數(shù)控銑床的總體設(shè)計研究與分析
2018-8-1 來源： 中捷機床有限公司 作者：黃秋實 王 丹
摘 要：數(shù)控銑床的設(shè)計是通過主傳動系統(tǒng)的設(shè)計，在主傳動系統(tǒng)中對齒輪的選取，各級轉(zhuǎn)速的確定，最后傳動系統(tǒng)圖，通過對傳動系統(tǒng)確定之后，再根據(jù)這個選取相應(yīng)的零件，再將數(shù)控銑床的整體結(jié)構(gòu)繪制出來，將里邊每個零件拆分之后，再對數(shù)控銑床的控制系統(tǒng)進行設(shè)計，在將整個系統(tǒng)連接起來，對整個系統(tǒng)進行檢驗，設(shè)備試運行，最后達到設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：主傳動系統(tǒng)；主要零件；總體結(jié)構(gòu)
1 、主傳動系統(tǒng)
在對數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)設(shè)計上，首先要確定幾個參數(shù)，通過這幾個數(shù)據(jù)進行總體的設(shè)計，確定數(shù)控銑床的生產(chǎn)能力需要大批大量的，設(shè)計的公比 Ф=1.25。傳動方案的選擇，對數(shù)控銑床的傳動方案通過以下幾個方向進行選擇：
（1）保持前密后疏的原則，就是在整個傳動副分配上，要將第一傳動組的轉(zhuǎn)動副最多，后邊的依次遞減，最后一個為 1 個傳動副。
（2）第二個原則為由大到小，將整體轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中的傳動范圍做遞減順序，范圍保持由大到小的傳動范圍。
通過上述的數(shù)據(jù)，最終確定數(shù)控銑床的轉(zhuǎn)速為 12 級，而主傳動系統(tǒng)圖如圖 1。
圖 1 數(shù)控銑床主傳動系統(tǒng)圖
在對主傳動系統(tǒng)設(shè)計完成之后要對齒輪進行校驗，一個是對齒輪本身是否能承受傳動扭矩，另一個需要對齒輪是否能在機構(gòu)中碰齒進行校驗，保證各軸上齒輪副之間不能有碰撞現(xiàn)象，如果設(shè)計上有碰撞現(xiàn)象，可以將齒輪設(shè)計成三聯(lián)滑移齒輪，如圖 2。
圖 2 三聯(lián)滑移齒輪示意圖
2 、主要零件
在確定數(shù)控銑床的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)之后，要對數(shù)控銑床相應(yīng)的主要零件進行選擇，首先是對主軸及主軸上零件的選擇，選取主軸的材料為 45# 鋼，要保證主軸在數(shù)控銑床上的精度和使用壽命，對主軸進行調(diào)質(zhì)處理，對主軸也需要進行校驗，校驗公式如下：
式中：P-電動機功率；n-轉(zhuǎn)速；d-軸徑
主軸上的軸承選取圓柱滾子軸承，這種軸承可以承受徑向的載荷，保證主軸齒輪傳遞時候?qū)S承產(chǎn)生的負載荷，保證了主軸的選擇和齒輪之間的傳遞，主軸組件的密封采用迷宮式密封方法。
數(shù)控銑床操縱機構(gòu)的設(shè)計，在數(shù)控銑床上要對主傳動系統(tǒng)變速進行操縱，以便在數(shù)控銑床外進行調(diào)速，利用撥叉實現(xiàn)調(diào)速，通過撥叉調(diào)整三聯(lián)滑移齒輪實現(xiàn)數(shù)控銑床的變速。
3 、總體結(jié)構(gòu)
數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)中必須要包含數(shù)控裝置，數(shù)控裝置的功能是接收控制指令，將指令進行識別譯碼，輸送到計算機處理，通過信號控制伺服系統(tǒng)，最后對數(shù)控銑床進行控制。
進給機構(gòu)的設(shè)計，在數(shù)控銑床進行銑削加工時候，要保證銑床的進給運動平穩(wěn)，進給量要精度高，只有保證它的精度，才能保證銑削后表面的粗糙度，進給系統(tǒng)選取步進電機作為動力裝置，傳動元件選取滾珠絲杠進行傳遞。
數(shù)控銑床的控制系統(tǒng)是由單片機為核心，在它的基礎(chǔ)上進行完善，把儲存能力進行擴大，通過程序儲存器和數(shù)據(jù)儲存器，完成指令的儲存和譯碼后數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換，再通過
I/O 接口，完成對數(shù)控銑床整體的監(jiān)控。
圖 3 數(shù)控銑床整體機構(gòu)圖
4 、結(jié)束語
對于一些工作量小、結(jié)構(gòu)簡單、制圖數(shù)量少的機床設(shè)計，是不能突出設(shè)計中存在的問題，只有通過對這種大型數(shù)控設(shè)備的設(shè)計才能體現(xiàn)出機械設(shè)計的技術(shù)問題，通過對設(shè)備的查找資料、調(diào)研市場上對設(shè)備的要求，在通過設(shè)計研討會對方案進行分析，論證方案，最后通過整體設(shè)計，將數(shù)控設(shè)備設(shè)計成形，是對整個設(shè)計方法和設(shè)計思想的洗禮和升華。
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