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1 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述 CM6132 機床主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計文獻(xiàn)綜述 姓名 霍文波 班級 1101 指導(dǎo)教師 趙艷春 摘要 機床是講加工成機械零件的金屬坯料 它是一臺機器的制造機器 也被稱為工 作母機或工具機 因此習(xí)慣上稱為機床 制造機械在現(xiàn)代機械制造加工方法有很多 除切削加工外 鑄造 鍛造 焊接 沖壓 擠壓等都是加工方法 具有較高的精度 和表面粗糙度的要求是細(xì)部件 通常需要在機床上用切割方法做最后的處理 在一 般的機器制造中 機床的加工工作量占機器總制造工作量的 40 60 在國民經(jīng)濟 機床起著在現(xiàn)代化建設(shè)的重要作用 正文 在使用機床時 不能在出廠設(shè)置中改變控制系統(tǒng)的參數(shù) 設(shè)置這些參數(shù)直接關(guān) 系到機器部件的動態(tài)特性 僅在間隙補償參數(shù)值可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整 在加工精度方面 近 10 年來 普通級數(shù)控機床的加工精度已由 10 m 提高到 5 m 精密級加工中心則從 3 5 m 提高到 1 1 5 m 并且超精密加工精度已開始 進(jìn)入納米級 0 001 m 加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副 靜壓導(dǎo)軌 直線滾動導(dǎo)軌 磁浮導(dǎo)軌等部件 提高了 CNC 系統(tǒng)的控制精度 應(yīng)用了高分辨率位 置檢測裝置 而且也在于使用了各種誤差補償技術(shù) 如絲杠螺距誤差補償 刀具誤 差補償 熱變形誤差補償 空間誤差綜合補償?shù)?在加工速度方面 高速加工源于 20 世紀(jì) 90 年代初 以電主軸和直線電機的應(yīng)用 為特征 使主軸轉(zhuǎn)速大大提高 進(jìn)給速度達(dá) 60m min 以上 進(jìn)給加速度和減速度達(dá) 到 1 2g 以上 主軸轉(zhuǎn)速達(dá) 100000r min 以上 高速進(jìn)給要求數(shù)控系統(tǒng)的運算速度快 采樣周期短 還要求數(shù)控系統(tǒng)具有足夠的超前路徑加 減 速優(yōu)化預(yù)處理能力 前 瞻處理 有些系統(tǒng)可提前處理 5000 個程序段 為保證加工速度 高檔數(shù)控系統(tǒng)可 在每秒內(nèi)進(jìn)行 2000 10000 次進(jìn)給速度的改變 在機床上 自動換刀裝置 自動工作臺交換裝置等已成為基本裝置 隨著機床 向柔性化方向的發(fā)展 功能集成化更多地體現(xiàn)在 工件自動裝卸 工件自動定位 2 刀具自動對刀 工件自動測量與補償 集鉆 車 鏜 銑 磨為一體的 萬能加工 和集裝卸 加工 測量為一體的 完整加工 等 數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢 數(shù)控技術(shù)誕生后的 50 多年間的信 息交換都是基于 ISO6983 標(biāo)準(zhǔn) 即采用 G M 代碼對加工過程進(jìn)行描述 顯然 這種 面向過程的描述方法已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要 為此 國際 上正在研究和制定一種新的 CNC 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) ISO14649 STEP NC 其目的是提供一 種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制 能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型 從而實現(xiàn)整個制造過程 乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化 并聯(lián)機床 又稱虛擬軸機床 是 20 世紀(jì)最具革命性的機床運動結(jié)構(gòu)的突破 引起了普遍關(guān)注 并聯(lián)機床 參見圖 1 7 由基座 平臺 多根可伸縮桿件組成 每根桿件的兩端通過球面支承分別將運動平臺與基座相連 并由伺服電機和滾珠絲 杠按數(shù)控指令實現(xiàn)伸縮運動 使運動平臺帶動主軸部件或工作臺部件作任意軌跡的 運動 并聯(lián)機床結(jié)構(gòu)簡單但數(shù)學(xué)復(fù)雜 整個平臺的運動牽涉到相當(dāng)龐大的數(shù)學(xué)運算 因此并聯(lián)機床是一種知識密集型機構(gòu) 并聯(lián)機床與傳統(tǒng)串聯(lián)式機床相比具有高剛度 高承載能力 高速度 高精度 重量輕 機械結(jié)構(gòu)簡單 制造成本低 標(biāo)準(zhǔn)化程度 高等優(yōu)點 在許多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用 由并聯(lián) 串聯(lián)同時組成的混聯(lián)式數(shù)控機床 不但具有并聯(lián)機床的優(yōu)點 而且在 使用上更具實用價值 是一類很有前途的數(shù)控機床 數(shù)控機床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo) 它主要取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺 服驅(qū)動單元的可靠性 為提高可靠性 目前主要采取以下措施 1 采用更高集成度的電路芯片 采用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電 路 以減少元器件的數(shù)量 提高可靠性 2 通過硬件功能軟件化 以適應(yīng)各種控制功能的要求 同時通過硬件結(jié)構(gòu)的模 塊化 標(biāo)準(zhǔn)化 通用化及系列化 提高硬件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量 3 增強故障自診斷 自恢復(fù)和保護(hù)功能 對系統(tǒng)內(nèi)硬件 軟件和各種外部設(shè)備 進(jìn)行故障診斷 報警 當(dāng)發(fā)生加工超程 刀損 干擾 斷電等各種意外時 自動進(jìn) 行相應(yīng)的保護(hù) 引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù) 由于在實際加工過程中 影響加工精度因素較多 如工 件余量不均勻 材料硬度不均勻 刀具磨損 工件變形 機床熱變形等 這些因素 3 事先難以預(yù)知 以致在實際加工中 很難用最佳參數(shù)進(jìn)行切削 引進(jìn)自適應(yīng)控制技 術(shù)的目的是使加工系統(tǒng)能根據(jù)切削條件的變化自動調(diào)節(jié)切削用量等參數(shù) 使加工過 程保持最佳工作狀態(tài) 從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度 同時也能提 高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率 故障自診斷 自修復(fù)功能 在系統(tǒng)整個工作狀態(tài)中 利用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝程序隨 時對數(shù)控系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷 自檢查 一旦出現(xiàn)故障 立即采用停機等措施 并進(jìn)行故障報警 提示發(fā)生故障的部位和原因等 并利用 冗余 技術(shù) 自動使故障模塊脫機 接通備用模塊 總結(jié) 數(shù)控機床最早誕生于美國 1948 年 美國帕森斯公司在研制加工直升機葉片輪 廓檢查用樣板的機床時 提出了數(shù)控機床的設(shè)想 后受美國空軍委托與麻省理工學(xué) 院合作 于 1952 年試制了世界上第一臺三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床 其數(shù)控系統(tǒng)采用電子 管 1960 年開始 德國 日本 中國等都陸續(xù)地開發(fā) 生產(chǎn)及使用數(shù)控機床 中國 于 1968 年由北京第一機床廠研制出第一臺數(shù)控機床 1974 年微處理器直接用于數(shù) 控機床 進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)控機床的普及應(yīng)用和飛速發(fā)展 數(shù)控機床主軸箱結(jié)構(gòu)的任務(wù)完成設(shè)計 雖然設(shè)計過程是復(fù)雜的 而且有一些困 惑在第一 但在學(xué)生的共同努力 再加上老師的指導(dǎo)下 我終于成功地完成了設(shè)計 任務(wù) 這樣的設(shè)計 以鞏固和深化課堂教學(xué)的理論 鍛煉的內(nèi)容 培養(yǎng)運用所學(xué)知 識和理論我的綜合能力 使自己獨立分析和解決問題的能力得到加強 使我明白了 許多主軸箱的結(jié)構(gòu)和原理 例如 在傳輸速度上滑動花鍵軸齒輪改變 進(jìn)而實現(xiàn)增 長或減少 通過齒輪傳動的速度是可變的 CM6132 變速可實現(xiàn)無級調(diào)速下床頭的床 腿變 9 變速箱在一個盒子里 由三角膠帶傳動皮帶輪 通過兩個三齒輪與軸 馬 達(dá)運動 得到 9 變速器 輸出軸 橫向皮帶輪 帶內(nèi)輪裝有電磁制動器 磁軛通過滑動安裝在殼體法蘭蓋鍵 電樞被固定在皮 帶輪 主電機功率 電 磁軛線圈實現(xiàn)制動 變速采用液壓操作模式 兩個中分別三個柱塞可變氣缸控制兩個三滑動齒輪 是相同的 如果變量氣缸 的大約兩個腔的壓力油 因為柱塞等于設(shè)定的作業(yè) 區(qū)域 在設(shè)定區(qū)域和面積的環(huán)形端大于所述柱塞端 圓柱銷處于中間位置 沿著圓 柱形銷氣缸移動方向開一個槽 沿著該槽的圓柱形針可促進(jìn)叉 以便控制所述關(guān)節(jié) 4 滑動齒輪嚙合的中間位置 如果變量氣缸腔內(nèi)的壓力油 左右回油腔 是關(guān)于在右 側(cè)的柱塞柱塞和殼體壓力到另一側(cè) 圓柱形銷沿槽叉向右移動的左側(cè) 從而使關(guān)節(jié) 滑移網(wǎng)格齒輪在右端位置 與上述相反的動作 他是在左側(cè)網(wǎng)格位置 叉有一個定 位孔 使通過彈簧正確滑動齒輪的定位 并控制所述微動開關(guān)使光的信號 左 右交換 由可變速度分配閥的可變氣缸腔的油 身體的可變速度分布具有 交錯四孔 A B C D 所述閥芯是中空體 和一個圓形槽 軸向槽和油孔 壓閥 在油泵供給壓力成在閥芯的內(nèi)腔內(nèi)的速度分布的油 再通過各油分布在閥芯孔成相 應(yīng)可變氣缸 移動滑動齒輪傳動 氣缸柱塞停止 完成可變速度 油壓 速度和壓 力閥 油噴射頭架和后似乎箱 主軸之前和潤滑軸承等傳輸副后 參考文獻(xiàn) 5 劉杰 趙春雨 宋偉剛等 機電一體化基礎(chǔ)技術(shù)與產(chǎn)品設(shè)計 M 北京 冶金工業(yè)出版社 2003 46 61 6 成大先 機械設(shè)計手冊 第三版 第三卷 M 北京 工業(yè)出版社 2002 32 40 7 成大先 機械設(shè)計手冊 第三版 第四卷 M 北京 工業(yè)出版社 2002 256 178 8 張玉 劉平 幾何量公差與測量技術(shù) 第三版 M 沈陽 東北大學(xué)出版社 2006 17 97 9 楊德武 鄢利群 機械設(shè)計基礎(chǔ) M 長春 吉林科學(xué)技術(shù)出版社 2006 191 220 10 濮良貴 紀(jì)名剛 機械設(shè)計 M 北京 高等教育出版社 2006 34 57 11 畢承恩 丁乃建 現(xiàn)代數(shù)控機床 北京 機械工業(yè)出版社 1991 12 戴曙 金屬切削機床設(shè)計 遼寧 大連工學(xué)院 1974 13 韓永生 工程材料性能與選用 M 北京 化工工業(yè)出版社 2004 14 孫訓(xùn)方 方孝淑 關(guān)淑泰 材料力學(xué) 第三版 北京 高等教育出版社 1994 101 107 15 侯維芝 祁翠琴 機械設(shè)計中的逆向工程技術(shù) J 機械設(shè)計與制造 2004 125 127 16 周有強 機械無級變速器 M 北京 機械工業(yè)出版社 2001 4