床要宽得多。.精度要求高的回转体零件由于数控铣床刚性好,制造和对刀精度高,以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿,所以能加工精度要求高的零件,甚至可以以铣代磨。.表面粗糙度要求高的回转体零件数控铣床具有恒线速切削功能,能加工出表面粗糙度小的均匀的零件。使用恒线速切削功能,就可选用最佳速度来切削锥面和端面,使切削后的工件表面粗糙度既小又致。数控铣床还适合加工各表面粗糙度要求不同的工件。粗糙度要求大的部位选用较大的进给量,要求小的部位选用小的进给量。.轮廓形状特别复杂和难于控制尺寸的回转体零件由于数控铣床具有直线和圆弧插补功能,部分铣床数控装置还有些非圆曲线和平面曲线插补功能,所以可以加工形状特别复杂或难于控制尺寸的的回转体零件。.数控机床发展趋势.高速高效高精度高可靠性高速高效加工进入世纪,机床向高速化方向发展大幅度提高加工效率降低加工成本,提高零件的表面加工质量和精度.上世纪年代以来欧美日各国争相开发应用新代高速数控机床,加快机床高速化发展步伐。高精度超精密化加工当前,机械加工高精度的要求较普通的加工精度提高了倍.达到微米精密加工精度提高了两个数量级,超精密加工精度进入纳米级.微米,主轴回转精度要求达到微米,加工圆度为.微米加工表面粗糙度.微米等从精密加工发展到超精密加工特高精度加工,是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级,乃至纳米级.其应用范围日趋广泛高可靠性是指数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性在个数量级以上,但也不是可靠性越高越好,仍然是适度可靠对于每天工作两班的无人工厂而言,如果要求在小时内连续正常工作,无故障率以上的话,则数控机床的平均无故障运行时间就必须大于小时.当前国外数控装置的值已达小时以上,驱动装置达小时以上模块化智能化柔性化和集成化轴径的估算.传动轴刚度的验算轴的弯曲变形的条件和允许值机床的主传动轴的弯曲刚度验算,主要验算轴上装齿轮和轴承出的挠度和倾角。各类轴的挠度,装齿轮和轴承处的倾角,应小于弯曲刚度的许用值和,即轴的弯曲变形的允许值轴的类型允许挠度变形部位允许倾角般传动轴装轴承处,装齿轮处刚度要求较高的轴.装单列圆锥磙子轴承.安装齿轮的轴装滑动轴承处.安装蜗轮的轴装单列径向圆锥磙子轴承处.轴的弯曲复形计算公式计算花键轴的刚度时可采用平均直径或当量直径计算公式矩形花键轴平均直径当量直径惯性矩齿轮模数的估算与验算估算按接触疲劳和弯曲强度计算次论模数比较复杂,而且有些系数只有在齿轮各参数都已知的情况先才能确定,所以只在草图画完之后校核用。在画草图之前,先估算,再选用标准齿轮模数。齿轮弯曲疲劳强度的估算齿面点蚀的估算其中为大齿轮的计算转速,为齿轮中心矩,由中心矩及齿数,求出模数根据估算所得和中较大的值,选择相近的标准模数,各齿轮的计算转数为轴间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算.齿轮点蚀的估算.所以模数为.轴传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算.齿面点蚀估算.取标准模数轴间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳估算.齿面点蚀估算.所以取标准模数。轴间传动组齿轮模数的估算齿轮弯曲疲劳计算,.齿面点蚀估算.取标准模数值,轴间齿轮模数的确定齿轮弯曲疲劳强度计算齿面点蚀估算.取模数值为。计算验算结构确定后,齿轮的工作条件空间安排,材料和精度等级都已经确定,才可以核验齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度值是否满足要求。根据接触疲劳强度计算齿轮模数的公式根据弯曲疲劳强度计算齿轮模数,公式式中计算齿轮传递的额定功率计算齿轮的计算转速齿宽系数,常取大齿轮与小齿轮齿数,般取传动中最小齿轮的齿数大齿轮与小齿轮的传动比,用于外啮合,用于内啮合寿命系数工作期限系数,齿轮等传动件在接触和弯曲交变载荷下的指数和基准循环次数齿轮的最低转速预先的齿轮工作期限,中型机床推荐转速变化系数功率利用系数材料强化系数,幅值低的交变载荷可使金属材料的晶粒边界强化,起阻止疲劳的刃缝扩大的作用工作情况系数,中等冲击的主运动,动载荷系数齿向载荷分布系数齿形系数许用弯曲,接触应力轴间齿轮模数的计算验算按接触疲劳计算齿轮模数.查表取则取线速度查表取查表取查表取.因此根据弯曲疲劳计算查表取而查表取,因此。由以上计算结果知,齿轮模数合格。其它齿轮模数的验算其它齿轮的验算过程与上面相同,将有关数值代入上式,经计算均满足要求.展开图设计结构实际的内容及技术要求.设计内容设计主轴变速箱的结构包括传动件传动轴,轴承,齿轮,离合器和制动器等,主轴组件,操纵机构,润滑密封系统和箱体及其连接件的结构设计与布置,用张展开图和若干张横截面图表示。.技术要求主轴变速箱是指机床的主要部分,设计时除考虑般机械传动的有关要求外,着重考虑以下几个方面的问题精度立式铣床主轴部分要求比较高的精度主轴的径向跳动,.主轴轴向串动.。刚度和抗振性综合刚度主轴刀架之间的力与相对变形之比综合主轴与刀架之间的相对振幅的要求等级振幅.,传动效率要求等级效率.主轴总轴承处温升和温升应控制在以下范围条件温度温升用滚动轴承用滑动轴承噪声要控制在以下范围等级噪音式中所有中间传动齿轮分度圆直径的平均值主轴上齿轮的分度圆直径的平均值传到主轴所经过的齿轮对数,系数,根据个类型及制造水平选取。我国中型车床,铣床.,铣床.结构简单,紧凑,加工和装配工艺性好,便于维修和调整操作方便,安全可靠遵循标准化和通用化的原则齿轮块的设计,特点齿轮是变速箱中的重要元件,齿轮同时啮合的齿数是周期性变化的,也就是说,作用在个齿上的载荷是变化的。同时由于齿轮制造及安装误差,不可避免要产生动载荷而引起振动和噪音,常常成为变速箱的主要噪声源,并影响主轴回转均匀性,在设计齿轮时,应充分考虑这些问题。,精度等级的选择变速箱中齿同传动组的个齿轮副的中心矩应相等。若摸数相等时,则齿数和亦相等,但由于传动比要求,尤其是在传动中使用了公用齿轮后,常常满足不了上述要求,机床上可用修正齿轮,在定范围内调整中心矩使其相等但修正量不能太大,般齿数差不能够超过个齿。,变速传动组中齿轮齿数的确定为了减少齿轮数目和缩短变速箱的轴向尺寸,这里采用了公用齿轮。但由于公用齿轮的采用,使两个传动组间的传动比互相牵制,不能独立地按照最紧凑的原则决定传动件的尺寸,因此,径向尺寸般较大,此外,公用齿轮的两侧齿面同时啮合会影响其磨损和寿命。这里我们采用查表法来确定齿轮的齿数。查机床设计手册确定个齿轮齿数如下轴间变速齿轮齿数的确定由于公比.,传动比为设传动组中最小齿轮齿数,查机床设计手册表.可查得.,.,.齿数和为公用齿轮选为轴间变速组齿轮齿数的确定传动比为根据,主动轮齿数为,从表.可查得.,.,.齿数和为轴间变速组齿轮齿数的确定由于变数组齿轮传动比和各传动副上受力差别较大齿轮副的速度变化,受力差别较大,为了得到合理的结构尺寸,可采用不同模数的齿轮副。轴间的两对齿轮,其传动比为,分别取,则取按传动比将齿数分配如下,轴及间齿数确定,由于这两个传动组只是改变传动方向,不起便速度作用,只需考虑其结构尺寸及磨损振动和噪音等因素。,取轴间锥材料齿轮齿数为,轴间齿轮齿数为。主轴转速系列的验算主轴转速在使用上并要求十分准确,转速稍高或稍低并无太大影响,但标牌上标准数列的数值般也不允许与实际转速相差太大。由确定的齿轮齿数所得的实际转速与传动设计理论值难以完全相符,需要验算主轴各级转速,最大误差不得超过即主轴的各级实际转速分别为.,.,,,.,.,.,.而.故符合条件同理经验算,其他各级转速也满足要求。传动系统图的绘制转速图和齿轮齿数确定后,变速箱的结构复杂程度也基本确定了如齿轮个数,轴数,支承轴,为使变速箱的结构紧凑,合理布置齿轮是个重要的问题,因为它直接影响变速箱的尺寸,变速操作的方便性和结构实现的可行性问题,在考虑主轴适当的支承距和散热条件下,般应尽可能减少变速箱尺寸。这里为使变速操作的方便,提高效率采用电磁离合器操纵方式。根据计算结果,绘制出传动系统图,如图.所示图.主传动系统图主运动传动链的传动路线表达式如下电动机主轴.传动件的估算与验算传动轴的估算和验算传动轴除应满足强度要求外,还应满足刚度要求。强度要求保证轴在反复载荷和扭转载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求高,不允许有较大的变形因此,疲劳强度般不是主要矛盾,除载荷很大的情况下,可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不致产生过大的变形弯曲,失稳,转角。若刚度不足,轴上的零件如齿轮,轴承等将由于轴的变形过大而不能正常工作,或产生振动和噪声,发热,过早磨损而失效。因此,必须保证传动轴有足够的刚度。可以先扭转刚度估算轴的直径,画出草图后,再根据受力情况,结构布置和有关尺寸,验算弯曲刚度。,传动轴直径的估算传动轴直径按扭转刚度用下列公式估算传动轴直径式中该传动轴的输入功率电机额定功率从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积不计该轴轴承上的效率。该传动轴的计算转速计算转速是传动件能传递全部功率的最低转速,各传动件的计算转速可以从转速图上,按主轴的计算转速和相应的传动关系而确定,而中型车,铣床主轴的计算转速为主每米长度上允许的扭转角可根据传动轴的要求选取。对传动轴刚度要求允许扭转角主轴般传动轴较低的轴.估算时应注意值为每米长度上允许的扭转角,而估算的传动轴的长度往往不足,因此,在计算时应按轴的实际长度计算和修正,如轴为,取则效率对估算轴径影响不大,可以忽略如使用花键是可根据估算的轴径选取相近的标准花键轴的规格,主轴总轴径可参考统计数据确定车床升降台铣床各轴的计算转速.最为普遍磨削拉削铰孔精铣精镗精铣粉末冶金铣镗铣刨插用于般要求。主要用于长度尺寸的配合外,如键和键槽的配合粗铣粗镗粗铣粗刨插钻冲压压铸用于不重要的配合。也用于非配合冲压压铸用于非配合铸锻焊气割形状精度零件上的线面要素的实际形状相对于理想形状的准确程度。国家标准规定了六项形状公差直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度。位置公差零件上点线面要素的实际位置相对于理想位置的准确程度。国家标准规定了八项位置公差定向平行度垂直度倾斜度。定位同轴度对称度位置度。跳动圆跳动全跳动。表面粗糙度表面上微小峰谷高低程度。国家标准轮廓算术平均偏差或近似于微观不平十点高度在常用数值范围内,.,在图样上应优先选用。表面粗糙度允许值及加工方法表表面要求表面特征加工方法旧国际光洁度级别代号第系列第系列第系列第系列不加工毛坯表面清除毛刺粗加工明显可见的刀纹粗铣粗铣粗刨钻粗锉▽可见刀纹▽微见刀纹▽半精加工可见加工痕迹半精铣精铣精铣精刨粗磨▽.微见加工痕迹▽不见加工痕迹.▽.精加工可辨加工痕迹的方向精铰刮精拉精磨▽微辨加工痕迹的方向▽不辨加工痕迹的方向▽精密加工暗光泽面精密磨削珩磨研磨超精加工抛光▽亮光泽面.