Y3150E型滚齿机设计 ㊣ 精品文档 值得下载

损。

在干切削加工的时候，滚刀轴部件需要在滚刀长度范围内连续运动，保证滚刀的均匀磨损。

窜刀运动加入到联动轴系中相当于个附加的展成运动，它使轴必须增加个附加转动与之相协调。

滚齿机的切削过程是典型的断续切削，滚刀轴要承受很大的冲击载荷，使整个轴部件产生振动，零传动滚齿机在进行干式切削的时候，由于转速提高，振动问题更加不能小视，必须采取措施控制滚刀轴部件的振动，这也是对刀架底座部件的要求之。

窜刀运动与工件轴旋转的联动关系当滚齿机进行干式切削时，其窜刀运动加入到了联动轴系中，相当于个附加的展成运动，工件轴必须有附加的旋转与之匹配。

两轴之间的耦合关系是滚刀的切向速度在工件轴切向方向上的速度分量与工件轴附加旋转产生的工件线速度相同。

即式中工件轴的附加转动速度转分刀架切向窜刀速度分刀架安装角工件模数。

刀架底座部件的结构特点在进行滚齿机刀架部件的设计时，刀架与工件轴的干涉是必须考虑的问题，刀架部件的结构应当非常紧凑。

刀架底座的尺寸，特别是其在滚齿机的轴向进给方向的尺寸对干涉的影响是很大的，过大的刀架底座尺寸会导致工件轴悬伸量过大，降低工件轴的刚度，同时限制了刀架的安装角旋转范围，降低工件的加工范围，使滚齿机的性能受到很大的影响。

因此，采用伺服电机直连丝杠的传动方案，结构紧凑，能最大可能地压缩刀架底座部件的尺寸。

导轨选用窄形圆柱滚子导轨，既能良好地承受冲击载荷，保证足够的刚度，又能控制在滚齿机轴向进给方向的尺寸。

采用公司的锁紧单元将滚刀轴部件的切向运动置于锁紧状态，或者在连续窜刀时给予定的摩擦力，增加阻尼，减弱其振动。

动力参数设计滚齿机切削力的关系及坐标变换由于滚齿过程复杂，分析切削力时需要建立个与工件坐标轴重合的机床坐标系，和个滚刀坐标系如图所示。

可见轴与轴重合。

将机床坐标系绕轴转动，就能得到滚刀坐标系。

式中滚刀安装角工件螺旋角滚刀螺旋升角。

图切削力的分解众多切削力研究者都是在滚刀坐标系中测量各切削分力的。

我国学者陈鼎昌在滚刀坐标系中得到下列结果见图。

滚刀切向分力，由实测扭矩得出径向分力，水平分力，逆铣时，顺铣时滚刀轴向分力，要计算轴电机功率，必须求出机床坐标系中的作用于工件的切向分力，作用于工件的径向分力，作用于工件的轴向分力。

因此，必须进行坐标变换。

首先，在滚刀坐标系中确定与轴的夹角，如图所示，在逆铣时，当时则则当时，同样可算出。

由此可见，逆铣时刀齿从切入到切出的过程中，由于的幅值在交替变化，使力的方向也发生变化。

为简化计算，规定。

在顺铣时按照同样的方法可算出。

图切削力的分解下面进行坐标变换，如图所示，首先将绕轴顺时针旋转角，再绕轴旋转角，求得机床坐标系中的分力。

代入数值，得出与的关系如下表逆铣顺铣根据上表以及第节的计算，可知课题设计的零传动卧式数控滚齿机在最危险情况下的切向力，径向力。

等效负载转矩计算负载转矩的种类零传动滚齿机刀架底座部件系统具有三种性质的转矩驱动转矩负载转矩和动态转矩惯性转矩。

其中惯性转矩为负载转矩根据其特性可分为工作负载摩擦转矩和制动转矩。

零传动滚齿机刀架底座部件驱动系统负载转矩有下面几种滚刀轴承受的轴向切削力。

滚刀轴承受的径向力和滚动导轨的预压力引起的摩擦力。

滚刀轴部件的重力。

等效负载转矩的计算选取最危险的情况，即当滚齿机逆铣直齿轮，并且由下往上窜刀时的情况进行计算。

此时电机的负载力为式中滚刀轴承受的轴向力滚刀轴承受的径向力轴部件的重量导轨预压力滚动导轨摩擦系数此时加在电机轴上的负载力为式中加在电机轴上得扭矩负载沿着轴向移动活动部分所需要的力丝杠导程滚珠丝杆或轴承加载在电机轴上的磨擦扭矩在需要输入时η驱动系统效率案例计算题设计的卧式数控滚齿机滚刀轴部件重量节计算了最危险条件下的切削力各分量选取公司系列窄形圆柱滚子导轨的导轨类型，查得滑动导轨，对于摩擦系数仅为滑动导轨二十分之左右的滚动导轨来说，显然是不合适的。

图传统滚齿机防振动装置零传动滚齿机采用专用锁紧单元实现滚刀轴部件在窜刀方向的锁定。

该产品外形如图所示。

图德国公司锁紧单元向锁紧单元通以液压油，内部的金属管就会膨胀，紧紧的抱住导轨。

锁紧单元的产生的抱紧力可以查看图图锁紧单元的抱紧力采用锁紧单元为滚齿机刀架部件的设计带来了非常大的好处。

首先它的体积小，从外观看就相当于个滑块，与碟簧机构相比，可以大大减小刀架部件的横向尺寸，避免与工件轴部件的干涉。

其次，它与滚刀轴部件的连接方式与滑块完全样，不仅安装方便，而且刚性非常高，当其通过液压力抱住导轨后，就提高了整个刀架部件的刚性。

再次，根据图，若在连续窜刀的过程中通以低压油，产生较小的摩擦力，则可以增加丝杠系统的阻尼，减弱其振动。

第五章滚刀箱形状和尺寸的确定根据前面所计算出的轴，选定的轴承尺寸，以及满足功能，美观，实用等特点。

确定滚刀箱的形状尺寸为下图图所示图第六章结束语所设计的机床为系列普通型滚齿机，机床主要用于单件小批和成批圆柱齿轮的加工，滚齿机的主传动箱传动级数少，结构简单紧凑，主传动箱中的零件绝大多数采用标准件，使制造成本大大降低。

能实现的转速范围为，铣刀的最大垂直行程长度为。

在主传动箱的设计中，为了保证结构紧凑，对主传动链中的传动比做了适当的调整。

设计出的主传动箱能使机床满足强度刚度寿命工艺性与经济性等方面的要求，满足加工要求，保证加工精度，并使机床运行平稳，工作可靠，结构合理，装卸方便，便于维修与调整。

为期三个月的毕业设计即将结束，回顾整个过程，我觉得收获很大。

毕业设计是检查学生综合设计能力的个重要环节，是对学生独立设计能力的次考验。

通过理论与实践相结合，找出了我在设计中的不足之处和能力欠缺之处，加深了我对所学理论知识的理解和掌握，强化了毕业设计中的感性认识，提高了独立创新设计的能力。

通过深入实践，我体会到理论联系实际的必要性，认识到在学校学过的许多知识与解决实际生产问题还有很大的差距，而缩短差距的方法只有到实践中去。

只有到实践中去才能真正的锻炼自己。

向生产实践学习，了解与课题有关的生产线设备工艺等实际知识，使我对机械设计方面的知识有了更深层的了解。

参考文献吴宗泽机械设计课程设计手册北京高等教育出版社，晏初宏金属切削机床北京机械工业出版社，李洪实用机床设计手册北京辽宁科学技术出版社，濮良贵机械设计西安高等教育出版社，吴良机床设计图册上海上海科学技术出版社，张德全机械制造装备及其设计天津天津大学出版社，赵汝嘉机械设计手册软件版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，王健石机械加工常用刀具数据速查手册北京机械工业出版社，蔡学熙现代机械设计方法实用手册北京化学工业出版社，手册编委会机械加工工艺装备设计手册北京机械工业出版社，朱孝录机械传动装置选用手册北京机械工业出版社，胡家秀机械零件设计实用手册北京机械工业出版社，致谢本次毕业设计任务已经顺利完成，但由于本人理论知识水平有限，缺乏实际经验，设计成果中难免会留下些不足，在此恳请各位专家老师以及同学批评与指正。

在毕业设计期间，十分感谢张高峰指导老师自始至终认真负责的指导督促，引导和帮助我克服了种种困难，给了我很大的帮助，同时还得到了其他老师和同组同学们的帮助，也在此深表谢意，附录序号图名图号图幅张数滚齿机刀架装配图刀架体圆锥齿轮轴直齿圆柱齿轮直齿圆柱齿轮花键套筒主轴轴承座滚刀杆滚动导轨摩擦系数取。

代入式得设机械效率为，查阅相应技术资料，，代入式得。

等效转动惯量的计算计算方法工作台换算到电机轴上的等效转动惯量为式中直线移动部件的重量丝杠导程若丝杠转动惯量为，则电机轴转动惯量为丝杠转动惯量般可由生产商的技术手册上查得精确的数值。

若不能查得，可由下式求得式中丝杠材料密度丝杠外径丝杠内径丝杠长度。

案例计算课题设计的卧式数控滚齿机滚刀轴部件重量为选取的轴丝杠导程为，根据技术手册，查得选择的滚珠丝杠转动惯量为。

将数据代入式和式得丝杠轴转动惯量。

加速度扭矩的计算计算方法图式中加速度扭矩快速进给时的电机速度加速时间电机惯量负载惯量加速度扭矩开始减少的点伺服位置闭环增益Η机床效率。

案例计算课题设计的卧式数控滚齿机刀架底座部件设定的进给加速度为，最大转速为，机床效率为。

代入数据计算得滚柱丝杠副支承设计技术研究滚动轴承的选择滚齿机的轴进给系统是种高精度高刚度的滚珠丝杠副，因此必须重视滚珠丝杠支承的设计。

滚珠丝杠主要承受轴向载荷，其轴向精度和刚度要求较高。

进给系统要求运动灵活，对微小位移丝杠微小转角响应要灵敏，因此，轴承的摩擦力矩应该尽量小。

滚珠丝杠转速不高，且高转速时间很短，因而发热不是主要问题。

为此，应选用运转精度高轴向刚度高摩擦力矩小的滚动轴承。

目前，各制造商均生产有机床用接触角为的滚珠丝杠专用推力角接触球轴承，是零传动滚齿机刀架底座部件丝杠支承的最好选择。

支承形式设计滚珠丝杠根据不同的应用场合，般有四种典型的支承形式。

即端固定端自由，它的特点是结构简单，但是