畢業(yè)論文-五軸高速數(shù)控雕銑機(jī)-銑頭設(shè)計(jì)

1、五軸高速數(shù)控雕銑機(jī)-銑頭設(shè)計(jì)摘 要隨著制造業(yè)的開(kāi)展，高速度、高效率、高精度和高剛度已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)控機(jī)床開(kāi)展的主要方向。為了滿足當(dāng)前數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)的需要，五軸聯(lián)動(dòng)銑頭已經(jīng)成為了當(dāng)今一個(gè)重要的開(kāi)展趨勢(shì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是五軸高速數(shù)控雕銑機(jī)的銑頭設(shè)計(jì)。五軸頭是五軸聯(lián)動(dòng)加工中心上所聯(lián)接的一種裝置。該機(jī)床具有很強(qiáng)的數(shù)控功能，可以高效率高精度加工空間曲面類零件，如各類模具、水輪機(jī)和汽輪機(jī)葉片、三元流離心壓氣機(jī)、船用螺旋槳和推進(jìn)器及螺旋錐齒輪的關(guān)鍵設(shè)備?？梢淮窝b夾工件在多種空間角度進(jìn)行銑、鏜、鉆等工序加工，加工各種具有復(fù)雜輪廓外表、型腔的工件，可作銑、鏜、鉆孔等加工。廣泛適用于各種機(jī)械制造業(yè)，特別是模具

2、制造業(yè)。它可以實(shí)現(xiàn)五軸控制、五軸聯(lián)動(dòng)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)。在掌握PRO/E軟件的根本功能后，對(duì)機(jī)床的各部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建模，然后，進(jìn)行裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，到達(dá)設(shè)計(jì)的目的。關(guān)鍵詞 五軸控制 五軸聯(lián)動(dòng) 虛擬制造技術(shù) 虛擬裝配ABSTRACTAlong with the development of the manufacturing industry, high speed,high efficiency, high precision and high rigidity have been the main developing trend of numeric-control machine tools.

3、 To meet the need of numeric-control machine tools development, five-axis head have become an important development trend now. The main task of the design is the design of 5-axis head.5-axis head is a kind of equipment in 5-axis With strong numerical function, the machine tool is the key equipment i

4、n the efficient and high-accurate machining of curly-faced . work-piece, namely. Variation molds, vane of water turbine and steam turbine, ship-used propeller, promoter and gears. It can clip a work-piece going through milling, boring and drilling, it can also process. A variety of work-pieces with

5、complex outlook and cavities. It is capable of drilling and milling. It can be applied to all kinds of mechanic manufactures; especially molds manufacture. It can control five axis, simultaneous operate five axis. At a high speed the spindle electrical machinery uses A.C driving system, which enable

6、s the spindle to vary speeds infinitely.With a command of the baric functions of the Pro/E software, different parts of the machine tool are designed, assembled ， thus achieving the desired requirement.Keywords control five axis simultaneous operate five axis virtualmade virtualassembly目 錄第一章 概述-6 1

7、.1 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀-6 課題研究涉及內(nèi)容-9第二章 五軸銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-11 2.1 整體方案設(shè)計(jì)研究 -11 2.2 銑頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)化設(shè)計(jì)及計(jì)算-132.2.1 A軸傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算-132.2.2 C軸傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算-21第三章 PRO/E虛擬建模造型及裝配-273.1 虛擬制造技術(shù)及其軟件介紹-273.2 五軸銑頭中零件的造型及裝配-30第四章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析-36設(shè)計(jì)結(jié)論及致謝參考文獻(xiàn)第一章 概述第一節(jié) 國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀五軸數(shù)控技術(shù)在數(shù)控加工領(lǐng)域里一枝獨(dú)秀，它是連續(xù)平滑、復(fù)雜曲面加工的代名詞，但該技術(shù)在全球范圍內(nèi)一直沒(méi)有得到普及.五軸數(shù)控加工技術(shù)是加工連續(xù)、平滑、復(fù)雜曲面的主要

8、手段.早在20世紀(jì)60年代，國(guó)外航空工業(yè)生產(chǎn)中就開(kāi)始采用五軸數(shù)控銑床。目前五軸數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用仍然局限于航空、航天及其相關(guān)工業(yè)。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，它集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體，應(yīng)用于復(fù)雜曲面的高效、精密、自動(dòng)化加工。國(guó)際上把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)作為一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)水平的標(biāo)志。由于其特殊的地位，特別是對(duì)于航空、航天、軍事工業(yè)的重要影響，以及技術(shù)上的復(fù)雜性，西方工業(yè)興旺國(guó)家一直把五軸數(shù)控系統(tǒng)作為戰(zhàn)略物資實(shí)行出口許可證制度，對(duì)我國(guó)實(shí)行禁運(yùn)，限制我國(guó)國(guó)防、軍事工業(yè)開(kāi)展。因而，研究五軸數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)家科技力量和綜合國(guó)力的提高有重要意義。與三

9、軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工相比，從工藝和編程的角度來(lái)看，對(duì)復(fù)雜曲面采用五軸數(shù)控加工有以下優(yōu)點(diǎn)：1. 提高加工質(zhì)量和效率五軸數(shù)控加工中刀具有更靈活的位姿，可采用平頭刀。平頭刀加工是以面帶成形，可以保證高速切削，因而加工后的外表更連續(xù)光滑。五軸加工可以采用更大的行距和步距，因而效率更高。2. 擴(kuò)大工藝范圍有些形狀復(fù)雜的零部件，如導(dǎo)風(fēng)輪、發(fā)動(dòng)機(jī)上的整體葉輪，由于葉片本身扭曲和各曲面間相互位置限制，加工時(shí)需要轉(zhuǎn)動(dòng)刀具軸線，否那么很難甚至無(wú)法加工。在模具加工中的某些場(chǎng)合，只有采用五軸數(shù)控才能防止刀具與工件的干預(yù)。復(fù)合化近幾年國(guó)際、國(guó)內(nèi)機(jī)床展說(shuō)明，數(shù)控機(jī)床正朝著高速度、高精度、復(fù)合化的方向開(kāi)展。復(fù)合化的目標(biāo)是在一臺(tái)

10、機(jī)床上利用一次裝夾完成大局部或全部切削加工，以保證工件的位置精度，提高加工效率。國(guó)外數(shù)控鏜銑床、加工中心為適應(yīng)多面體和曲面零件加工，均采用多軸加工技術(shù)，包括五軸聯(lián)動(dòng)功能。在加工中心上擴(kuò)展五軸聯(lián)動(dòng)功能，可大大提高加工中心的加工能力，便于系統(tǒng)的進(jìn)一步集成化。五軸數(shù)控技術(shù)具有許多優(yōu)越性，但到目前為止，五軸數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用仍然局限于少數(shù)資金雄厚的部門，并且仍然存在尚未解決的難題。五軸數(shù)控技術(shù)久久未能得以廣泛普及主要因?yàn)槲遢S數(shù)控加工由于干預(yù)和刀具在加工空間的位姿控制、數(shù)控編程、數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比三軸機(jī)床復(fù)雜得多。目前，五軸數(shù)控技術(shù)在全球范內(nèi)普遍存在以下問(wèn)題。1. 五軸數(shù)控編程抽象、操作困難五軸機(jī)床的數(shù)

11、控編程除了直線運(yùn)動(dòng)之外，還要協(xié)調(diào)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)計(jì)算，如旋轉(zhuǎn)角度行程檢驗(yàn)、非線性誤差校核、刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)計(jì)算等，處理的信息量很大，數(shù)控編程極其抽象。五軸數(shù)控加工的操作和編程技能密切相關(guān)，經(jīng)驗(yàn)豐富的編程、操作人員的缺乏，是五軸數(shù)控技術(shù)普及的一大阻力。2. 對(duì)NC插補(bǔ)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求十分嚴(yán)格五軸機(jī)床的運(yùn)動(dòng)是五個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的合成。因此要求控制器有更高的運(yùn)算精度。五軸機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性要求伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有很好的動(dòng)態(tài)特性和較大的調(diào)速范圍。3. 刀具半徑補(bǔ)償在五軸聯(lián)動(dòng)NC程序中，刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能仍然有效，而刀具半徑補(bǔ)償卻失效了。以圓柱銑刀進(jìn)行接觸成形銑削時(shí)，需要對(duì)不同直徑的刀具編制不同的程序。4. 后置處理

12、器五軸機(jī)床和三軸機(jī)床不同之處在于它還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)五軸數(shù)控機(jī)床的后置處理器還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。從1999年開(kāi)始，在CIMT、CCMT等國(guó)際、國(guó)內(nèi)機(jī)床展覽會(huì)上，首先是國(guó)內(nèi)的五軸數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品紛紛亮相，國(guó)內(nèi)五軸數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)逐漸翻開(kāi)，隨后國(guó)際機(jī)床巨頭紛至沓來(lái)，五軸數(shù)控機(jī)床的品種和數(shù)量逐年上升：CIMl99、CCMT2000分別推出3臺(tái)國(guó)產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床；CIMT2001t4J國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，北京第一機(jī)床廠和桂林機(jī)床股份分別展出了主軸轉(zhuǎn)速10000rmin的五軸高速龍門加工中心，北京市機(jī)電院的主軸轉(zhuǎn)速15000rmin的五軸高速立式加工中心；清華大學(xué)與昆明機(jī)床股份聯(lián)合研制的XNZ63，采用標(biāo)準(zhǔn)Stewa

13、rt平臺(tái)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)六自由度聯(lián)動(dòng)；大連機(jī)床廠自行研制的串并聯(lián)機(jī)床DCB一510，其數(shù)控系統(tǒng)由清華大學(xué)開(kāi)發(fā)，該機(jī)床通過(guò)并聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)x、l，、z軸直線運(yùn)動(dòng)，由串聯(lián)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)A、c軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)，其直線快速進(jìn)給速度可達(dá)80mmin。這些機(jī)床均已到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，表達(dá)出我國(guó)機(jī)床工業(yè)為國(guó)防尖端工業(yè)開(kāi)展提供裝備的實(shí)力又有突破性提高。中國(guó)機(jī)床工業(yè)的開(kāi)展，利用自己研制的高、精、尖產(chǎn)品參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，打破了國(guó)際技術(shù)壟斷，國(guó)際機(jī)床巨頭們不愿失去中國(guó)這個(gè)大有潛力可挖的市場(chǎng)，于是蜂擁而來(lái)，把他們的產(chǎn)品“送上門來(lái)：國(guó)外展團(tuán)共展出五軸加工中心8臺(tái)、五軸車銑加工中心一臺(tái)、五軸數(shù)控刀具磨床5臺(tái)。 我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其設(shè)

14、備在各工業(yè)部門中的應(yīng)用整體水平仍然偏低，與工業(yè)興旺國(guó)家相比差距很大。為了實(shí)現(xiàn)“十五規(guī)劃的開(kāi)展目標(biāo)，各部門迫切需要進(jìn)一步大力開(kāi)展數(shù)控加工技術(shù)，急需配置大量的各類工藝設(shè)備，尤其是數(shù)控機(jī)床設(shè)備。對(duì)于數(shù)控機(jī)床設(shè)備的主要技術(shù)要求是多軸、高速、剛性好、功率大；對(duì)坐標(biāo)數(shù)的需求，以35軸聯(lián)動(dòng)為主。對(duì)于關(guān)鍵零件形狀復(fù)雜的行業(yè)，如航空、電力、船舶、模具制造業(yè)等，其生產(chǎn)部門對(duì)多軸機(jī)床要求比例較大，新增五軸數(shù)控機(jī)床大約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的7080。我國(guó)機(jī)床制造業(yè)具備相當(dāng)?shù)膶?shí)力，機(jī)械精度和可靠性方面在國(guó)際市場(chǎng)上都名列前茅。然而配套的五軸數(shù)控系統(tǒng)要么從國(guó)外進(jìn)口，要么采用國(guó)內(nèi)還不成熟的數(shù)控系統(tǒng)?？傊遢S數(shù)控技術(shù)仍舊是一個(gè)薄弱環(huán)

15、節(jié)。高校擁有雄厚的科研開(kāi)發(fā)力量，是高科技的前沿陣地，假設(shè)與機(jī)床制造企業(yè)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，勢(shì)必加快五軸數(shù)控技術(shù)的開(kāi)展和產(chǎn)品化的進(jìn)程。第二節(jié) 課題研究涉及內(nèi)容在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，自動(dòng)萬(wàn)能銑頭是關(guān)鍵技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)只有很少數(shù)幾個(gè)廠家正在開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)自動(dòng)萬(wàn)能銑頭，主要還處于搜集技術(shù)資料和研究階段。而國(guó)外一些興旺國(guó)家中，自動(dòng)萬(wàn)能銑頭已經(jīng)普遍應(yīng)用于立式和龍門式數(shù)控銑床以及數(shù)控加工中心。使銑床到達(dá)五軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四面體和五面體加工，可以大大提高銑床的自動(dòng)化水平和工藝范圍以及工作效率。研究開(kāi)發(fā)五軸加工中心要求具有較高的性能技術(shù)指標(biāo)，不僅要具有多坐標(biāo)復(fù)雜曲面的加工功能，而且還要滿足高速度、高剛度和高

16、精度的要求。而興旺國(guó)家在進(jìn)出口技術(shù)含量高的五軸聯(lián)動(dòng)加工中心方面，對(duì)我國(guó)進(jìn)行限制，因此，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的研究開(kāi)發(fā)是一個(gè)難度比擬大的工程。本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)高速雕銑機(jī)的五軸聯(lián)動(dòng)銑頭，它的根本原理是在傳統(tǒng)加工中心的三個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)軸的根底上增加兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，使這種加工中心具有X、Y、Z三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的數(shù)控坐標(biāo)軸和A、B(C)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)數(shù)控坐標(biāo)軸，并且各坐標(biāo)軸既可單獨(dú)運(yùn)動(dòng)又可聯(lián)動(dòng)。本課題的設(shè)計(jì)方案首先是了解五軸銑頭的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力學(xué)方面的根本原理，其次是提出五軸聯(lián)動(dòng)銑頭的整體設(shè)計(jì)方案，再對(duì)方案進(jìn)行可行性分析后，逐步細(xì)化設(shè)計(jì)方案，并對(duì)所選的零件進(jìn)行計(jì)算校核，用CAD軟件畫出工程圖后，按圖紙要求對(duì)所設(shè)計(jì)的

17、零件用PRO/E軟件造型、裝配，并在建模和裝配過(guò)程中檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)零件的合理性，還有裝配是否有干預(yù)問(wèn)題，使所設(shè)計(jì)的方案能盡可能的符合客觀的實(shí)際需要。根據(jù)主軸的方向，傳統(tǒng)的CNC加工中心通常被分為立式和臥式兩類，本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是立式銑削五軸聯(lián)動(dòng)銑頭，它具有較強(qiáng)的數(shù)控功能，可以加工各種復(fù)雜輪廓外表的工件。可作銑、鏜、鉆孔等加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。它可以實(shí)現(xiàn)五軸控制、五軸聯(lián)動(dòng)。主軸系統(tǒng)單元采用電主軸，實(shí)現(xiàn)高速切削對(duì)五軸銑頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，使五軸銑頭不但具有X、Y、Z三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的數(shù)控坐標(biāo)軸而且還具有A、B(C)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)數(shù)控坐標(biāo)軸，并且各坐標(biāo)軸既可單獨(dú)運(yùn)動(dòng)又可聯(lián)動(dòng)，具有很大的靈活性，且加工性能好。安裝專

18、用刀桿及附件，可以加工平面，斜面、螺旋面、溝槽、花鍵、弧形槽等等。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸頭，機(jī)床可實(shí)現(xiàn)銑削空間前半球任意角度的加工它采用精密同步帶傳遞主傳動(dòng)，采用伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)，該主軸頭具有較高剛度，主軸轉(zhuǎn)速變換范圍寬。本次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)及來(lái)源：根本數(shù)據(jù)：工作臺(tái)面積寬長(zhǎng) 570400mm行程X/Y/Z 500*500*230mm主軸轉(zhuǎn)速 1000-20000 r/min主軸功率 最大可夾持刀具直徑 10伺服驅(qū)動(dòng) 進(jìn)口數(shù)字式交流伺服750w*3第二章 五軸銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第二節(jié) 整體方案設(shè)計(jì)研究本次設(shè)計(jì)的五軸銑頭將安裝在高速數(shù)控雕銑機(jī)上，受所設(shè)計(jì)的雕銑機(jī)的根本參數(shù)的限制，該五軸銑頭必須滿足尺寸小，質(zhì)量輕，

19、結(jié)構(gòu)緊湊的要求。五軸銑頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要完成沿X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的A軸擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和沿著Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的C軸擺動(dòng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，A軸擺動(dòng)的角度范圍在-110度到+110度之內(nèi)，而C軸的結(jié)構(gòu)那么可以沿著C軸方向旋轉(zhuǎn)一周。 主軸系統(tǒng)采用電主軸結(jié)構(gòu)，電主軸又稱內(nèi)裝式電機(jī)主軸單元，具有結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)械效率高，躁聲低，運(yùn)行平穩(wěn)，精度高的優(yōu)點(diǎn)。采用電主軸不僅有易于實(shí)現(xiàn)高速切削加工，而且可以使整個(gè)五軸銑頭結(jié)構(gòu)緊湊。方案一 在A軸的設(shè)計(jì)中采用錐齒輪傳動(dòng)，將A軸的伺服電機(jī)放入銑頭內(nèi)，如上圖，而C軸的電機(jī)放入滑枕中，驅(qū)動(dòng)整個(gè)銑頭沿著C軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)方式采用齒輪傳動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)根本可以滿足A、C軸方向的擺動(dòng)，但將A軸的電機(jī)放在銑頭中

20、使整個(gè)銑頭的尺寸增大，為了克服這一缺點(diǎn)，并使整個(gè)銑頭的尺寸變小，結(jié)構(gòu)更加緊湊，對(duì)此方案進(jìn)行修改，提出了以下方案：方案二：在方案二中，將銑頭設(shè)計(jì)成上圖所示，這樣A軸電機(jī)就可以放在滑枕中，從而減小了銑頭的體積，傳動(dòng)方式改用蝸輪蝸桿傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)，同樣使銑頭的結(jié)構(gòu)緊湊。 整個(gè)銑頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中還需考慮電主軸和伺服電機(jī)的電線和冷卻裝置的安置。銑頭和滑枕相對(duì)于整臺(tái)機(jī)床設(shè)計(jì)成一個(gè)獨(dú)立的主軸箱，主軸箱上帶有Z軸的絲杠和電機(jī)，然后再總體裝配在機(jī)床上。由于所設(shè)計(jì)的雕銑機(jī)必須滿足高速切削的要求，所以Z軸的絲杠采用滾珠絲杠。第二節(jié) 銑頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)化設(shè)計(jì)及計(jì)算2.2.1 A軸傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算在A軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，包

21、括以下幾個(gè)局部：2.蝸輪、蝸桿的設(shè)計(jì)，蝸輪蝸桿在銑頭內(nèi)的支承3.同步帶及帶輪的設(shè)計(jì) 主軸系統(tǒng)單元采用電主軸，其結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)，動(dòng)態(tài)精度和靜態(tài)精度好，易于實(shí)現(xiàn)高速化，從而提高生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)已有專門生產(chǎn)電主軸的廠家，本次設(shè)計(jì)中采用安陽(yáng)萊必泰機(jī)械的產(chǎn)品，如以下圖。初步擬訂電主軸的主軸轉(zhuǎn)速為1000-20000RPM。主軸的功率為2.0kw。 為解決電主軸和銑頭的連接問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)中專門設(shè)計(jì)了一個(gè)電主軸套，不僅解決了電主軸的供電和冷卻的問(wèn)題，還方便了電主軸在銑頭上的安裝。電主軸套的結(jié)構(gòu)如以下圖所示 選用的安陽(yáng)萊必泰的電主軸的電線和冷卻管從電主軸的后部伸出，在電主軸套上鉆孔，將電線

22、和冷卻管插入，直至電主軸套兩側(cè)的凸臺(tái)中，凸臺(tái)和兩個(gè)法蘭盤用螺釘連接，中間有直徑為80毫米的內(nèi)孔，內(nèi)孔中放置耦合器，然后再?gòu)鸟詈掀髦薪映鲭娋€和冷卻管到銑頭內(nèi)，這個(gè)設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的一個(gè)特色，它解決了以往銑頭設(shè)計(jì)中由于電線和冷卻管而產(chǎn)生的電主軸運(yùn)動(dòng)的干預(yù)問(wèn)題，并使整個(gè)銑頭的結(jié)構(gòu)更加緊湊。2.蝸輪、蝸桿的設(shè)計(jì)，蝸輪蝸桿在銑頭內(nèi)的支承A軸傳動(dòng)方式采用蝸桿傳動(dòng)主要由于蝸桿傳動(dòng)方式可以使五軸銑頭的結(jié)構(gòu)緊湊，此外蝸桿傳動(dòng)方式還有傳動(dòng)比大，工作平穩(wěn)，躁聲低，可以自鎖等優(yōu)點(diǎn)。具體設(shè)計(jì)計(jì)算輸入功率P=750W，蝸桿轉(zhuǎn)速為n1=1500轉(zhuǎn)/分，傳動(dòng)比在5080范圍之內(nèi)。工作載荷較穩(wěn)定。 根據(jù)GB/T100851988

23、的推薦，采用阿基米德蝸桿ZA蝸桿.蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大,速度只是中等,故蝸桿用45鋼;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,.蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1 ,金屬模鑄造.根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再較核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.傳動(dòng)中心距 1) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距 按=1,估取效率為， 估取i=65 2) 確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定,故取載荷分布不均系數(shù),選取使用系數(shù),由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載荷系數(shù)3) 確定彈性影響系數(shù).因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故4)確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距a的比值,可查得=2.

24、9.5)確定許用接觸應(yīng)力 因蝸輪材料選用的是鑄錫磷青銅ZCuSn10P1, 金屬模鑄造, 蝸桿螺旋齒面硬度為4555HRC,可查得蝸輪根本許用應(yīng)力為.6)計(jì)算中心距取中心距a=125mm,i=69,查表選取模數(shù)m=3.15,蝸桿分度圓直徑,這時(shí),查得接觸系數(shù)1) 蝸桿蝸桿頭數(shù) z1 1模 數(shù) m 3.15 (mm) 蝸桿分度圓直徑 d1 35.50 (mm)蝸桿導(dǎo)程角 蝸桿齒高 h1 6.93 (mm) 蝸桿齒頂圓直徑 da1 41.80 (mm) 蝸桿齒根圓直徑 df1 27.94 (mm) 2蝸輪 蝸輪分度圓直徑 d2 217.35 (mm) 蝸輪喉圓直徑 da2 220.80 (mm)

25、蝸輪齒根圓直徑 df2 206.94 (mm) 蝸輪齒高 h2 6.93 (mm) 蝸輪外圓直徑 de2 227.10 (mm) 中心距a 125 (mm)查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的根本許用應(yīng)力=56MPa彎曲強(qiáng)度滿足要求3.同步帶及帶輪的選擇及計(jì)算同步帶傳動(dòng)綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),傳動(dòng)時(shí)無(wú)滑動(dòng),能保證固定的傳動(dòng)比和同步傳動(dòng),預(yù)緊力較小,軸和軸承上所受的載荷小,帶的厚度小,單位長(zhǎng)度的質(zhì)量小,故允許的線速度較高額定額定功率P=750W,n=3000r/min 1選擇帶型設(shè)計(jì)功率 i=2查得工作情況系數(shù) 故=1.5*750=1125W根據(jù)GB/T113621989，選擇帶型為L(zhǎng)型節(jié)距

26、為2大小帶輪的齒數(shù)及節(jié)圓直徑由于所設(shè)計(jì)的銑頭結(jié)構(gòu)要求緊湊，所以小帶輪的齒數(shù)為小帶輪節(jié)圓直徑大帶輪齒數(shù) 大帶輪節(jié)圓直徑 帶速：3初定軸間距根據(jù) 初步確定軸間距為計(jì)算帶長(zhǎng)及齒數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)帶長(zhǎng)實(shí)際軸間距 小帶輪嚙合齒數(shù)4計(jì)算根本額定功率、帶寬和作用在軸上的力根本額定功率 帶寬作用在軸上的力4 電機(jī)和聯(lián)軸器的選用 由于本次設(shè)計(jì)的數(shù)控雕銑機(jī)必須滿足高速的要求，所以電機(jī)采用伺服電機(jī)，伺服電機(jī)不僅可以滿足較高的機(jī)械性能和生產(chǎn)效率的要求，同樣在高速響應(yīng)性、高速、高精度控制方面，具有更高的水準(zhǔn)。本次設(shè)計(jì)中選用的伺服電機(jī)為株式會(huì)社安川電機(jī)的SGMAH型額定功率為750W，額定扭矩為2.39NM額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/

27、分。 選用的聯(lián)軸器為L(zhǎng)K5系列的單接夾緊螺絲固定的聯(lián)軸器，可以傳遞的扭矩為6NM 本次設(shè)計(jì)中對(duì)A軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是銑頭的頭套設(shè)計(jì)，將A軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)放入滑枕中，從而減小了銑頭的體積，此外在銑頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還注意到了排線的問(wèn)題2.2.2 C軸傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 C軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要采用齒輪傳動(dòng)方式，C軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也采用與A軸同樣型號(hào)的電機(jī)，由于C軸的轉(zhuǎn)速要求不高，所以采用降速傳動(dòng)。其中小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連，然后安裝在滑枕上，大齒輪安裝在銑頭的頭套上，帶動(dòng)銑頭沿C軸方向轉(zhuǎn)動(dòng) 齒輪傳動(dòng)具體的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：1.確定齒輪齒數(shù)在確定齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：1：不產(chǎn)生根切。一般取Zm

28、in1820。2：保證強(qiáng)度和防止熱處理變形過(guò)大，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚2mm。3：同一傳動(dòng)組的各對(duì)齒輪副的中心距應(yīng)當(dāng)相等。假設(shè)模數(shù)相同時(shí)，那么齒數(shù)和也相等。但由于傳動(dòng)比的要求，尤其是在傳動(dòng)中使用了公用齒輪后，常常滿足不了上述要求。機(jī)床上可用修正齒輪，在一定范圍內(nèi)調(diào)整中心距使其相等。但修正量不能太大，一般齒數(shù)差不能超過(guò)34個(gè)齒。4：防止各種碰撞和干預(yù)。齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1：選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料以及齒數(shù) 1：選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，2：整個(gè)機(jī)構(gòu)主要通過(guò)齒輪來(lái)傳動(dòng)，因此對(duì)齒輪的要求比擬高，因此選用6級(jí)精度的齒輪。3：材料的選擇。由表10-1選擇兩個(gè)齒輪的材料都為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS

29、。4：按表選取齒數(shù)，暫時(shí)選小齒輪的齒數(shù)為20，第二個(gè)齒輪的齒數(shù)為76。2：按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a進(jìn)行試算，即d1t 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值計(jì)算和送料輥?zhàn)舆B接的齒輪的轉(zhuǎn)矩Nmm由表10-7選齒寬系數(shù)由圖10-21d按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限也為=600MPa;由式10-19計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60j=60960128300由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90;計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，平安系數(shù)S=1，由式10-12得=600Mpa=528Mpa=650 Mpa=528Mpa2) 計(jì)算(1)試算齒輪分度

30、圓直徑，代入中較小的數(shù)值 2 計(jì)算圓周速度v =3 計(jì)算齒寬b b= 此在此取值為0.45，故b=14計(jì)算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) =/5 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.82m/s，6級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.08；由于是直齒輪，假設(shè)/b100N/mm。由表10-3查得= 由表10-2查得使用系數(shù) 由表10-4查得6級(jí)精度 b 將數(shù)據(jù)代入以后得到： 由b/h=12.01，因此載荷系數(shù)為： K=6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10-10a得 =7 計(jì)算模數(shù)m m=按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1由圖10-20c查得下面齒

31、輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=480Mpa；由于是相同的材料，故上面一個(gè)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限也為=480Mpa2由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.84，=0.84；3計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞平安系數(shù)S=1.4，由式10-12得 =MPa=288MPa =MPa=288Mpa4計(jì)算載荷系數(shù)K K=5查取齒形系數(shù) 由表10-5查得=2.28，6查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5可查得 =7計(jì)算兩個(gè)齒輪的并加以比擬 = =設(shè)計(jì)計(jì)算m比照計(jì)算結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的

32、承載能力，僅與齒輪直徑即模數(shù)與齒數(shù)的乘積有關(guān)，因此可取彎曲強(qiáng)度算得模數(shù)2.13，并就近圓整為2，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=38.1mm，算出齒輪的齒數(shù) =19取=20， =u20=74，根據(jù)齒數(shù)匹配表，取=76這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，防止了浪費(fèi)。4 幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑 =202mm=40mm =762mm=152mm2計(jì)算中心距 =mm=96mm 計(jì)算齒輪寬度b=152mm=40mm。故兩個(gè)齒輪的寬度都為=40mm驗(yàn)算 =N=2050N =N/mm=64.06N/mm100N/mm，故滿足設(shè)計(jì)要求。第三章 PRO/E

33、虛擬建模造型及裝配本課題另一主要任務(wù)是對(duì)所設(shè)計(jì)的五軸聯(lián)動(dòng)銑頭進(jìn)行虛擬建模造型和裝配，它是建立在虛擬建模的根底上的，需要先把所要設(shè)計(jì)的東西從二維圖形轉(zhuǎn)換到三維立體的模型后，然后在此根底上進(jìn)行裝配，所以說(shuō)虛擬制造技術(shù)是本課題的根底，那么首先要介紹一下什么是虛擬制造技術(shù)及其應(yīng)用軟件PRO/E。 第一節(jié) 虛擬制造技術(shù)及應(yīng)用軟件介紹虛擬制造技術(shù)作為面向21世紀(jì)的先進(jìn)制造技術(shù)，是一種新型的生產(chǎn)模式。它是以信息技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為支持，在高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)中，采用群組協(xié)同工作，通過(guò)虛擬模型來(lái)模擬和預(yù)估產(chǎn)品功能、性能和可加工性等各方面可能存在的問(wèn)題，模擬產(chǎn)品制造的本質(zhì)過(guò)程，包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)

34、劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)，并進(jìn)行過(guò)程管理與控制。虛擬制造技術(shù)的開(kāi)展應(yīng)用，為高性能數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支持 。概括地講它主要是利用高性能計(jì)算機(jī)及高速網(wǎng)絡(luò)等支撐技術(shù)，并輔以各類專用設(shè)備或儀器，在計(jì)算機(jī)中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面建模和仿真，通過(guò)使用計(jì)算機(jī)虛擬模型和計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù)，來(lái)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造，即在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段實(shí)時(shí)地、并行地模擬出產(chǎn)品未來(lái)制造全過(guò)程及其對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的影響，預(yù)測(cè)產(chǎn)品的性能，優(yōu)化制造過(guò)程，從而更加有效的、經(jīng)濟(jì)的、柔性的組織生產(chǎn)，增強(qiáng)決策控制水平，有力地降低由于前期設(shè)計(jì)給后期制造帶來(lái)的回溯更改，到達(dá)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期和本錢最低、產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量最優(yōu)、生產(chǎn)效率最高。本次設(shè)計(jì)中的

35、實(shí)體造型和裝配是通過(guò)工程軟件Pro/ENGINEER實(shí)現(xiàn)的。Pro/ENGINEER在今日以成為世界3D CAD/CAM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽機(jī)車、自行車、航天、家電、玩具等各行業(yè)。Pro/ENGINEER可謂是個(gè)全方位的3D產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件，集合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組合、模具開(kāi)發(fā)、NC加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能于一體，其模塊眾多，且學(xué)習(xí)殊為不易。Pro/ENGINEER的核心技術(shù)是“尺寸驅(qū)動(dòng)參數(shù)化的基于特征的實(shí)體建模技術(shù)，這是建立在一個(gè)統(tǒng)一的能在系統(tǒng)內(nèi)部引起變化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的根底上的，因此開(kāi)發(fā)過(guò)

36、程中某一處所發(fā)生的變化能夠很快傳遍整個(gè)設(shè)計(jì)制造過(guò)程，以確保所有的零件和各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)保持一致性和協(xié)調(diào)性它具有以下的特點(diǎn)：a、3-D造型與以往的平面設(shè)計(jì)系統(tǒng)相比，Pro/Engineer是一個(gè)三維造型系統(tǒng)。b、參數(shù)化模型建構(gòu)ParametricPro/Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，它的參數(shù)化表達(dá)在以下幾個(gè)方面： 1、特征之間存在相依關(guān)系，改變某個(gè)特征會(huì)引起其他特征的改變。 2、特征的驅(qū)動(dòng)尺寸可以隨時(shí)改變。 3、可以通過(guò)關(guān)系式建立特征之間的關(guān)系Relation。c、基于特征的Feature_basedPro/Engineer 以特征作為幾何建構(gòu)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的根底，特征的

37、名稱一般是機(jī)械設(shè)計(jì)上常用的名稱，如：切削、圓角、拔模等。設(shè)計(jì)者依據(jù)加工過(guò)程，逐個(gè)產(chǎn)生特征。特征是設(shè)計(jì)的根本單元，而產(chǎn)生特征的順序那么根據(jù)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖而決定。d、相關(guān)聯(lián)性AssociativePro/Engineer通過(guò)建立諸如零件模型、裝配模型、模具模型、工程圖模型、加工模型等進(jìn)行設(shè)計(jì)，這些模型之間存在相互聯(lián)系，如果在某個(gè)模型中實(shí)施改變，那么這種改變會(huì)自動(dòng)反映到其它模型中。e、單一的數(shù)據(jù)庫(kù)Pro/Engineer是建立在同一基層的數(shù)據(jù)庫(kù)上的，即模型工程中的所有數(shù)據(jù)和資料都存儲(chǔ)到同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，也統(tǒng)一從同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù)，因此保證了它們之間的相關(guān)聯(lián)性。f、廣泛的功能Pro/Enginee

38、r的功能包括特征造型、曲面設(shè)計(jì)、裝配組合、工程圖設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、NC加工、鈑金設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)仿真、有限元分析等等。第二節(jié) 五軸銑頭中零件的造型及裝配對(duì)五軸銑頭造型裝配首先需要對(duì)所設(shè)計(jì)的銑頭中的所有零件按其結(jié)構(gòu)和尺寸特征進(jìn)行造型，然后在按一定順序和零部件的約束關(guān)系進(jìn)行裝配，在造型和裝配的過(guò)程中又可以反過(guò)來(lái)檢查所設(shè)計(jì)的零件的尺寸和結(jié)構(gòu)是否有問(wèn)題，裝配是否有約束。在對(duì)本次設(shè)計(jì)中所有零件按照軟件所要求的步驟如拉伸旋轉(zhuǎn)掃描等特征操作造型。具體過(guò)程略右圖為銑頭的頭套零件的裝配過(guò)程中可以先把零件裝成幾個(gè)主要部件，如下幾個(gè)局部：先將電主軸、電主軸套、右法蘭用螺釘連接裝配在一起，然后裝在頭套內(nèi)，用圓錐滾子軸承支撐，

39、左法蘭右圖為蘭色與蝸輪連接好也通過(guò)軸承裝入頭套內(nèi)以下圖為裝配好的蝸桿軸，蝸桿軸的上方裝有大帶輪，帶輪的設(shè)計(jì)為雙邊擋圈結(jié)構(gòu)，防止同步帶的偏移。蝸桿軸的兩側(cè)裝有軸承，然后裝在頭套上，軸承通過(guò)端蓋及墊片來(lái)調(diào)整間隙。此時(shí)可以將驅(qū)動(dòng)A軸的電機(jī)、聯(lián)軸器、保持架、軸、軸承、鍵、小帶輪等零件按圖紙要求裝成一個(gè)部件，如以下圖所示 圖中紅色的零件為一個(gè)法蘭盤，這個(gè)法蘭盤通過(guò)螺釘固定在頭套上，這樣使保持架和電機(jī)一塊固定在頭套上，底部的軸承也固定在頭套上，用端蓋和墊片分別定位和調(diào)整間隙左圖為C軸的電機(jī)、聯(lián)軸器、小齒輪、軸、軸承、鍵、保持架的裝配體。左土圖中黃色的零件為保持架，用螺釘將整個(gè)部件裝在滑枕上。 滑枕的內(nèi)部需

40、要先裝入軸承、套筒等零件，在將銑頭套入軸承內(nèi)部，所有銑頭和滑枕的零部件裝完后，將頭蓋蓋好。上圖為Z軸的絲杠的裝配體，絲杠通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連，絲杠上的螺母副裝在雕銑機(jī)的凸臺(tái)上，這樣整個(gè)主軸箱就可以安裝在機(jī)床上了，再在主軸箱上裝上導(dǎo)軌，主軸箱就可以沿著導(dǎo)軌在Z周方向上移動(dòng)了，整個(gè)裝配完后如以下圖所示：本次設(shè)計(jì)的銑頭的外觀如上圖所示，對(duì)其進(jìn)行切割，那么可以看到整個(gè)裝配體的內(nèi)部具體結(jié)構(gòu)：第四章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析機(jī)械工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析任務(wù)，就是通過(guò)機(jī)械工業(yè)開(kāi)展過(guò)程中各種技術(shù)政策、技術(shù)方案、技術(shù)措施的可行性分析和論證，正確的認(rèn)識(shí)和處理技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間的辯證關(guān)系，尋找技術(shù)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的客觀規(guī)律，謀求技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的

41、最正確關(guān)系，實(shí)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性的統(tǒng)一。工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能夠幫助我們?cè)谝粋€(gè)投資工程尚未實(shí)施之前，估算出它的經(jīng)濟(jì)效果，并通過(guò)不同方案的比擬，選出最有效利用現(xiàn)有資源的方案，從而使投資決策建立在科學(xué)分析的根底之上。技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析還能幫助我們?cè)谌粘５墓I(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，選擇合理的技術(shù)方案，改良各種具體產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝，用最低的本錢生產(chǎn)出符合要求的產(chǎn)品，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，是電力、船舶、航空航天、高精密儀器等民用工業(yè)和軍事工業(yè)等部門迫切需要的關(guān)鍵加工設(shè)備。以前我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其設(shè)備在各工業(yè)部門中的應(yīng)用整體水平仍較低與工業(yè)興旺國(guó)家相比差距很大，西方一直將這項(xiàng)技術(shù)對(duì)我國(guó)進(jìn)行

42、封鎖，所以五軸數(shù)控機(jī)床和五軸銑頭的價(jià)格很高 ， 但從1999年開(kāi)始，在CIMT、CCMT等國(guó)際、國(guó)內(nèi)機(jī)床展覽會(huì)上，首先是國(guó)內(nèi)的五軸數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品紛紛亮相，國(guó)內(nèi)五軸數(shù)控機(jī)床的市場(chǎng)逐漸翻開(kāi)，以前五軸機(jī)床和三軸機(jī)床之間的價(jià)格懸殊很大?，F(xiàn)在，三軸機(jī)床附加一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸根本上就是普通三軸機(jī)床的價(jià)格，這種機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)多軸機(jī)床的功能。同時(shí)，五軸機(jī)床的價(jià)格也僅僅比三軸機(jī)床的價(jià)格高出3050。為了實(shí)現(xiàn)“十五規(guī)劃的開(kāi)展目標(biāo)，各部門迫切需要進(jìn)一步大力開(kāi)展數(shù)控加工技術(shù)，急需配置大量的各類工藝設(shè)備，尤其是數(shù)控機(jī)床設(shè)備。對(duì)于數(shù)控機(jī)床設(shè)備的主要技術(shù)要求是多軸、高速、剛性好、功率大；對(duì)坐標(biāo)數(shù)的需求，以35軸聯(lián)動(dòng)為主。對(duì)于關(guān)鍵零件形

43、狀復(fù)雜的行業(yè)，如航空、電力、船舶、模具制造業(yè)等，其生產(chǎn)部門對(duì)多軸機(jī)床要求比例較大，新增五軸數(shù)控機(jī)床大約占數(shù)控機(jī)床總數(shù)的7080。本設(shè)計(jì)不僅適應(yīng)市場(chǎng)的需求，而且還采用了新式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與同類機(jī)床相比其穩(wěn)定性、定位精度都較高，使用壽命較長(zhǎng)。實(shí)現(xiàn)了曲面加工，及五面體加工，與國(guó)外其它同類型產(chǎn)品相比其性價(jià)比非常高。進(jìn)入市場(chǎng)后，能很快占有優(yōu)勢(shì)，將有很好的開(kāi)發(fā)和投資前景。 第五章 設(shè)計(jì)結(jié)論及致謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我深深的體會(huì)到畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)深化和升華的重要過(guò)程，是我們學(xué)習(xí)、研究和實(shí)踐成果的全面總結(jié)。是綜合素質(zhì)和工程實(shí)際實(shí)踐能力鍛煉的最好方法。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能的能力，使我們

44、能夠獨(dú)立的解決具有一定復(fù)雜程度的工程實(shí)際問(wèn)題。同時(shí)，它也是我們能夠樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，并培養(yǎng)了我們嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；培養(yǎng)我們勇于實(shí)踐、勇于探索和開(kāi)拓創(chuàng)新的精神。在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，有益于我們科學(xué)的智能結(jié)構(gòu)的形成及綜合素質(zhì)的全面培養(yǎng)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我受益非淺 ，穩(wěn)固并擴(kuò)大本專業(yè)的根底知識(shí)，提高了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，再次對(duì)以前所學(xué)知識(shí)及其外延進(jìn)行了融會(huì)和貫穿，提高了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。在零件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于考慮不周，有的零件的尺寸不夠或過(guò)大，產(chǎn)生了余隙和干預(yù)現(xiàn)象，我們都作了反復(fù)的修改，使其符合設(shè)計(jì)要求。在用PRO/E進(jìn)行造型

45、裝配的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)由于設(shè)計(jì)的不合理，有的零件裝不上去，有的零件裝上了卻拆不下來(lái)，我們也作了及時(shí)的修改，調(diào)整了裝配順序，使所有的零件都能按要求裝上去，裝配好。在設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的這些問(wèn)題，平時(shí)根本就發(fā)現(xiàn)不了，在計(jì)算機(jī)的幫助下，我們發(fā)現(xiàn)了這些難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，減少了生產(chǎn)過(guò)程中的廢品出現(xiàn)率，對(duì)生產(chǎn)起到了促進(jìn)作用，同時(shí)也說(shuō)明了在實(shí)際生產(chǎn)中引入虛擬制造和虛擬裝配的必要性。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還培養(yǎng)了自己的創(chuàng)造性思維能力，從最初的感性認(rèn)識(shí)到最后的設(shè)計(jì)成型，也是一步步的增強(qiáng)認(rèn)識(shí)、加深理解，再用于設(shè)計(jì)當(dāng)中，同時(shí)，加進(jìn)自己的大膽合理的想法，使設(shè)計(jì)更趨于合理化。特別是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，想盡各種方法來(lái)縮小體積。開(kāi)始時(shí)考

46、慮了很多種方案，但最后綜合它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選出最優(yōu)的方案。這一過(guò)程對(duì)創(chuàng)造性思維的提高十分的明顯。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在很大程度上提高了自學(xué)能力。本次設(shè)計(jì)主要使用Pro/Engineer工程軟件進(jìn)行三維造型，并使用Pro/Engineer2001及進(jìn)行了整體的裝配仿真，通過(guò)幾周的學(xué)習(xí)、熟悉，已經(jīng)根本掌握了三維實(shí)體造型及裝配的各種方法?？梢赃@完全是一個(gè)自學(xué)的過(guò)程，大大地提高了我的自學(xué)能力。此外我還鍛煉了獨(dú)立性。由于本次設(shè)計(jì)每個(gè)同學(xué)的題目都不同，工作內(nèi)容與方案要由自己根據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書的研究與總體進(jìn)度來(lái)確定，這就防止了相互抄襲的現(xiàn)象，而鍛煉了獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要與同組同學(xué)及外界進(jìn)

47、行廣泛的接觸及聯(lián)系，大家經(jīng)?；ハ嘟涣?，互相幫助，配合默契，共同努力，爭(zhēng)取較出色的完成設(shè)計(jì)任務(wù)，使我的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作能力有了大大的提高。當(dāng)然，雖然我以最大的熱情與最認(rèn)真的態(tài)度投入到本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中；但是在本次設(shè)計(jì)肯定還會(huì)有許多缺乏之處，有待于請(qǐng)各位指導(dǎo)老師和辯論委員會(huì)的專家們斧正。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我得到了導(dǎo)師楊慶東教授和楊教授所帶研究的大力支持，他們的淵博的學(xué)識(shí)和對(duì)研究工作的一絲不茍的態(tài)度對(duì)我產(chǎn)生了深刻的影響，在他們的悉心的指導(dǎo)下，我終于完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)也教會(huì)了我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使我學(xué)到了在書本上學(xué)不到的知識(shí)，在此，向他們表示真誠(chéng)的感謝！同時(shí)還要感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)

48、期間給予我關(guān)心和幫助的其他老師和同學(xué)。參 考 文 獻(xiàn)2?機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)?編寫組編. 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)2. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.3?機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)?編寫組編. 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)3. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986.4畢承恩等主編?現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床? 機(jī)械工業(yè)出版社，19935徐灝主編?新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)? 機(jī)械工業(yè)出版社，1995.6范云漲、陳兆年等主編?金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)? 機(jī)械工業(yè)出版社，19947 濮良貴，紀(jì)名剛等主編?機(jī)械設(shè)計(jì)?. 高等教育出版社，19968 林清安著. ?Pro/ENGINEER零件設(shè)計(jì)-根底篇?上，下.北京大學(xué)出版社， 9 張建鋼主編?數(shù)控技術(shù)? 華中科技大學(xué)出版社

49、10 楊慶東 王科社 張錦. 五軸加工中心的虛擬制造技術(shù)研究. 組合機(jī)床與自動(dòng)化, 20008. 11 孟德輝. 加工中心用的高速主軸.應(yīng)用機(jī)械工學(xué)，1993，412上海交通大學(xué)主編?數(shù)控機(jī)床? 上海科學(xué)技術(shù)出版社13 魏志強(qiáng)，王先逵，楊志剛等. 高速加工機(jī)床及其關(guān)鍵技術(shù). 制造技術(shù)與機(jī)床，1998，114王先逵主編?制造技術(shù)的未來(lái)? 中國(guó)機(jī)械工程，1994，5515王科社主編?機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書? 機(jī)械工程系16機(jī)械工業(yè)部北京機(jī)床研究所主編 ?機(jī)床設(shè)計(jì)分析?第一、二集 17 王廣炎 趙建東 帥梅. 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)放化設(shè)計(jì). 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù), 19998.18?Manuf

50、acturing Technology? Western Michigan University19中國(guó)紡織大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編?機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)?上?？茖W(xué)技術(shù)出版社20杜君文主編?機(jī)械制造技術(shù)裝備及設(shè)計(jì)?天津大學(xué)出版社21韓秋實(shí)主編?機(jī)械制造技術(shù)根底?機(jī)械工業(yè)出版社原文已完。下文為附加文檔，如不需要，下載后可以編輯刪除，謝謝！施工組織設(shè)計(jì)本施工組織設(shè)計(jì)是本著“一流的質(zhì)量、一流的工期、科學(xué)管理來(lái)進(jìn)行編制的。編制時(shí)，我公司技術(shù)開(kāi)展部、質(zhì)檢科以及工程部經(jīng)過(guò)精心研究、合理組織、充分利用先進(jìn)工藝，特制定本施工組織設(shè)計(jì)。工程概況：西夏建材城生活區(qū)27#、30#住宅樓位于銀川市新市區(qū)，橡膠廠對(duì)面

51、。本工程由寧夏燕寶房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)，銀川市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。本工程耐火等級(jí)二級(jí)，屋面防水等級(jí)三級(jí)，地震防烈度為8度，設(shè)計(jì)使用年限50年。本工程建筑面積:27#m2;30# m2。室內(nèi)地坪 m為準(zhǔn)，總長(zhǎng)27#m；30# m。總寬27#m；30# m。設(shè)計(jì)室外地坪至檐口高度18.6 00m，呈長(zhǎng)方形布置，東西向，三個(gè)單元。本工程設(shè)計(jì)屋面為坡屋面防水采用防水涂料。外墻水泥砂漿抹面，外刷淺灰色墻漆。內(nèi)墻面除衛(wèi)生間200300瓷磚，高到頂外，其余均水泥砂槳罩面，刮二遍膩?zhàn)?；樓梯間內(nèi)墻采用50厚膠粉聚苯顆粒保溫。地面除衛(wèi)生間200200防滑地磚，樓梯間50厚細(xì)石砼1：1水泥砂漿壓光外，其余均采用50厚豆石

52、砼毛地面。樓梯間單元門采用樓宇對(duì)講門，臥室門、衛(wèi)生間門采用木門，進(jìn)戶門采用保溫防盜門。本工程窗均采用塑鋼單框雙玻窗，開(kāi)啟窗均加紗扇。本工程設(shè)計(jì)為節(jié)能型住宅，外墻均貼保溫板。本工程設(shè)計(jì)為磚混結(jié)構(gòu)，共六層。根底采用C30鋼筋砼條形根底，上砌MU30毛石根底，砂漿采用M10水泥砂漿。一、二、三、四層墻體采用M10混合砂漿砌筑MU15多孔磚；五層以上采用M混合砂漿砌筑MU15多孔磚。本工程結(jié)構(gòu)中使用主要材料：鋼材： = 1 * ROMAN I級(jí)鋼， = 2 * ROMAN II級(jí)鋼；砼：根底墊層C10，根底底板、地圈梁、根底構(gòu)造柱均采用C30，其余均C20。本工程設(shè)計(jì)給水管采用PPR塑料管，熱熔連接；

53、排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管，粘接；給水管道安裝除立管及安裝IC卡水表的管段明設(shè)計(jì)外，其余均暗設(shè)。本工程設(shè)計(jì)采暖為鋼制高頻焊翅片管散熱器。本工程設(shè)計(jì)照明電源采用BV銅芯線，插座電源等采用BV4銅芯線；除客廳為吸頂燈外，其余均采用座燈。施工部署及進(jìn)度方案1、工期安排本工程合同方案開(kāi)工日期：2004年8月21日，竣工日期：2005年7月10日，合同工期315天。方案2004年9月15日前完成根底工程，2004年12月30日完成主體結(jié)構(gòu)工程，2005年6月20日完成裝修工種，安裝工程穿插進(jìn)行，于2005年7月1日前完成。具體進(jìn)度方案詳見(jiàn)附圖1施工進(jìn)度方案。2、施工順序 = 1 * GB2 根底工程

54、工程定位線驗(yàn)線挖坑釬探驗(yàn)坑砂礫墊層的施工根底砼墊層刷環(huán)保瀝青 根底放線預(yù)檢砼條形根底刷環(huán)保瀝青 毛石根底的砌筑構(gòu)造柱砼地圈梁地溝回填工。 = 2 * GB2 結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)定位放線預(yù)檢構(gòu)造柱鋼筋綁扎、定位隱檢磚墻砌筑50cm線找平、預(yù)檢柱梁、頂板支模預(yù)檢梁板鋼筋綁扎隱檢、開(kāi)盤申請(qǐng)砼澆筑下一層結(jié)構(gòu)定位放線重復(fù)上述施工工序直至頂。 = 3 * GB2 內(nèi)裝修工程門窗框安裝室內(nèi)墻面抹灰樓地面門窗安裝、油漆五金安裝、內(nèi)部清理通水通電、竣工。 = 4 * GB2 外裝修工程外裝修工程遵循先上后下原那么，屋面工程包括煙道、透氣孔、壓頂、找平層結(jié)束后，進(jìn)行大面積裝飾，塑鋼門窗在裝修中逐步插入。施工準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)道路

55、本工程北靠北京西路，南臨規(guī)劃道路，交通較為方便。場(chǎng)內(nèi)道路采用級(jí)配砂石鋪墊，壓路機(jī)壓。機(jī)械準(zhǔn)備 = 1 * GB2 設(shè)2臺(tái)攪拌機(jī)，2臺(tái)水泵。 = 2 * GB2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)鋼筋切斷機(jī)1臺(tái)，調(diào)直機(jī)1臺(tái)，電焊機(jī)2臺(tái)，1臺(tái)對(duì)焊機(jī)。 = 3 * GB2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)木工鋸，木工刨各1臺(tái)。 = 4 * GB2 回填期間設(shè)打夯機(jī)2臺(tái)。 = 5 * GB2 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)塔吊2臺(tái)。3、施工用電施工用電已由建設(shè)單位引入現(xiàn)場(chǎng)；根據(jù)工程特點(diǎn)，設(shè)總配電箱1個(gè)，塔吊、攪抖站、攪拌機(jī)、切斷機(jī)、調(diào)直機(jī)、對(duì)焊機(jī)、木工棚、樓層用電、生活區(qū)各配置配電箱1個(gè)；電源均采用三相五線制；各分支均采用鋼管埋地；各種機(jī)械均設(shè)置接零、接地保護(hù)。具體配電箱位置詳

56、見(jiàn)總施工平面圖。施工用水施工用水采用深井水自來(lái)水，并砌筑一蓄水池進(jìn)行蓄水。樓層用水采用鋼管焊接給水管，每層留一出水口；給水管不置蓄水池內(nèi)，由潛水泵進(jìn)行送水。生活用水生活用水采用自來(lái)水。勞動(dòng)力安排 = 1 * GB2 結(jié)構(gòu)期間：瓦工40人；鋼筋工15人；木工15人；放線工2人；材料1人；機(jī)工4人；電工2人；水暖工2人；架子工8人；電焊工2人；壯工20人。 = 2 * GB2 裝修期間抹灰工60人；木工4人；油工8人；電工6人；水暖工10人。四、主要施工方法1、施工測(cè)量放線 = 1 * GB2 施工測(cè)量根本要求A、西夏建材城生活區(qū)17#、30#住宅樓定位依據(jù)：西夏建材城生活區(qū)工程總體規(guī)劃圖，北京路

57、、規(guī)劃道路永久性定位B、根據(jù)工程特點(diǎn)及建筑工程施工測(cè)量規(guī)程DBI012195，4、3、2條，此工程設(shè)置精度等級(jí)為二級(jí)，測(cè)角中誤差12，邊長(zhǎng)相對(duì)誤差1/15000。C、根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)中進(jìn)度控制測(cè)量工作進(jìn)度，明確對(duì)工程效勞，對(duì)工程進(jìn)度負(fù)責(zé)的工作目的。 = 2 * GB2 工程定位A、根據(jù)工程特點(diǎn)，平面布置和定位原那么，設(shè)置一橫一縱兩條主控線即27#樓：A軸線和1軸線；30#樓：A軸線和1軸線。根據(jù)主軸線設(shè)置兩條次軸線即27#樓：H軸線和27軸線；30#樓：H軸線和27軸線。 B、主、次控軸線定位時(shí)均布置引樁，引樁采用木樁，后砌一水泥砂漿磚墩；并將軸線標(biāo)注在四周永久性建筑物或構(gòu)造物上，施測(cè)完成后報(bào)

58、建設(shè)單位、監(jiān)理單位確認(rèn)后另以妥善保護(hù)。C、控軸線沿結(jié)構(gòu)逐層彈在墻上，用以控制樓層定位。D、水準(zhǔn)點(diǎn)：建設(shè)單位給定準(zhǔn)點(diǎn)，建筑物.500m。 = 3 * GB2 根底測(cè)量A、在開(kāi)挖前，基坑根據(jù)平面布置，軸線控制樁為基準(zhǔn)定出基坑長(zhǎng)、寬度，作為拉小線的依據(jù)；根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，條基外側(cè)1100mm為砂礫墊層邊，考慮放坡，撒上白灰線，進(jìn)行開(kāi)挖。B、在墊層上進(jìn)行根底定位放線前，以建筑物平面控制線為準(zhǔn)，校測(cè)建筑物軸線控制樁無(wú)誤后，再用經(jīng)緯儀以正倒鏡挑直法直接投測(cè)各軸線。C、標(biāo)高由水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)至坑底。 = 4 * GB2 結(jié)構(gòu)施工測(cè)量A、首層放線驗(yàn)收后，主控軸一引至外墻立面上，作為以上務(wù)層主軸線豎身高以測(cè)的基準(zhǔn)。B、施

59、工層放線時(shí)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)平面上校投測(cè)軸線，閉合后再測(cè)設(shè)細(xì)部尺寸和邊線。C、標(biāo)高豎向傳遞設(shè)置3個(gè)標(biāo)高點(diǎn)，以其平均點(diǎn)引測(cè)水平線折平時(shí)，盡量將水準(zhǔn)儀安置在測(cè)點(diǎn)范圍內(nèi)中心位置，進(jìn)行測(cè)設(shè)。2、基坑開(kāi)挖本工種設(shè)計(jì)地基換工，夯填砂礫墊層1100mm；根據(jù)此特點(diǎn)，采用機(jī)械大開(kāi)挖，留200mm厚進(jìn)行挖工、鏟平。開(kāi)挖時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際土質(zhì)，按標(biāo)準(zhǔn)要求1:0.33放坡，反鏟挖掘機(jī)挖土。開(kāi)挖出的土，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，盡量留足需用的好土，多余土方挖出，防止二次搬運(yùn)。人工開(kāi)挖時(shí)，由技術(shù)員抄平好水平控制小木樁，用方鏟鏟平。挖掘機(jī)挖土應(yīng)該從上而下施工，禁止采用挖空底腳的操作方法。機(jī)械挖土,先發(fā)出信號(hào)，挖土的時(shí)候，挖掘機(jī)操作范圍內(nèi)，

60、不許進(jìn)行其他工作，裝土的時(shí)候，任何人都不能停留在裝土車上。3、砌筑工程 = 1 * GB2 材料磚：MU15多孔磚，毛石根底采用MU30毛石。砂漿：0.00以下采用M10水泥砂漿，一、二、三、四層采用M10混合砂漿，五層以上采用M7.5混合砂漿。 = 2 * GB2 砌筑要求A、開(kāi)工前由工長(zhǎng)對(duì)所管轄班組下發(fā)技術(shù)交底。B、砌筑前應(yīng)提前澆水濕潤(rùn)磚塊，水率保持在1015。C、砌筑采用滿鋪滿擠“三一砌筑法“，要求灰漿飽滿，灰縫812mm。D、外墻轉(zhuǎn)角處應(yīng)同時(shí)砌筑，內(nèi)外墻交接處必須留斜槎，槎子長(zhǎng)度不小于墻體高度的2/3，槎子必須平直、通順。E、隔墻與墻不同時(shí)砌筑又不留成斜槎時(shí)可于墻中引出陽(yáng)槎或在墻的灰縫