復(fù)合機(jī)床y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 </p><

2、;p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文旨在解釋設(shè)

3、計(jì)一個(gè)復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的過(guò)程，它主要控制三軸動(dòng)力頭的上升和下降，以及把三軸動(dòng)力頭安裝在此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中，伺服電機(jī)通過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)滾珠絲杠螺母連接著的三軸動(dòng)力的移動(dòng)。此外，本論文主要分析了齒輪傳動(dòng)、滾珠絲杠的設(shè)計(jì)和校核，以及軸承、聯(lián)軸器的選擇和校核。此復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作包括以下四個(gè)步驟：首先，根據(jù)已給的條件來(lái)計(jì)算出滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速；再選擇伺服電機(jī)的型號(hào)；接著根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算出齒輪的

4、傳動(dòng)比及其分度圓等各參數(shù)，然后根據(jù)齒輪的各參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)輸出軸以及滾珠絲杠的各參數(shù)，最后根據(jù)齒輪軸、滾珠絲杠的參數(shù)來(lái)選擇軸承以及聯(lián)軸器的型號(hào)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：復(fù)合機(jī)床，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，滾珠絲杠</p><p>　　Y Axis Transmission Mechanism of </p><p>　　Combined Machine </p>&l

5、t;p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper aims to explain the process of designing Y Axis Transmission Mechanism of a combined machine. It mainly controls ascension and descension of three axi

6、s power and sets up the top of three axis power onto this transmission mechanism. In the process, actuating motor drives move of three axis power combined with ball-screw nut by a pair of gear transmission mechanism. The

7、 paper focuses on design and check of gear drive and ball-screw, and selecting and checking of bearings and coupler. Th</p><p>　　Keywords: combined machine,transmission mechanism, ball-screw</p><p

8、><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅲ</b></p><p>　　AbstractⅣ</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的來(lái)源1</p><p>　　1.2課題的意義

9、1</p><p>　　1.3復(fù)合機(jī)床國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.1 復(fù)合機(jī)床的背景研究1</p><p>　　1.3.2 復(fù)合機(jī)床的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.3 復(fù)合機(jī)床的國(guó)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.4 復(fù)合機(jī)床的前景和未來(lái)發(fā)展2</p>

10、<p>　　2設(shè)備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)4</p><p><b>　　2.2方案評(píng)價(jià)4</b></p><p>　　2.3 復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)選擇5</p><p>　　3.3.1 選擇電動(dòng)機(jī)6</p><p>　

11、　3.3.2 加速器的傳動(dòng)比計(jì)算6</p><p>　　3.3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的動(dòng)力參數(shù)6</p><p>　　2.4 本章小結(jié)7</p><p>　　3設(shè)計(jì)計(jì)算和校核6</p><p>　　3.1 傳動(dòng)齒輪以及軸的設(shè)計(jì)與校核8</p><p>　　3.1.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核8</p>

12、<p>　　3.1.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核12</p><p>　　3.2滾珠絲杠的設(shè)計(jì)與校核12 </p><p>　　3.2.1滾珠絲杠的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.2.2滾珠絲杠的校核13</p><p>　　3.3軸承的選擇與校核14</p><p>　　3.3.1 軸承的選擇

13、14</p><p>　　3.3.2 軸承的校核16</p><p>　　3.4鍵的選擇與校核16</p><p>　　3.5本章小結(jié)17</p><p><b>　　結(jié)論18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><

14、p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　附錄21</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來(lái)源</b></p><p>　　工業(yè)技術(shù)發(fā)展的中心，從十九世紀(jì)起，就悄悄從英國(guó)

15、移向美國(guó)。把英國(guó)的技術(shù)聲望奪過(guò)去的人中，惠特尼堪稱(chēng)佼佼者?；萏啬崧敺f過(guò)人，具有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)，他率先研究出了作為大規(guī)模生產(chǎn)的可更換部件的系統(tǒng)[1]。至今還很活躍的惠特尼工程公司，早在19世紀(jì)四十年代就研制成功了一種轉(zhuǎn)塔式六角車(chē)床。這種車(chē)床是隨著工件制做的復(fù)雜化和精細(xì)化而問(wèn)世的，在這種車(chē)床中，裝有一個(gè)絞盤(pán)，各種需要的刀具都安裝在絞盤(pán)上，這樣，通過(guò)旋轉(zhuǎn)固定工具的轉(zhuǎn)塔，就可以把工具轉(zhuǎn)到所需的位置上[2]。</p><p>　

16、　隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)明，機(jī)床開(kāi)始先采用電動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，后又廣泛使用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　十世紀(jì)初，為了加工精度更高的工件、夾具和螺紋加工工具，相繼創(chuàng)制出坐標(biāo)鏜床和螺紋磨床。同時(shí)為了適應(yīng)汽車(chē)和軸承等工業(yè)大量生產(chǎn)的需要，又研制出各種自動(dòng)機(jī)床、仿形機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p

17、>　　復(fù)合機(jī)床是當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)發(fā)展的潮流。復(fù)合加工在保持工序集中和消除（或減少）工件重新安裝定位的總的發(fā)展趨勢(shì)中，使更多的不同加工過(guò)程復(fù)合在一臺(tái)機(jī)床上，從而達(dá)到減少機(jī)床和夾具，免去工序間的搬運(yùn)和儲(chǔ)存，提高工件加工精度，縮短加工周期和節(jié)約作業(yè)面積的目的[3]。</p><p>　　這不僅能夠滿(mǎn)足用戶(hù)在減少占地面積，減少零件傳送和庫(kù)存，保證加工精度等方面的需求，而且也適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)的節(jié)能減排要求。目前越來(lái)越多

18、的復(fù)雜零件采用復(fù)合機(jī)床進(jìn)行綜合加工，復(fù)合機(jī)床成為各國(guó)機(jī)床制造商開(kāi)發(fā)的熱門(mén)產(chǎn)品。</p><p>　　1.3復(fù)合機(jī)床的國(guó)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1復(fù)合機(jī)床的背景研究</p><p>　　復(fù)合機(jī)床概念的提出大概有20多年的歷史，但是做得比較好的還是最近幾年，20世紀(jì)90年代后期，在國(guó)內(nèi)的展會(huì)上就開(kāi)始有展示。復(fù)合加工技術(shù)與機(jī)床經(jīng)歷了21世紀(jì)初的品種快速

19、發(fā)展時(shí)期，現(xiàn)在處于穩(wěn)步發(fā)展階段，但是相對(duì)于高速發(fā)展的中國(guó)機(jī)床工具業(yè)，在國(guó)內(nèi)它的發(fā)展速度似乎不盡人意，而且國(guó)內(nèi)使用復(fù)合加工技術(shù)也沒(méi)有形成較大的規(guī)模。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的加工,在一臺(tái)機(jī)床上能完成復(fù)數(shù)工序和復(fù)數(shù)工種加工的稱(chēng)為復(fù)合加工機(jī)。另外,在同一目的下,以控制軸數(shù)多軸化、擴(kuò)大加工功能,實(shí)現(xiàn)多功能化也是另一種復(fù)合加工機(jī)?？傊?用工序集中的方法可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效化,提高機(jī)床的附加值, 大大縮短零件

20、的生產(chǎn)周期。前者是在同一臺(tái)加工機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同加工的機(jī)床,后者是多軸控制機(jī)床,二者都可稱(chēng)為復(fù)合加工機(jī)。</p><p>　　1.3.2復(fù)合機(jī)床的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　復(fù)合加工機(jī)床一般具有這些特征：設(shè)置較少，有時(shí)甚至是一次性的；復(fù)雜工件不需在多臺(tái)機(jī)床上加工；減少工件的裝夾次數(shù)；加工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)床數(shù)量減少，不需在場(chǎng)地上投入很多。 </p><p>　　機(jī)床制造商們?cè)谝?/p>

21、兩種方式適應(yīng)日益擴(kuò)大的市場(chǎng)。一種是他們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)床能進(jìn)行一次以上的加工工序。[4]現(xiàn)在，有些機(jī)床能提供銑削、鉆削、攻絲、車(chē)削、磨削、焊接和調(diào)平多種功能。另一種多功能的較明顯的方式則是通過(guò)加速工件裝夾速度來(lái)使機(jī)床高產(chǎn)出，這主要是通過(guò)在單臺(tái)機(jī)床或單元內(nèi)增加機(jī)器人或工件夾持機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。多功能機(jī)床另一個(gè)使人感興趣的因素是，大部分的自動(dòng)化和航空制造商目前趨向于減少他們自己的加工規(guī)模，而要求供應(yīng)商直接交付可供裝配的模塊。分析家們看到大公司面臨著質(zhì)保和

22、設(shè)備老化而不能大批量加工高精度的工件等諸多問(wèn)題，所以現(xiàn)在一些大批量的工件被分解成小批量轉(zhuǎn)包給多個(gè)供應(yīng)商。這一切都為復(fù)合加工機(jī)床提供了施展才能的用武之地。</p><p>　　1.3.3復(fù)合機(jī)床的國(guó)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　美國(guó)Motoman公司這樣認(rèn)為：機(jī)床外部獨(dú)立裝置的機(jī)器人和封閉在機(jī)床內(nèi)部的機(jī)器人的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越流行。他們有密封以防止?jié)櫥瑒┗蚶鋮s液進(jìn)入機(jī)器人的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)技術(shù)。除了傳

23、統(tǒng)的上下料，現(xiàn)在機(jī)器人也能把工件運(yùn)到測(cè)量區(qū)、打磨工序或到可視檢測(cè)系統(tǒng)。機(jī)器人最大的進(jìn)步是在控制方面能簡(jiǎn)化編程和操作，舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，操作者可以調(diào)用直觀圖確認(rèn)機(jī)器人所持的工件是否是應(yīng)加工的那件[5]。 </p><p>　　美國(guó)System 3R公司還認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)機(jī)器人能為許多單一功能機(jī)床服務(wù)時(shí)，可以大大提高制造的通用性。人類(lèi)的手接觸工件的時(shí)間越少越好，機(jī)器人應(yīng)該在提高機(jī)床通用性方面扮演更多的角色。 &

24、lt;/p><p>　　美國(guó)System 3R公司提供的主要單元是稱(chēng)之為“工作主管”（WorkMaster）的機(jī)器人。這種取料放料式機(jī)器人服務(wù)于三臺(tái)機(jī)床，大部分動(dòng)作是把工件料盤(pán)從一臺(tái)機(jī)床放到另一臺(tái)上，無(wú)需額外設(shè)置。設(shè)備之間最大的不同是軟件部分。機(jī)器人75%的工作是服務(wù)于一臺(tái)機(jī)床，也就是說(shuō)，機(jī)床程序?qū)C(jī)器人發(fā)信號(hào)告訴它何時(shí)移動(dòng)。在一些更復(fù)雜的應(yīng)用中，機(jī)器人的程序可以控制機(jī)床。使用一種叫做“工廠(chǎng)經(jīng)理”（WorkShopM

25、anager）的軟件[6]，機(jī)器人的程序則成了單元控制者。每一塊夾具和刀庫(kù)上的特征芯片檢視并啟動(dòng)工作循環(huán)。例如，機(jī)器人程序告訴機(jī)床它們正在加工的是什么工件，并且檢查配置。 </p><p>　　1.3.4復(fù)合機(jī)床的前景和未來(lái)發(fā)展</p><p><b>　　市場(chǎng)前景 </b></p><p>　　目前，還沒(méi)有對(duì)復(fù)合加工機(jī)的生產(chǎn)和銷(xiāo)售狀況進(jìn)行統(tǒng)

26、計(jì)的數(shù)據(jù)，所以只能采用類(lèi)推方法來(lái)分析，即從數(shù)控系統(tǒng)出廠(chǎng)臺(tái)數(shù)的形式不同和數(shù)控系統(tǒng)的控制軸數(shù)來(lái)分析。根據(jù)日本機(jī)床工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1992年數(shù)控系統(tǒng)出廠(chǎng)臺(tái)數(shù)為35843臺(tái)。其中，裝備在復(fù)合加工機(jī)上的(4軸以上聯(lián)動(dòng)控制)為8117臺(tái)，占全部的22．6％。而2001年數(shù)控系統(tǒng)出廠(chǎng)臺(tái)數(shù)為42899臺(tái)。其中，裝備在復(fù)合加工機(jī)上的(4軸以上控制)為13143臺(tái)，比重為30．1％，比1992年增加了7．5個(gè)百分點(diǎn)。雖然不能說(shuō)13143臺(tái)都是具有復(fù)合加工功能

27、的加工機(jī)，但是足以說(shuō)明，與10年前相比，數(shù)控系統(tǒng)多軸化的趨勢(shì)在增強(qiáng)。</p><p>　　按參考數(shù)據(jù)，日本2001年數(shù)控車(chē)床和加工中心合計(jì)生產(chǎn)臺(tái)數(shù)為31538臺(tái)(數(shù)控車(chē)床18548臺(tái)，加工中心12990臺(tái))，2002年是22454臺(tái)。由于數(shù)控系統(tǒng)控制不同型式的出廠(chǎng)臺(tái)數(shù)與數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)調(diào)查企業(yè)對(duì)象和企業(yè)數(shù)不匹配，因而不能進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。目前，可以估算，復(fù)合加工機(jī)約占數(shù)控車(chē)床和加工中心合計(jì)生產(chǎn)臺(tái)數(shù)的20％。在3—4年

28、后，復(fù)合加工機(jī)占數(shù)控車(chē)床和加工中心合計(jì)生產(chǎn)臺(tái)數(shù)的50％—60％是可以想象的。其生產(chǎn)銷(xiāo)售規(guī)?？梢耘c加工中心相匹配，這就是復(fù)合加工機(jī)的未來(lái)。</p><p><b>　　今后的方向</b></p><p>　　最近，伴隨著復(fù)合加工機(jī)需求的增加，大多數(shù)機(jī)床制造廠(chǎng)都進(jìn)入該市場(chǎng)。目前，在數(shù)控車(chē)床上增加加工功能的例子很多。歐洲機(jī)床制造廠(chǎng)也考慮增加在加工中心上加入車(chē)削功能的機(jī)床，復(fù)

29、合加工機(jī)突然進(jìn)入激烈的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代。因此，工廠(chǎng)的產(chǎn)品如沒(méi)有自己的獨(dú)特之處，就難以在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利。</p><p>　　今后，復(fù)合加工機(jī)不會(huì)僅停留在車(chē)削和銑削上。從淬火、磨削、壓人到冷壓成形、超聲波加工、激光加工等不同工種將都可能組合到一臺(tái)機(jī)床上，朝一臺(tái)完成型加工機(jī)的方向發(fā)展。</p><p>　　2設(shè)備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1復(fù)合機(jī)床Y

30、軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)思路：先確定絲杠的尺寸，類(lèi)型，轉(zhuǎn)速，來(lái)確定電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型，再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)來(lái)計(jì)算軸的尺寸以及齒輪的傳動(dòng)比，齒輪的模數(shù)，齒數(shù)，厚度，分度圓直徑之類(lèi)等[7]。再根據(jù)軸，以及轉(zhuǎn)速來(lái)選擇軸承，聯(lián)軸器。根據(jù)軸的大小來(lái)選擇鍵的尺寸。初步設(shè)計(jì)好，再校核設(shè)計(jì)的零件的剛度，扭矩等。在根據(jù)校核后的數(shù)據(jù)畫(huà)出此機(jī)構(gòu)的裝配圖，零件圖[8]。</p><p>　　圖2-1

31、復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖</p><p>　　2.2復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　總體設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一，也是進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)?？傮w設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)械的性能、尺寸、外形、質(zhì)量及生產(chǎn)成本具有重大的影響。</p><p>　　總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：</p>

32、;<p>　　1）傳動(dòng)方案的分析和擬定；</p><p>　　2）Y軸的選擇和傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；</p><p><b>　　3）齒輪傳動(dòng)；</b></p><p><b>　　4）軸的設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　5）軸承及其組合部件的設(shè)計(jì)[9]；</p>

33、;<p>　　6）鍵聯(lián)接合聯(lián)軸器的選擇和校核；</p><p><b>　　7）潤(rùn)滑設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　8）裝配圖和零件的設(shè)計(jì)和繪制。 </p><p>　　總體布置的基本要求主要有：</p><p>　　保證工藝過(guò)程的連續(xù)和流暢；</p><p>　　降低質(zhì)心高度、

34、減小偏置；</p><p>　　保證精度、剛體，提高抗振性及熱穩(wěn)定性；</p><p>　　充分考慮產(chǎn)品系列化的發(fā)展；</p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明；</p><p>　　操作、維修、調(diào)整方便；</p><p><b>　　外形美觀。</b></p><p>　　

35、2.3復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力系統(tǒng)選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)我選擇伺服電機(jī),因?yàn)樗欧姍C(jī)控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確，刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。</p><p>　　2.3.1 選擇電動(dòng)機(jī)<

36、/p><p>　　根據(jù)絲杠的軸向力，導(dǎo)程等參數(shù)，可以由（2-1）可以計(jì)算出絲杠的轉(zhuǎn)矩。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　----10N/Kg</p><p><b>　　----0.2&

37、lt;/b></p><p>　　----導(dǎo)程0.5mm</p><p><b>　　----0.95</b></p><p><b>　　M----30千克</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)選伺服電動(dòng)機(jī)，因?yàn)楦鶕?jù)扭矩選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，實(shí)際轉(zhuǎn)矩是理論值的1.5~2倍，所以選擇“森創(chuàng)”伺服電動(dòng)機(jī)型

38、號(hào)為60CB020C-01000，各參數(shù)如表3-1。</p><p>　　表3-1 電動(dòng)機(jī)的參數(shù)</p><p>　　2.3.2 齒輪的傳動(dòng)比計(jì)算</p><p><b>　?。?-3） </b></p><p>　　=100/200=1:2</p><p>　　2.3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的動(dòng)力參數(shù)

39、</p><p><b>　　各軸轉(zhuǎn)速： </b></p><p>　　I軸： （2-4） </p><p>　　=200/1=200r/min</p><p>　　絲杠：

40、 （2-5）</p><p>　　=200/2=100r/min</p><p><b>　　各軸輸入功率：</b></p><p>　　I軸： （2-6）</p><p><b>　　----0.994<

41、;/b></p><p>　　絲杠： （2-7）</p><p><b>　　----0.992</b></p><p><b>　　=386.5W</b></p><p><b>　　各軸輸入轉(zhuǎn)矩：<

42、;/b></p><p>　　I軸： （2-8）</p><p><b>　　=18.96</b></p><p>　　絲杠： （2-9）</p><p><b>

43、　　=36.92</b></p><p><b>　　各參數(shù)如表3-2</b></p><p>　　表3-2 傳動(dòng)軸的參數(shù)</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要說(shuō)明了復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)以及Y軸傳動(dòng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。主要計(jì)算絲杠轉(zhuǎn)矩

44、，再選擇出電機(jī)的型號(hào)，根據(jù)絲杠的轉(zhuǎn)速，電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)確定齒輪的傳動(dòng)比。主要設(shè)計(jì)了絲杠的動(dòng)力系統(tǒng)。</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)計(jì)算和校核</b></p><p>　　3.1 傳動(dòng)齒輪以及軸的計(jì)算與校核</p><p>　　3.1.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1、選齒輪材料，熱處理及精度等級(jí)及齒數(shù)</

45、p><p>　　1）考慮此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，選用漸開(kāi)線(xiàn)直齒輪</p><p>　　2）根據(jù)表3-2有關(guān)數(shù)據(jù)，按GB/T10095－1998，選擇7級(jí)。</p><p>　　3）材料選擇。根據(jù)文[13]表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280HB,大齒輪材料為45號(hào)鋼（正火），齒面硬度為200HBS</p><p>

46、;　　4)取小齒輪齒數(shù)，故大齒輪齒數(shù)，取。</p><p>　　2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值 </p><p><b>　　試選載荷系數(shù)。</b></p><p>　　計(jì)算小齒輪

47、傳遞的轉(zhuǎn)矩。由表2可知：</p><p>　　由文[13]表10-7選取尺寬系數(shù)=0.8。</p><p>　　由文[13]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　　由文[13]圖10-30選取區(qū)域系數(shù)</p><p>　　由文[13]圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。</p

48、><p>　　由文[13]圖10-26查得；；則：</p><p>　　8）由文[13]式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。</p><p><b>　?。?-2） </b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　9）由文[13]圖10-19取接觸疲勞壽

49、命系;。</p><p>　　10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1，由式10-12得</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><

50、b>　　=</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　(2) 計(jì)算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。</p><p&

51、gt;<b>　　(3-7)</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　2）計(jì)算圓周速度。</b></p><p><b>　　（3-8）</b></p><p><b>　　=0.32m/s</b>

52、</p><p>　　3）計(jì)算齒寬及模數(shù)。</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　==24.8</b></p><p><b>　　（3-10）</b></p><p><b>　　=1.55</b&

53、gt;</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　4）計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　使用系數(shù)=1,根據(jù),7級(jí)精度, 由[1]圖10-8得：動(dòng)載系數(shù)K=1.1,由文[13]表10-4得K=1

54、.2 查文[13]表10-13得: K=1.19,</p><p>　　查文[13]表10-3 得: K==1.</p><p><b>　　故載荷系數(shù):</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p><b>　　=</b></p>&

55、lt;p>　　5)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10a得：</p><p>　　d=d （3-13）</p><p><b>　　=31×</b></p><p><b>　　6）計(jì)算模數(shù)</b></p>

56、<p><b>　　(3-14) </b></p><p><b>　　=1.62</b></p><p>　?。?） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) </p><p>　　由文[13]式10-17 </p><p><b>　　(

57、3-15)</b></p><p><b>　　1）確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b>　　①計(jì)算載荷參數(shù)。</b></p><p><b>　　(3-16)</b></p><p><b>　　=</b></p>&l

58、t;p>　?、趶奈腫13]圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)</p><p><b>　?、?#160;計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。</b></p><p><b>　?、?#160;查取齒形系數(shù)。</b></p><p>　　由文[13]表10-5查得：</p><p>　?、?#160;計(jì)算大小齒輪的,并加

59、以比較。</p><p>　　由圖10-20c得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，，由文[13]圖10-18得，取,;</p><p>　　取安全系數(shù)S=1.4.，計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p><b>　　(3-17) </b></p><p>　　= &l

60、t;/p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　= ＝0.01144</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　2）設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　=1.63</

61、b></p><p>　　對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=2.0mm但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=36來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是由:=18。</p><p><b>　　取，則，取。</b></p><p&g

62、t;<b>　?。?）幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　1）計(jì)算中心距。</b></p><p>　　a= (3-19)</p><p><b>　　=</b></p><p&

63、gt;　　=54，將中心距圓整為54mm 。</p><p>　　2）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　(3-20)</b></p><p><b>　　=36</b></p><p><b>　　4）計(jì)算齒輪寬度。</b></p><

64、p><b>　　=</b></p><p><b>　　圓整后??；。</b></p><p><b>　　5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　小齒輪采用齒輪軸式結(jié)構(gòu)，大齒輪采用孔板式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　有關(guān)數(shù)據(jù)如表3-3。</p><p

65、>　　表3-3 傳動(dòng)齒輪的各參數(shù)</p><p>　　3.1.2 軸的計(jì)算</p><p><b>　?。?）軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　考慮到電動(dòng)機(jī)輸出軸徑對(duì)聯(lián)軸器的影響及小齒輪分度圓直徑，小齒輪應(yīng)為齒輪軸，故選擇軸的材料為40Cr，查文[13]表15-3取。</p><p>　　按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)計(jì)算

66、，即</p><p><b>　?。?-21）</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)化后得：</b></p><p><b>　?。?-22）</b></p><p>　　根據(jù)表3-2的數(shù)據(jù)計(jì)算得：</p><p><b>　　mm <

67、/b></p><p>　　選擇齒輪軸要考慮到軸承的影響取軸段的最小軸徑 mm。其各軸段軸徑及長(zhǎng)度根據(jù)箱體尺寸及軸承的固定確定，具體尺寸見(jiàn)附錄。</p><p>　　3.2滾珠絲杠的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　3.2.1 滾珠絲杠的計(jì)算</p><p>　?。?） 確定預(yù)期額定載荷</p><p><b

68、>　　（3-23）</b></p><p>　　----100r/min</p><p>　　----20000h</p><p><b>　　----360N</b></p><p><b>　　----1.2</b></p><p><b>　

69、　經(jīng)計(jì)算得：</b></p><p>　　（2）確定滾珠絲杠的最小螺紋底徑 </p><p><b>　?。?-24）</b></p><p><b>　　（3-25）</b></p><p>　　選擇FSR 法蘭式單螺母</p><p><b>　　故

70、滿(mǎn)足要求 </b></p><p>　　3.2.2 滾珠絲杠的校核</p><p><b>　　1）穩(wěn)定性校核</b></p><p>　　絲杠壓曲時(shí)代臨界載荷P按歐拉公式計(jì)算：</p><p>　　P= （3-26）</p><

71、;p>　　E----彈性模量，鋼材去2.1，；</p><p>　　I----絲杠斷面最小慣性矩 I=；</p><p>　　----絲杠直徑，；</p><p>　　----螺母至固定端最大距離，如文[13]中表7所示</p><p>　　、----與絲杠安裝方式相關(guān)的系數(shù)，其值按文[14]表7取</p><p&

72、gt;<b>　　P==</b></p><p><b>　　滿(mǎn)足 </b></p><p><b>　　2）臨界轉(zhuǎn)速校核</b></p><p><b>　?。?-27）</b></p><p>　　E----彈性模量，鋼材去2.1，；</p>

73、;<p>　　----安裝距離，見(jiàn)文[14]表7；</p><p>　　、----絲杠安裝方式有關(guān)的系數(shù)，其值按文[14]表7?。?lt;/p><p>　　I----絲杠斷面最小慣性矩 I=；</p><p>　　----絲杠直徑，；</p><p>　　----絲杠截面積，</p><p><b&g

74、t;　　=</b></p><p><b>　　滿(mǎn)足</b></p><p>　　3）容許拉伸(壓縮)載荷校核絲杠拉伸（壓縮）容許載荷按文[14]表8取</p><p><b>　　4）壽命校核</b></p><p>　　滾珠絲杠的額定動(dòng)載荷=8389N,運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)=1.2，<

75、/p><p><b>　　動(dòng)載荷=360，</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　==405000>20000</p><p><b>　　所以，滿(mǎn)足。</b></p><p>　　3.3 軸承的選擇以及校核</p

76、><p>　　3.3.1 軸承的選擇</p><p>　　選用深溝球軸承，軸承轉(zhuǎn)速100，軸承壽命=20000，對(duì)軸承進(jìn)行受力分析：</p><p>　　由于軸上主要是軸向力，因此采用深溝球軸承支撐軸，再根據(jù)最小軸段的軸徑查標(biāo)準(zhǔn)（GB/T297-1944）選取相應(yīng)的軸承型號(hào)，見(jiàn)表3-4。</p><p>　　表3-4 各軸的軸承的選擇</

77、p><p>　　圖3-2 軸承的受力情況</p><p>　　軸承上的徑向載荷=300N，當(dāng)徑向載荷作用中點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)軸承上的徑向載荷===150N，根據(jù)文[13]中表13-7算得: </p><p><b>　　==84N，</b></p><p>　　所以：

78、 （3—28）</p><p><b>　　（3—29）</b></p><p>　　取兩者中較大值 =132N</p><p><b>　　比值=</b></p><p>　　求當(dāng)量動(dòng)載荷 （3—30）</p>

79、<p>　　按文[13]表13-5，13-6得=1，X=0，Y=1</p><p><b>　　則</b></p><p>　　軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷：</p><p><b>　?。?—31）</b></p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算，動(dòng)載荷小于額定動(dòng)載荷，所以動(dòng)載荷滿(mǎn)足要求。<

80、/p><p>　　3.3.2 軸承的校核</p><p><b>　　軸承預(yù)期壽命</b></p><p><b>　　h</b></p><p><b>　　軸承的基本額定壽命</b></p><p><b>　　h</b></

81、p><p>　　故所選軸承滿(mǎn)足壽命要求。</p><p>　　3.4 鍵的選擇以及校核</p><p>　?。?）輸出軸上鍵的設(shè)計(jì)及校核：</p><p>　　該處軸的直徑，查文[12]表8-61得：</p><p>　　鍵寬；鍵高；取鍵長(zhǎng)為17</p><p><b>　　所以可得：&l

82、t;/b></p><p><b>　　工作長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　鍵與軸的接觸長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　又由上述表2得，</b></p><p>　　故根據(jù)[13]106頁(yè)校核公式： （3-

83、32）</p><p>　　式中：T----傳遞的轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　----鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處h為鍵的高度；</p><p>　　----鍵的工作長(zhǎng)度；</p><p><b>　　----軸的直徑；</b></p><p>　　----鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)

84、力；</p><p>　　[P]----鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用壓力。</p><p><b>　　故該鍵符合要求。</b></p><p>　?。?）滾珠絲杠上鍵的設(shè)計(jì)及校核：</p><p>　　該處軸的直徑，查[1]表8-61得：</p><p>　　鍵寬；鍵高；取鍵長(zhǎng)為10<

85、/p><p><b>　　所以可得：</b></p><p><b>　　工作長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　鍵與軸的接觸長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　又由上述表2得，</b></p><p>　　故根據(jù)文[1

86、3]106頁(yè)校核公式： 得：</p><p><b>　　故該鍵符合要求。</b></p><p><b>　　3.5 計(jì)算小結(jié)</b></p><p>　　本章主要是講述了傳動(dòng)齒輪的計(jì)算以及校核，對(duì)軸承的選擇以及壽命校核，滾珠絲杠的設(shè)計(jì)選型以及動(dòng)載荷的校核、臨界速度的校核、壽命的校核、穩(wěn)定性的校核。對(duì)滾珠絲桿的鍵的選擇以

87、及校核。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　隨著這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到自己的不足和未掌握的知識(shí)，使我真正體會(huì)到活到老學(xué)到老的真正含義，對(duì)我今后的非常有幫助。</p><p>　　我選的滾珠絲杠的長(zhǎng)度為240毫米，導(dǎo)程是5毫米，這個(gè)機(jī)構(gòu)的作用是上升和下降三軸動(dòng)力頭，首先，我根據(jù)絲杠的型號(hào)確定了電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，我選擇的

88、是伺服電動(dòng)機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定。再根據(jù)絲杠的轉(zhuǎn)速，算出絲杠的轉(zhuǎn)速，求出大小齒輪的分度圓直徑。其中小齒輪的分度圓直徑為24毫米，由于分度圓直徑比較小，所以選擇小齒輪為齒輪軸，經(jīng)過(guò)校核來(lái)確定大小的齒數(shù)，齒厚，分度圓直徑以及兩齒輪的中心距，然后對(duì)齒輪進(jìn)行選擇材料。根據(jù)絲杠、齒輪軸來(lái)選擇軸承的型號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行校核。最后根據(jù)的軸的直徑對(duì)鍵的選擇與校核。最后進(jìn)行制圖。</p>

89、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 祝捷.數(shù)控機(jī)床復(fù)合加工的新發(fā)展[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2006， </p><p><b>　　8 :28-30</b></p><p>　　[2] 盛伯浩.談數(shù)控機(jī)床功能部件的構(gòu)成及特點(diǎn)[J].電氣制造，2006，（3）：30-31

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94、;<p>　　[10] 高瑜, 宋桂珍, 高創(chuàng)寬. 注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)及模板的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械管理開(kāi)發(fā) , 2006,(04):19-21</p><p>　　[11] 陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].高等教育出版社，2005年</p><p>　　[12] 陳秀寧，施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].浙江大學(xué)出版社，2009年</p><p>　　[1

95、3] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2008年</p><p>　　[14] 孫玉芹，袁夫彩.機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].科學(xué)出版社，2008年</p><p>　　[15] 曾勵(lì).機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2006年</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b&g

96、t;　　附錄圖1 裝配圖</b></p><p>　　附錄圖2 齒輪零件圖</p><p><b>　　附錄圖3 軸</b></p><p><b>　　附錄圖4 軸承底座</b></p><p><b>　　附錄圖5 箱體</b></p><p

97、><b>　　附錄圖6 電機(jī)底座</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1前言部分</b></p><p>　　復(fù)合機(jī)床概念的提出大概有20多年的歷史，但是做得比較好的還是最近幾年，

98、20世紀(jì)90年代后期，在國(guó)內(nèi)的展會(huì)上就開(kāi)始有展示[1]。復(fù)合加工技術(shù)與機(jī)床經(jīng)歷了21世紀(jì)初的品種快速發(fā)展時(shí)期，現(xiàn)在處于穩(wěn)步發(fā)展階段，但是相對(duì)于高速發(fā)展的中國(guó)機(jī)床工具業(yè)，在國(guó)內(nèi)它的發(fā)展速度似乎不盡人意，而且國(guó)內(nèi)使用復(fù)合加工技術(shù)也沒(méi)有形成較大的規(guī)模[2]。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的加工,在一臺(tái)機(jī)床上能完成復(fù)數(shù)工序和復(fù)數(shù)工種加工的稱(chēng)為復(fù)合加工機(jī)[3]。另外,在同一目的下,以控制軸數(shù)多軸化、擴(kuò)大加工功能

99、,實(shí)現(xiàn)多功能化也是另一種復(fù)合加工機(jī)[4]?？傊?用工序集中的方法可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效化,提高機(jī)床的附加值, 大大縮短零件的生產(chǎn)周期。前者是在同一臺(tái)加工機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同加工的機(jī)床,后者是多軸控制機(jī)床,二者都可稱(chēng)為復(fù)合加工機(jī)。</p><p>　　歐洲最初出現(xiàn)的復(fù)合加工機(jī)原型在意大利和奧地利[5]。意大利Mandelli 公司,現(xiàn)下屬于意大利RI2ELLO 集團(tuán)開(kāi)發(fā)的Mandelli 800U 型臥式加工中心,機(jī)床配有動(dòng)力

100、工作臺(tái),除銑削功能外,還具有車(chē)削功能,實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)以銑削為基礎(chǔ)的銑車(chē)復(fù)合加工機(jī),但是由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有得到認(rèn)識(shí)和足夠重視,后來(lái)就無(wú)聲無(wú)息了。奧地利WFL 公司車(chē)銑技術(shù)公司在曲軸專(zhuān)用車(chē)銑加工機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展成現(xiàn)在的M 系列大型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)[6]。1995 年EMA G公司開(kāi)發(fā)了倒置式數(shù)控立式車(chē)床。在這臺(tái)機(jī)床上,除主軸具有工件上下料功能外,還有工件庫(kù)、測(cè)量功能,是一臺(tái)綜合的生產(chǎn)型復(fù)合加工機(jī)。由于是倒置式主軸結(jié)構(gòu),切屑容易排出,適合于干切削,是一臺(tái)

101、環(huán)保型機(jī)床,非常引人注目,最近其使用范圍正在擴(kuò)大,也可以用于加工重型工件。</p><p><b>　　2主題部分 </b></p><p>　　復(fù)合機(jī)床絕不是各種功能簡(jiǎn)單地組合和堆積，要基于簡(jiǎn)約的觀點(diǎn)進(jìn)行方案的制定，力求各部件能夠發(fā)揮更多的效能，使其在結(jié)構(gòu)上有所突破和創(chuàng)新。</p><p>　?。?）復(fù)合機(jī)床為什么沒(méi)有大規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵是成本問(wèn)

102、題。效率與成本是要一起考慮的，復(fù)合太多功能有時(shí)會(huì)出現(xiàn)功能冗余，加工成本有可能提高。如電加工對(duì)硬脆材料、微細(xì)加工或者異形小孔加工就很合適，但是材料切除速度慢，與其他切削方法復(fù)合存在結(jié)構(gòu)兼容上的難度[7]，故對(duì)普通工件就不如用車(chē)銑復(fù)合來(lái)得合理。還有就是工藝性的問(wèn)題，這是很重要的一方面，不同的零件要找到最適宜的加工工序、切削用量和保障加工精度的方法，對(duì)復(fù)合工藝的研究要花大力氣。</p><p>　　多功能的復(fù)合加工機(jī)床

103、對(duì)功能部件的技術(shù)規(guī)格、精度、可靠性和安全性要求很高，我們的很多功能部件還是依靠進(jìn)口，這也是增加成本的一個(gè)原因。而且，復(fù)合的組數(shù)越多，既導(dǎo)致成本提高，還會(huì)影響工作精度。顯然復(fù)合機(jī)床的發(fā)展方向絕不能走包含過(guò)多功能的“萬(wàn)能化”道路[8]，而宜根據(jù)用戶(hù)需要發(fā)展有針對(duì)性的復(fù)合機(jī)床產(chǎn)品。</p><p>　?。?）對(duì)于國(guó)內(nèi)機(jī)床工具廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，研究工藝創(chuàng)新的人太少了。工藝創(chuàng)新對(duì)推動(dòng)數(shù)控機(jī)床原創(chuàng)性研發(fā)有著重要作用，雖然跟蹤式產(chǎn)品發(fā)

104、展模式可以減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的投入和風(fēng)險(xiǎn)，但會(huì)削弱市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力而不利于樹(shù)立產(chǎn)品品牌[9]。尤其對(duì)于彰顯工藝融合的復(fù)合機(jī)床，工藝的研究更是其結(jié)構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)。新工藝和先進(jìn)加工方法的探索是促進(jìn)機(jī)床創(chuàng)新的一個(gè)重要措施，國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”從解決工程急需出發(fā)，以填補(bǔ)空白為主，但對(duì)復(fù)合機(jī)床加工工藝方面的研究還有待國(guó)家下一步引導(dǎo)[10]。</p><p>　?。?）國(guó)內(nèi)復(fù)合機(jī)床賣(mài)得不好的原因，除了成本和結(jié)

105、構(gòu)創(chuàng)新之外，還需加強(qiáng)應(yīng)用示范技術(shù)的研究。國(guó)外很多廠(chǎng)家設(shè)立專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)用戶(hù)的零件特征，提供最佳加工方案，從切削速度、切削用量等不斷試驗(yàn)改進(jìn)，先做工藝再做機(jī)床[8]。</p><p>　?。?）從院校角度來(lái)講，理論性研究更能發(fā)揮他們的長(zhǎng)處，而工藝研究往往是理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)升華的綜合[11]。因此，需開(kāi)拓企業(yè)與院校在加工工藝領(lǐng)域的深化合作，使研究成果能有力推進(jìn)復(fù)合機(jī)床應(yīng)用技術(shù)的完善。目前，中國(guó)機(jī)床市場(chǎng)存在巨大的發(fā)展

106、空間，所以更需踏踏實(shí)實(shí)做好基礎(chǔ)工作，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床工業(yè)能繼</p><p>　　續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。</p><p>　　日本山崎馬扎克公司在CIMT 2003 上展出的車(chē)銑中心Integrex 200 - ⅢST ,是該公司Integrex 系列中較新的一種,增加了可沿X2 和Z2 軸運(yùn)動(dòng)的下轉(zhuǎn)塔刀架。機(jī)床上對(duì)置排列有主軸和副主軸, 兩主軸最高轉(zhuǎn)速均為5000r/ min ,功率分別為

107、22/ 15kW和18/ 15kW。主軸的C軸功能最小分度值0. 0001°[12],可實(shí)現(xiàn)輪廓加工,副主軸則能沿主軸中心線(xiàn)移動(dòng)以摘取工件。上面的電主軸刀架除可沿X1 、Z1 軸移動(dòng)外,還有Y軸行程±80mm、B 軸轉(zhuǎn)角225°,電主軸上的刀具自然可以更換,相應(yīng)的刀庫(kù)容量20把(任選40 或60 把) ,換刀時(shí)間1. 3s (刀到刀)[10] 。為了減少換刀次數(shù),Mazak 公司開(kāi)發(fā)了一種名為Flash T

108、ool 的圓柱形刀柄,沿刀柄圓周上安裝有多個(gè)刀片而成為復(fù)合刀具,在加工過(guò)程中可以充分利用這種復(fù)合刀具上的不同刀片以及同一刀片上的不同刃邊(電主軸分度後可在不同方位被鎖住) ,使其最多能代替12 把不同的刀具使用。車(chē)銑中心多為臥式布局,但也有類(lèi)似于立式車(chē)床布局的車(chē)銑中心,以加工大直徑、短長(zhǎng)度的回轉(zhuǎn)體零件。比如Mazak 公</p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工藝、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)、精密測(cè)量與檢

109、測(cè)、信息技術(shù)、人工智能等技術(shù)領(lǐng)域中的最新成果，將朝著高速化、精密化、復(fù)合化、柔性化、極端化等趨勢(shì)發(fā)展。</p><p><b>　　3總結(jié)部分</b></p><p>　　采用多工序復(fù)合加工數(shù)控機(jī)床,無(wú)疑可以顯著縮短工件加工的過(guò)程鏈,因而愈來(lái)愈受到多品種、中小批量機(jī)械制造企業(yè)的青睞?，F(xiàn)在,隨著消費(fèi)的個(gè)性化和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快,大批大量生產(chǎn)的柔性化已是大勢(shì)所趨,工序

110、分散的剛性自動(dòng)化裝備已開(kāi)始部分被工序集中的柔性自動(dòng)化裝備所取代。所以總的說(shuō)來(lái),柔性自動(dòng)化條件下的復(fù)合加工具有發(fā)展?jié)摿?特別是不同工藝方法的復(fù)合加工,目前發(fā)展得尚不充分。雖然復(fù)合加工是發(fā)展方向,但從裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工經(jīng)濟(jì)性的角度看,數(shù)控機(jī)床多工序復(fù)合加工能力還是有一個(gè)界線(xiàn)為好。以面向回轉(zhuǎn)體件的數(shù)控機(jī)床為例,目前的工序集中度基本上以熱處理為分界線(xiàn),而且在多數(shù)情況下,齒形等特殊加工仍以使用專(zhuān)門(mén)化機(jī)床為宜[14]。在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾下從毛坯到

111、成品的全部加工,當(dāng)前僅僅適用于一定范圍的零件和生產(chǎn)方式。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō),復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展需要從三個(gè)方面一起推進(jìn):一是復(fù)合加工機(jī)床設(shè)計(jì)制造技術(shù)的優(yōu)化改進(jìn);二是相應(yīng)的高性能數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展;三是應(yīng)用技術(shù)水平的提高。應(yīng)該看到,車(chē)銑中心、五軸五面加工中心等高層次復(fù)合加工機(jī)床能否在工業(yè)生產(chǎn)中成功運(yùn)行,與應(yīng)用技術(shù)水平密切相關(guān),特別是應(yīng)用技術(shù)中的編程技術(shù)(含后置處理) 、防止干涉和碰撞的仿真檢查技術(shù)、刀具技術(shù)等

112、至關(guān)重要[15]。</p><p>　　目前，中國(guó)機(jī)床市場(chǎng)存在巨大的發(fā)展空間，所以更需踏踏實(shí)實(shí)做好基礎(chǔ)工作，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床工業(yè)能繼續(xù)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。</p><p><b>　　4參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 祝捷.數(shù)控機(jī)床復(fù)合加工的新發(fā)展[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2006， </p><p>

113、<b>　　8 :28-30</b></p><p>　　[2] 盛伯浩.談數(shù)控機(jī)床功能部件的構(gòu)成及特點(diǎn)[J].電氣制造，2006，（3）：30-31 </p><p>　　[3] 覃嶺,謝君生等.HL246數(shù)控車(chē)銑復(fù)合機(jī)床主軸組件的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]機(jī) 床與液壓，2009，37（3）：59-61 </p><p>　　[4] 馮辛

114、安．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999年 </p><p>　　[5] Mahbubur Rahman , Jouko Heikkala, Kauko Lappalainen . Modeling， Measurement and error compensation of multi-axis machine tools[J]．Part I：theory．International Jo

115、urnal of Machine Tools & Manufacture .2000,40 :1535-1546 </p><p>　　[6] Rohit G. Reddy, Richard E. DeVor , Shiv G. Kapoor. A mechanistic force model for combined axial-radial contour turning[J

116、]. International Journal of Machine Tools & Manufacture.2001, 41:1551-1572</p><p>　　[7] 陳秀寧，施高義．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]．杭州：浙江大學(xué)出版社，2009年 </p><p>　　[8] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年 </p>

117、;<p>　　[9] 單東日,張青.我國(guó)高速、高精、復(fù)合數(shù)控機(jī)床研發(fā)目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2009，（6）：38-42 </p><p>　　[10] 劉景軍. 中齒箱齒輪動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立[J]. 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) , 2002,(03):36-39</p><p>　　[11] 林旭，康金章. 機(jī)床主軸優(yōu)化設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)[J]. 福州

118、大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) , 1995,(02):18-22</p><p>　　[12] 高瑜, 宋桂珍, 高創(chuàng)寬. 注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)及模板的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械管理開(kāi)發(fā) , 2006,(04):19-21</p><p>　　[13] 郭志全, 徐燕申, 張學(xué)玲,等. 基于有限元的加工中心立柱結(jié)構(gòu)靜[J]、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械強(qiáng)度 , 2006,(02):30-32</p>

119、<p>　　[14] 陳嬋娟．?dāng)?shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006年</p><p>　　[15] 王立平 吳 軍.數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)及新技術(shù)芻議[J].航空制造技術(shù). 2008, (17):50-51 </p><p><b>　　開(kāi)題報(bào)告</b></p><p>　　復(fù)合機(jī)床Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>

120、<p><b>　　1選題的背景、意義</b></p><p>　　復(fù)合機(jī)床概念的提出大概有20多年的歷史，但是做得比較好的還是最近幾年，20世紀(jì)90年代后期，在國(guó)內(nèi)的展會(huì)上就開(kāi)始有展示[1]。復(fù)合加工技術(shù)與機(jī)床經(jīng)歷了21世紀(jì)初的品種快速發(fā)展時(shí)期，現(xiàn)在處于穩(wěn)步發(fā)展階段，但是相對(duì)于高速發(fā)展的中國(guó)機(jī)床工具業(yè)，在國(guó)內(nèi)它的發(fā)展速度似乎不盡人意，而且國(guó)內(nèi)使用復(fù)合加工技術(shù)也沒(méi)有形成較大的規(guī)模。

121、</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的加工,在一臺(tái)機(jī)床上能完成復(fù)數(shù)工序和復(fù)數(shù)工種加工的稱(chēng)為復(fù)合加工機(jī)[2]。另外,在同一目的下,以控制軸數(shù)多軸化、擴(kuò)大加工功能,實(shí)現(xiàn)多功能化也是另一種復(fù)合加工機(jī)?？傊?用工序集中的方法可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效化,提高機(jī)床的附加值, 大大縮短零件的生產(chǎn)周期。前者是在同一臺(tái)加工機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同加工的機(jī)床,后者是多軸控制機(jī)床,二者都可稱(chēng)為復(fù)合加工機(jī)。</p><p>

122、　　復(fù)合機(jī)床是當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)發(fā)展的潮流[3]。復(fù)合加工在保持工序集中和消除（或減少）工件重新安裝定位的總的發(fā)展趨勢(shì)中，使更多的不同加工過(guò)程復(fù)合在一臺(tái)機(jī)床上，從而達(dá)到減少機(jī)床和夾具，免去工序間的搬運(yùn)和儲(chǔ)存，提高工件加工精度，縮短加工周期和節(jié)約作業(yè)面積的目的。</p><p>　　這不僅能夠滿(mǎn)足用戶(hù)在減少占地面積，減少零件傳送和庫(kù)存，保證加工精度等方面的需求，而且也適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)的節(jié)能減排要求。目前越來(lái)越多的復(fù)雜零

123、件采用復(fù)合機(jī)床進(jìn)行綜合加工，復(fù)合機(jī)床成為各國(guó)機(jī)床制造商開(kāi)發(fā)的熱門(mén)產(chǎn)品。</p><p>　　2相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài) </p><p>　　復(fù)合加工機(jī)床一般具有這些特征：設(shè)置較少，有時(shí)甚至是一次性的；復(fù)雜工件不需在多臺(tái)機(jī)床上加工；減少工件的裝夾次數(shù)；加工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)床數(shù)量減少，不需在場(chǎng)地上投入很多。 </p><p>　　機(jī)床制造商們?cè)谝詢(xún)煞N方式適應(yīng)日益擴(kuò)大的市場(chǎng)。一種

124、是他們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)床能進(jìn)行一次以上的加工工序?，F(xiàn)在，有些機(jī)床能提供銑削、鉆削、攻絲、車(chē)削、磨削、焊接和調(diào)平多種功能[4]。另一種多功能的較明顯的方式則是通過(guò)加速工件裝夾速度來(lái)使機(jī)床高產(chǎn)出，這主要是通過(guò)在單臺(tái)機(jī)床或單元內(nèi)增加機(jī)器人或工件夾持機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。多功能機(jī)床另一個(gè)使人感興趣的因素是，大部分的自動(dòng)化和航空制造商目前趨向于減少他們自己的加工規(guī)模，而要求供應(yīng)商直接交付可供裝配的模塊。分析家們看到大公司面臨著質(zhì)保和設(shè)備老化而不能大批量加工高精度的