第一篇：數(shù)控工藝設(shè)計(jì)說明書（定稿）

數(shù)控工藝設(shè)計(jì)說明書

I.概述...........................................................................................................................................2 A.任務(wù)：...............................................................................................................................2 B.要求：...............................................................................................................................2 零件加工工藝分析...................................................................................................................2 A.結(jié)構(gòu)分析...........................................................................................................................2 B.精度分析...........................................................................................................................2 C.零件裝夾與定位基準(zhǔn)分析...............................................................................................2 D.加工刀具分析...................................................................................................................2

工藝處理...........................................................................................................................3 A.數(shù)控加工前的零件預(yù)加工...............................................................................................3 B.數(shù)控車削和銑削加工.......................................................................................................3 C.零件的后續(xù)加工...............................................................................................................3

數(shù)控車銑削加工工藝文件...............................................................................................3 A.數(shù)控車銑削加工的數(shù)控編程任務(wù)書...............................................................................3 B.數(shù)控車銑削加工時的零件裝夾安裝方式.......................................................................3 C.數(shù)控車銑削加工工序...................................................................................................3 D.數(shù)控車銑削加工刀具...................................................................................................4 E.加工用量的選擇與確定...............................................................................................4 F.編程參數(shù)的計(jì)算...........................................................................................................4 G.機(jī)床刀具軌跡節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)與零件加工的軌跡運(yùn)行圖...................................................4 H.程序編制.......................................................................................................................4 數(shù)控車銑削加工的操作...........................................................................................................4 A.數(shù)控編程輔助參數(shù)的確定（刀號、刀補(bǔ)、間隙補(bǔ)償?shù)龋?..........................................4 B.數(shù)控加工的刀具安裝.......................................................................................................4 C.三爪自動定心卡盤和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺及工件在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的安裝...................5 D.工件的校正.......................................................................................................................5 E.數(shù)控加工的對刀...............................................................................................................5 F.數(shù)控加工首件試切...........................................................................................................6 II.III.IV.V.I.概述

A.任務(wù)：

a)按給定零件正確繪制零件圖一張（A3）

b)設(shè)計(jì)給定零件的機(jī)械加工工藝或數(shù)控加工工藝，填寫機(jī)械加工工藝過程卡和數(shù)控加工工序卡；繪制數(shù)控加工走刀路線圖。c)編寫設(shè)計(jì)說明書一份（3000字以上）B.要求：

a)圖紙的圖框按帶裝訂邊的格式畫，標(biāo)題欄用學(xué)生制圖推薦（140mm）b)改正原圖錯誤，補(bǔ)齊所缺尺寸，將舊標(biāo)準(zhǔn)或非第一系列的換成新標(biāo)準(zhǔn)或第一系列。特別要注意線型、尺寸及粗糙度的標(biāo)注及剖面線 c)視圖表達(dá)、零件材料等一律采用新標(biāo)準(zhǔn)

d)如果選用專用夾具，夾具只需在設(shè)計(jì)說明書中繪出裝配草圖 e)全部資料完成后裝袋上交

II.零件加工工藝分析

A.結(jié)構(gòu)分析

在數(shù)控車削和銑削加工中，零件車削和銑削加工成形輪廓的結(jié)構(gòu)形狀并不復(fù)雜，但零件的尺寸精度尤其是零件的幾何精度要求較高。

B.精度分析

參見零件圖，在數(shù)控車削和銑削加工中，重要的加工部位有，，，，，，，在數(shù)控銑削加工中，重要的加工部位有。由上述尺寸可以確定，零件的軸向尺寸應(yīng)該以零件右端面為準(zhǔn)。

C.零件裝夾與定位基準(zhǔn)分析

在數(shù)控粗車加工中，該零件有夾頭，因此采用三爪卡盤的裝夾定位方式進(jìn)行零件的裝夾定位。在數(shù)控精車加工中，因?yàn)椴]有切斷零件，因此依舊采用三爪卡盤的裝夾定位方式進(jìn)行零件的裝夾定位。在立式數(shù)控銑床上，使用機(jī)用三爪卡盤就可以對零件進(jìn)行裝夾定位。以ф50的右端面作為定位基準(zhǔn)。

D.加工刀具分析

參見刀具卡，在該零件的數(shù)控車削加工中，為保證零件加工軌跡的準(zhǔn)確性，零件外圓部位的粗精加工使用主偏角Kr=90°的外圓車刀，零件的空刀槽部位使用B=3mm切槽車刀，零件螺紋部位加工使用螺紋車刀，就可滿足加工所需。在零件的數(shù)控銑削加工中，使用ф10mm普通圓柱立銑刀進(jìn)行零件左端內(nèi)外輪廓加工，使用ф6mm普通圓柱立銑刀進(jìn)行零件左端內(nèi)外輪廓加工，就可以達(dá)到加工要求。

由零件加工的上述工藝分析，確定加工使用的設(shè)備、輔具、材料如下：

a)加工選擇在FANUC數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床和銑床上進(jìn)行。

b)配備零件毛坯一件。毛坯材料為45鋼，毛坯尺寸為ф53mmx200mm。c)配備三爪自動定心卡盤、墊鐵等相干輔具。d)配備：中心鉆（B4mm）1支

外圓粗車車刀（Kr=90°R=2mm）1把

外圓精車車刀（Kr=90°R=0.2mm）1把

切槽車刀（B=3mm）1把

螺紋車刀1把

擴(kuò)孔鉆（ф8mm）1支

圓柱立銑刀（ф10mm）1把

圓柱立銑刀（ф6mm）1把

III.工藝處理

在實(shí)際生產(chǎn)中，大部分零件的加工往往是混合工藝的形式來進(jìn)行編制的

A.數(shù)控加工前的零件預(yù)加工

目的是為數(shù)控車銑削提供可靠的裝夾工藝基準(zhǔn)。內(nèi)容為調(diào)質(zhì)處理 B.數(shù)控車削和銑削加工

其工藝內(nèi)容見下述數(shù)控工藝文件 C.零件的后續(xù)加工 此處略過

IV.數(shù)控車銑削加工工藝文件

A.數(shù)控車銑削加工的數(shù)控編程任務(wù)書

此處略過。

B.數(shù)控車銑削加工時的零件裝夾安裝方式

為了保證加工精度，零件分為粗車加工和精車加工。粗車加工時采用三爪自定心卡盤一次裝夾零件，精車加工時同樣采用三爪自定心卡盤。銑削粗精加工都采用機(jī)用三爪自定心卡盤。其安裝方式和工件坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)定卡此處略過。C.數(shù)控車銑削加工工序

粗車：使用Kr=90°R=2mm的外圓粗車車刀，粗車加工零件的外形，使用B=3mm的切槽車刀粗切零件的外形。加工后所留余量見數(shù)控加工工序卡。精車：使用Kr=90°R=0.2mm的外圓精車車刀，精車加工零件的外形來達(dá)到要 求，使用B=3mm的切槽車刀精切零件的外形。使用螺紋車刀攻螺紋以達(dá)到要求；零件調(diào)頭重新安裝裝夾定位后，精車加工零件左端以及鉆、擴(kuò)孔達(dá)到要求。

粗銑：使用ф10mm圓柱立銑刀粗銑內(nèi)外輪廓型腔軌跡曲線加工后所留余量見數(shù)控加工工序卡。

精銑：使用ф6mm圓柱立銑刀粗銑內(nèi)外輪廓型腔軌跡曲線 D.數(shù)控車銑削加工刀具

T01：Kr=90°R=2的外圓粗車車刀（可轉(zhuǎn)位刀片）T02：Kr=90°R=0.2的外圓精車車刀（可轉(zhuǎn)位刀片）T03：刀刃寬B=3mm的切槽車刀（可轉(zhuǎn)位刀片）T04：螺紋車刀（可轉(zhuǎn)位刀片）T05：中心鉆B4 T06：ф10圓柱立銑刀 T07：ф6圓柱立銑刀 T08：擴(kuò)孔鉆ф8 參見數(shù)控刀具卡 E.加工用量的選擇與確定

數(shù)控粗車加工中，每次切削進(jìn)給選擇背吃刀量都不同，有些是分?jǐn)?shù)次切削進(jìn)行粗車加工。加工后的零件各部位均留精車余量0.9—1mm（兩邊）；控粗銑加工中，加工后的零件各部位均留精車余量1mm，數(shù)控粗、精車加工主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度選擇參見工序卡。F.編程參數(shù)的計(jì)算

此處略過

G.機(jī)床刀具軌跡節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)與零件加工的軌跡運(yùn)行圖

參見刀具軌跡運(yùn)行圖 H.程序編制

此處略過

V.數(shù)控車銑削加工的操作

A.數(shù)控編程輔助參數(shù)的確定（刀號、刀補(bǔ)、間隙補(bǔ)償?shù)龋┐颂幝赃^

B.數(shù)控加工的刀具安裝

車削：車削外圓、臺階圓、端面時各種類型車刀的安裝與要求相同。車刀安裝得是否正確將直接影響切削能否順利進(jìn)行和工件的加工質(zhì)量，因此車刀安裝后必須做到：

a)刀尖嚴(yán)格對準(zhǔn)工件中心，以保證車刀前角和后角不變，否則車削工件端面時，工件 中心將會留下凸頭并損壞刀具。

b)車刀刀桿應(yīng)該與進(jìn)給方向垂直，以保證主偏角和副偏角不變。c)為避免加工中產(chǎn)生振動，要求車刀刀桿伸出長度應(yīng)該盡量短，一般不超過刀桿厚度的1—1.5倍。

d)最少要用刀臺上的兩個螺釘壓緊車刀，并且要求輪流擰緊螺釘。

車刀對準(zhǔn)工件中心的方法：使用墊片來達(dá)到車刀刀尖對準(zhǔn)工件中心。墊片一般使用150—200mm的鋼片。墊片要墊實(shí)，墊片數(shù)量應(yīng)該盡量減少。正確的墊法是：使墊片在刀頭一端與四方刀架垂直于刀桿的邊對齊。

當(dāng)車刀壓緊后，試車車削端面，觀察車刀刀尖是否對準(zhǔn)中心，否則應(yīng)該重新調(diào)整墊片并進(jìn)行試切，直到車刀刀尖對準(zhǔn)工件中心

銑削：采用快換銑夾頭和彈性套安裝ф10mm和ф6mm圓柱立銑刀，安裝步驟如下：

1)將銑夾頭體裝入主軸錐孔的鍵對準(zhǔn)銑夾頭上的槽，用拉緊螺桿緊固； 2)選用與銑刀柄部直徑相同的彈性套，裝入夾頭體內(nèi)。彈性套有三條均勻分布的彈性槽，以利于刀柄的定位夾緊，彈性套具有自動定心作用； 3)將銑刀裝入彈性套內(nèi)，伸出相應(yīng)刀具長度。

C.三爪自動定心卡盤和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺及工件在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的安裝

三爪卡盤：工件的裝夾就是工件在車床上或夾具中定位和夾緊的過程。

工件裝夾時應(yīng)注意：安裝工件前，必須把三爪自動定心卡盤卡爪和被夾

持工件的部位擦拭干凈。

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺：將數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺安裝在工作臺中間的T型槽內(nèi)。回轉(zhuǎn)工作臺位

置居于銑床工作臺中部

用M16的T型螺栓將數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺壓緊在銑床工作臺面上 工件在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺：在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上裝夾工件時，必須使工件的圓柱臺階

軸線與數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的主軸軸線同軸。并使用定心心軸進(jìn)行工件的裝夾定位。

在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上裝夾工件時，可使用三爪卡盤進(jìn)行工

件的裝夾定位，再將三爪卡盤與工件用壓板螺栓固定在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上。注意：必須使三爪卡盤軸線與其主軸軸線同軸

D.工件的校正

車削：由于三爪自動定心卡盤能夠進(jìn)行自動定心，所以當(dāng)工件軸向長度不大并且加工精度要求不高時，可以不進(jìn)行校正。但是此工件的精度要求較高，遠(yuǎn)離三爪自動定心卡盤的工件端有可能與車床的軸心不重合，所以必須進(jìn)行工件的校正。用百分表校正工件的外圓和端面。

銑削：找正三爪卡盤中心軸線與數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主軸軸線同軸。找正時將百分表固定在主軸刀桿上，使百分表測頭接觸三爪卡盤基準(zhǔn)內(nèi)孔壁，轉(zhuǎn)動數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，使得百分表示值相同。

E.數(shù)控加工的對刀

車削：

a)數(shù)控車床是三爪卡盤裝夾零件，毛坯尺寸ф53mmx200mm b)在數(shù)控車削加工中，是以車刀刀尖圓弧中心進(jìn)行加工的。因此在對刀時，對刀尺寸 5 應(yīng)該減去刀尖圓弧半徑R2和R0.2 c)X向?qū)Φ?。首先啟動車床主軸，以刀尖上頂點(diǎn)在X方向上接觸工件毛坯，停車測量零件直徑。設(shè)定測量零件直徑為ф53mm，此時車刀刀尖A點(diǎn)在X軸方向上為零件直徑的一半26.5mm,再繼續(xù)沿X軸正方向移動車刀100mm-26.5mm-2mm=71.5mm,即完成X方向的對刀。完成后記下此時的位置刻度

d)Z向?qū)Φ?。啟動車床主軸，以刀尖左側(cè)頂點(diǎn)在Z方向上接觸工件毛坯，停車測量零件加工端面距坐標(biāo)系原點(diǎn)距離。設(shè)定測量距離為90mm+3mm=93mm，（3mm為零件軸向長度余量）。此時先沿Z軸正方向移動車刀160mm-90mm-2mm=68mm,即完成Z方向的對刀。完成后記下此時的位置刻度。

銑削：

1)數(shù)控銑床是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺裝夾零件，零件尺寸為ф50x84.7mm 2)在數(shù)控銑削加工中，是以銑刀中心進(jìn)行編程計(jì)算的，因此在對刀時，對刀尺寸應(yīng)該加上對刀時使用的銑刀半徑R5和R3。對刀時可首先在刀柄上裝夾ф10mm的標(biāo)準(zhǔn)圓柱棒替代銑刀進(jìn)行對刀操作，待X向?qū)Φ杜cY向?qū)Φ锻瓿珊?，再更換ф10mm的圓柱立銑刀進(jìn)行Z向的對刀操作

3)X向?qū)Φ叮菏紫葐鱼姶仓鬏S，銑刀左邊刃沿-X方向上接觸零件側(cè)面上部少許，此時銑刀中心在X軸方向上距零件端面距離為L=25mm+5mm+2mm(2mm為X向長度單邊余量)=32mm，即完成X方向的對刀。完成后記下此時的位置刻度

4)Y向?qū)Φ叮菏紫葐鱼姶仓鬏S，銑刀下邊刃沿-Y方向上接觸零件側(cè)面，此時銑刀中心在Y軸方向上距零件中心距離為L=25mm+5mm+2mm(2mm為X向長度單邊余量)=32mm，即完成Y方向的對刀。完成后記下此時的位置刻度

5)Z向?qū)Φ叮簡鱼姶仓鬏S，銑刀底刃沿-Z方向上接觸零件上端面，再沿Z軸正方向移動銑刀L=100mm-10mm=90mm,即完成Z方向的對刀，完成后記下此時的位置刻度 6)當(dāng)使用ф6mm圓柱立銑刀時，換刀后在Z軸正方向移動ф6mm與ф10mm圓柱立銑刀的高度差，即完成了其對刀操作

7)完成上述操作，即保證車刀刀尖圓弧中心和銑刀中心置于工件加工起點(diǎn)。需要指出的是，由于誤差的存在，還不能保證此時的工件加工起點(diǎn)就是最終的工件加工起點(diǎn)，必須經(jīng)過首件試切或粗加工后的測量尺寸，經(jīng)過X方向和Z方向尺寸的相應(yīng)調(diào)整，才能最終確定工件加工起點(diǎn)。

F.數(shù)控加工首件試切

制定完數(shù)控加工工藝并編制完程序和數(shù)控加工的對刀后要進(jìn)行首件試加工。由于現(xiàn)場機(jī)床自身存在的誤差大小和規(guī)律各不相同，使用同一程序，實(shí)際加工尺寸可能發(fā)生較大的偏差。此時可根據(jù)實(shí)測零件尺寸結(jié)果和現(xiàn)場問題處理方案，對所制定的工藝以及所編制的程序進(jìn)行修正和調(diào)整，直至滿足零件技術(shù)要求為止。

第二篇：數(shù)控加工工藝作業(yè)

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數(shù)控加工工藝作業(yè)

數(shù)控加工工藝作業(yè)（3）第4章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)

一、單項(xiàng)選擇題：

1.D2.A3.C 4.B 5.D 6.B 7.D8.C9.D10.D

二、判斷題

1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.√ 9.×10.√

三、簡答題

1、什么叫工序和工步？劃分工序的原則是什么？

答：①.機(jī)械加工工藝過程中，一個或一組工人在一個工作地點(diǎn)，對一個或一組工件連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。劃分工序的依據(jù)是工作地是否發(fā)生變化和工作是否連續(xù)。

在不改變加工表面、切削刀具和切削用量的條件下所完成的那部分工位的內(nèi)容稱為工步。劃分工步的依據(jù)是加工表面和工具是否變化。工序劃分的原則

①工序集中原則：每道工序包括盡可能多的加工內(nèi)容，不適合于大批量生產(chǎn)。

②工序分散原則：將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行，每道工序的加工內(nèi)容很少。適合于大批量生產(chǎn)。

2、數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按什么原則劃分工序？如何劃分？ 答：在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，一般按工序集中原則劃分工序，劃分

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方法：

①按所用刀具劃分：以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。

②按安裝次數(shù)劃分：以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序。

③按粗、精加工劃分：粗加工為一道工序，精加工為一道工序。

④按加工部位劃分：以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。

3、劃分加工階段目的在于是什么？ 1）、保證加工質(zhì)量 2）、合理使用設(shè)備 3）、便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 4）、便于安排熱處理工序

4、什么是對刀點(diǎn)？對刀點(diǎn)位置確定的原則有哪些？

答：對刀點(diǎn)是數(shù)控加工時刀具相對零件運(yùn)動的起點(diǎn)，又稱“起刀點(diǎn)”，也就是程序運(yùn)行的起點(diǎn)。

對刀點(diǎn)確定的原則：主要是考慮對刀點(diǎn)在機(jī)床上對刀方便，便于觀察和檢測，編程時便于數(shù)學(xué)處理和有利于簡化編程。對刀點(diǎn)可選在零件或夾具上。為提高零件的加工精度，減少對刀誤差，對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。

5、切削加工順序安排的原則是什么？ 答：

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1）、基面先行原則 2）、先粗后精原則 3）、先主后次原則 4）、先面后孔原則

6、確定加工余量應(yīng)注意哪些問題？ 答：確定加工余量應(yīng)注意的問題： 1）采用最小加工余量原則。

2）余量要充分，防止因余量不足而造成廢品。3）余量中應(yīng)包含熱處理引起的變形。4）大零件大余量。

5）總加工余量（毛坯余量）和工序余量要分別確定。

7、何謂加工精度？包括哪三個方面？

答：加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度，包括三個方面： ①尺寸精度； ②幾何形狀精度； ③相互位置精度。

8、何謂表面質(zhì)量？包括哪些方面？

答：表面質(zhì)量是指零件加工后的表層狀態(tài)，它是衡量機(jī)械加工質(zhì)量的一個重要方面。表面質(zhì)量包括以下幾個方面： 1）表面粗糙度。指零件表面幾何形狀誤差。2）表面波紋度。指零件表面周期性的幾何形狀誤差。

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3）冷作硬化。表層金屬因加工中塑性變形而引起的硬度提高現(xiàn)象。4）殘余應(yīng)力。表層金屬因加工中塑性變形和金相組織的可能變化而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

5）表層金相組織變化。表層金屬因切削熱而引起的金相組織變化。

9、從工藝因素考慮，產(chǎn)生加工誤差的原因有哪些？ 答：產(chǎn)生加工誤差的原因可分為以下幾種： 1）加工原理誤差。2）工藝系統(tǒng)的幾何誤差。3）工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差。4）工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差。5）工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差。5）測量誤差

10、影響表面粗糙度的工藝因素有哪些？

答：影響表面粗糙度的因素主要有工件材料、切削用量、刀具幾何參數(shù)及切削液等。

四、計(jì)算題

1、圖1所示為軸類零件圖，其內(nèi)孔和外圓和各端面均已加工好，試分別計(jì)算圖示三種定位方案加工時的工序尺寸及其偏差。

圖1

答：方案一：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，則A1工序尺寸及其偏差為

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12±0.1 方案二：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，要確定A2，則設(shè)計(jì)尺寸12±0.1是間接得到的，即為封閉環(huán)。A2基本尺寸：LA2＝8＋12＝20 0.1＝ESA2－（－0.05）得ESA2＝＋0.05mm －0.1＝EIA2－0得

EIA2＝－0.1mm

故20 mm

方案三：同上，設(shè)計(jì)尺寸12±0.1是間接得到的，即為封閉環(huán)。

A3基本尺寸：LA3＝40－8－12＝20mm ＋0.1＝0－EIA3－（－0.05）得EIA3＝－0.05mm －0.1＝－0.1－ESA3－0得

ESA3＝0mm 故A3的基本尺寸及偏差：20 mm

2、圖2所示零件，。因A3不便測量，試重新標(biāo)出測量尺寸A4及其公差。

圖2 答：根據(jù)題意可知，A3是封閉環(huán)，A2和A4是增環(huán)，A1是減環(huán)，則列出尺寸鏈圖。

A4的基本尺寸

LA3＝LA4＋LA2－LA1得LA4＝LA3＋LA1－LA2

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＝20＋70－60 ＝30mm ESA3＝ESA2＋ESA4－EIA1得ESA4＝ESA3－ESA2＋EIA1

＝0.19－0＋（－0.07）

＝＋0.12mm EIA3＝EIA2＋EIA4－ESA1得EIA4＝EIA3－EIA2＋ESA1

＝0－（－0.04）＋（－0.02）

＝＋0.02mm 故A4的公差為TA4＝ESA4－EIA4＝0.12－0.02

＝0.10mm

3、圖3所示零件，鏜孔前A、B、C面已經(jīng)加工好。鏜孔時，為便于裝夾，選擇A面為定位基準(zhǔn)，并按工序尺寸L4進(jìn)行加工。已知。試計(jì)算L4的尺寸及其偏差。

答：下圖為尺寸鏈圖。

經(jīng)分析，列尺寸鏈如上圖，由于設(shè)計(jì)尺寸L3是本工序加工中間接得到的，即為封閉環(huán)。用箭頭表示L2、L4為增環(huán)，L1為減環(huán)。則尺寸L4的計(jì)算如下：

基本尺寸：L3＝L2＋L4－L1 得L4＝L3＋L1－L2＝100＋280－80＝

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演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會 策劃方案

300mm 上偏差ESL3＝ESL4＋ESL2－EIL1 得ESL4＝ESL3－ESL2＋EIL1

＝0.15－0＋0＝＋0.15mm 下偏差ESI3＝EIL4＋EIL2－ESL1 得EIL4＝EIL3－EIL2＋ESL1

＝－0.15－（－0.06）＋0.1 ＝＋0.01mm 則工序尺寸L4＝300 mm 4.如圖4所示套筒，以端面A加工缺口時，計(jì)算尺寸A3及其公差。

圖4 答：因封閉環(huán)A0為12+0.15，在極值法中，封閉環(huán)的公差等于各組成環(huán)的公差之和，而組成環(huán)A1、A2的公差之和為0.20，已經(jīng)大于A0的公差0.15，所以本題求解A3及其公差應(yīng)為無解。

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第三篇：數(shù)控加工工藝教學(xué)計(jì)劃

1 §1-1 2 1 §1-3 3 1 §1-4 4 2 項(xiàng)目一 5 2 項(xiàng)目一 6 2 項(xiàng)目一 7 3 項(xiàng)目二 8 3 項(xiàng)目二

緒論、數(shù)控加工基礎(chǔ)

數(shù)控機(jī)床的主要參數(shù)指標(biāo)、刀具角度

切削用量、加工冷卻方法 典型數(shù)控車削零件一加工工藝分析

典型數(shù)控車削零件一加工工藝卡片編寫

典型數(shù)控車削零件一加工工藝卡片互評

典型數(shù)控車削零件二加工工藝分析

典型數(shù)控車削零件二加工工藝卡片編寫 2 2 2 2 2 2 2 2

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h習(xí)題4、5 0.5 h ` 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 3 4 4 4 5 5 5 6

項(xiàng)目二 典型數(shù)控車削零件二加工工藝卡片互評

項(xiàng)目三 典型數(shù)控車削零件三加工工藝分析

項(xiàng)目三 典型數(shù)控車削零件三加工工藝卡片編寫

項(xiàng)目三 典型數(shù)控車削零件三加工工藝卡片互評

項(xiàng)目四 典型數(shù)控銑削零件一加工工藝分析

項(xiàng)目四 典型數(shù)控銑削零件一加工工藝卡片編寫

項(xiàng)目四 典型數(shù)控銑削零件一加工工藝卡片互評

項(xiàng)目五 典型數(shù)控銑削零件二加工工藝分析

2 2 2 2 2 2 2 2

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 4、5 0.5 h ` 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h

習(xí)題10 11 12 13 14 15 16 6 18 6 19 7 20 7 21 7 22 8 23 8 24 8 項(xiàng)目五

項(xiàng)目五 項(xiàng)目六 項(xiàng)目六 項(xiàng)目六 電火花加工 電火花加工 CAPP技術(shù)

典型數(shù)控銑削零件二加工工藝卡片編寫

典型數(shù)控銑削零件二加工工藝卡片互評

典型數(shù)控銑削零件三加工工藝分析

典型數(shù)控銑削零件三加工工藝卡片編寫

典型數(shù)控銑削零件三加工工藝卡片互評

電火花加工基礎(chǔ)知識

電火花加工原理

CAPP技術(shù)與先進(jìn)制造生產(chǎn)模式簡介 2 2 2 2 2 2 2 2

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 1、6共1 h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 1、6共1 h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h 預(yù)習(xí)下一堂課0.5h

習(xí)題習(xí)題9 26 9 27 9 28 10

項(xiàng)目七

項(xiàng)目七 項(xiàng)目七 復(fù)習(xí)總結(jié)

典型電火花零件一加工工藝分析

典型電火花零件一加工工藝卡片編寫

典型電火花零件一加工工藝卡片互評 復(fù)習(xí)總結(jié)

機(jī)動 共計(jì) 2

機(jī)動4

預(yù)習(xí)下一堂課0.5h

習(xí)題1、6共1 h

第四篇：數(shù)控加工工藝教學(xué)大綱

數(shù)控技術(shù)專業(yè)（專科）

《數(shù)控加工工藝》教學(xué)大綱

（審定稿）2007年08月24日

第一部分 大 綱 說 明

一、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)

數(shù)控加工工藝是中央廣播電視大學(xué)數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的專業(yè)必修課，其基礎(chǔ)性內(nèi)容以傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝為基礎(chǔ)，密切結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)，是連接設(shè)計(jì)與制造的橋梁。其主要目的和任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生三種基本能力，即合理選擇刀具、夾具和量具的基本能力；合理選擇切削參數(shù)的基本能力；合理制定數(shù)控加工工藝規(guī)程的基本能力。

通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生達(dá)到既具有工程基礎(chǔ)又有較高的工程文化素質(zhì)，既有豐富的工藝基礎(chǔ)知識、基本理論，又有較強(qiáng)的分析思維能力，能夠合理地制定中等復(fù)雜機(jī)械零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程。

二、與相關(guān)課程的銜接、配合、分工

本課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修課。本課程的先修課為機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、金工實(shí)習(xí)等。

三、課程基本要求

l、理論知識要求

（1）掌握金屬切削加工的基本理論、方法和應(yīng)用；了解數(shù)控加工原理方面的基本知識，掌握選擇切削參數(shù)、安排加工順序和刀具選擇的基本原則和方法。

（2）掌握六點(diǎn)定位的原理和定位誤差的分析計(jì)算方法，會查閱切削用量手冊和有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，養(yǎng)成嚴(yán)格遵守和執(zhí)行有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)定的良好習(xí)慣。

（3）掌握粗、精加工定位基準(zhǔn)的選擇原則和切削加工順序安排的基本原則。

2、技能要求

（1）能夠較正確地根據(jù)零件圖選擇刀具、夾具和量具。

（2）能夠根據(jù)零件加工精度要求選擇切削參數(shù)。

(3）能夠制定不太復(fù)雜零件的數(shù)控加工刀具卡片和工序卡片。

四、課程教學(xué)要求的層次

本課程教學(xué)按以下3個層次進(jìn)行要求：

1.了解：要求對有關(guān)教學(xué)內(nèi)容有一般的認(rèn)知。

2.理解：要求領(lǐng)會有關(guān)教學(xué)內(nèi)容的基本概念、基本理論、基本原則。

3.掌握：要求能夠應(yīng)用所學(xué)知識和方法解決工程中的實(shí)際問題。

第二部分 媒體使用與教學(xué)過程建議

一、課程教學(xué)總時數(shù)、學(xué)分?jǐn)?shù)

本課程為4學(xué)分，課內(nèi)學(xué)時為72學(xué)時。開設(shè)一學(xué)期。

二、教學(xué)媒體及其相互關(guān)系

本課程的教學(xué)媒體由文字教材、錄像課（IP課）和CAI課件組成。

1、文字教材

文字教材是主要的教學(xué)媒體，在全方位的體現(xiàn)基本教學(xué)內(nèi)容的同時，要便于學(xué)習(xí)開展自學(xué)。為此，文字教材各章增加“學(xué)習(xí)目標(biāo)”、“內(nèi)容提要”、“小結(jié)”等導(dǎo)學(xué)內(nèi)容。

2、錄像課（IP課）

根據(jù)教學(xué)的總體要求以及各章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，講授重點(diǎn)、難點(diǎn)。對于綜合性的典型習(xí)題給予詳細(xì)的解析。講解過程中要注意知識的銜接并突出技能訓(xùn)練的重要地位。

3、結(jié)合本課程的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段形象、直觀、生動地表述教學(xué)內(nèi)容，包括重點(diǎn)知識內(nèi)容多角度分析與細(xì)化的講解、實(shí)驗(yàn)與操作的模擬演示以及自我檢測等。其目的是配合文字教材的閱讀，為學(xué)生開展個體化，交互式學(xué)習(xí)提供幫助。

三、考核說明

考試是對教與學(xué)的重要驗(yàn)收方式之一。學(xué)生必須完成必做作用和實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)后，才能參加考試?？荚嚪辖虒W(xué)大綱要求、形式多樣、突出重點(diǎn)、難易適中。期末考試由中央電大統(tǒng)一命題，并執(zhí)行統(tǒng)一的評分標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)考核由各省級電大根據(jù)中央電大制定的考核要求安排。具體考核要求見網(wǎng)上公布的考核說明。

四、學(xué)時分配 序號

理論教學(xué)

課程內(nèi)容

課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)

課時教學(xué)方式

教學(xué)方式手段 課時數(shù) 數(shù) 手段 8 6 6 10 8 8 6 6 2

多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 多媒體 2 2 2 2 2

習(xí)題課

習(xí)題課習(xí)題課 實(shí)例分析 實(shí)例分析 實(shí)例分析 實(shí)例分析

課時

小計(jì) 10 6 8 12 10 10 8 6 2 72

備注 數(shù)控加工的切削基礎(chǔ) 2 數(shù)控機(jī)床刀具的選擇 3 數(shù)控加工中工件的定位與裝夾

數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) 5 數(shù)控車削加工工藝 6 數(shù)控銑削加工工藝 7 加工中心的加工工藝 8 數(shù)控線切割加工工藝 9 機(jī)動 總計(jì)

第三部分 教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求

一、數(shù)控加工的切削基礎(chǔ)（10學(xué)時）

（一）目的與要求

通過學(xué)習(xí)金屬切削過程的基本理論與規(guī)律，使學(xué)生能夠正確標(biāo)注刀具幾何角度及選擇刀具幾何參數(shù)。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是金屬切削過程的基本理論、規(guī)律及應(yīng)用；難點(diǎn)是刀具幾何角度的定義及標(biāo)注方法，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象能力。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控加工工藝系統(tǒng)概述

2．刀具幾何角度及切削要素

3．金屬切削過程的基本理論及規(guī)律

4．金屬切削過程基本規(guī)律的應(yīng)用

切屑的種類及其控制、金屬材料的切削加工性、切削用量與切削液的合理選擇。

5．刀具幾何參數(shù)的合理選擇

（四）教學(xué)要求

1．了解數(shù)控加工過程及數(shù)控加工工藝系統(tǒng)主要內(nèi)容

2．了解切削運(yùn)動的種類及其特點(diǎn)

3．掌握切削用量三要素的內(nèi)容及其計(jì)算方法

4．掌握正交平面參考系中刀具角度的標(biāo)注方法

5．理解刀具工作角度的影響因素及變化規(guī)律

6．了解切削層參數(shù)的度量方法

7．了解切削過程三個變形區(qū)的變形特點(diǎn)

8．理解積屑瘤的形成條件及其抑制措施

9．理解影響切削變形的因素及變化規(guī)律

10．了解切削力的來源與計(jì)算方法，理解影響切削力的因素及影響規(guī)律

11．了解切削熱的來源，理解影響切削溫度的因素及影響規(guī)律

12．了解刀具磨損的形式，理解影響刀具耐用度的因素及影響規(guī)律

13．理解切屑的種類、特點(diǎn)及產(chǎn)生條件

14．理解影響斷屑的因素及規(guī)律

15．掌握粗、精加工時切削用量的選擇原則和方法

16．了解切削液的種類及適用場合

二、數(shù)控機(jī)床刀具的選擇（6學(xué)時）

（一）目的與要求

通過學(xué)習(xí)刀具材料的種類、基本性能、可轉(zhuǎn)位刀片、代碼標(biāo)記方法，能夠合理選擇數(shù)控刀具。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是刀具材料的種類及其選用，難點(diǎn)是數(shù)控工具系統(tǒng)。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．刀具材料及其選用

2．?dāng)?shù)控機(jī)床刀具的種類及其特點(diǎn)

3．可轉(zhuǎn)位刀片及其代碼

4．?dāng)?shù)控刀具的選擇

（四）教學(xué)要求

1．掌握常用刀具材料的種類、特點(diǎn)及適用場合 2．了解可轉(zhuǎn)位刀片的代碼標(biāo)記方法

3．了解鏜、銑類數(shù)控工具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型與特點(diǎn)

4．掌握數(shù)控刀具選擇的方法

三、數(shù)控加工中工件的定位與裝夾（8學(xué)時）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用六點(diǎn)定位原理和定位基準(zhǔn)選擇原則，為零件加工時裝夾方案選擇奠定基礎(chǔ)；通過學(xué)習(xí)定位誤差的種類、計(jì)算方法，學(xué)會計(jì)算典型定位方式定位誤差的方法。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是六點(diǎn)定位原理及應(yīng)用、定位基準(zhǔn)的選擇原則；難點(diǎn)是定位誤差的計(jì)算，特別是工序基準(zhǔn)在定位面上時的誤差計(jì)算。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．機(jī)床夾具概述

2．工件的定位

3．定位基準(zhǔn)的選擇原則

4．常見定位方式與定位元件

5．定位誤差

6．工件的夾緊

7．?dāng)?shù)控機(jī)床典型夾具介紹

（四）教學(xué)要求

1．了解機(jī)床夾具的功能、種類及特點(diǎn)

2．掌握六點(diǎn)定位的基本原理，會使用六點(diǎn)定位原理分析零件加工應(yīng)限制的自由度數(shù)

3．掌握粗、精基準(zhǔn)的選擇原則

4．掌握常見定位方式、定位元件及所限制的自由度數(shù)

5．了解定位誤差的計(jì)算方法

6．理解夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求和夾緊力方向、作用點(diǎn)的選擇原則

四、數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)（12學(xué)時）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)控加工工藝分析、工藝路線設(shè)計(jì)和工序設(shè)計(jì)的基本原則與方法，為后續(xù)各章內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是定位與夾緊方案的確定、加工方法選擇、刀具與切削參數(shù)選擇、工序劃分；難點(diǎn)是加工余量、工序尺寸及其偏差的確定。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．基本概念

2．?dāng)?shù)控加工工藝分析

3．?dāng)?shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)

4．?dāng)?shù)控加工工序設(shè)計(jì)

5．對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的選擇

6．機(jī)械加工精度及表面質(zhì)量

（四）教學(xué)要求

1．理解工序劃分的原則及其特點(diǎn)

2．掌握數(shù)控加工工序劃分的一般方法

3．了解常用加工方法的種類及其所能達(dá)到的加工精度、表面粗糙度

4．掌握典型工序設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及方法

五、數(shù)控車削加工工藝（10學(xué)時）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)控車削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)方法，制訂數(shù)控車削加工工序卡片。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是數(shù)控車削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)；難點(diǎn)是車削加工中的裝刀與對刀技術(shù)。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控車削加工的主要對象、工藝特點(diǎn)

2．?dāng)?shù)控車削加工零件的工藝性分析

3．?dāng)?shù)控車削加工工藝路線擬定

4．?dāng)?shù)控車削加工工序設(shè)計(jì)

5．?dāng)?shù)控車削加工中的裝刀與對刀技術(shù)

6．典型零件的車削加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．了解數(shù)控車削加工的主要對象、數(shù)控車削加工工藝的特點(diǎn)及主要內(nèi)容

2．掌握數(shù)控車削加工零件工藝性分析的主要內(nèi)容與方法

3．掌握數(shù)控車削加工工藝路線擬定的內(nèi)容及方法

4．掌握中等復(fù)雜零件的數(shù)控車削加工工序設(shè)計(jì)方法

六、數(shù)控銑削加工工藝（10學(xué)時）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用數(shù)控銑削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)方法，制訂數(shù)控銑削加工工序卡片。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是數(shù)控銑削加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)；難點(diǎn)是銑削加工中的裝刀與對刀技術(shù)。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控銑削加工的主要對象、工藝特點(diǎn)

2．?dāng)?shù)控銑削加工零件的工藝性分析

3．?dāng)?shù)控銑削加工工藝路線擬定

4．?dāng)?shù)控銑削加工工序設(shè)計(jì)

5．?dāng)?shù)控銑削加工中的裝刀與對刀技術(shù)

6．典型零件的銑削加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．了解數(shù)控銑削加工的主要對象、數(shù)控銑削加工工藝的特點(diǎn)及主要內(nèi)容

2．掌握數(shù)控銑削加工零件工藝性分析的主要內(nèi)容與方法

3．掌握數(shù)控銑削加工工藝路線擬定的內(nèi)容及方法

4．掌握中等復(fù)雜零件的數(shù)控銑削加工工序設(shè)計(jì)

七、加工中心加工工藝(8學(xué)時）

（一）目的與要求

使學(xué)生能夠運(yùn)用加工中心加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)方法，制訂加工中心加工工序卡片。

（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)是加工中心加工工藝路線和工序的設(shè)計(jì)；難點(diǎn)是刀具預(yù)調(diào)與換刀點(diǎn)選擇。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．加工中心的主要加工對象、工藝特點(diǎn)

2．加工中心加工零件的工藝性分析

3．加工中心加工工藝路線擬定

4．加工中心加工工序設(shè)計(jì)

5．刀具預(yù)調(diào)與換刀點(diǎn)

6．典型零件的加工中心加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．了解加工中心的主要加工對象、加工中心加工工藝的特點(diǎn)

2．掌握加工中心加工零件工藝性分析的主要內(nèi)容與方法

3．掌握加工中心加工工藝路線擬定的內(nèi)容及方法

4．掌握中等復(fù)雜零件的加工中心加工工序設(shè)計(jì)

八、數(shù)控線切割加工工藝(6學(xué)時）

（一）目的與要求

通過學(xué)習(xí)數(shù)控線切割加工的原理，能夠制訂數(shù)控線切割加工工藝。

（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)是數(shù)控線切割加工的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用及主要工藝指標(biāo)；難點(diǎn)是數(shù)控線切割加工的工藝分析。

（三）教學(xué)內(nèi)容

1．?dāng)?shù)控線切割加工的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用

2．?dāng)?shù)控線切割加工的主要工藝指標(biāo)

3．?dāng)?shù)控線切割加工工藝分析

4．典型零件的加工工藝分析

（四）教學(xué)要求

1．理解數(shù)控線切割加工的原理、特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域

2．掌握數(shù)控線切割加工的主要工藝指標(biāo)及影響因素

3．了解數(shù)控線切割加工工藝分析的內(nèi)容及方法

第五篇：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺說明書

摘 要

數(shù)控車床今后將向中高擋發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來對數(shù)控刀架需求量將大大增加。但是數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺更有發(fā)展前途,它是一種可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給和分度運(yùn)動的工作臺，它常被使用于臥式的鏜床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工藝，它主要由原動力、齒輪傳動、蝸桿傳動、工作臺等部分組成，并可進(jìn)行間隙消除和蝸輪加緊，是一種很實(shí)用的加工工具。本課題主要介紹了它的原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并對以上部分運(yùn)用AUTOCAD做圖,最后是對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺提出的一點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺；齒輪傳動；蝸桿傳動；間隙消除；蝸輪加緊

I

Abstract Numerical control there is in the future lathe to in will develop, the middle-grade to adopt popular numerical control knife rest form a complete set, adopt the motive force type knife rest top-grandly, have such varieties as knife rest of hydraulic pressure, servo knife rest, vertical knife rest, etc.concurrently, it is estimated that it will increase to numerical control knife rest demand greatly in recent years.The development trend of the Numerical control rotary table is: With the development of numerical control lathe, numerical control knife rest begin to change one hundred sheets , electric liquid is it urge and urge direction develop while being servo to make up fast.Some originally design and is it continue electricity to use to four worker location vertical electronic machinery of knife rest mainly-exposed to control system control some designs.And use AUTOCAD to pursue to the above part, have a more ocular knowledge of electronic knife rest.The last proposition has put forward the suggestion and measure to Numerical control rotary table.Keywords:Numerical control rotary table;Gear drive;Worm drive;Gap eliminati-on;The worm gear steps up.II

目 錄

摘 要.....................................................................................................................I Abstract..................................................................................................................II 緒 論....................................................................................................................1 第1章 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢................................................................................4 1.1 性能發(fā)展方向.......................................................................................4 1.2 功能發(fā)展方向.......................................................................................5 1.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展...................................................................................6 1.4 智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)...........................................................7 1.5 本章小結(jié)...............................................................................................7 第2章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的原理與及其組成..........................8 2.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺工作的原理...............................................................8 2.2 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要的組成部分.......................................................9 2.3本章小結(jié).............................................................................................11 第3章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................................12 3.1 主要技術(shù)參數(shù)及其基本要求.............................................................12 3.1.1 技術(shù)參數(shù)..................................................................................12 3.1.2 基本要求..................................................................................12 3.2 傳動方案的確定.................................................................................12 3.2.1 傳動方案傳動時應(yīng)滿足的要求..............................................12 3.2.2 傳動方案及其分析..................................................................13 3.3 步進(jìn)電機(jī)的原理.................................................................................14 3.4 電液脈沖馬達(dá)的選擇及運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算.........................................15 3.4.1 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速..........................................................................16 第4章 主要零部件的設(shè)計(jì)..............................................................................17 4.1 齒輪傳動的設(shè)計(jì).................................................................................17 4.1.1 選擇齒輪傳動的類型..............................................................17 4.1.2 選擇材料..................................................................................17 4.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)......................................................17 4.1.4 確定齒輪的主要參數(shù)與主要尺寸..........................................18 4.1.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度..........................................................19

III

4.1.6 確定齒輪傳動精度..................................................................20 4.1.7 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................................................20 4.2 蝸輪及蝸桿的選用與校核.................................................................20 4.2.1 選擇蝸桿傳動類型..................................................................21 4.2.2 選擇材料..................................................................................21 4.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)......................................................21 4.3 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸.................................................23 4.3.1 蝸桿..........................................................................................23 4.3.2 蝸輪..........................................................................................23 4.3.3 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度..................................................24 4.4 軸的校核與計(jì)算.................................................................................25 4.4.1 畫出受力簡圖..........................................................................25 4.4.2 畫出扭矩圖..............................................................................25 4.4.3

彎矩圖......................................................................................26 4.5 彎矩組合圖.........................................................................................26 4.6 根據(jù)最大危險截面處的扭矩確定最小軸徑.....................................26 4.7 齒輪上鍵的選取與校核.....................................................................26 4.8 軸承的選用.........................................................................................27 4.8.1 軸承的類型..............................................................................27 4.8.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配..............................................27 4.8.3 滾動軸承的配合......................................................................27 4.8.4滾動軸承的潤滑......................................................................27 4.8.5 滾動軸承的密封裝置..............................................................28 4.8.6 滾動軸承的壽命計(jì)算..............................................................28 4.9 本章小結(jié).............................................................................................29 結(jié) 論..................................................................................................................30 致 謝..................................................................................................................31 參考文獻(xiàn)..............................................................................................................32

IV

緒 論

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是各類數(shù)控銑床和加工中心的理想配套附件。以水平方式安裝于主機(jī)工作臺面上,工作時,利用主機(jī)的控制系統(tǒng)或?qū)ｉT配套的控制系統(tǒng),完成與主機(jī)相協(xié)調(diào)的各種加工的分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

將其安裝在機(jī)床工作臺上配置第四軸伺服電機(jī),通過與X,Y,Z三軸的聯(lián)動來完成被加工零件上的孔,槽及特殊曲線的加工。

隨著現(xiàn)代加工要求的不斷曾多，現(xiàn)在很多的國內(nèi)外的商家也都研發(fā)和生產(chǎn)了一些帶有回轉(zhuǎn)功能的數(shù)控機(jī)床，目前數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心上。

德國生產(chǎn)的大部分是雙軸可傾斜式轉(zhuǎn)臺，5軸聯(lián)動使用直驅(qū)的較多，高轉(zhuǎn)速，高精度。大部分的國內(nèi)外生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床都具有很精確的角度定位，正反轉(zhuǎn)的控制。

在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺；在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺的承載能力；在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺。

在現(xiàn)有的三坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控機(jī)床的工作臺上再增加一個具有兩個旋轉(zhuǎn)自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，將其安裝在原有的工作臺上，與原有的工作臺成為一個整體，成為一個多自由度的回轉(zhuǎn)工作臺，即雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺。再通過對數(shù)控系統(tǒng)的升級，使該機(jī)床成為五坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床。這樣的雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺不僅可以沿X、Y、Z方向作平行移動，在A、B兩軸能同時運(yùn)動，且能隨時停止，在A軸上能夠在一定角度內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在B軸上可以做360度的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。不僅可以加工簡單的直線、斜線、圓弧，還可適應(yīng)更復(fù)雜的曲面和球形零件的加工，由文獻(xiàn)[12,13]可知。

數(shù)控車床正向著中高擋發(fā)展，中檔采用普通型數(shù)控刀架配套，高檔采用動力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，大部分的數(shù)控機(jī)床都是在刀架上進(jìn)行了很多的改進(jìn)，而在數(shù)控的工作臺上做回轉(zhuǎn)的則是很少的。

而隨著社會的不斷發(fā)展人們對加工表面的復(fù)雜性的不斷提高，對機(jī)床的要求也越來越高，所數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺式非常必要的。通過本次的設(shè)計(jì)可提高加工效率，完成更多的工藝，滿足更多的加工要求。為加工中遇到的問題提供了更多的解決問題的可能性，提高生產(chǎn)精度。

社會在不斷的進(jìn)步，人們對時間的節(jié)省看的也是越來越重要，要在一定的時間創(chuàng)造更多的價值，對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和機(jī)床的組合的應(yīng)用，可以很大程度上減少編程人員的計(jì)算時間，且機(jī)床的計(jì)算時間也會減少。回轉(zhuǎn)工作臺可以使多個相同的部件同時加工，以減少重復(fù)裝卡重復(fù)定位，大大的減少了加工的時間。

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是落地銑鏜床，端面銑床等工作母機(jī)不可缺少的主要輔機(jī)?？捎米髦С泄ぜ⑹蛊渥髦本€或回轉(zhuǎn)等調(diào)整和進(jìn)給運(yùn)動，以擴(kuò)大工作母機(jī)的使用性能，縮短輔助時間，廣泛適用于能源，冶金，礦山，機(jī)械，發(fā)電設(shè)備，國防等行業(yè)的機(jī)械加工。

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺屬機(jī)床選購附件，可任意角度定位，與主機(jī)配合使用，能對安裝在其上的弓箭進(jìn)行角度銑削、調(diào)頭鏜孔和多面加工等等。實(shí)現(xiàn)一次裝夾，多工序加工。

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺通用性很強(qiáng)、應(yīng)用范圍很廣的回轉(zhuǎn)工作臺而言, 它既是機(jī)床加工中一種重要的分度附件, 又是計(jì)量工作中不可缺少的角度儀器。用作加工時, 轉(zhuǎn)臺可以與普通鉆、銑床, 或者精密銑床、鑊床、磨床、座標(biāo)鑊床等配用, 對鉆模、分度板、齒輪、凸輪、樣板、多面體、端齒盤, 以及航空發(fā)動機(jī)的機(jī)匣、渦輪盤、復(fù)合鉆具等等有精密角度要求的零件進(jìn)行加工;用于計(jì)量時, 精密轉(zhuǎn)臺可以作為精密的角度測量儀器, 對各種有精密角度要求的零件進(jìn)行檢測。轉(zhuǎn)臺在機(jī)械、航空、儀表、電子等工業(yè)系統(tǒng)都有廣泛的用途。轉(zhuǎn)臺的發(fā)展水平, 很大程度上標(biāo)志著一個國家的工藝水平。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高, 對轉(zhuǎn)臺的需要和要求也不斷提高, 技術(shù)涉獵面由最初的單純機(jī)械擴(kuò)大到目前的機(jī)械、液壓、氣動、光學(xué)、電子、電磁等領(lǐng)域。轉(zhuǎn)臺的使用也由普通機(jī)床附件、一般的角度儀器, 擴(kuò)大到與自動機(jī)床、加工中心或者三座標(biāo)測量機(jī)聯(lián)用, 從而實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜角度零件進(jìn)行高效和精密的加工或測量。

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是解決數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部，由文獻(xiàn)[12,13]可知。

達(dá)到綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的能力，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，可樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。使所學(xué)的知識進(jìn)一步鞏固和加深，使之系統(tǒng)化、綜合化。提高解決

本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，從而擴(kuò)大、深化所學(xué)的專業(yè)知識和技能。樹立做事嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。

使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對所學(xué)的知識，使之系統(tǒng)化、綜合化。

培養(yǎng)自己獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用所學(xué)知識的技能，提高 解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，從而擴(kuò)大、深化所學(xué)的專業(yè)知識和技能。

培養(yǎng)自己的設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理、查閱文獻(xiàn)、外文資料的閱讀與翻譯、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實(shí)踐能力，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。

數(shù)控轉(zhuǎn)臺的市場分析：隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，加工中心將會越來越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺的加工中心將會達(dá)到每年600臺左右。預(yù)計(jì)未來5年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長率，特別是那些國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通加工機(jī)床將獲得年均15％－20％左右的穩(wěn)定增長。

第1章 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

1.1 性能發(fā)展方向

1.高速高精高效化 速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)，由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測 元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。

2.柔性化

包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。3.工藝復(fù)合性和多軸

以減少工序、輔助時間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。4.實(shí)時智能

早期的實(shí)時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動設(shè)定和刀具自動管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運(yùn)動控制中引入提前預(yù)測和預(yù)算功能、動態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。

1.2 功能發(fā)展方向

1.用戶界面圖形

用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。

2.科學(xué)計(jì)算可視化

科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

3.插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣

多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>

4.內(nèi)裝高性能PLC 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗?，用戶可在?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。

5.多媒體技術(shù)應(yīng)用

多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理

聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價值。

1.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

1． 集成化

采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。

2.模塊化

硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

3.網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。

4.通用型開放式閉環(huán)控制模式

采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補(bǔ)償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

1.4 智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)

當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。

智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補(bǔ)償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。

1.5 本章小結(jié)

在當(dāng)今的制造業(yè)的發(fā)展中，數(shù)控的應(yīng)用已是越來越廣泛了，已經(jīng)成了制造業(yè)的通用加工方法。數(shù)控的引用大大的提升了產(chǎn)品的加工精度，社會科技進(jìn)入了更高的臺階，所以我選擇數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目，是當(dāng)今社會的發(fā)展趨勢，對于我意義也是非常重要的。

第2章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的原理與及其組成

數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺完成，稱為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺可以與X、Y、Z三個坐標(biāo)軸聯(lián)動，從而加工出各種球、圓弧曲線等?；剞D(zhuǎn)工作臺可以實(shí)現(xiàn)精確的自動分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。

2.1 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺工作的原理

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺幾乎一樣，但它的驅(qū)動是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動。

見圖2-1為自動換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺的運(yùn)功是由伺服電機(jī)，經(jīng)齒輪減速后，由蝸輪蝸桿改變運(yùn)動方向，最后傳遞到工作臺。

1-蝸桿；2-蝸輪；

3、4-夾緊瓦；5-小液壓缸；6-支座；7-光柵；

8、9-軸承

圖2-1 自動換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺

為了消除蝸桿副的傳動間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過移動蝸桿的軸向位置宋調(diào)整間隙。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。

當(dāng)工作臺靜止時，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部的輻射方向裝

有8對夾緊瓦，并在底座6上均布同樣數(shù)量的小液壓缸5。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時，活塞便壓向鋼球，撐開夾緊瓦，并夾緊蝸輪2。在工作臺需要回轉(zhuǎn)時，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧的作用下，鋼球抬起，夾緊瓦將蝸輪松開。

回轉(zhuǎn)工作臺的導(dǎo)軌面由大型滾動軸承支承，并由圓錐滾柱軸承12及雙列向心圓柱滾子軸承11保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度主要取決于蝸桿副的傳動精度，因而必須采用高精度蝸桿副。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測量工作臺靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹?，記憶在補(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由高精度的圓光柵7發(fā)出工作臺精確到位信號，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制。

回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)動時，先用擋鐵壓下限位開關(guān)，使工作臺降速，然后由圓光柵或編碼器發(fā)出零位信號，使工作臺準(zhǔn)確地停在零位。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可以作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，也可以作連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動。

其工作原理簡述：

回轉(zhuǎn)工作臺的動力源由步進(jìn)電機(jī)帶動電液馬沖馬達(dá)提供，驅(qū)動圓柱齒輪傳動，帶動蝸輪蝸桿系統(tǒng)，使工作臺旋轉(zhuǎn)。當(dāng)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺接到數(shù)控系統(tǒng)的指令后，首先松開圓周運(yùn)動部分的蝸輪夾緊裝置，松開蝸輪，然后啟動步進(jìn)電機(jī)，按數(shù)控指令確定工作臺的回轉(zhuǎn)方向、回轉(zhuǎn)速度及回轉(zhuǎn)角度大小等參數(shù)。

需要說明的是，當(dāng)工作靜止時必須處于鎖緊狀態(tài)，工作臺沿起圓周反向均勻分布8個加緊液壓缸進(jìn)行加緊。工作臺不會轉(zhuǎn)時，加緊油缸的作用下向外運(yùn)動通過夾緊塊僅僅頂在蝸輪內(nèi)壁，從而鎖緊工作臺。當(dāng)工作臺需要回轉(zhuǎn)時，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令反復(fù)上述動作，松開蝸輪，使渦輪和回轉(zhuǎn)工作臺按照控制系統(tǒng)的指令進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動。

2.2 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要的組成部分

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是由步進(jìn)電機(jī)帶動電液脈沖馬達(dá)作為動力源，在它的輸出軸上接聯(lián)軸器沒再接一級齒輪減速器。該數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺由圓柱齒輪傳動系統(tǒng)、蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)。

因?yàn)槭俏佪單仐U傳動與分度，所以停位不受限，并不像端齒分度盤一樣，只能分度固定角度的整數(shù)倍（5°、10°、15°等），而且偏轉(zhuǎn)范圍較大（110°到﹣70°），能加工任何角度與任何傾斜的孔與表面。齒的側(cè)隙是靠齒輪制造和安裝的精度來保持。大齒輪的支撐軸與蝸桿軸做成一個軸，這種聯(lián)系方式能曾大連接的剛度和精度，更能減少功率的損耗，主要的部件: ●步進(jìn)電動機(jī)

●電液脈沖馬達(dá)

●直齒輪的傳動系統(tǒng)

●蝸輪蝸桿傳動系統(tǒng)

●工作臺

●光柵的反饋

機(jī)床產(chǎn)品的很多單元都孕育在關(guān)鍵功能部件之中。在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺中，其主要部件——蝸輪蝸桿調(diào)隙結(jié)構(gòu)、閉環(huán)檢驗(yàn)測結(jié)構(gòu)、回轉(zhuǎn)部位縮緊裝置、潤滑與密封等部位均屬于關(guān)鍵部件。

調(diào)隙結(jié)構(gòu)——雙螺距漸厚蝸桿介紹

在數(shù)控機(jī)床中，分度工作臺、分度工作臺都廣泛采用蝸桿蝸輪傳動輪副的齒輪側(cè)隙對其分度定位精度影響最大，因此消除蝸輪副的側(cè)隙就成為數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的關(guān)鍵問題，一般在要求連續(xù)精確分度的機(jī)構(gòu)中（如齒輪加工機(jī)床數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺等）或?yàn)榱吮苊鈧鲃訖C(jī)構(gòu)承受脈動載荷（如斷續(xù)銑削）而引起扭轉(zhuǎn)振動的場合往往采用雙螺距漸厚蝸桿，以便調(diào)整嚙合側(cè)隙的最小限度。由文獻(xiàn)[11,13]可知。

圖2-2 雙螺距漸厚蝸桿調(diào)隙原理

雙螺距漸厚蝸桿與普通螺桿的區(qū)別：

雙螺距漸厚蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的齒距（導(dǎo)程）；而同一側(cè)面的齒距（導(dǎo)程）則是相等的（如圖2-2所示）。雙螺距漸厚蝸桿桿副的嚙合原理與一般蝸桿副嚙合原理相同。由于蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的齒距，即左、右兩側(cè)具有不同的模數(shù)m（m=t/π）。因而同一側(cè)面的齒距相同，故沒有破壞嚙合條件。雙螺距漸厚蝸桿傳動的公稱模數(shù)m可看成普通蝸桿副的軸向模數(shù)，一般等于左、右齒面模數(shù)的平均值，此蝸桿齒厚從頭到尾漸增厚。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。因此，可用軸向移動蝸桿的方法來消除蝸桿與渦輪的齒側(cè)隙。

如圖2-3為通用數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的外部組成部分。

圖2-3 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的外形結(jié)構(gòu)

2.3 本章小結(jié)

主要簡單介紹畢業(yè)設(shè)計(jì)題目（數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺）大體的工作原理，主要的零部件，設(shè)計(jì)背景、工作原理、設(shè)計(jì)參數(shù)也作了進(jìn)一步的說明。

第3章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 主要技術(shù)參數(shù)及其基本要求

3.1.1 技術(shù)參數(shù)

(1)回轉(zhuǎn)半徑：500 mm

(2)重復(fù)定位精度：0.005 mm(3)電液脈沖馬達(dá)功率：0.75kW(4)電液脈沖馬達(dá)轉(zhuǎn)速：3000 rpm(5)總傳動比：72.5

(6)最大承載重量：100kg 3.1.2 基本要求

(1)創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能(2)分析原理和性能

(3)判別功能載荷及其意義(4)預(yù)測意外載荷

(5)創(chuàng)造有利的載荷條件

(6)提高合理的應(yīng)力分布和剛度(7)重量要適宜

(8)應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸(8)根據(jù)性能組合選擇材料

(9)零件與整體零件之間精度的進(jìn)行選擇

(10)功能設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求

3.2 傳動方案的確定

3.2.1 傳動方案傳動時應(yīng)滿足的要求

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺一般由原動機(jī)、傳動裝置和工作臺組成，傳動裝置在原動機(jī)和工作臺之間傳遞運(yùn)動和動力，并可實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動。在本課題中，原動機(jī)采用電液脈沖馬達(dá)，工作臺為T形槽工作臺，傳動裝置由齒輪

傳動和蝸桿傳動組成。

合理的傳動方案主要滿足以下要求： 1.機(jī)械的功能要求

應(yīng)滿足工作臺的功率、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動形式的要求。2.工作條件的要求

例如工作環(huán)境、場地、工作制度等。3.工作性能要求

保證工作可靠、傳動效率高等。4.結(jié)構(gòu)工藝性要求

如結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。

3.2.2 傳動方案及其分析

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺傳動方案為：電液脈沖馬達(dá)——齒輪傳動——蝸桿傳動——工作

該傳動方案分析如下：

齒輪傳動承受載能力較高，傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，傳遞 功率和圓周速度范圍很大，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。

1.蝸桿傳動特點(diǎn)(1)結(jié)構(gòu)緊湊

傳動比大在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá)1000以上。與其他傳動形式相比，傳動比相同時，機(jī)構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。

(2)傳動平穩(wěn)

蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動平穩(wěn)，噪聲低。

(3)可以自鎖

當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于齒輪間的當(dāng)量摩擦角時，若蝸桿為主動件，機(jī)構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動常用于起重裝置中。

(4)效率低、制造成本較高

蝸桿傳動是，齒面上具有較大的滑動速度，摩擦磨損大，故效率約為0.7-0.8，具有自鎖的蝸桿傳動效率僅為0.4左右。為了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價格較貴的有色金屬制造。

由以上分析可得：將齒輪傳動放在傳動系統(tǒng)的高速級，蝸桿傳動放在傳

動系統(tǒng)的低速級，傳動方案較合理。

同時，對于數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，結(jié)構(gòu)簡單，它有兩種型式：開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺、閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺。

2.兩種型式各有特點(diǎn)(1)開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺

開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺和開環(huán)直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)一樣，都可以用點(diǎn)液脈沖馬達(dá)、功率步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動。

(2)閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺

閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺和開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺大致相同，其區(qū)別在于：閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺有轉(zhuǎn)動角度的測量元件（圓光柵）。所測量的結(jié)果經(jīng)反饋與指令值進(jìn)行比較，按閉環(huán)原理進(jìn)行工作，使轉(zhuǎn)臺分度定位精度更高。

3.3 步進(jìn)電機(jī)的原理

步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個步距角增量。電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率。

步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。

選擇步進(jìn)電機(jī)時，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般地說，最大靜力矩Mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。

選擇步進(jìn)電機(jī)時，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動來完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。

選擇功率步進(jìn)電機(jī)時，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配,還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動的需要。

3.4 電液脈沖馬達(dá)的選擇及運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算

許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動元件。對于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。在閉環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用電液脈沖馬達(dá)作為執(zhí)行單元。這是因?yàn)殡娨好}沖馬達(dá)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

●直接采用數(shù)字量進(jìn)行控制;●轉(zhuǎn)動慣量小，啟動、停止方便； ●成本低；

●無誤差積累； ●定位準(zhǔn)確；

●低頻率特性比較好； ●調(diào)速范圍較寬；

采用電液脈沖馬達(dá)為驅(qū)動單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡單，主要是變速齒輪副、滾珠絲杠副，以克服爬行和間隙等不足。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個脈沖轉(zhuǎn)過一個脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，如0.01mm，在數(shù)控系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用電液脈沖馬達(dá)的細(xì)分驅(qū)動技術(shù)。

1.電液脈沖馬達(dá)電機(jī)的選擇

按照工作要求和條件選Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電機(jī)。

2.選擇電液脈沖馬達(dá)的額定功率

馬達(dá)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。額定功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)器正常工作，或使馬達(dá)長期過載、發(fā)熱大而過早損壞；額定功率過大，則馬達(dá)價格高，并且由于效率和功率因素低而造成浪費(fèi)。

工作所需功率為：

FVPw=wwkW

1000?wTnwPw= kW

9950?w式中T=150N·M, nw=36r/min,電機(jī)工作效率ηw=0.97，代入上式得

150×36Pw= =0.56 kW

9950×0.97

電機(jī)所需的輸出功率為：P0=

Pw?

式中 η為電機(jī)至工作臺主動軸之間的總效率。

由文獻(xiàn)[1]可知表2.4查得：

齒輪傳動的效率為ηw=0.97；

對滾動軸承的效率為ηw=0.99；

蝸桿傳動的效率為ηw=0.8。

因此，η=η1·η23·η3=0.97×0.993×0.8=0.75

P0.56P0=w?=0.747 KW

?0.75一般電機(jī)的額定功率：

Pm=(1-1.3)P0=(1-1.3)×0.747=0.747-0.97KW

由文獻(xiàn)[1]可知，表2.1取

電機(jī)額定功率為：Pm=0.75 KW

3.4.1 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速

由文獻(xiàn)[1]可知，表2.5推薦的各種機(jī)構(gòu)傳動范圍為，取： 齒輪傳動比：3-5，蝸桿傳動比：15-32，則總的傳動范圍為：

i=i1×i2=3×15-5×32=45-160 電機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為：

N= i×nw=(45-160)×36=1620-5760 r/min

為降低電機(jī)的重量和價格，由文獻(xiàn)[5]可知，表2.1中選取常用的同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的Y系列電機(jī)，型號為Y801-2，其滿載轉(zhuǎn)速nm=3000r/min,此外，電機(jī)的安裝和外形尺寸可查表2.2。

第4章 主要零部件的設(shè)計(jì)

4.1 齒輪傳動的設(shè)計(jì)

采用直齒輪傳動結(jié)構(gòu)見圖4-1所示。

1-小齒輪；2-大齒輪

圖4-1 直齒輪傳動

由于前述所選電機(jī)可知T=2.39N·M，傳動比設(shè)定為i=3，效率η=0.97工作日安排每年300工作日計(jì)，壽命為10年。

4.1.1 選擇齒輪傳動的類型

根據(jù)GB/T10085—1988的推薦，采用直齒輪傳動的形式，由文獻(xiàn)[3]可知。

4.1.2 選擇材料

考慮到齒輪傳動效率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號鋼；為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性，要求齒輪面，硬度為45-55HRC。

4.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。設(shè)計(jì)公式：

2KT1u?1ZHZE ??Φdu[σd]式中 T1——齒輪的傳動轉(zhuǎn)矩，N·M；

K——載荷系數(shù)； Φd——齒寬系數(shù)； u——傳動比； ZH——區(qū)域系數(shù)；

ZE——材料的彈性影響系數(shù)；

[σH] ——接觸疲勞許用應(yīng)力，Mpa。1.齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩T1

d3?39.55?106?P9.55?106?0.751M T1???2.39N·N130002.載荷系數(shù)K

由文獻(xiàn)[1]可知，因載荷平穩(wěn)，取K=1.2 3.齒寬系數(shù)Φd

取Φd =1.0（由文獻(xiàn)[1]可知 表7-12)4.接觸疲勞許用應(yīng)力[σH]：

[σH] =[σH2] =220Mpa(由文獻(xiàn)[1]可知 圖7.23)5.傳動比u u=3

6.區(qū)域系數(shù)ZH ZH=2.5 7.材料的彈性影響系數(shù)ZE ZE=189.8MPa

將以上參數(shù)代入公式

2?1.2?2.39?u?1?2.5?189.8 d1??u220

d1?32.88mm

4.1.4 確定齒輪的主要參數(shù)與主要尺寸

1.齒數(shù)z

取Z1=22，則Z2=i×Z1=3×22=66,取Z2=66

2.模數(shù)m

d32.88m?1?=1.49mm,取標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5

Z1223.中心距a

1標(biāo)準(zhǔn)中心距 a=m(Z1+Z2)=60.5mm

24.其他主要尺寸

分度圓直徑：d1=mZ1=1.5×22=33mm

d2=mZ2=1.5×66=99mm

齒頂圓直徑：da1=d1+2m=33+2×1.5=36mm，da2=d2+2m=99+2×1.5=102mm

齒寬：b=Φd ·d1=0.6×33=19.8mm 取b2=b1+(5-10)=25-30mm 取b1=30mm

4.1.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

設(shè)計(jì)公式：

σF?KFtYFaYSa?[σF] bm

式中 K——載荷系數(shù)；

Ft——齒輪所所受的圓周力，N； YFa1——齒形系數(shù)； YSa——應(yīng)力校正系數(shù)； b——齒寬，mm； m——模數(shù)；

[σF]——彎曲疲勞許用應(yīng)力，N。

復(fù)合齒形系數(shù)Ys：

由x=0（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）及Z1、Z2查圖6-29，由參考文獻(xiàn)[1]得 小齒輪

YFS1=4.12 大齒輪 YFS2=3.96 則

2KT1YFS12?1.2?2.39?103?4.12?f1???74.6Mpa＜[σF1] bmd19.8?1.5?331?f1YFS174.6?3.96?f1???71.70Mpa＜[σF2]

YFS14.12彎曲強(qiáng)度足夠。

4.1.6 確定齒輪傳動精度

輪圓周速度

d1nπ3.14?72.5?970v???3.68m/s 60?1000600?1000由由文獻(xiàn)[3]可知，表6-4確定第Ⅱ公差組為8級。第Ⅰ、Ⅱ公差組也定為8級，齒厚偏差選HK

4.1.7 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

小齒輪

da1 =33mm 采用實(shí)心式齒輪 大齒輪

da2 =99mm 采用腹板式齒輪

4.2 蝸輪及蝸桿的選用與校核

為了將軸的轉(zhuǎn)動的方向改變，在這一傳動的過程中采用蝸輪蝸桿的傳動，方法如圖4-2所示。蝸輪蝸桿的傳動部僅僅能夠改變軸的旋轉(zhuǎn)方向，而且具有方向自鎖的功能。傳遞運(yùn)動也非常的平穩(wěn)。

1-蝸輪

2-蝸桿

圖4-2 蝸輪蝸桿的傳動

由于前述所選電機(jī)可知T=6.93N·M傳動比設(shè)定為i=27.5，效率η=0.8工作日安排每年300工作日計(jì)，壽命為10年。

4.2.1 選擇蝸桿傳動類型

根據(jù)GB/T10085—1988的推薦，采用漸開線蝸桿。由文獻(xiàn)[3]可知。

4.2.2 選擇材料

考慮到蝸桿傳動效率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號鋼；為達(dá)到更高的效率和更好的耐磨性，要求蝸桿螺旋齒面淬火，硬度為45-55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。

4.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。

傳動中心距：

a?3KT2(ZEZ?[?H])2

式中 [σH] ——許用接觸應(yīng)力，N；

Zρ——圓柱蝸桿傳動的接觸系數(shù)； ZE——材料的彈性系數(shù)； K——計(jì)算系數(shù)；

T2——作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩，N·M。1.在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2 按Z1=2；估取效率η=0.8 則 T2=T·η·i=153.4N·M 2.載荷系數(shù)K

因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1； 由使用系數(shù)KA表從而選,取KA=1.15；

由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)KV=1.1； 則 K=KA·Kβ·KV=1×1.15×1.1=1.265≈1.27 3.確定彈性影響系數(shù)ZE

選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配。4.確定接觸系數(shù)Zρ

d先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距a的比值1=0.30，由參考文獻(xiàn)[1]

a圖8.12查出Zρ=3.12

5.確定許用應(yīng)力[σH]

根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，從由文獻(xiàn)[1]可知，表8-7可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]=268MPA。

因?yàn)殡妱拥都苤形佪單仐U的傳動為間隙性的，故初步定位、其壽命系數(shù)為KHN=0.92，則

[σH]= KHN[σH]=0.92×268=246.56≈247Mpa

6.計(jì)算中心距a

a≧

3160×2.7

1.27×3538.2×(247)2 =24mm 取中心距：a=50mm，m=1.25mm，蝸桿分度圓直徑：d1=22.4mm，這時=0.448，從而可查得接觸系數(shù)=2.72＜Zρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。

4.3 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸

4.3.1 蝸桿

1.直徑系數(shù)

q=17.92；

2.分度圓直徑 d1=22.4mm； 3.蝸桿頭數(shù) Z1=1；

4.分度圓導(dǎo)程角 γ=3°11′38″ 5.蝸桿軸向齒距 PA==3.94mm； 6.蝸桿齒頂圓直徑 da1=d1+2ha*·m=32.2 7.蝸桿軸向齒厚

1Sa??1.97mm

2?m4.3.2 蝸輪

1.蝸輪齒數(shù) Z2 =62；

2.變位系數(shù) Χ=0；

3.驗(yàn)算傳動比

Z62i?2??62 Z1123

4.這是傳動比誤差為

（62-60）/60=2/60=0.033=3.3%

5.蝸輪分度圓直徑 d2=mz2=1.25×62=77.5mm

6.蝸輪喉圓直徑 da2=d2+2ha2=93.5 7.蝸輪喉母圓直徑

rg2=a﹣0.5 da2 =50-0.5×93.5=3.25

4.3.3 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 計(jì)算公式：

1.53?KT2YFa2Y??[?F] d1d2m式中 [σF] ——蝸輪的許用彎曲應(yīng)力，N；

YFa2——齒形系數(shù)； Yβ——螺旋角系數(shù)； K——載荷系數(shù)；

T2——蝸輪上的轉(zhuǎn)矩，N·M； m——模數(shù)；

d1——蝸桿上分度圓的直徑，mm； d2——蝸輪分度圓直徑，mm。1.當(dāng)量齒數(shù)Zν2

Z262ZV2???62 33COS3.18?COS3.18?2.齒形系數(shù)YFa2

根據(jù)Χ2=0，ZV2=62，可查得齒形系數(shù)YFa2=2.31，3.螺旋角系數(shù)Yβ

?Y??1??0.9773

140?4.許用彎曲應(yīng)力[σF] [σF]= [σH] ′KFN

[σF]=56×0.72=40.32MPa ?F?24

1.53×1.27×1704045×155×2.5

=4.29MPa

所以彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。[σH] ′=4.4 軸的校核與計(jì)算

4.4.1 畫出受力簡圖

圖3-1 受力簡圖

計(jì)算出：R1=46.6N R2=26.2N

4.4.2 畫出扭矩圖

T=η·i·T電機(jī)

=0.36×60×0.98 =21.2 N·M

圖3-2 扭矩圖

4.4.3 彎矩圖

M=72.8×180×10-3

=13.1N.圖3-3 彎矩圖

4.5 彎矩組合圖

由此可知軸的最大危險截面所在。組合彎矩 M′ ?M2?﹙aT﹚4.6 根據(jù)最大危險截面處的扭矩確定最小軸徑

設(shè)計(jì)公式：

M2?(aT)2?ca??[??1]

W扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取a=0.6，由文獻(xiàn)[2]可知?？箯澖孛嫦禂?shù)W=0.1d3

根據(jù)各個零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及小

4.7 齒輪上鍵的選取與校核

1.取鍵連接的類型好尺寸

因其軸上鍵的作用是傳遞扭矩，應(yīng)用平鍵連接就可以了。在此用平鍵。由資料可查出鍵的截面尺寸為：寬度b=5mm，高度h=5mm，由連軸器的寬度并參考鍵的長度系列，從而取鍵長L=10mm。

2.鍵連接的強(qiáng)度

鍵、軸和連軸器的材料都是鋼，因而可查得許用擠壓力[σp]= 50～60MPa，取其平均值[σp]=135MPa。

鍵的工作長度l=L-b=10-5=5mm，鍵與連軸器的鍵槽的接觸高度k=0.5h=2.5mm，從而可得：σp=2000T/(kld)=127≤[σp]

可見滿足要求.此鍵的標(biāo)記為：鍵B5×10 GB/T1096—1979。由文獻(xiàn)[3]可知。

4.8 軸承的選用

滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動軸承時，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)的“軸承裝置設(shè)計(jì)”問題。

4.8.1 軸承的類型

考慮到軸各個方面的誤差會直接傳遞給加工工件時的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的圓錐滾子軸承。此類軸承可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，外圈可分離，安裝時可調(diào)整軸承的游隙。其機(jī)構(gòu)代碼為3000，然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號為：30208。

4.8.2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配

軸承的游隙和欲緊時靠端蓋下的墊片來調(diào)整的，這樣比較方便。

4.8.3 滾動軸承的配合

滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。

4.8.4 滾動軸承的潤滑

考慮到電動刀架工作時轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故采用油潤滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤滑油；載荷越大，應(yīng)選

用粘度越高的。

4.8.5 滾動軸承的密封裝置

軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。此處，采用接觸式密封，唇形密封圈。

唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，密封唇應(yīng)朝外。

4.8.6 滾動軸承的壽命計(jì)算

計(jì)算公式：

?16667??ftC? Lh??n??fpP?ε式中 n——軸承的轉(zhuǎn)速，r/min；

ft——溫度系數(shù)； fp——載荷系數(shù)；

ε——軸承的壽命指數(shù)；

P——軸承所受的當(dāng)量動負(fù)荷，N； C——軸承的基本額定動負(fù)荷，kN。1.軸承的基本額定動負(fù)荷C 由參考文獻(xiàn)[6]附表9-4 C=63.0kN 2.軸承所受的當(dāng)量動負(fù)荷P P=8877.66N 3.軸承的壽命指數(shù)ε 滾子軸承的ε=10/3 4.載荷系數(shù)fp

取fp=1.0—1.2（由文獻(xiàn)[1]可知 表11-7)5.溫度系數(shù)ft

取ft=1（由文獻(xiàn)[1]可知 表11-8)6.軸承的轉(zhuǎn)速n n=1000r/min Lh?16667?1?63???1000?1?8877.66?103?5500h

4.9 本章小結(jié)

對數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的主要零件及傳動系統(tǒng)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì) 選型 零件校核，按照機(jī)械設(shè)計(jì)一書進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成機(jī)械部分。

結(jié) 論

今年來隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和國防建設(shè)的需要，對高檔數(shù)控機(jī)床提出了急迫的大量的需求。機(jī)床制造業(yè)是一國工業(yè)的奠基石，它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達(dá)工業(yè)化國家，也無不高度重視。機(jī)床是一個國家制造業(yè)水平的象征，代表機(jī)床制造業(yè)最高境界的則是五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)。從某種意義上說，五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床反應(yīng)了一個國家工業(yè)發(fā)展的水平狀況。

但由于五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)價格十分昂貴，加之NC程序制作較難，使五軸系統(tǒng)難以“平民”化。所以通過數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺和三軸聯(lián)動的數(shù)控銑床的連用，實(shí)現(xiàn)同時的控制即能實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動。這樣即可減少固定資產(chǎn)的無形磨損，又避免購置新機(jī)的大量資金投入。

數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的功用：

第一，使工作臺進(jìn)行圓周進(jìn)給完成切削運(yùn)動；第二，使工作臺進(jìn)行分度工作。它按照系統(tǒng)的命令，在需要時完成工作。

致 謝

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以能夠按時按要求順利完成，其中有老師和同學(xué)給予了莫大的支持和鼓勵。

首先是蘆老師，是他為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供里大量的技術(shù)幫助，為我們安排設(shè)計(jì)進(jìn)程，提供設(shè)計(jì)資料，并在課余時間為我們分析和講解設(shè)計(jì)要點(diǎn)，使我更有信心和動力。

其次要感謝我的同學(xué)，他們很熱心和無私，他們在我需要幫助之時伸出了援助之手，有了他們的關(guān)心和支持，畢業(yè)設(shè)計(jì)雖苦但感覺很快樂。

最后感謝我的知道老師們，他們?yōu)槲姨峁┝诉@次機(jī)會，沒有他的指導(dǎo)，我也許不做畢業(yè)設(shè)計(jì)，就不會學(xué)到這么多的知識。

在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意。

總之沒有他們，就沒這么完整和全面的畢業(yè)設(shè)計(jì)，所以要再次對他們說一次——謝謝你們！

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