XHK713加工中心Z軸進給部件設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 第一章 緒 論 概述 工中心的特點與運用 工中心的基本組成及工作原理 工中心的分類和發(fā)展方向 2 第二章 機床總體方案設(shè)計 誤 !未定義書簽。 工中心本體設(shè)計 5 床布局 6 工中心 支承件典型結(jié)構(gòu)（床身、 立柱 ） 誤 !未定義書簽。 動方案確定 誤 !未定義書簽。 服系統(tǒng)的基本要求 誤 !未定義書簽。 服驅(qū)動裝置 誤 !未定義書簽。 服系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)及典型元件 誤 !未定義書簽。 服系統(tǒng)的組成和類型 誤 !未定義書簽。 第三章 加工中心 Z 軸進給系統(tǒng)設(shè)計 Z 向進給電機選用 3 聯(lián)軸器的設(shè)計 3 Z 向進給組件設(shè)計 4 削力的計算 4 珠絲杠副的設(shè)計計算 誤 !未定義書簽。 承設(shè)計驗算 誤 !未定義書簽。 誤 !未定義書簽。 第四章 總 結(jié) 誤 !未定義書簽。 參考文獻 誤 !未定義書簽。 致 謝 誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 外文科技資料翻譯 誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第一章 緒 論 題背景和目的 數(shù)控加工是機械制造業(yè)中的先進加工技術(shù)，在生產(chǎn)企業(yè)中，數(shù)控機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)控機床則可以滿足這些要求。 加工中心是數(shù)控機床中功能較全、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)代機床發(fā)展的主流方向，廣泛應(yīng)用于機械制造中，與普通傳統(tǒng)的機床相比，加工中心有工序集中、加工精度高、適應(yīng)性強、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟效益好、勞動強度低、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度，節(jié)省勞動力資源，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，機床數(shù)控化還是推行 性制造單元）、 性制造系統(tǒng)）以及 算機集成制造系統(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 Z 軸進給。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 ,增強對如何發(fā)展民族加工中心產(chǎn)業(yè)的感性認識。 加工中心概述 加工中心（ 稱 一種備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數(shù)控機床。它是適應(yīng)省力、省時和節(jié)能的時代要求而迅速發(fā)展起來的，它綜合了機械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機軟件技術(shù)、氣動技術(shù)、拖動技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測量及傳感技術(shù)以及通訊診斷、刀具和應(yīng)用編程技術(shù)的高技術(shù)產(chǎn)品，將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能并聚集在一臺加工設(shè)備買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 上，且增設(shè)有自動換刀裝置和刀庫，可再一次安裝工件后，數(shù)控系統(tǒng)控制機床按不同工序自動選擇和更換刀具，自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速、進給量 和刀具相對工件的運動軌跡及其他輔助功能；依次完成多面和多工序的端平面、孔系、內(nèi)外倒角、環(huán)形槽及攻螺紋等加工。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，使機床的切削利用率高于通用機床 3，達 80%以上。所以說，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且是數(shù)控機床中生產(chǎn)率和自動化程度最高的綜合性機床。 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，以及各種性能涼的傳感器的出現(xiàn)和運用，加工中心的功能日趨完善，這些功能包括：刀具壽命的監(jiān)視功能，刀具磨損和損傷的監(jiān)視功能，切削狀態(tài)的監(jiān)視 功能，切削異常的監(jiān)視、報警和自動停機功能，自動檢測和自我診斷功能及自適應(yīng)控制功能等。加工中心還與載有隨性家具的自動托板進行有機連接，并能近些切屑自動處理，使得加工中心成為柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)和自動化工廠的關(guān)鍵設(shè)備和基本單元。 工 中心的特點與應(yīng)用 加工中心是典型的集高新技術(shù)于一體的機械加工設(shè)備，它的發(fā)展代表了一個國家設(shè)計、制造水平，因此在國內(nèi)外企業(yè)界都受到高度重視。目前，加工中心已成為現(xiàn)代機床發(fā)展的主流方向，廣泛應(yīng)用于機械制造中。與普通數(shù)控機床相比，加工中心具有以下幾個突出的特點。 （ 1） 工序集中 加工中心備有刀庫，能自動換刀，并能對工件進行多工序加工?，F(xiàn)代加工中心更大程度地使工件在一次裝夾后實現(xiàn)多表面、多特征、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。 （ 2） 加工精度高 加工中心采用工序集中的加工手段，一次安裝即可加工出零件大部分待加工表面，避免了工件多次裝夾所產(chǎn)生的裝夾誤差，在保證高的工件尺寸精高的同時獲得各加工表面之間高的相對位置精度。另外，加工中心整個加工過程由程序控制自動執(zhí)行，避免了人為操作所產(chǎn)生的偶然誤差。加上加工中心省去了齒輪、凸輪、靠模等傳動部件，最大 限度地減少了由于制造及使用磨損所造成的誤差，結(jié)合加工中心完善的位置補償功能及高大的定位精度和重復(fù)定位精度，使加工精度更高，加工質(zhì)量更穩(wěn)定。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 3） 適應(yīng)性強 加工中心對加工對象的適應(yīng)性強。加工中心加工工件的信息都由一些外部設(shè)備提供，比如軟盤、光盤 口介質(zhì)等，或者由計算機在線控制（ 當(dāng)加工對象改變時，除了更換相應(yīng)的刀具和解決毛坯的裝夾方式外，只需要重新編制（更換）程序，輸入性的程序就能實現(xiàn)對新的零件的加工，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)約了大量工藝裝備費用。這對結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的單件、小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品試制帶來了極 大的方便，同時還能自動加工普通加床難以加工的精密復(fù)雜零件。 （ 4） 生產(chǎn)效率高 零件加工所需要的時間包括機動時間和輔助時間兩部分，加工中心能有效減少這兩部分時間。加工中心主軸轉(zhuǎn)速和進給量的調(diào)節(jié)范圍大，每一道工序都能選用最有利的切削用量，良好的結(jié)構(gòu)剛性語序加工中心進行切削的強力切削，有效地節(jié)省了機動時間。加工中心移動部件的快速移動和定位均采用了加速和減速措施，選了很高的空行程運動速度，消耗在快進、快退和定位的時間要比一般機床少得多。 （ 5） 經(jīng)濟效益好 加工中心加工零件時，雖分攤在每個零件上的設(shè)備費用較昂貴，但在單件、小批量 生產(chǎn)的情況下，可以節(jié)省許多其他方面的費用。由于是數(shù)控加工，加工中心不必準(zhǔn)備專用鉆模等工藝設(shè)備，加工之前節(jié)省了劃線工時，零件安裝到機床上之后可以減少調(diào)整、加工和檢驗時間。另外，由于加工中心的加工穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進一步下降。 （ 6） 利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化 利用加工中心進行生產(chǎn)，能準(zhǔn)確的計算出零件的加工工時，并有效地簡化檢驗、工夾具和半成品管理工作，這些特點有利于使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。 （ 7） 勞動 強度低，工作條件好 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、 進行 關(guān)鍵 工序 的中檢測量以 及觀察機床的運行之外，不需要 進行繁重 的重復(fù)性手工操作，勞動前度可大為減輕；同時，加工中心的結(jié)構(gòu)均采用全封閉 設(shè)計 ，操作者在外部進行監(jiān)控，切屑 、 冷卻液等對 工作 環(huán)境的影響微乎其微 ， 工作條件較好。 加工 中心適合于加工形狀復(fù)雜、加工工序多、精度要求高、需要用多種類型的 普通 機床 和 眾多的工藝裝備，且 需 經(jīng)多次裝夾和調(diào)整才能完成加工的零件。其主要加工對象有以下幾類。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I. 既有平面 又有孔系的零件 箱體類零件和 盤、套、板類零件 常見 箱體類零件簡圖 結(jié)構(gòu)形狀 復(fù)雜、 普通機床 難加工的零件 凸輪 類、 整體 葉輪類、模具類 盤類 零件 整體 葉輪 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 連桿 鍛壓模 外形 不規(guī)則的 異形 零件 支架 、基座、撥叉等 車床 撥叉零件圖 周期性 投產(chǎn)的零件 V. 加工精度 要求較高的中小 批 零件 新產(chǎn)品 試制中的零件 工 中心的基本組成 及 工作原理 加工中心自問世至今世界各國除了各種類型的加工中心，雖然外形結(jié)構(gòu)各異，但從總體上來看主要由以下幾大部分組成。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 1）基礎(chǔ)部件 它是加工中心的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由床身、立柱、工作臺等組成 ，他們不僅要承受加工中心的靜載荷，還要承受切削加工時產(chǎn)生的動載荷，所以要求加工中心的基礎(chǔ)部件必須有足夠的剛度。這些大件可以是鑄鐵件也可以是焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，它們是加工中心中體積和重量最大的部件。 （ 2）主軸部件 由主軸箱、主軸電動機、主軸、主軸軸承等零件組成。主軸的啟動、停止、變速等動作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并且通過裝在主軸上的刀具參與切削運動，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)的好壞對加工的性點性能有很大影響，它決定著加工中心的切削性能、動態(tài)剛度、加工精度等。 （ 3）數(shù)控系統(tǒng) 單臺加 工中心的數(shù)控部分由 置、可編程程序控制器、伺服驅(qū)動裝置以及電機等部分組成。 置室一種位置控制系統(tǒng)，其控制過程是根據(jù)輸入的信息進行數(shù)據(jù)處理、插補運算，獲得理想的運動軌跡信息，然后輸出到執(zhí)行部件，加工出所需的工件。可編程控制器替代一般機床電氣柜，執(zhí)行數(shù)據(jù)系統(tǒng)指令，控制機床執(zhí)行動作。數(shù)控系統(tǒng)主要功能有：控制功能、進給功能、主軸功能、輔助功能、刀具功能和第二輔助功能、補償功能、字符圖像顯示功能、自診斷功能、通信功能、人機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)是加工中心去唄與其他數(shù)控機床的典型裝置，它解決工件一次裝夾后多工序連續(xù)加工中，工序與工序間的刀具自動存儲、選擇、搬運和交換任務(wù)。它由刀庫、機械手、驅(qū)動機構(gòu)等部件組成。刀庫是存放加工過程所使用的全部刀具的裝置，刀庫有盤式、鼓式、鏈?zhǔn)降榷喾N形式，容量從幾把刀幾百把，當(dāng)需換刀時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)指令，由機械手（或通過別的方式）將刀具從刀庫取出裝入主軸孔中。機械手的機構(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、軌道式等。 （ 5)自動托盤交換系統(tǒng) 有的加工中心 為了實現(xiàn)進一步的無人化運行或進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，另外一個或幾個交給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，進行新零件的加工，這樣就可以減少輔助時間，提高加工效率。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 6）輔助裝置 包括潤滑、冷卻、排屑、防護、液壓、氣動、檢測系統(tǒng)等部分。這些裝置雖然不直接參與切削運動，但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性騎著保障作用。 加工中心 的組成如圖所示 直流 伺服 電動機 械手 板 加工 中心 的 工作原理 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 工 中心 的 分類和發(fā)展方向 加工 中心的分類 一、 按 機床 形態(tài) 分 類 1) 立式加工 中心 主軸 軸 心線 為垂直 狀態(tài) 設(shè)置 ， 結(jié)構(gòu) 形式 多為固定 立柱 式，工作臺為 長 方形，無分度回轉(zhuǎn)功能，適合加工 盤、套、 板 類零件 。 立式加工中心運動軸示意圖 立式 加工中心 2) 臥式加工中心 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 主軸 軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心 。 一般 具有 三軸聯(lián)動，三四個運動坐標(biāo) 。常見 的 是 三個 直線坐標(biāo) X、 Y、 Z 聯(lián)動和一個回轉(zhuǎn)坐標(biāo) B 分度，它能 夠 在一次裝夾下完成四個 面的 加工 ，最 適合 加工箱體類零件。 臥式 加工中心 3) 龍門式 加工中心 龍門 式加工中心形狀與龍門銑床 相似 ，龍門式加工中心主軸多為垂直設(shè)置。帶有 自動 換刀裝置，有可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能也較齊全，能夠一機多用，尤其適合于大型或形狀復(fù)雜的工件，如航天工業(yè)及大型輪機、大型建工機械上的某些零件的加工。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 龍門 式 加工 中心 4) 萬能 加工中心 這類 加工中心具有立式和臥式加工中心的功能，工件依次裝夾之后 ， 能完成除安裝面外的所有側(cè)面和 頂面的加工 。 萬能 加工中心 5) 虛軸加工中 心 虛軸加工中心改變了以往傳統(tǒng)機床的結(jié)構(gòu)，通過連桿的運動，實現(xiàn)主軸多自由度的運動，完成對工件復(fù)雜曲面的加工。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 虛軸 加工中心 二、 按 換刀形式分 類。 1) 帶 刀庫、機械手的加工中心 加工中心 的換刀裝置（ 由 刀庫和機械手組成，換到動作由機械手完成 。 這是 加工 中心采用最普遍的形式。 2) 無 機械手的加工中心 這種 加工中心的換刀 是 通過刀庫和主軸箱的配合動作來完成。 一般是 采用 把刀庫放在主軸箱可以 運動 到的位置，或整個刀庫或某一到位能移動到主軸箱可以到達的位置 。 刀庫 中 刀具的存放位置方向與主軸裝刀 方向一致。換刀 時主軸移動到刀位 上的換刀裝置 。由 主軸直接取走或 放回 刀具。 3) 轉(zhuǎn)塔刀庫式加工 中心 一般在小型立式加工中心 上采用 轉(zhuǎn)塔 刀庫形式，主要 以 加工孔為主。 三、 按 加工精度分類 1) 普通 加工中心 普通 加工中心，分辨率為 1 m，最大進給速度為 15位精度10 m 左右 。 2) 高精度 加工中心 高精度 加工中心，分辨率為 m， 最大 進給速度為 15定位精度 2 m 左右 。介于 2間，以 5 m 較多，稱為 精密級 加工中心。 四、 按 數(shù)控系統(tǒng)功能分類 加工 中心根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)控制功能的不同可分為三軸 二 聯(lián)動 、三軸三聯(lián)動 、四周三聯(lián)動、五軸四聯(lián)動、六軸五聯(lián)動等類型， 同時 可控軸數(shù)越多，加工中心的加工和適應(yīng)能力越強。 五、 按 工作臺的數(shù)量和功能分類 有單 工作臺、雙工作臺加工中心和多工作臺加工中心。多工作臺 加工 中心有兩個以上可更換的工作臺，通過運送軌道可把加工完的工件連同工作臺（托盤）一起移除加工 部位， 然后把裝有 待 加工的工作臺（托盤）送到加工部位。 加工 中心的發(fā)展方向 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 由于數(shù)控系統(tǒng)采用開放式體系結(jié)構(gòu) ，控制性能得到了大幅提高，促進了其性能向 高精度、高速度、高柔性化發(fā)展，使柔性自動化加工技術(shù)水平不斷提高。具體 表現(xiàn)在以下 幾個 方面。 （ 1） 高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率，首先必須提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工準(zhǔn)備時間；要確保加工質(zhì)量，就必須提高機床部件運動軌跡的精度；可靠性則是上述目標(biāo)的基本保障；為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作為保證。 （ 2） 模塊化、智能化、柔性化和集成化 隨著人工智能在計算機領(lǐng)域的不斷滲透與發(fā)展，為適應(yīng)制造業(yè)生產(chǎn)的柔性化、自動化發(fā)展的需要，智能化正成為數(shù)控設(shè)備研究及發(fā)展的熱點 。它不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程，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)手段有以下幾個方面：自適應(yīng)控制技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、故障診斷技術(shù)、模式識別技術(shù)。 （ 3） 復(fù)合化 復(fù)合化包含工序復(fù)合化和功能復(fù)合化。工件在一臺設(shè)備上一次裝夾后，通過自動換刀等各種措施，來完成多種工序和表面的加工。在一臺數(shù)控設(shè)備上能完成多工序切 削加工的加工中心，可以代替多機床和多裝夾的加工，既能減少裝卸時間，省去工件搬運時間，提高每臺機床的加工能力，減少半成品庫存量，又能保證和提高定位精度，從而打破傳統(tǒng)的工序界限和分開加工的工藝規(guī)程。 （ 4） 網(wǎng)絡(luò)化 隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及加工自動化的需要，單臺數(shù)控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)運行的要求越來越迫切。特別是互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化集成制造已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)的必然需要。此外一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加工中心正飛速發(fā)展。 （ 5） 人性化 雖然我國的數(shù)控機床已經(jīng)有了很大的發(fā)展，而且在功能設(shè)計上已經(jīng)逐漸接近世界先進水平。但在人性化設(shè)計方面，我國的數(shù)控機床仍存在很多問題，例如，忽視對于數(shù)控機床模型設(shè)計的人性化要求以至于我國的數(shù)控機床存在著買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 數(shù)不清的問題，如床身巨大笨重，顏色單調(diào)沉悶，顯示器不容易觀察，控制系統(tǒng)缺乏人機性質(zhì)以及不便操作等。盡 管許多數(shù)控機床與外國數(shù)控機床相比具有相同的功能，但它們卻無法達到相同的市場競爭力。因此，在數(shù)控機床制造工業(yè)中，研究數(shù)控機床的人性化設(shè)計方法已經(jīng)成為一個迫在眉睫的問題 。 第二章 機床總體方案設(shè)計 工中心本體設(shè)計 機床本體是數(shù)控機床的主體部分。來自于數(shù)控裝置的各種運動和動作指令，都必須由機床本體轉(zhuǎn)換成真實的、準(zhǔn)確的機械運動和動作，才能實現(xiàn)數(shù)控機床的功能，并保證數(shù)控機床的性能要求。 數(shù)控機床的機床本體由下列各部分組成： (1) 主傳動系統(tǒng)，其功用是實現(xiàn)主運動。 (2) 進給系統(tǒng)，其功用是實現(xiàn) 進給運動。 (3) 機床基礎(chǔ)件，通常指床身、底座、立柱、滑座、工作臺等。其功用是支承機床本體的零、部件，并保證這些零、部件在切削加工過程中占有的準(zhǔn)確位置。 (4) 實現(xiàn)某些部件動作和某些輔助功能的裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻以及防護、排屑等裝置。 (5) 實現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件，如回轉(zhuǎn)工作臺。 (6) 刀庫、刀架和自動換刀裝置 (。 (7) 自動托盤交換裝置 (。 (8) 特殊功能裝置，如刀具破損檢測、精度檢測和監(jiān)控裝置等。 其中，機床基礎(chǔ)件、主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)以及液壓、潤滑、冷卻等輔助裝置是構(gòu)成數(shù)控機床的機床本體的基本部件，其他部件則按數(shù)控機床的功能和需要選用。盡管數(shù)控機床的機床本體的基本構(gòu)成與傳統(tǒng)的機床十分相似，但由于數(shù)控機床在功能和性能上的要求與傳統(tǒng)機床存在著巨大的差距，所以數(shù)控機床的機床本體在總體布局、結(jié)構(gòu)、性能上與傳統(tǒng)機床有許多明顯的差異，出現(xiàn)了許多適應(yīng)數(shù)控機床功能特點的完全新穎的機械結(jié)構(gòu)和部件。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 已知參數(shù)如下 ： 工作臺尺寸（長 X 寬） : 300700 工作臺行程（ X 向） : 40 工作臺行程（ Y 向） : 300 最小 設(shè)定單位（ X、 Y、 Z 方向） : 主電機功率 : 5.2 快速移動速度 : 15 m 立柱 設(shè)計 立式 加工中心機床立柱 為 滿足 其 使用要求，設(shè)計 時 主要考慮其結(jié)構(gòu)靜剛度 。 機床結(jié)構(gòu)的靜剛度是指在切削力和其他力的作用下 ，機床抵抗變形的能力。機床在加工過程中，受多種外力的作用，包括運動部件和工件的自重、切削力、驅(qū)動力、加減速時的慣性力、摩擦阻力等。機床的各部件在這些力的作用下將產(chǎn)生變形，如各基礎(chǔ)件的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，支承構(gòu)件的局部變形，固定連接面和運動嚙合面的接觸變形等。這些變形都會直接或間接地引起刀具與工件之間產(chǎn)生相對位移，破壞刀具和工件原來所占有的正確位置，從而影響機床的加工精度和切削過程的特性，所以，提高機床的靜剛度是機床結(jié)構(gòu)設(shè)計的普遍要求。數(shù)控機床為獲得高效率而具有的大功率和高速度，使它所承受的各種外力負載更加惡劣，而且加工過程的自動化也使得加工誤差無法由人工干預(yù)來修正和補償，所以，數(shù)控機床的變形對加工精度的影響會更為嚴重。為了保證數(shù)控機床在自動化、高效率的切削條件下獲得穩(wěn)定的高精度，其機械結(jié)構(gòu)應(yīng)具有更高的靜剛度，有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機床的剛度系數(shù)應(yīng)比類似的普通機床高 50 。 1 合理設(shè)計基礎(chǔ)件的截面形狀和尺寸，采用合理的筋板結(jié)構(gòu)。 機床在外力的作用下，各基礎(chǔ)件將承受彎曲和扭轉(zhuǎn)載荷，其彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的大小則取決于基礎(chǔ)件的截面抗彎和抗扭慣性矩 ，抗彎、 抗扭慣性矩大，變形則小，剛度就高。表中列出了在截面 積相同 ( 即重 量相同 ) 時，不同截面形狀和尺寸的慣性矩。由表中數(shù)據(jù)可知：在形狀和截面積相同時，減小壁厚，加大買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 截面輪廓尺寸，可大大增加剛度；封閉截面的剛度遠遠高于不封閉截面的剛度；圓形截面的抗扭剛度高于方形截面，抗彎剛度則低于方形截面；矩形截面在尺寸大的方向具有很高的抗彎剛度。因此，通過合理設(shè)計截面形狀和尺寸，可大大提高基礎(chǔ)件的結(jié)構(gòu)靜剛度。 截面形狀與 慣性矩 日本森精機 列數(shù)控車床的床身截面，床身導(dǎo)軌傾斜布置，改善了排屑條件，同時截面形狀采用封閉式箱體結(jié)構(gòu)，從而加大了床身截面的外輪廓尺寸，使該床身具有很高的 抗彎、抗扭剛度。這種傾斜布置的結(jié)構(gòu)為數(shù)控車床所普遍采用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 日本森精機 列數(shù)控車床的床身截面 臥式加工中心普遍采用的框式立柱結(jié)構(gòu)。從正面看，立柱截面成封閉框形，輪廓尺寸大，從而保證以高扭轉(zhuǎn)剛度承受切削扭矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)載荷。從俯視截面看，兩個立柱截面形狀為矩形，矩形尺寸大的方向正是因切削力作用產(chǎn)生大的彎曲載荷的方向。因而這種結(jié)構(gòu)具有很高的剛度。 合理布置基礎(chǔ)件的筋板可以提高靜剛度，下表給出了立柱的幾種不同筋板布置時的相對靜剛度。從表中可知： 縱向筋板能提高立柱的抗彎和抗扭剛度，提買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 高抗扭剛度效果 更為顯著；對角線斜置筋板和對角線交叉筋板對提高立柱的剛度更為有效。 不同筋板布置時立柱的靜剛度對比 下圖為兩種立式加工中心立柱的橫截面圖。由于該立柱承受彎扭組合載荷，故截面采用接近正方形的封閉外形，為了進一步提高抗彎、抗扭剛度，內(nèi)部采用了斜方雙層壁 ( 相當(dāng)于斜 縱向筋板 ) 和對角線交叉筋板。所以，這兩種立柱都有很高的抗彎、抗扭剛度。 (a)立式加工中心； (b)立式加工中心 合理布置筋板還可提高基礎(chǔ)件的局部剛度，日本三井精機 A 型超精密重 切削臥式加工中心采用的床身結(jié)構(gòu)。該床身為整體式結(jié)構(gòu)，截面為封閉箱形結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)剛度很高。為了加強導(dǎo)軌連接的局部剛度，采用兩條成 Y 形的斜筋支撐導(dǎo)軌。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 三井精機 A 型加工中心的床身結(jié)構(gòu) 2 采用合理的結(jié)構(gòu)布局，改善機床的受力狀態(tài)，提高機床的靜剛度 在切削力、自重等外力相同的情況下，如果能改善機床的受力狀態(tài)，減小變形，則能達到提高剛度的目的。以機床主軸為例，在其他條件不變的情況下，縮短主軸前端的懸伸長度，可以減小主軸承受的彎矩，從而減小主軸前端的撓度，提高主軸的剛度。采用合理的 機床結(jié)構(gòu)布局，可以顯著地改善機床的受力狀況，提高機床的剛度。 下圖為傳統(tǒng)的臥式鏜銑床的結(jié)構(gòu)布局和臥式加工中心 ( 臥式自動換刀數(shù)控鏜銑床 ) 的結(jié)構(gòu)布局的比較。 傳統(tǒng)的臥式鏜銑床由于主軸箱單面懸掛在立柱側(cè)面，主軸箱自重將使立柱承受彎矩 ，切削力將使立柱承受扭矩 ，而加工中心的布局使主軸箱的主軸中心位于立柱的對稱面內(nèi)，立柱則不再承受由主軸箱自重產(chǎn)生的彎矩和由切削力產(chǎn)生的扭矩，從而改善了立柱的受力狀況，減小了立柱的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形，提高了剛度 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 補償有關(guān)零部件的靜力變形 下圖所示的大型 龍門銑床，當(dāng)主軸部件移到橫梁中部時，橫梁的彎曲變形 ( 下凹 ) 最大。為此可將橫梁導(dǎo)軌加工成中部凸起的拋物線形，或者通過在橫梁內(nèi)部安裝輔助梁和預(yù)校正螺釘將主導(dǎo)軌預(yù)調(diào)校正為中凸拋物線形，這樣可以補償主軸箱移動到橫梁中部時引起的彎曲變形 ( 圖 (a) 。 為補償主軸箱自重的影響，也可以用加平衡重塊或其他平衡力的方法，抵消部分直接作用于橫梁上的自重，從而減小橫梁因主軸箱自重引起的彎曲變形 ( 圖 (b) 。 橫梁彎曲變形補償 4 提高機床各部件的接觸剛度 在機床各部件的固定 連接面和運動副的結(jié)合面之間，總會存在宏觀和微觀不平，兩個面之間真正接觸的只是一些高點，實際接觸面積小于兩接觸表面的面積 ( 名義接觸面積 ) ，因此，在承載時，作用于這些接觸點的壓強要比平均壓強大得多，從而產(chǎn)生接