量減少傳動間隙。軸承采用能達(dá)到精度要求的。3.1.1切削力的計算采用的進(jìn)給機(jī)械簡圖如圖所示：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)消隙齒輪切削功率：由《機(jī)床設(shè)計手冊》可知切削功率：=（3—1）式中——主軸電動機(jī)功率，=；——主傳動系數(shù)總功率，一般為，取=；——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取=則==切削功率應(yīng)按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大銑削力（或轉(zhuǎn)矩）和最大切削轉(zhuǎn)速（或轉(zhuǎn)速）來計算。若按最大切削速度來計算，取切削速度=，根據(jù)公式：=（3—2）式中——主切削力（）；——切削速度（）；則主切削力為：===根據(jù)《機(jī)床設(shè)計手冊》可得：縱向切削分力：=橫向切削分力：=取======3.1.2滾珠絲桿的選擇計算滾珠絲桿螺母副，是在絲桿和螺母間，以滾珠為滾動體的螺旋傳動機(jī)構(gòu)。是回轉(zhuǎn)運動和直線運動相互轉(zhuǎn)換的一種新型傳動裝置，其結(jié)構(gòu)的主要特點是普通絲桿螺母間的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，因而摩擦系數(shù)小，且它的傳動負(fù)載比梯形的滑動絲桿要大得多，精度又高，平穩(wěn)性好。在設(shè)計過程中，滾珠絲桿的選擇要根據(jù)機(jī)床的實際情況及工作負(fù)載情況，計算出絲桿工作時的最大載荷及絲桿的工作壽命等參數(shù)進(jìn)行選擇，最大動載荷必須小于絲桿的額定動載荷。滾珠絲桿螺母副是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，其規(guī)格型號都按國家標(biāo)準(zhǔn)。其選擇的詳細(xì)計算如下：(1)工作負(fù)載計算計算進(jìn)給牽引力?？筛鶕?jù)《機(jī)床設(shè)計手冊》中進(jìn)給牽引力的實驗公式計算則=++（3—3）式中——切削分力——顛覆力矩影響的實驗系數(shù)，=；——滑動導(dǎo)軌摩擦因數(shù)，=，取=；——工作臺承重，=則==（2）滾珠絲桿壽命計算根據(jù)進(jìn)給速度和滾珠絲桿螺距計算出絲桿的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)絲桿轉(zhuǎn)速計算出絲桿的壽命。滾珠絲桿轉(zhuǎn)速：=（3—4）式中——進(jìn)給速度，取——滾珠絲桿的螺距，取則===壽命計算公式：=（3—5）其中數(shù)控機(jī)床可取15000h，則==萬=（3）對大動載荷計算及絲桿型號選擇根據(jù)切削力和運動部件的質(zhì)量引起的進(jìn)給阻力，計算出絲桿的軸向載荷，再計算出絲桿副應(yīng)能承受的最大動載荷最大動載荷計算公式：=（3—6）式中——壽命，以為單位；——運轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運轉(zhuǎn)=，取=；——硬度系數(shù)，為時，=，小于時，>，這里取=；——進(jìn)給牽引力則===根據(jù)的原則，使選取的滾珠絲桿的額定動載荷大于計算的最大工作動載荷，查《現(xiàn)代實用機(jī)床設(shè)計手冊》可知，可選擇滾珠絲桿的型號為CDM3206—5—P4，其公稱直徑為，其額定動載荷為，強(qiáng)度滿足要求。CDM3206—5—P4滾珠絲桿的參數(shù)數(shù)值如下表：表3—1CDM3206—5—P4滾珠絲桿具體參數(shù)滾珠絲桿型號公稱直徑/基本導(dǎo)程/鋼球直徑/絲桿外徑/螺紋底徑/循環(huán)圈數(shù)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的計算公式為：=（3—7）式中：——為絲桿螺旋升角，根據(jù)計算得，=——為摩擦角，取=則==（5）剛度驗算滾珠絲桿工作時受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，將引起導(dǎo)程的變化，因滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩時引起的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不記，所以工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量為：=（3—8）式中——滾珠絲桿導(dǎo)程，取=；——材料彈性模量，對于鋼，?。ǎ弧獫L珠絲杠截面積，按絲桿螺紋底徑確定，即=，則===所以==滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略不計，即=,所以導(dǎo)程變形總誤差為：=（3—9）式中——Y軸（縱向）最大行程，由擬定參數(shù)中可知，==則===由《現(xiàn)代實用機(jī)床設(shè)計手冊》可知，4級精度絲桿允許的螺距誤差為，故此絲桿精度足夠。3.1.3傳動齒輪選擇齒輪傳動比的計算。傳動比計算公式為：=（3—10）式中——步進(jìn)電動機(jī)的步距角——絲桿螺距——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，選步進(jìn)電動機(jī)的步距角=，=，則===可選定齒輪齒數(shù)為：==由于進(jìn)給運動齒輪受力不大，且根據(jù)優(yōu)先選用第一系列的原則，可取模數(shù)=，齒輪傳動效率=，由經(jīng)驗公式可知，齒寬=，則分度圓直徑分別為：======中心距為：===3.1.4滾動軸承的選擇傳動系統(tǒng)的平穩(wěn)性事檢測數(shù)控機(jī)床性能的一項重要指標(biāo)。設(shè)計過程中要保證加工的可靠性。軸承的剛度太高，則會造成物不盡其用，增加設(shè)計成本，太低會影響到絲桿的傳動精度和壽命。滾珠絲桿螺母副傳遞驅(qū)動力矩，驅(qū)動其來回移動，因此絲桿必須采用三點式支撐方式。各方向傳動系統(tǒng)的絲桿采用一端軸向固定，另一端浮動的結(jié)構(gòu)形式，使絲桿軸向留有移動的空間，這種安裝方式可以減少機(jī)床的振動和傳動的誤差，避免軸承卡死的情況發(fā)生，適用于較長的臥式安裝絲桿。根據(jù)額定載荷承載能力在固定端采用一對角接觸球軸承76020225TVP面對面組配，成對使用能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，只承受絲桿的重力。根據(jù)查得的具體的軸承參數(shù)可知，76020225TVP軸承的額定載荷=,而牽引進(jìn)給力=。>，因此76020225TVP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軸承的具體參數(shù)如下表：表3—276020225TVP軸承的具體參數(shù)軸承型號尺寸/額定載荷/預(yù)緊載荷/極限轉(zhuǎn)速/（）質(zhì)量/kg安裝尺寸/脂7602030TVP2562172850058500330022000.144385216205/P5型深溝球軸承的具體參數(shù)如下表：表3—36205/P5型深溝球軸承的具體參數(shù)軸承型號尺寸/額定載荷/預(yù)緊載荷/極限轉(zhuǎn)速/（）質(zhì)量/kg安裝尺寸/脂油6205/P5255215108006950330012000150000.13304713.1.5伺服系統(tǒng)選擇計算伺服電動機(jī)的種類有很多，在經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控化設(shè)計中常選用步進(jìn)電動機(jī)。步進(jìn)電動機(jī)是將電脈沖控制信號轉(zhuǎn)化成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件，通過控制輸入點脈沖的數(shù)量、頻率以及電動機(jī)繞組通電相序等實現(xiàn)單位時間內(nèi)通過點脈沖越多，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速越高。選擇私服電動機(jī)應(yīng)考慮三個要求：最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩不得超過電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩；電動機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量應(yīng)與負(fù)載慣量相匹配；快速移動時，轉(zhuǎn)矩步得超過伺服電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算可以通過折算到步進(jìn)電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量計算，計算公式為：=++（3—11）式中——折算到電動機(jī)上的轉(zhuǎn)動慣量；——齒輪的轉(zhuǎn)動慣量；——齒輪的轉(zhuǎn)動慣量；——滾珠絲桿的轉(zhuǎn)動慣量；——計算參數(shù)工作臺=，=，=，將其折算為電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：==在本設(shè)計中，齒輪可看做材料為鋼的圓柱形零件。對于材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量計算公式為：=（3—12）式中——齒寬或者零件軸向長度；——齒輪直徑或者圓形零件的直徑由前面的計算可知，齒輪的直徑=，=，齒輪寬度為==，則齒輪轉(zhuǎn)動慣量：==齒輪轉(zhuǎn)動慣量：==計算絲桿轉(zhuǎn)動慣量時，絲桿直徑要采用其螺紋底徑進(jìn)行計算，由前面知道的絲桿直徑可查得其螺紋底徑=，長度=，則絲桿加在電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量==則負(fù)載總轉(zhuǎn)動慣量為:=++==(2)最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算根據(jù)能量守恒原理，電動機(jī)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩可按下式計算：=（3—13）取，代入前面計算所得的數(shù)據(jù)，則==如果不考慮起動時運動部件慣性的影響，則起動轉(zhuǎn)矩的計算公式為：=取安全系數(shù)為，則==查《實用微電機(jī)手冊》，當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)為五相十拍時，選步進(jìn)電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：=====因數(shù)控機(jī)床對動態(tài)性能要求較高，確定電動機(jī)以最大靜轉(zhuǎn)矩運動時，應(yīng)滿足快速空載起動所需轉(zhuǎn)矩的要求：=（3—14）式中——快速空載起動時所需的轉(zhuǎn)矩；——克服摩擦所需的轉(zhuǎn)矩；——絲桿預(yù)緊所引起的折算到電動機(jī)軸上的附加轉(zhuǎn)矩當(dāng)工作臺快速移動時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速計算公式為：=（3—15）式中——快速移動速度，由立式加工中心擬定參數(shù)可知為代入之前所得的、的數(shù)據(jù)，則==由動力學(xué)可知：=其中，=，為加速時間常數(shù)，=，則===的計算公式為：=（3—16）代入數(shù)據(jù)，則==的計算公式為：=（3—17）式中——預(yù)加載荷，一般為最大軸向載荷的，即===則===所以===步進(jìn)電動機(jī)的最高工作頻率計算步進(jìn)電動機(jī)的最高工作頻率計算公式為：=（3—18）代入數(shù)據(jù)，則===即，步進(jìn)電動機(jī)的最高工作頻率為在步進(jìn)電動機(jī)的選擇過程中，其輸出轉(zhuǎn)矩、起動頻率和空載運行頻率等參數(shù)都要比理論計算值大。由《實用微電機(jī)手冊》查得，130BF001反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的空載運行頻率為，足夠提供此處所需的運行頻率，所以可選用130BF001反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)。130BF001反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的具體參數(shù)如下表：表3—4130BF001反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的具體參數(shù)型號相數(shù)保持轉(zhuǎn)矩/步距角(°)靜態(tài)相電流/空載運行頻率/空載起動頻率/轉(zhuǎn)動慣量/使用電壓范圍/質(zhì)量/kg130BF00159.310.75103000030004012-80103.2X軸（橫向）傳動部分的設(shè)計立式加工中心的橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計的方法與縱向的設(shè)計方法類似，也采用步進(jìn)電動機(jī)和滾珠絲桿副。軸承要能夠達(dá)到精度要求。3.2.1切削力的計算由前面的計算已知：========3.2.2滾珠絲桿的選擇計算滾珠絲桿傳動是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)驅(qū)動的主要部件之一。它的優(yōu)點是摩擦因數(shù)小，傳動精度高，傳動效率高達(dá)85%~98%，是普通滑動絲桿傳動的2~4倍。它的動靜摩擦因數(shù)很小，有利于防止爬行和提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度；采用消除反向間隙并預(yù)緊措施，有助于提高定位精度和剛度。采用滾珠絲桿傳動，一方面提高了傳動精度；另一方面發(fā)揮了滾珠絲桿的優(yōu)勢，提高了其傳動的效率及減小損耗。在設(shè)計過程中，滾珠絲桿的選擇要根據(jù)機(jī)床的實際情況及工作負(fù)載情況，計算出絲桿工作時的最大載荷及絲桿的工作壽命等參數(shù)進(jìn)行選擇，最大動載荷必須小于絲桿的額定動載荷。滾珠絲桿螺母副是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，其規(guī)格型號都按國家標(biāo)準(zhǔn)。橫向滾珠絲桿的設(shè)計選型方案可參照縱向機(jī)械傳動部分的設(shè)計算的選型方案及選擇原因選擇橫向滾珠絲桿。（1）工作負(fù)載計算工作負(fù)載的計算可根據(jù)《機(jī)床設(shè)計手冊》進(jìn)給牽引力的實驗公式計算，公式為：=++代入前面的=；=；=，則==滾珠絲桿壽命計算根據(jù)進(jìn)給速度和滾珠絲桿副距計算出絲桿的轉(zhuǎn)速，再根據(jù)絲桿轉(zhuǎn)速計算出絲桿壽命?？蓞⒄湛v向滾珠絲桿計算出的絲桿壽命，即==萬=（3）最大動載荷計算和型號選擇根據(jù)切削力和運動部件的質(zhì)量引起的進(jìn)給阻力，計算出絲桿的軸向載荷，再根據(jù)要求的壽命值計算出滾珠絲桿副應(yīng)能承受的最大動載荷，其計算公式和縱向最大動載荷計算公式一樣，即=其中，取=；=；代入其他數(shù)據(jù)，則===根據(jù)的原則，使選取的滾珠絲桿的額定動載荷大于計算的最大工作動載荷，查《現(xiàn)代實用機(jī)床設(shè)計手冊》可知，這里可選擇型號為CDM4006—5—P4的滾珠絲桿，其公稱直徑為，額定動載荷為，強(qiáng)度可滿足要求。CDM4006—5—P4滾珠絲桿的具體參數(shù)如下表：表3—5CDM4006—5—P4滾珠絲桿的具體參數(shù)滾珠絲桿型號公稱直徑/基本導(dǎo)程/鋼球直徑/絲桿外徑/螺紋底徑/循環(huán)圈數(shù)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有式（3—7）計算，其中取=，==，則==（5）剛度驗算滾珠絲桿工作時受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，將引起導(dǎo)程的變化，因滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩時引起的導(dǎo)程變化很小，可以忽略不記，工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量可用式（3—8）計算，其中鋼的彈性模量取=（）；絲桿螺紋底徑確定為=，則滾珠絲杠截面積===所以==滾珠絲桿受轉(zhuǎn)矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略不計，即=,導(dǎo)程變形總誤差可用式（3—9）計算，最大行程由擬定參數(shù)中可知，==，則===由《現(xiàn)代實用機(jī)床設(shè)計手冊》可知，4級精度絲桿允許的螺距誤差為，故此絲桿精度足夠。3.2.3傳動齒輪選擇橫向電動機(jī)與滾珠絲桿的連接也是通過一對齒輪單級傳動構(gòu)成。這樣配置的目的是減少傳動鏈，進(jìn)而減少傳動誤差。在縱向的齒輪計算中，選擇的脈沖當(dāng)量為=，這里也可以使用一樣的脈沖當(dāng)量，步距角則可以選擇比縱向的步距角小一點，這里可以取=，=則傳動比為：===齒輪的安裝方式一般有兩種：一種是齒輪完全暴露的外邊，稱為開式齒輪傳動；一種是在經(jīng)過精確加工而且封閉的箱體內(nèi)的，稱為閉式齒輪傳動。閉式齒輪傳動一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動的平穩(wěn)性，減小沖擊振動，以齒數(shù)多些為好，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》中齒數(shù)的選擇，小齒輪齒數(shù)可取為=,取=，則===由于進(jìn)給運動齒輪受力不大，且根據(jù)優(yōu)先選用第一系列的原則，可取模數(shù)=，齒輪傳動效率=，由經(jīng)驗公式可知，齒寬=，則分度圓直徑分別為：======中心距為：===3.2.4滾動軸承的選擇軸承的選擇，對最終的設(shè)計結(jié)果會產(chǎn)生影響，所以軸承選擇要合適。和縱向的選擇計算一樣，絲桿必須采用三點式支撐方式。各方向傳動系統(tǒng)的絲桿采用一端軸向固定，另一端浮動的結(jié)構(gòu)形式，使絲桿軸向留有移動的空間，這樣可以減少機(jī)床的振動和傳動引起的誤差，防止軸承卡死的情況。由于橫向的最大動載荷相對縱向的較大，所以橫向的軸承在固定端可采用一對角接觸球軸承7602035TVP面對面組配，成對使用能限制兩個方向的軸向位移。其額定載荷=，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于絲桿的最大動載荷=，其承載力能滿足要求。7602035TVP軸承的具體參數(shù)如下表：表3—67602035TVP軸承的具體參數(shù)軸承型號尺寸/額定載荷/預(yù)緊載荷/極限轉(zhuǎn)速/（）質(zhì)量/kg安裝尺寸/脂7602035TVP3580213650086500480017000.32451671.5浮動端支撐可和縱向的選擇一樣，采用6207/P5型深溝球軸承，只承受絲桿的重力。6205/P5軸承的額定載荷=，>，其承載能力也滿足要求。6205/P5軸承的具體參數(shù)如表3—3所示。3.2.5伺服系統(tǒng)選擇計算橫向傳動部分與縱向傳動部分的傳動方式是一樣的，因此也選用步進(jìn)電動機(jī)。（1）負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算和縱向負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算一樣，橫向負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量計算也可以通過折算到步進(jìn)電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量計算。首先計算折算到電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，用和之前一樣的公式，=，=，=，則==橫向齒輪也可看做材料為鋼的圓柱形零件。對于材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量計算可用式（3—12）計算齒輪、的轉(zhuǎn)動慣量、，齒輪的直徑=，齒輪寬度=，則====查CDM4006—5—P4滾珠絲桿的具體參數(shù)可知，螺紋底徑可知=，長度=，則絲桿加在電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：==所以，負(fù)載總動慣量由式（3—1）計算可得：=++==（2）最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算根據(jù)能量守恒原理，電動機(jī)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩可按式（3—13）計算，取，代入前面計算所得的數(shù)據(jù)得：===如果不考慮起動時運動部件慣性的影響，取安全系數(shù)為，則==查《實用微電機(jī)手冊》，當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)為三相六拍時，選步進(jìn)電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和最大靜轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：==則===因數(shù)控機(jī)床對動態(tài)性能要求較高，確定電動機(jī)以最大靜轉(zhuǎn)矩運動時，應(yīng)滿足快速空載起動所需轉(zhuǎn)矩如式（3—14）的要求。當(dāng)工作臺快速移動時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速計算可用式（3—15）計算。式中——快速移動速度，由擬定參數(shù)可知為代入之前所得的、的數(shù)據(jù)，則==由動力學(xué)可知：=其中，=，為加速時間常數(shù)，=，則===可有式（3—16）計算，代入數(shù)據(jù)，得===預(yù)加載荷，一般為最大軸向載荷的，即===可根據(jù)式（3—17）計算，代入數(shù)據(jù)，得===綜合以上各式，得===步進(jìn)電動機(jī)的最高工作頻率計算步進(jìn)電動機(jī)的最高工作頻率用式（3—18）計算，代入數(shù)據(jù)，得===即，步進(jìn)電動機(jī)的最高工作頻率為在步進(jìn)電動機(jī)的選擇過程中，其輸出轉(zhuǎn)矩、起動頻率和空載運行頻率等參數(shù)都要比理論計算值大。為了避免步進(jìn)電動機(jī)選型太過復(fù)雜和麻煩，在符合要求和條件的情況，橫向可以選用與縱向同樣的步進(jìn)電動機(jī)，由《實用微電機(jī)手冊》查得，縱向使用的110BYG350B三相混合式步進(jìn)電動機(jī)的空在運行頻率為，足夠提供此處所需的運行頻率，所以可選用110BYG350B三相混合式步進(jìn)電動機(jī)作為橫向的伺服電動機(jī)。110BYG350B三相混合式步進(jìn)電動機(jī)的具體參數(shù)如下表所示：表3—7110BYG350B三相混合式步進(jìn)電動機(jī)的具體參數(shù)型號相數(shù)保持轉(zhuǎn)矩/步距角(°)靜態(tài)相電流/空載運行頻率/空載起動頻率/相電感/轉(zhuǎn)動慣量/使用電壓范圍/質(zhì)量/kg110BYG350B3120.752.83000016003012.680-32510總結(jié)畢業(yè)設(shè)計是對我們大學(xué)期間所學(xué)知識的一次總結(jié)與運用，是對以前每門課程設(shè)計的提煉和綜合，是對所學(xué)知識的一次徹底檢驗，也是對我們學(xué)生設(shè)計和創(chuàng)新思維的啟發(fā)和開拓。在開始選擇課題的時候，我因為對數(shù)控機(jī)床比較感興趣，所以就選擇了關(guān)于數(shù)控機(jī)床方面的課題。我所在的組設(shè)計的是一臺加工中心機(jī)床，我主要對其中的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)進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計之初，我首先上網(wǎng)搜索了有關(guān)加工中心方面的知識，對數(shù)控機(jī)床特別是加工中心的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢有了進(jìn)一步的了解，以及加工中心整體結(jié)構(gòu)、性能、原理等方面的了解，這讓我學(xué)習(xí)到了很多新的知識。設(shè)計的時候，我們對學(xué)校工程訓(xùn)練中心的數(shù)控機(jī)床及一些數(shù)控車床特別是數(shù)控加工中心進(jìn)行了觀察了解，主要觀察了解了機(jī)床的及X軸進(jìn)給系統(tǒng)和Y軸進(jìn)給系統(tǒng)，同時結(jié)合自己的課題對機(jī)床的總體布局做了進(jìn)一步的研究，并通過查閱資料和相關(guān)圖冊，到圖書館借覽了相關(guān)文獻(xiàn)和資料，初步確定了一個整體設(shè)計方案，然后在相關(guān)文獻(xiàn)書本資料的輔助和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)以及相關(guān)老師和同學(xué)的幫助下，自己逐步逐步的經(jīng)過各個細(xì)節(jié)方面的整體分析和計算，設(shè)計出了滿足網(wǎng)架節(jié)點球立式加工中心本體設(shè)計需要的X、Y軸進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計，并完成了說明書的撰寫和相關(guān)裝配圖、零件圖的繪制。畢業(yè)設(shè)計是我們走向工作崗位的最后也是最重要的一次練兵，是一次理論和實踐以及自主創(chuàng)新設(shè)計結(jié)合訓(xùn)練的過程。在近半年的畢業(yè)設(shè)計過程中，使我對課本理論知識有了一個非常全面綜合性的鞏固和利用，也更加認(rèn)識到理論聯(lián)系實際的重要性。通過這次設(shè)計，自己在回顧課本知識、查閱資料、運用資料、中英文翻譯、運用專業(yè)知識及CAD繪圖、Solidworks繪圖、虛擬仿真建模等方面的能力有了較大地提高，對如何將機(jī)、電互相結(jié)合起來有了較深刻的認(rèn)識，彌補(bǔ)了原來學(xué)習(xí)中的很多不足之處，為以后從事機(jī)械方面的工作打下了一定的基礎(chǔ)，積累了一定的經(jīng)驗，對設(shè)計工作也有了一定的認(rèn)識?？偠灾?，這次畢業(yè)設(shè)計的順利完成使我受益匪淺，不但鞏固了我以前學(xué)習(xí)的東西，而且學(xué)到了很多新東西，更是學(xué)習(xí)到了很多新的技能，為我走向社會、走向工作崗位打下了深厚的基礎(chǔ)，同時也使我懂得了一個真正設(shè)計的步驟以及方法。致謝畢業(yè)設(shè)計是對在大學(xué)所學(xué)知識的一次綜合性的運用，由于我的基礎(chǔ)知識還不夠扎實豐富，所以在設(shè)計過程中遇到很多困難，幸虧有老師和同組同學(xué)的幫助才得以順利完成。我特別感謝老師們對我的耐心指導(dǎo)，他們在我做整個畢業(yè)設(shè)計的過程中給了我非常寶貴的幫助，特別是負(fù)責(zé)我的畢業(yè)設(shè)計課題的指導(dǎo)老師董曉峰老師，在我知識水平和參考資料有限的情況下，董老師指導(dǎo)我設(shè)計的各個步驟和細(xì)節(jié)，并幫我查找相關(guān)資料，在制圖和建模過程中也不厭其煩的指導(dǎo)和幫助我。他表現(xiàn)出了高度的責(zé)任心和始終不變的熱情與耐心，在人格方面也給我做出了榜樣，在整個設(shè)計過程中，董老師不僅僅是像一位老師一樣的指導(dǎo)我，更像是一位長輩和朋友似的熱情而又耐心的指導(dǎo)和幫助我，他讓我認(rèn)識到了人與人之間那真誠的關(guān)系。在設(shè)計過程中，很多同學(xué)也給予了我非常大的幫助，我由衷的感謝他們。最后，衷心感謝在百忙之中抽出時間審閱本論文的老師、教授、專家。參考文獻(xiàn)許吉慶，陶潔.銑床數(shù)控化的改造【J】.制造技術(shù)與機(jī)床，2001（9）現(xiàn)代實用機(jī)床設(shè)計手冊編委會.現(xiàn)代實用機(jī)床設(shè)計手冊【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006國家機(jī)械工業(yè)局西安微電機(jī)研究所編.實用微電機(jī)手冊【M】.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2000《機(jī)床設(shè)計手冊》編寫組.機(jī)床設(shè)計手冊【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程手冊【M】.3版.北京：高等教育出版社，2006羅永順.機(jī)床數(shù)控化改造實例【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009張夢欣.加工中心操作與編程培訓(xùn)教程.北京：中國勞動社會保障出版社，2006盛伯浩,數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．制造技術(shù)與機(jī)床,2005濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(第八版).北京：高等教育出版社.2006東南大學(xué)機(jī)械學(xué)學(xué)科組，鄭文偉，吳克堅.機(jī)械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，1997鄧星鐘．機(jī)電傳動控制（第三版）．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001戴曙．金屬切削機(jī)床．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1993陸劍中，孫家寧．金屬切削原理與刀具（第四版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005【14】馮開平，左宗義.畫法幾何與機(jī)械制圖.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001【15】中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).技術(shù)制圖與機(jī)械制圖（第二版）.國家技術(shù)監(jiān)督局，1999附錄文件綜述摘要加工中心是適應(yīng)省力、省時和節(jié)能要求二迅速發(fā)展起來的自動換刀，它是綜合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)軟件技術(shù)、拖動技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測量及傳感技術(shù)、通信診斷、刀具和編程技術(shù)的高科技產(chǎn)品。由于加工中心能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測量和調(diào)整時間，減少工件周轉(zhuǎn)、搬運存放時間，使機(jī)床的切削利用率高于普通機(jī)床3~4倍，所以說，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)鍵字：加工中心；高科技產(chǎn)品；綜合性機(jī)床一、課題國內(nèi)外現(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)發(fā)達(dá)國家都極為重視，在技術(shù)和產(chǎn)量上都發(fā)展很快。以日本、歐美、美國、韓國以及中國臺灣的生產(chǎn)基地最具代表性。日本市場消費能力強(qiáng)，年生產(chǎn)量超過10000臺，主要機(jī)種為立式加工中心，年產(chǎn)量約為5000~6000臺，而且不斷研發(fā)高速、高精密、五面加工、五軸聯(lián)動加工等技術(shù)。滿足特殊與發(fā)雜曲面加工要求，日本生產(chǎn)加工中心的廠家有MAZAK、莊田、三菱等公司。德國生產(chǎn)最佳品質(zhì)與高加工效益的加工中心，每年生產(chǎn)量達(dá)4000~5000臺，代表機(jī)種為臥式加工中心，年生產(chǎn)量約為1500~2000臺，其他加工中心年生產(chǎn)量約為2000~3000臺，德國生產(chǎn)加工中心的廠家主要有西門子、MAKA、CEISS、科恩等公司。美國是全球機(jī)床生產(chǎn)代表性國家之一，年生產(chǎn)量約為5000~6000臺，生產(chǎn)廠家由哈挺、MAG、Hurco等公司。韓國是全球加工中心生產(chǎn)國家之一，年生產(chǎn)量約為4000~5000臺。臺灣是全球加工中心生產(chǎn)量最大的供貨基地，年生產(chǎn)量可達(dá)到16000~18000臺，其中部分是空機(jī)臺，沒有加裝微機(jī)控制器等，平均單價偏低。近年來，這些國家和地區(qū)競相到中國大陸設(shè)廠設(shè)廠加工中心，未來加工中心的生產(chǎn)基地可能會是中國大陸，在加上大陸本身的企業(yè)研發(fā)和制造，未來技術(shù)成熟、品質(zhì)穩(wěn)定、成本降低后，必定會成為全球供應(yīng)基地之一。20世紀(jì)70年代我國研制的加工中心，多數(shù)因為配套件、設(shè)計和制造的缺陷很難正常使用。進(jìn)入80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)及其伺服單元之后，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性由了很大的提高。就整機(jī)而言，可