统工作的安全性。第二是控制二次压力，给气动装置提供稳定的工作压力，这样才能充分发挥元件的功能和性能。次压力控制回路图所示为次压力控制回路。此回路主要用于把空气压缩机的输出压力控制在定的压力范围内。因为系统中压力过高，除了会增加压缩空气输送过程中的压力损失和泄漏以外，还会使管道或元件破裂而发生危险。因此，压力应始终控制在系统的额定值以下。溢流阀空气压缩机单向阀气罐电触点式压力计气源调节装置图次压力控制回路该回路中常用外控性溢流阀保持供气压力基本恒定和用电触点式压力计来控制空气压缩机的转停，使气罐内的压力保持在规定的范围内。般情况下，空气压缩机的出口压力为左右。二次压力控制回路图所示为二次压力控制回路。此回路的主要作用是对气动装置的气源入口处压力进行调节，提供稳定地工作压力。该回路般由空气过滤器减压阀和油雾器组成，通常称为气动调节装置气动三联件。其中，过滤器除去压缩空气中的灰尘水分等杂质减压阀调节压力并使其稳定油雾器使清洁的润滑油雾化后注入空气流中，对需要润滑的部件进行润滑。详图简图空气过滤器减压阀压力计油雾器图二次压力控制回路控制回路的选择通过对以上两种回路的分析结合本设计的实际需要，应选用二次压力控制回路。二次压力控制回路能够提供稳定的工作压力，应用于气动夹紧机构非常的合适。第章主轴进给系统的设计概述伺服进给系统的组成如图所示，伺服进给系统是个双闭环系统，内环是速度环，外环是位置环。速度环中可以采用测速发电机脉冲编码器等作为速度反馈的检测装置。速度控制单元是个独立的单元部件，它由速度调节器电流调节器功率驱动放大器等各部分组成。位置环是由装置中的位置控制模块速度控制单元位置检测及反馈控制等各部分组成。位置控制主要是对机床运动坐标进行控制。图伺服进给系统组成示意图伺服进给系统的类型加工中心伺服系统般为闭环或半闭环伺服系统。闭环伺服系统如图所示是典型的闭环伺服系统，它由伺服电动机检测装置比较电路伺服放大系统等部分组成。闭环伺服系统根据来自检测装置的反馈信号与指令信号比较的结果进行速度和位置的控制。这种系统通常是直接从安装在工作台等移动部件上的检测装置中取得反馈信号，闭环系统可以消除机械传动机构的全部误差，控制精度较高，因此适用于高精度或大型加工中心控制。由于采用了位置检测反馈装置，所以闭环伺服系统的位置精度主要取决于检测装置的精度。闭环伺服系统的定为精度般可达。图闭环伺服系统的工作原理半闭环伺服系统半闭环伺服系统如图所示。检测元件被安装在伺服电动机轴或滚珠丝杠等中间传动件上，间接测量执行部件位置。半闭环系统只能补偿系统环路内部分元件的误差，因此，半闭环系统的精度比闭环系统的精度要低些，但是它的结构与调试都比较简单。图半闭环伺服系统闭环系统通过直接测量工作台等移动部件的位移从而实现精度高的反馈控制。但这种测量装置的安装及调整都比较复杂且不易保养。相比之下，半闭环系统中的转角测量就比较容易实现，但由于后继传动链传动误差的影响，测量补偿精度比闭环系统差。通过对以上两种系统的分析比较，并结合本次设计的实际情况，应选用半闭环伺服系统。半闭环系统结构简单而且调整方便，精度较高，适合与本次设计。进给系统设计计算主要参数的设定向工作行程工作进给速度快速进给速度为最大钻孔直径切削力的估算查数控机床机器人机械系统设计指导表，当最大钻孔直径为时，采用高速钢钻头，最大轴向力轴钻削中心具有定的铣削能力，故钻削力的分解可以参照铣削力的分解，查铣工工艺学中级本得纵向切削力切纵横向切削力切横垂直切削力切垂故计算可得滚珠丝杠副设计计算滚珠丝杠导程的确定在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为，即。查数控机床机器人机械系统设计指导表，选择电机的最高转速，最大转矩，则丝杠的导程为确定丝杠等效转速最大进给时，丝杠的转速为最慢进给时，丝杠的转速为，则得到丝杠的等效转速估算为确定丝杠的等效负载工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的试验公式计算。选定导轨为滚动导轨，而般情况下，滑动塑料导轨的摩擦系数为，则丝杠所受最大牵引力为式中为主轴箱的重力，估算为颠覆力矩影响系数，计算得而丝杠最小工作负载荷为故其等效负载可按下式计算估算确定丝杠所受最大动载荷式中额定寿命，丝杠轴向当量负荷丝杠当量转速，负载性质系数，温度系数，可靠性系数硬度系数精度系数，。代入上式，计算可得查实用机床设计手册表，选用内循环浮动反向器双螺母垫片预紧滚珠丝杠副，型号为，丝杠公称直径，基本导程为，其额定动负荷为，额定静负荷为，列，丝杠螺母副的接触刚度为，丝杠大径为，螺母长度为，取丝杠精度为级。临界压缩负荷确定丝杠螺纹部分地长度，等于工作台最大行程加上螺母长度加两端余程。即谢红数控机床机器人机械系统设计指导上海同济大学出版社张章福铣工工艺学北京科学普及出版社范秀娇，雷宁立式钻床双齿圈分度工作台齐重数控装备股份有限公司报杨元模两种提高钻床加工精度和效率的配件装置的设计南昌航空工业学院学报刘广源机床电气控制电气时代赵丽在立式钻床上加工出高精度的精密孔系机械工人冷加工杨启新电气元件间动作时间差与故障分析机床电气石瑞生国外立式钻床发展点滴钻躺床冯丽平数控机床的发展与应用中国科技财富，。支承跨距应略大于，取。丝杠全长为。临界压缩负荷为式中材料的弹性模量，丝杠最小截面惯性矩，最大受压长度，按照结构设计取安全系数，最大轴向工作载荷，丝杠支承方式系数，查实用机床设计手册表，可见远远大于，满足要求。丝杠的校核临界转速的验算式中丝杠最小横截面临界转速计算长度，取安全系数，般取材料密度，丝杠支承方式系数，查实用机床设计手册表，取。将以上数据代入上式，则本设计丝杠采用端固定，另端游动的支承方式，固定端选用对角接触球轴承，背靠背安装，查实用机床设计手册表可得其参数如表。表角接触球轴承参数表型号游动端选用深沟球轴承，查实用机床设计手册表可得其参数如表所示。表深沟球轴承参数表型号扭转刚度校核由机械设计手册得，平移物体转动惯量为丝杠转动惯量丝杠扭转振动的固有频率为显然，丝杠的扭转振动的固有频率远远大于，所以能满足要求。丝杠压杆稳定性校核细长丝杠在受压缩负荷时，不会发生失稳的最大压缩载荷为临界载荷式中丝杠公称直径，滚珠丝杠钢球直径，丝杠最大受压长度，根据结构分析，丝杠支承方式系数，。计算得，由于非常大，正常压缩载荷不可能超过，所以丝杠不会发生失稳现象。选伺服系统和检测装置在本设计中，选定伺服系统为半闭环伺服系统，并选取丝杠精度为级精度。本设计采用旋转型测量装置脉冲编码器。伺服电机选择转动惯量计算与加速度计算根据结构图计算各部分折算至丝杠轴的转动惯量，见中的计算结果。负载及机械传动装置总的转动惯量为惯量匹配原则本设计采用日本公司生产的电机的转动惯量为。全部转动惯量满足惯量匹配原则。加速能力验算，式中为系统增益，可查实用机床设计手册，般取。工作台能达到的最大加速度可见，，加速能力符合设计要求。转矩匹配要求验算对数控机床，由于动态响应特性要求较高，所以，电机力矩主要是用来产生加速度的。根据以上计算分析，选择电机符合设计的要求。结论本设计主要对钻削中心的主轴系统进行了设计。所采用的设计方案是主轴调速取消了齿轮变速机构，而是由交流电动机来调速主轴与电机轴之间采用多楔带传动主轴内部刀具的自动夹紧，则采用了碟形弹簧与气压传动技术主轴的垂直进给采用了半闭环伺服进给系统主轴的支撑采用了适应高刚度要求的轴承配置。在设计过程中，重点对主轴及其组件以及进给系统进行了设计计算。由于在主轴组件的设计时，主轴前后支撑都采用了圆锥滚子轴承，大大提高了主轴系统的刚度此外，刀具自动夹紧装置由机械传动改为气压传动，不仅调节方便，维护简单，而且绿色环保，成本较低，寿命较长。致谢受力分析与刀具自动夹紧机构的设计过程中，得到了唐庆菊老师的细心指导和帮助，是我顺利完成论文，在此表示感谢。此外，在制图过程中得到了老师的帮助，在此表示感谢。感谢许多在我设计过程中给予我帮助的同学，他们给予我极大的支持，帮助我收集有关资料，并对我的论文撰写给予许多建设性的意见。最后，感谢所有关心支持和帮助我的师长和朋友。参考文献张明利加工中心发展评述世界制造技术与装备场李开佛数控金切机床的高速主轴系统机械与金属罗晓霞摇臂钻床的数控改造新技术新工艺刘永良，李建江在立式加工中心上进行深孔钻削机械制造与研究文哲雄，陈跃忠经济型钻床的数控改造方法佛山农牧高等专科学校学报李羊林立式钻床的数控改造江苏机械制造与自动化玉钰高速精密五轴联动加工中心结构设计及性能研究四川大学工程硕士论文许晓畅专用机床设备设计重庆大学出版社夏田数控加工中心设计北京化学工业出版社汪星桥机床设计手册卷北京机械工业出版社成大先机械设计手册北京化学工业出版社李洪实用机床设计手册沈阳辽宁科学技术出版社郁明山，李奇现代机械传动手册北京机械工业出版社传动方式的选择主轴上的传动件，主要有齿轮和带。齿轮能传递较大的转矩，是般机床常用的传动副。缺点是线速度不能太高，传动也不够平稳。通常，线速度。为使主轴运行平稳，可采用斜齿轮。螺旋倾角般不宜超过，以免