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本科畢業(yè)論文(設計)開題報告 論 文 題 目： 車銑復合刀架單元設計學 院 ： 機 械 工 程 學 院專 業(yè) 、班 級： 學 生 姓 名 ： 指導教師（職稱）： 年 1 月 5 日 畢業(yè)論文（設計）開題報告要求 開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù) 1. 論文（設計）題目及研究領域； 2. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設計）研究的內(nèi)容1.重點解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）； 3. 本論文（設計）預期取得的成果。三、論文（設計）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 2. 論文（設計）進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述 學生應根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調(diào)研、實驗或?qū)嵙暤幕A上遞交相關的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎。 五、其他要求 1. 開題報告應在畢業(yè)論文（設計）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過； 3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設計）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導教師； 5. 開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 一、選題依據(jù) 1. 論文（設計）題目 車銑復合刀架單元設計 2. 研究領域 機械設計 3. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值 （1） 理論意義 車銑復合刀架設計優(yōu)于之前單一的車的刀架或單一的銑的刀架，使車與銑迅速轉換成為可能。 （2） 應用價值 目前的航空產(chǎn)品零件突出表現(xiàn)為多品種小批量、工藝過程復雜，并且廣泛采用整體薄壁結構和難加工材料，因此制造過程中普遍存在制造周期長、材料切除量大、加工效率低以及加工變形嚴重等瓶頸。為了提高航空復雜產(chǎn)品的加工效率和加工精度， 工藝人員一直在尋求更為高效精密的加工工藝方法。車銑復合加工設備的出現(xiàn)為提高航空零件的加工精度和效率提供了一種有效解決方案。與常規(guī)數(shù)控加工工藝相比，復合加工具有的突出優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）縮短產(chǎn)品制造工藝鏈，提高生產(chǎn)效率；（2）減少裝夾次數(shù)，提高加工精度；（3）減少占地面積，降低生產(chǎn)成本；(4)由于車銑加工技術具有很大的柔性，在產(chǎn)品更新?lián)Q代時，只需改變部分軟件功能式附件即可，不需要重復投入；(5)自動測量功能可進行在線自動測量工件尺寸、精度補償，以提高工件形位精度；(6)節(jié)約了操作員工數(shù)量，降低了生產(chǎn)制造成本；(7)降低了勞動強度；(8)適應多品種小批量生產(chǎn)。隨著科學技術不斷進步,現(xiàn)代工業(yè)對數(shù)控機床加工性能要求越來越高。刀架作為大型數(shù)控機床的重要部件,起著固定、支撐刀具的作用,直接影響機床的加工精度、切削性能和效率。數(shù)控刀架是數(shù)控機床的關鍵零部件,其質(zhì)量水平影響到數(shù)控機床的機體性能,直接反映出一個國家在數(shù)控機床制造方面的水平。加大對中高檔數(shù)控刀架的投入和研究,提高其技術水平,對提升我國數(shù)控機床的國際地位與競爭力具有重要意義。國產(chǎn)關鍵功能部件的可靠性水平與進口產(chǎn)品差距較大是國產(chǎn)數(shù)控機床可靠性水平較低的主要原因，因此提高國產(chǎn)數(shù)控機床可靠性水平的關鍵在于降低國產(chǎn)關鍵功能部件的故障頻率，提高其可靠性水平。動力伺服刀架是數(shù)控機床實現(xiàn)復合加工的關鍵功能部件。 4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 （1） 國外概況 國外發(fā)達國家在數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展起步較早，在研發(fā)設計和生產(chǎn)制造方面擁有 4 非常豐富的經(jīng)驗，其效率，精度，可靠度等技術標準均有較大優(yōu)勢。德國的肖特公司是當今世界上最負盛名的刀架生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)品發(fā)展可分為三條主線：液壓刀架產(chǎn)品線，電動刀架產(chǎn)品線和伺服刀架產(chǎn)品線。其中，伺服刀架產(chǎn)品線主要面對中高端市場， 也是肖特目前產(chǎn)品種類最為豐富，發(fā)展意愿最為強烈的產(chǎn)品系列。經(jīng)過長期的發(fā)展和積累，肖特在刀架研發(fā)領域有著較大的優(yōu)勢，并且擁有諸多關鍵技術，如降噪減震技術，伺服刀架控制技術，動力刀具驅(qū)動模塊與傳動技術，離合器技術，固定位嚙合技術，阻尼升壓結構技術，中心軸配油配氣技術和端面齒輪傳動技術腔內(nèi)正壓防水密封技術等，這些關鍵技術在刀架領域得到廣泛應用，大大提高了整個刀架和數(shù)控機床的技術水平，在一定程度上推動了整個制造業(yè)的發(fā)展。 （2） 國內(nèi)概況 我國主要有 4 家形成規(guī)模的數(shù)控轉塔刀架生產(chǎn)企業(yè)：常州市新墅數(shù)控設備有限公司，常州市宏達機床數(shù)控設備有限公司，煙臺環(huán)球機床附件集團有限公司,沈陽精誠數(shù)控機床附件廠。數(shù)控刀架的產(chǎn)能提高非常迅速，由以前的年產(chǎn)幾百上千臺到目前的大約年產(chǎn) 7 萬臺左右，基本上能夠滿足中低檔數(shù)控機床的需求量。但是，產(chǎn)能也是僅僅能夠滿足數(shù)量上的需求，從技術品質(zhì)上來看，與國外的先進數(shù)控刀架水平相比，我國數(shù)控轉塔刀架企業(yè)的產(chǎn)品仍然與之有一定的差距。目前，我國數(shù)控轉塔刀架企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要以中低檔次為主，中高檔次的數(shù)控刀架產(chǎn)品則需要從中國臺灣地區(qū)和國外進口，特別是西方發(fā)達過家，像意大利的迪普馬，巴拉法蒂和德國的肖特等都是有較長數(shù)控轉塔刀架產(chǎn)品設計和研發(fā)歷史的企業(yè)，經(jīng)驗豐富，其產(chǎn)品精度等級和技術參數(shù)都要高于我國國家標準和任何一家企業(yè)標準。常見刀架品牌有（1）常州新墅數(shù)控伺服刀架；（2）煙臺環(huán)球 AK31 系列數(shù)控轉塔刀架；（3）德國肖特皇冠系列刀架；（4）意大利巴拉蒂 TBHMA 系列液壓伺服動力刀架。 近年來復合加工機床發(fā)展迅速,也是發(fā)展最活躍的技術之一。特別是在立式車銑復合加工中心方面,歐洲德國 INDEX 公司、DMG 公司、奧地利 WFL 公司、亞洲日本 MAZAK 公司、森精機公司、大隈公司、豐田工機研究比較早,這些企業(yè)生產(chǎn)的立式車銑復合加工中心已經(jīng)逐漸形成系列產(chǎn)品,具有較高質(zhì)量和國際市場的競爭力,我國在立式車銑復合加工中心方面研究較晚,沒有系列產(chǎn)品,整體性能的穩(wěn)定性、重復精度、定位精度、加工效率等方面與國外同類產(chǎn)品相比,還具有較大的距離,立式車銑復合加工中心系列產(chǎn)品的生產(chǎn)基本上是空白,國內(nèi)在此方面需求設備基本依賴進口。 （3） 發(fā)展趨勢 近年來，車銑復合加工中心在我國飛機、航空發(fā)動機以及附件廠等航空制造廠家都有引進。設備類型主要集中于奧地利 WFL 公司的車銑復合系列產(chǎn)品和瑞士寶美公司 銑車復合加工中心等。但由于投入實際應用的時間不長，普遍缺乏與產(chǎn)品工藝特點和設備工藝特性相適應的成熟的加工工藝、編程手段和后置處理等手段。因此，目前引進的車銑復合加工設備基本上處于相對較低的運行水平。航空產(chǎn)品制造過程中面臨的主要問題突出表現(xiàn)為工藝路線長、工藝過程復雜、加工效率低、加工變形嚴重、加工成本高，車銑復合加工無論是在飛機制造還是在發(fā)動機制造領域都有著極為廣闊的發(fā)展空間。復合加工 CAD/CAM 技術的發(fā)展已進行到集成化、自動化、智能化的新水平， 但從國內(nèi)的應用情況看，CAM 技術的應用還是主要集中于數(shù)控立式或臥式加工中心， 尤其是五軸聯(lián)動加工中心，而在復合加工中心或多任務加工中心的應用還遠不夠成熟。究其原因，簡要歸納為以下兩點：（1）國內(nèi)企業(yè)復合加工機床的應用水平相對于西方發(fā)達國家制造業(yè)還具有一定的差距，其對 CAM 技術的內(nèi)在需求還遠遠未被發(fā)掘出來；（2）除企業(yè)自身未能真正發(fā)掘其對 CAM 技術的需求外，各 CAM 技術供應商針對復合加工領域的解決方案的產(chǎn)品特性與本地支持能力也相對欠缺，不能真正滿足用戶的實際需要。 近幾年的車銑復合技術已經(jīng)向多軸化發(fā)展，多軸車銑復合加工技術作為一種適應現(xiàn)代化制造業(yè)多品種、小批量、個性化發(fā)展需求的新技術，是一種在傳統(tǒng)機械設計和精密制造技術基礎上，集成了現(xiàn)代先進控制技術、精密測量技術和 CAD/CAM 應用技術的先進機械加工技術。 五軸車銑復合加工中心從產(chǎn)生至今，已有近 20 年的歷史，技術已經(jīng)成熟并被國內(nèi)外用戶接收和認可。從趨勢上看，主要向以下幾個方向發(fā)展：（1）更高工藝范圍。通過增加特殊功能模塊，實現(xiàn)更多工序集成。例如將齒輪加工、內(nèi)外磨削加工、深孔加工、型腔加工、激光淬火、在線測量等功能集成到車銑中心上，真正做到所有復雜零件的完整加工。（2）更高效率。通過配置雙動力頭、雙主軸、雙刀架等功能，實現(xiàn)多刀同時加工，提高加工效率。（3）大型化。由于大型零件一般多是結構復雜、要求加工的部位和工序較多、安裝定位也較費時費事的零件，而車銑復合加工的主要優(yōu)點之一是減少零件在多工序和多工藝加工過程中的多次重新安裝調(diào)整和夾緊時間，所以目前五軸車銑復合加工中心正向大型化發(fā)展。（4）結構模塊化和功能可快速重組。五軸車銑中心的功能可快速重組是其能快速響應市場需求，并能搶占市場的重要條件， 而結構模塊化是五軸車銑中心功能可快速重組的基礎。 車銑復合技術中必不可少的刀架正向著高速、可靠、換刀時間盡量的短，以換取加工中心和車削中心的高效性和簡單實用、造價低、使用可靠等方面發(fā)展。數(shù)控刀架向快速換刀、電液組合驅(qū)動和伺服驅(qū)動方向發(fā)展。 二、論文（設計）研究的內(nèi)容 1 .重點解決的問題 設計車銑復合刀架重點解決問題：選擇伺服刀塔、伺服軸電機、驅(qū)動絲杠，設計驅(qū)動軸 X2，設計大鑄件滑體及床鞍。 2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） （1） 論述課題的研究目的、研究內(nèi)容以及目前的研究概況及其發(fā)展； （2） 確定車銑復合刀架結構的設計方案； （3） 進行復合刀架結構的設計； （4） 進行數(shù)據(jù)參數(shù)整理，完成相應理論計算部分繪制零件圖、裝配圖。 3. 本論文（設計）預期取得的成果 （1） 一套完整的復合刀架的裝配圖、零件圖； （2） 一份復合刀架的設計說明書； （3） 翻譯一篇外文文獻，至少 2000 字。 三、論文（設計）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)） 此題是企業(yè)項目，由本校老師與企業(yè)的老師聯(lián)合指導，查閱并整理各類參考文獻， 了解相關原理并且應用有關計算公式對車銑復合刀架結構各部分進行校核驗算，對既定方案給出完整的闡述。 設計車銑復合刀架的結構,包括伺服刀塔、下滑體、下床鞍、下驅(qū)動軸 X2 軸，帶光柵尺，通過選擇伺服刀塔、伺服軸電機、驅(qū)動絲杠，設計驅(qū)動軸 X2，設計大鑄件滑體及床鞍，伺服軸快移速度 24m/min。完成伺服軸電機的選擇計算，絲杠的選擇計算等。 2. 論文（設計）進度計劃 第一周 根據(jù)畢業(yè)設計任務,明確任務意圖，準備文獻。第二周 根據(jù)題目查閱文獻，分析資料。 第三周 準備開題報告資料，理順開題報告思路。第四周 撰寫開題報告準備開題答辯。 第五周 查閱文獻進行刀架結構的方案設計。第六周 根據(jù)方案設計完成整體結構設計。第七周 完成大鑄件滑體及床鞍的設計。 第八周 完成下床鞍、下驅(qū)動軸 X2 軸的設計圖。第九周 完成伺服軸、絲杠的選擇計算。 第十周 完成零件圖。第十一周 完成裝配圖。 第十二周 完成車銑復合刀架結構設計說明書。 第十三周 完善車銑復合刀架結構設計說明書和英文翻譯。第十四周 打印裝配圖零件圖和設計說明書，準備答辯。 5 四、需要閱讀的參考文獻 [1] 濮良貴等. 機械設計（第九版）[M]. 北京: 高等教育出版社,2013. [2] 孫桓.機械原理[M].北京:高等教育出版社,2013. [3] 李慶達, 丁俊鍵. 小型車銑復合加工中心設計及制作[J]. 機電工程技術,2017,11:10-70. [4] 張亞楠,梅慶林,閆鵬輝,等.立式車銑復合加工中心的變速箱結構設計[J].機械工程師,2017,1:149. [5] 龍邵安， 李曉媛. 車銑復合設備技術的應用推廣[J]. 現(xiàn)代制造技術與裝備,2017,5:125. [6] 陳錫財.基于車銑復合數(shù)控加工工藝研究[J].科技與創(chuàng)新,2017,4:110-113. [7] 劉峰.五軸車銑復合加工功能關鍵技術的研究[D].沈陽:中國科學院研究生院 （沈陽計算機技術研究所）,2014. [8] 成大先主編.機械設計手冊（第六版第3 卷）[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社,2016. [9] 成大先主編.機械設計手冊（第六版第5 卷）[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社,2016. [10] 史旭升,喬立宏,胡權威.車銑復合加工工藝設計中的關鍵問題研究[J].航空制造技術,2014,4:54-57. [11] 李麗珍,李憲凱.五軸車銑復合加工技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].航空制造技術,2009,12:47-50. [12] 鄧勇軍.高精度微小型車銑復合加工機床誤差建模與補償研究[D].北京:北京理工大學,2015.3. [13] 楊林.數(shù)控車銑復合加工程序仿真系統(tǒng)研究[D].重慶:重慶大學,2010.5. [14] 吳石磊重型立式車銑復合加工中心幾何誤差檢測方法研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學,2015.7. [15] Jung-WooC, WenpengW,Myung-Sook.Efficent collision detection using adualOBB-sphereboundingvolumehierarchy.Computer-AidedDesign,2010,42:50-57. 9 附：文獻綜述或報告 文獻綜述 國際上對復合化機床尚無明確定義，目前正處于創(chuàng)新發(fā)展之中。復合加工又叫完全加工、多功能加工。早期曾將加工中心稱為復合加工機床。但是隨著復合加工技術的不斷發(fā)展與進步，現(xiàn)在的復合加工機床與以前所稱的復合加工機床有了本質(zhì)上的區(qū)別。復合加工機床通過一次裝夾零件完成多種加工工序，縮短了加工時間， 提高了加工精度，因而受到用戶的歡迎。數(shù)控車銑復合機床是復合加工機床的一種主要機型，通常是在數(shù)控車床上實現(xiàn)平面銑削、鉆孑 L 攻絲、銑槽等銑削加工工序， 具有車削、銑削以及鏜削等復合功能，能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾、全部完上的加工理念。隨著計算機技術、機床技術以及加工工藝技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的用單一加工方法分工序加工已不能滿足人們對加工速度、效率和精度的要求。在這樣的背景下，車銑復合加工技術應運而生。車銑復合加工的理念是“一次裝夾，全部完工”，這種加工模式無需人工干預，在一次裝夾定位情況下，機床可以進行車、銑、鉆、鏜和車銑等加工任務。車銑復合加工技術作為一種高效率、高精度，且適應現(xiàn)代制造業(yè)多品種、小批量、個性化發(fā)展需求的先進數(shù)控加工技術，日益受到重視。車銑復合加工為復雜零件、高精密零件和難加工零件提供了先進的解決方案，解決了傳統(tǒng)加工中心難以解決的加工難題。車銑復合加工設備的主要優(yōu)勢在于加工工藝更加靈活、工序更加集中，從而可以縮短產(chǎn)品制造工藝鏈、提高工藝的有效性、減少零件在整個加工過程中的裝夾次數(shù)、提高位置加工精度。 在 20 世紀末的時候，西方的一些國家就開始了車銑技術的研究。最初它是匯總一些較新的機械加工的方法，之后，奧地利開發(fā)出了第一臺車銑加工中心。經(jīng)過多年的發(fā)展之后，車銑復合加工技術也越來越成熟，它包括的內(nèi)容也越來越廣泛，主要有車削、銑削、插齒及滾齒等內(nèi)容。車銑復合加工技術的主要的特點是以銑代替車，回旋體零件的切削主要是通過銑刀的旋轉實現(xiàn)的，根據(jù)不同的分類標準可以將車銑分為不同的類型，其中按照軸線位置的不同可以將車銑的加工分為正向車銑和軸向車銑。在車銑運動的過程中是一種復合的運動，是通過銑刀和工件的旋轉而形成的，但他們并不是簡單的將兩種運動進行相加。車銑主要負責的是工件的表面加工，在這個過程中，車銑主要的運動過程是靠刀具來完成的，使用這種方法可以快速的完成各種高難度的加工要求。從以上車銑復合加工技術的特點可以看出來，車銑復合加工技術是一種間斷式的加工方式，比較適合難斷屑的材料，它的主要的特 點就是高速。一般情況之下，銑刀的刀口都是經(jīng)過特殊處理的，經(jīng)過特殊處理的削力遠遠的大于傳統(tǒng)刀口的削力，能夠完成更加高難度的切削工作，也不會因為受力的不均勻而形成的零件變形的情況。而之所以會產(chǎn)生變形的情況主要是因為在工作的過程中刀具刀口變熱，而車銑復合加工技術采用的是一種絕熱切削的方式，有效的避免了這種情況的發(fā)生。在加工的過程中，很多的零件都是經(jīng)過一次的裝夾完成了大部分的工藝環(huán)節(jié)，節(jié)省了很多的時間，同時也提高了工作的效率，減少了很多的誤差也提高了加工的精度。目前這種技術在機械制造行業(yè)發(fā)展的速度很快，并且有更加廣闊的發(fā)展空間。 作為機床的功能部件，數(shù)控刀架一方面承擔的最主要的功能是作為夾持切削工具，使機床實現(xiàn)切削：另一方面數(shù)控刀架有能被機床數(shù)控系統(tǒng)自動控制的能力，即實現(xiàn)自動換刀并且在換刀后能保持較高的重復定位精度和分度精度。 復合加工具有突出優(yōu)勢： （1） 縮短產(chǎn)品制造工藝鏈，提高生產(chǎn)效率。 （2） 減少裝夾次數(shù)，提高加工精度。 （3） 減少占地面積，降低生產(chǎn)成本。 （4） 降低了勞動強度。 （5） 適應多品種小批量生產(chǎn)。 車銑復合在今后的發(fā)展中可以繼續(xù)發(fā)揮這樣的優(yōu)勢。 數(shù)控刀架按刀架的動力驅(qū)動和鎖緊方式分類：分為電動刀架，液壓刀架和伺服刀架。 （1） 電動刀架 電動刀架紙刀架的轉位動力源為電機，一般指力矩電機，除此之外沒有其他的動力源，如液壓和氣動等。因此，該特點避免了由于液壓油泄露造成的污染，具有體積小，控制簡單和結構緊湊等優(yōu)點。但該類刀架的剛度和刀盤的鎖緊力小，只適合中低載荷切削情況，并且電機頻繁正反轉容易燒毀，換刀速度較慢，低檔刀架一般為電動刀架。 （2） 液壓刀架 液壓刀架是指刀架的轉位動力為液壓馬達或者液壓缸驅(qū)動齒輪條。該刀架使用了集成式液壓分度馬達，它具有自動順序控制加減速功能并且可在內(nèi)部實現(xiàn)粗定位。其采用了獨特的液壓反饋機制，具有轉位快速連續(xù)平穩(wěn)沒有沖擊且可以雙向旋轉就近換刀的特點。此類刀架采用液壓來實現(xiàn)刀架的松開與鎖緊，夾緊力大，適用于重載切削，特別適用于重型數(shù)控車床。全液壓刀架對液壓油的品質(zhì)要求較高，另外該 刀架的體積比較大，調(diào)整和維護較為復雜。 （3） 伺服刀架 伺服刀架是指刀架轉位動力采用伺服電機，通過伺服電機驅(qū)動刀架，通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)刀盤的送開與鎖緊。該刀架在最大程度地克服了電動刀架和液壓伺服刀架的缺點的同時，吸收了兩者的優(yōu)點，簡化了數(shù)控刀架的結構，大大提高了數(shù)控刀架的性能，使數(shù)控刀架的很多性能指標，如換刀時間，可靠性，精度，轉位速度和轉位的平穩(wěn)性等得到很大提高。 加工效率和精度是金屬加工領域追求的永恒目標，這個目標激勵著一代又一代機械工作人員不懈努力，以提高國家的機械加工水平。 指導教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱） 審 核 簽字： 年 月 日 意 見 教研室主任意見 簽字： 年 月 日 學院教學指導委員會意見 簽字： 年 月 日公章： 10 壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985 摘要 車銑復合數(shù)控機床廣泛應用于各種機械加工行業(yè)，車銑復合加工可以提高加工精度，減少裝夾次數(shù)，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，其性能優(yōu)于一般的數(shù)控車床和數(shù)控銑床，如今，各國的車銑復合技術正在蓬勃發(fā)展，歐美的發(fā)展水平尤為突出。 本次畢業(yè)設計在大連機床集團（DMTG）完成，針對車銑復合數(shù)控機床完成了下刀架單元的結構設計，通過伺服電動機產(chǎn)生轉矩，帶動上皮帶輪轉動，然后上皮帶輪通過皮帶帶動下皮帶輪轉動，最終下皮帶輪把轉矩傳遞給滾珠絲杠螺母副，從而實現(xiàn)刀具的進給運動。對滾珠絲杠、伺服電機、脹套、皮帶輪和導軌做了選擇計算校核工作，還列出了絲杠軸整體尺寸的安排，畫出了絲杠支座、滑板、床鞍這三個CAD零件圖，還畫了一張刀架單元的CAD裝配圖，并且采用了三維制圖軟件Solid Works對絲杠支座、滑板這兩個零部件進行了三維建模工作。 關鍵詞：車銑復合；下刀架；進給系統(tǒng)；三維建模 ABSTRACT Turn milling compound NC. machine tools are widely used in all kinds of mechancal processing industry, Turn milling compound machining can improve the machining accuracy, decrease The Times of the clamping and reduce production cost, improve production efficiency, its performance is better than that of general NC.lathe and NC.milling machine, today, the Turn milling compound technology is booming, especially the development level of Europe and the United States. The graduation design in Da lian machine tool group (DMTG) is complete, for Turn milling compound structure design of NC. machine tools to complete the rest under the units, through the torque servo motor, drive pulley on the rotation, and then on the pulley driven by belt pulley, the pulley set the torque passed on to the ball screw nut pair, so as to realize the feed movement of the cutting tool. Of ball screw, servo motor, locking, pulley, and guide the selection calculation and checking work, also lists the overall size of the screw shaft is arranged, draw out the screw bearings, skateboard, bed saddle these three CAD drawing, also drew a CAD assembly drawing tool post unit, and adopted the 3 d drawing software Solid Works for screw bearing, slide the two parts of three dimensional modeling work. Key Words：turn-milling technology; The tool post; Feed system;3 d modeling II 目 錄 1緒論....................................................................1 2.車銑復合機床下刀架單元方案設計.....................................3 2.1車銑復合機床的介紹...................................................3 2.2刀架單元總體方案.....................................................3 2.3刀架單元總體結構設計.................................................3 3.下刀架單元結構主要零件的校核.......................................5 3.1滾珠絲杠的選擇校核..................................................5 3.2 伺服電動機的選擇校核...............................................11 3.3 錐套的選擇校核.....................................................13 3.4 皮帶輪的選擇計算...................................................13 3.5 導軌選擇計算.......................................................17 3.6 絲杠軸尺寸安排.....................................................17 3.7 工作說明...........................................................17 4.主要零部件三維建模..................................................20 4.1 Solidworks軟件介紹.............................. ..................20 4.2 絲杠支座建模.......................................................21 4.3 滑板建模...........................................................21 5結論 .................................................................22 參考文獻...............................................................23 附錄1：外文翻譯......................................................25 附錄2：外文原文......................................................32 VI 致謝...................................................................38 畢業(yè)設計（論文）題目 1.緒論 國際上對復合化機床尚無明確定義，目前正處于創(chuàng)新發(fā)展之中。復合加工又叫完全加工、多功能加工。早期曾將加工中心稱為復合加工機床,但是隨著復合加工技術的不斷發(fā)展與進步，現(xiàn)在的復合加工機床與以前所稱的復合加工機床有了本質(zhì)上的區(qū)別。復合加工機床通過一次裝夾零件完成多種加工工序，縮短了加工時間，提高了加工精度，因而受到用戶的歡迎。數(shù)控車銑復合機床是復合加工機床的一種主要機型，通常是在數(shù)控車床上實現(xiàn)平面銑削、鉆孔攻絲、銑槽等銑削加工工序，具有車削、銑削以及鏜削等復合功能，能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾、全部完工的加工理念。隨著計算機技術、機床技術以及加工工藝技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的用單一加工方法分工序加工已不能滿足人們對加工速度、效率和精度的要求。在這樣的背景下，車銑復合加工技術應運而生[1]。車銑復合加工的理念是“一次裝夾，全部完工”，這種加工模式無需人工干預，在一次裝夾定位情況下，機床可以進行車、銑、鉆、鏜和車銑等加工任務。車銑復合加工技術作為一種高效率、高精度，且適應現(xiàn)代制造業(yè)多品種、小批量、個性化發(fā)展需求的先進數(shù)控加工技術，日益受到重視。車銑復合加工為復雜零件、高精密零件和難加工零件提供了先進的解決方案，解決了傳統(tǒng)加工中心難以解決的加工難題。車銑復合加工設備的主要優(yōu)勢在于加工工藝更加靈活、工序更加集中，從而可以縮短產(chǎn)品制造工藝鏈、提高工藝的有效性、減少零件在整個加工過程中的裝夾次數(shù)、提高位置加工精度。 國外發(fā)達國家在數(shù)控機床行業(yè)的發(fā)展起步較早，在研發(fā)設計和生產(chǎn)制造方面擁有非常豐富的經(jīng)驗，其效率、精度、可靠度等技術標準均有較大優(yōu)勢。德國的肖特公司是當今世界上最負盛名的刀架生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)品發(fā)展可分為三條主線：液壓刀架產(chǎn)品線，電動刀架產(chǎn)品線和伺服刀架產(chǎn)品線。其中，伺服刀架產(chǎn)品線主要面對中高端市場，也是肖特目前產(chǎn)品種類最為豐富，發(fā)展意愿最為強烈的產(chǎn)品系列。經(jīng)過長期的發(fā)展和積累，肖特在刀架研發(fā)領域有著較大的優(yōu)勢，并且擁有諸多關鍵技術，如降噪減震技術，伺服刀架控制技術，動力刀具驅(qū)動模塊與傳動技術，離合器技術，定位嚙合技術，阻尼升壓結構技術，中心軸配油配氣技術和端面齒輪傳動技術、腔內(nèi)正壓防水密封技術等，這些關鍵技術在刀架領域得到廣泛應用，大大提高了整個刀架和數(shù)控機床的技術水平，在一定程度上推動了整個制造業(yè)的發(fā)展。我國在立式車銑復合加工中心方面研究較晚,沒有系列產(chǎn)品,整體性能的穩(wěn)定性、重復精度、定位精度、加工效率等方面與國外同類產(chǎn)品相比,還具有較大的距離,立式車銑復合加工中心系列產(chǎn)品的生產(chǎn)基本上是空白,國內(nèi)在此方面需求設備基本依賴進口[2]。 數(shù)控刀架按刀架的動力驅(qū)動和鎖緊方式分類：分為電動刀架，液壓刀架和伺服刀架。 （1）電動刀架 電動刀架是指刀架的轉位動力源為電機，一般指力矩電機，除此之外沒有其他的動力源，如液壓和氣動等。因此，該特點避免了由于液壓油泄露造成的污染，具有體積小，控制簡單和結構緊湊等優(yōu)點。但該類刀架的剛度和刀盤的鎖緊力小，只適合中低載荷切削情況，并且電機頻繁正反轉容易燒毀，換刀速度較慢，低檔刀架一般為電動刀架。 （2）液壓刀架 液壓刀架是指刀架的轉位動力為液壓馬達或者液壓缸驅(qū)動齒輪條。該刀架使用了集成式液壓分度馬達，它具有自動順序控制加減速功能并且可在內(nèi)部實現(xiàn)粗定位。其采用了獨特的液壓反饋機制，具有轉位快速連續(xù)平穩(wěn)沒有沖擊且可以雙向旋轉就近換刀的特點。此類刀架采用液壓來實現(xiàn)刀架的松開與鎖緊，夾緊力大，適用于重載切削，特別適用于重型數(shù)控車床。全液壓刀架對液壓油的品質(zhì)要求較高，另外該刀架的體積比較大，調(diào)整和維護較為復雜。 （3）伺服刀架 伺服刀架是指刀架轉位動力采用伺服電機，通過伺服電機驅(qū)動刀架，通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)刀盤的松開與鎖緊。該刀架在最大程度地克服了電動刀架和液壓伺服刀架的缺點的同時，吸收了兩者的優(yōu)點，簡化了數(shù)控刀架的結構，大大提高了數(shù)控刀架的性能，使數(shù)控刀架的很多性能指標，如換刀時間、可靠性、精度、轉位速度和轉位的平穩(wěn)性等得到很大提高[3]。 加工效率和精度是金屬加工領域追求的永恒目標，這個目標激勵著一代又一代機械工作人員不懈努力，以提高國家的機械加工水平。 2. 車銑復合機床下刀架單元方案設計 2.1 復合機床的介紹 本次畢業(yè)設計是與大連機床集團有限公司合作完成的，機床型號是CHD-25。 CHD-25機床的床身總的來看是傾斜的，配置有兩個刀架，上刀架與下刀架。這個機床適用于外形復雜、質(zhì)量要求高的零部件的加工。機床床身有良好的方便于機械加工的性能，比如振動比較小、受熱不易膨脹、可承載重物而不易彎曲。刀架可以在兩個方向上運動，配合機床的正負主軸的工作，本次論文根據(jù)要求只設計一個方向的運動。 2.2 下刀架單元總體方案 方案一、電機軸通過脹套與上皮帶輪連接，上皮帶輪通過圓弧形同步帶與下皮帶輪連接，下皮帶輪通過脹套與滾珠絲杠軸連接，絲杠軸與絲杠螺母組相對移動，從而帶動刀架結構產(chǎn)生移動，實現(xiàn)進給運動。 方案二、將滾珠絲杠換成滑動絲杠。滾珠絲杠與滑動絲杠相比有更高的傳動效率，在94%以上，是滑動絲杠的2倍多，并且滾珠絲杠副運動比較平穩(wěn)，摩擦力較小，靈敏度較高，低速而無爬行等一些特點，確實比滑動絲杠好一些。 方案三、將滾珠絲杠螺母副換成齒輪傳動。不僅滾珠絲杠螺母副傳動功率損失小，齒輪副的傳動功率損失相對來說也很小，但是，滾珠絲杠在精度方面比齒輪的精度高得多。 綜上，用滾動絲杠螺母副精度高，效率高，穩(wěn)定性好，所以選擇方案一。 2.3 刀架單元總體結構設計 涉及到的零部件主要有滑板、床鞍、伺服電動機、伺服刀塔、皮帶輪、滾珠絲杠螺母副、線軌等。 電機通過電機支架固定在滑板上，電機支架下面有一個調(diào)整塊，電機軸通過脹套與上皮帶輪連接，上皮帶輪通過同步帶與下皮帶輪連接，下皮帶輪通過脹套與絲杠軸連接，絲杠軸穿過軸承，由軸承支撐著，軸承的固定是通過軸承座限制的，軸承座被挨著的擋塊限制住，端蓋與隔套固定著軸承座的端口，這樣軸承就固定了，然后還有鎖定螺母鎖緊，其中軸承座里面加個密封圈；接著絲杠穿過絲杠螺母，絲杠螺母支座把絲杠螺母固定在床鞍上，床鞍上面有四個墊塊，上面放著線軌中的滑塊，滑塊內(nèi)側有壓緊塊，壓緊塊由擋板固定；滑塊上面放著線軌中的導軌，導軌與滑板固定，由許多導軌壓塊壓緊，導軌壓塊外側有支架，支架起防護作用，滑板上也有一個支架，也起防護作用，滑板上放個調(diào)整塊，調(diào)整塊上放著動力電機，通過皮帶帶動伺服刀架工作。整個所設計的結構單元將來是通過床鞍固定在機床上的，所以在床鞍側下方也要有壓板，壓板是為了壓緊將來的導軌，床鞍下面有調(diào)整墊，有擋板固定。 3 車銑復合下刀架單元的主要零件的校核 3.1 滾珠絲杠的選擇校核 （1）確定滾珠絲杠的精度 表3-1 標準公差等級表 標準公差等級 任意300mm內(nèi)的變動量 1級 2級 3級 4級 機床的定位精度是0.012mm，按照習慣，滾珠絲杠的公差等級應為定位精度的1/3到1/2，在符合絲杠精度的情況下，查表[4]3-1可知，1級精度比較合適。 （2）導程的選擇 快移速度V=30m/min是此次設計的唯一數(shù)據(jù)要求。 為達到快移速度V=30m/min（0.5m/s），可選用電機轉速N為3000r/min和導程為=10mm的滾珠絲杠副。 （3-1） 式中： V-快移速度 N-電機轉速 -導程 數(shù)據(jù)帶入式子3-1驗算，符合要求。 （3）滾珠絲杠疲勞強度計算 導程為10mm，但是導程為10mm的絲杠副的公稱直徑有多種，且先把直徑定為40mm（不合適再重選）。 查數(shù)控加工手冊[4]表2-11-15可知滾珠絲杠的額定動載荷=54723N ，額定靜載荷= 139455N，接觸剛度R=2690N/um 導軌以上的部分質(zhì)量為m=600kg =++ （3-2） =+ （3-3） （3-4） 式中： -最大載荷 -最小載荷 m-質(zhì)量600kg u-摩擦系數(shù)0.04 -切削力4000N 將數(shù)據(jù)帶入3-2、3-3、3-4得出： 5252.678N 1252.678N 3919.345N 滾珠絲杠最高轉速為N=3000r/min，則平均轉速=2000r/min。 滾珠絲杠的當量動載荷 = （3-5） 式中： -軸向平均載荷（N） -絲杠最大工作載荷（N） -絲杠最小工作載荷（N） L-工作壽命，單位為10^6轉。 L==180 -平均轉速（r/min） -額定壽命（h），數(shù)控機床可取=15000小時[5] -精度系數(shù)。1級和2級取=1； -運轉狀態(tài)系數(shù)。 表3-2運轉狀態(tài)表 運轉狀態(tài) 無沖擊 1----1.2 一般情況 1.2----1.5 有沖擊震動 1.5----2.5 機床的穩(wěn)定性應該高一些，如果穩(wěn)定性差就容易發(fā)生振動，那么會很容易影響精度，則的表[4]3-2取額定動載荷大于當量動載荷，即計算得出L=180 ， =2000r/min,帶入數(shù)據(jù)之后算出=26143N，而=54723N，可知。 查數(shù)控加工手冊第一卷[4]表2-11-15可知： 絲杠直徑=40mm 鋼球直徑=6mm 導程=10mm，內(nèi)循環(huán) 絲杠剛度為R=2690N/um 循環(huán)圈數(shù)6。 預加載荷為=Ca/4=13680.7N，=Cm/3=8714.3N,，符合要求。 （4）選擇絲杠軸承 由于滾珠絲杠螺母副中的螺母固定在絲杠螺母支座里，絲杠螺母支座緊固在床鞍上，絲杠限制在絲杠支座里，而絲杠支座緊固在上滑體上，所以螺母與絲杠之間有大幾率會出現(xiàn)同軸度不符合要求，所以都要求軸承可以自己調(diào)節(jié)一些同軸度誤差，對于兩個軸承相接觸觸線的線與中心軸線相交的點之間的距離，面對面組配式時它們之間的距離會比較小，自動調(diào)節(jié)比較容易，背對背組配時距離會比較大，沒有自動調(diào)節(jié)作用，所以絲杠軸承選用的組配方式是面對面。軸承組配方式如圖所示： 圖3-1 軸承面對面配對 表3-3軸承參數(shù)[6] 項目 數(shù)值 內(nèi)徑 30mm 外徑 62mm 寬度 15mm 額定動載荷= 35.5KN （3-6） 式中： 平均載荷=3919.345N 平均轉速 =2000r/min 軸承壽命L==742.94 數(shù)據(jù)帶入3-6計算得=6191.58h，能滿足要求。 （5） 驗算壓桿穩(wěn)定性 （3-7） （3-8） Dw=0.6* （3-9） 式中： -當量直徑（m） -絲杠公稱直徑（m） -滾珠直徑（m） -絲杠支撐方式系數(shù) -絲杠最大受壓長度（m）L=180mm 表3-4絲杠支撐方式系數(shù)[4] 絲杠支撐方式 一端緊固，一端自由 0.25 1.875 一端緊固，一端半自由 2.0 3.927 兩端緊固 4.0 4.730 數(shù)據(jù)帶入3-3可得=32.8mm 查表3-4可知=0.25，帶入公式3-4計算得出臨界載荷=303647N 已知額定動載荷=54723N，,符合要求。 （6） 驗算臨界轉速 （3-10） （3-11） 式中： -當量直徑（m） -絲杠公稱直徑（m） -滾珠直徑（m） -絲杠支撐方式系數(shù) -臨界轉速計算長度（m） -臨界轉速（r/min） =6mm =40mm =409mm 數(shù)據(jù)帶入3-10可得=32.8mm 查表3-4可知=1.875 帶入公式3-11可得出臨界轉速=6831r/min 已知最高轉速N=3000r/min，由此可知=2.277>1.3，符合臨界轉速比最高轉速高30%的要求，以免發(fā)生共振。 （7）滾珠絲杠螺母副額定壽命校核 * （3-12） 式中： -絲杠額定動載荷 -精度系數(shù) -載荷穩(wěn)定性系數(shù) -絲杠平均載荷 -絲杠平均轉速 =54723N =3919.345N =2000r/min 帶入公式3-12可得h>15000h，符合要求。 （8）滾珠絲杠螺母副最小抗壓剛度的計算 （3-13） 式中： -滾珠絲杠螺紋小徑 E-滾珠絲杠彈性模量 a-滾珠絲杠螺母中心到固定端中心之間的距離 =34mm 滾珠絲杠支撐方式如圖所示 圖3-2滾珠絲杠支撐方式圖 當滾珠絲杠螺母中心到固定端中心的距離=460.5mm的時候具有最小抗度 =394.32N/um （9）滾珠絲杠螺母副支撐軸承的剛度計算 選擇的軸承參數(shù)，查機械設計手冊第二卷[6]表8-2-83 內(nèi)徑為30mm 接觸角 齒數(shù)z=20 =6mm 軸承最大軸向載荷=5252.678N ==91.69N/um （10）滾珠絲杠螺母副滾珠和滾道的接觸剛度 查表數(shù)控加工手冊[4]2-11-15可知R==2690N/um （11）綜合抗拉剛度的計算 綜合抗拉剛度 （3-14） 把數(shù)據(jù)帶入式子3-14可得K=72.39N/um (12) 定位精度 導軌摩擦力=231.63N 由于導軌摩擦產(chǎn)生的定位誤差==231.63/72.39=3.2um 導程公差= 絲杠軸承的軸向跳動=2.5um 通常機床的定位精度 （3-15） 公式3-15帶入數(shù)據(jù)得 滿足要求。 3.2伺服電動機的選擇校核 （1）伺服電動機的選擇 由導程的選擇可知電機應選用3000r/min的電機，機床需要選擇較大轉矩，振動小的電機。 電機選西門子伺服電機： 型號：1FT7084-5AF71 額定轉速：3000r/min 額定功率：4.55kw 額定轉矩：14.5Nm 轉動慣量： 重量20.8kg （2）伺服電動機轉速的驗算 0.5m/s= =0.01m*3000r/min=30m/min=0.5/s （3）伺服電動機的轉矩的校核 （3-16） 式中： -折合到電動機軸的最大切削負載轉矩 -絲杠所承受的中心軸方向的最大載荷 -絲杠導程（m） -摩擦轉矩（N/m） -軸承的摩擦轉矩（N/m） -切削時最大的負載轉矩 T-電動機額定轉矩 -傳動效率 i=傳動比 =4435.806N =10mm =0.3N*m =1.28N*m =0.931.% 數(shù)據(jù)帶入式3-16計算可得=9.19N*m T=14.5N*m 可知M 承受軸向力：Ft>=Fx 經(jīng)計算滿足條件。 3.4皮帶輪與皮帶的選擇計算 皮帶有摩擦型與嚙合型。摩擦型依靠摩擦產(chǎn)生的力來傳遞動力，嚙合型依靠嚙合產(chǎn)生的力來傳遞動力[7]。 摩擦型帶分四種： ①平帶傳動 ②V帶傳動 ③多楔帶傳動 ④圓帶傳動 嚙合型帶根據(jù)齒形的不同可以大致也可以分為兩類： ①梯形齒 ②圓弧形齒 梯形齒帶可以分為兩類： ①單面同步帶 ②雙面同步帶。 同步帶的優(yōu)點：同步帶依靠帶輪的齒與皮帶上的齒嚙合傳遞動力，所以在工作的時候不會產(chǎn)生相對滑動，這樣就可以獲得穩(wěn)定的傳動比。很顯然，同步帶具備齒輪傳動的優(yōu)勢與特性，也具備帶傳動的優(yōu)勢與特性，傳動比大，且可以達到很高的速度，可傳遞的功率較大，效率也比較高，作用在軸承和軸上的力也很小[9]。因此選用同步帶，以下是對同步帶和帶輪有關的選擇計算。 （1）工況系數(shù) 查機械和設計手冊第三卷[7]可知鉆床，車床，沖床龍門刨床等床的工況系數(shù)為1.4，從而得之，所用系數(shù)可以是1.4。 （2）功率P Pd=KA*P （3-20） 式中： Pd-電動機功率 數(shù)據(jù)帶入式3-20，求得P=3.25Kw （3）選取帶型與節(jié)距 為使傳動穩(wěn)定，增加帶的柔韌性和嚙合齒數(shù)，節(jié)距應盡量選擇比較小的數(shù)值；根據(jù)功率和轉速查圖[7]14-1-9，選取帶型為8M的圓弧形同步帶，其中附帶可知表3-5的參數(shù)： 表3-5圓弧齒齒形帶參數(shù)表[7] 圓弧齒齒形帶參數(shù) 數(shù)值 節(jié)距 8mm 齒形角 14度 齒根厚 5.15mm 齒高 3.38 齒根圓半徑 0.64 齒頂圓半徑 2.46mm 帶高 6mm （4）上帶輪齒數(shù) 帶速v和安裝尺寸符合條件的情況下，查表得齒數(shù)z1=36>zmin=17，根據(jù)齒數(shù)z1=36查機械設計手冊表14-1-60可得: 表3-6帶輪參數(shù)[7] 上帶輪參數(shù)名稱 數(shù)值 節(jié)圓直徑 91.67mm 頂圓直徑(也稱為外徑) 90.30mm （5）核對帶速 帶速V=(pi*d1*n1)/(60*1000)=14.4m/s3.185Kw，符合要求。 （9）作用在軸上的力Fr 查機械設計手冊表14-1-51知帶寬=25mm，由于工況系數(shù)KA=1.4>1.3，所以作用在軸上的力Fr=KF*Pd*1155/v=510.93N，查圖[7]14-1-12矢量修正系數(shù)KF=1 （10）皮帶輪擋圈的選用與計算 查文獻[7] 選帶寬為25，皮帶輪擋圈最小高度K=2.85mm R取2mm 擋圈厚度t取2.5mm 擋圈開始曲折時的直徑，dw=d0+2*R=94.30mm 擋圈外徑df=dw+2*K=100mm （11）其他計算 查機械設計手冊表[7]14-1-64選用90度弧內(nèi)節(jié)距累計偏差（變動量）0.11mm 任意相鄰齒間節(jié)距允許偏差（變動量）0.025mm 傳動效率為98% 計算的節(jié)距為680mm，則可得齒數(shù)為85 查機械設計手冊表[7]14-1-60可知圓弧齒帶節(jié)線長度為640mm，齒數(shù)為80，節(jié)線長度為720mm，齒數(shù)為90， 則（640+720）/2=680mm (80+90)/2=85 正好符合需要。 3.5導軌選擇計算 導軌采用貼塑導軌。采用貼塑導軌的主要目的在于： （1）避免金屬類材料的摩擦系數(shù)大，抗磨損能力較低，速度緩時頻繁出現(xiàn)嚴重磨損和人工工作時手感較重等不方便之處。 （2）避免出現(xiàn)相互接觸的金屬面的質(zhì)量降低和相關部件的工作壽命的減短。 摩擦因數(shù)u=0.04 極限=39MPa*m*min 總重力F=5880N 導軌與滑塊的接觸長度為21.2mm，寬度為148.7mm，由此可得面積為S=0.315244m^2*cos（20） 壓力一共分給四個一樣的滑塊，可以求得導軌與滑塊接觸部分的壓強為P=F/（4*S）=7458.43Pa，則=0.1315MPa*m*min<極限值，符合要求。 3.6絲杠軸尺寸安排 絲杠軸上從左往右按一定順序依次安裝著，皮帶輪，鎖定螺母，隔套，軸承，絲杠支座。 皮帶輪寬25mm，直徑24mm，皮帶輪右面預留出4mm，左面預留出5mm，這樣絲杠直徑24mm的部分長度是34mm。 一個軸承的中心軸線方向的長度為15mm，四個軸承中心軸線方向的長度為60mm，隔套中心軸線方向的長度為22mm，鎖定螺母的中心軸線方向的長是18mm，左邊預留出3mm，這樣絲杠直徑為30mm的部分總長為103mm。 絲杠支座小直徑部分寬度是33mm，絲杠直徑40mm，絲杠支座擋塊寬度是15mm，最大行程加安全距離為500mm，預留出13mm，則絲杠直徑40mm的部分長度為561mm，最右面預留出20mm，直徑為22mm。 綜上可得絲杠軸長度L=34mm+103mm+561mm+20mm=718mm 3.7工作說明 刀架部分的傳動 本次畢業(yè)設計是與企業(yè)合作完成的，其中有些零部件需要從國外進口，圖 3—3 伺服動力刀塔就是進口意大利的。動力電機通過皮帶把動力傳給伺服動力刀塔，從而這個伺服動力刀塔可以正常工作運動。 圖3-3 伺服動力刀塔 安裝在上面的車刀可以有三種把刀方式： ①正著把刀 ②反著把刀 銑刀有三種安裝防式： ①徑向安裝 ②可以正軸向安裝 ③也可以反軸向安裝 這是為了配合在正負主軸上的加工的需要。從圖3-4可以看出軸向把刀與徑向把刀 圖3-4 伺服動力刀塔 4.主要部件三維建模 4.1 solidworks介紹 （1） solidworks的特點 SolidWorks是一個三維軟件，可以進行三維建模。Solidworks有功能十分強大，簡單易學和技術創(chuàng)新三大特點，使得solidworks成為領先的，主流的三維cad解決方案。它可以提供不同的設計方案，減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。每一個工程師或者設計者都會感覺它操作方便，簡單易學。 用戶界面 用solidworks資源管理器可以方便地管理CAD文件。Solidworks資源管理器是唯一一個同windows資源管理器類似的CAD文件管理器。 配置管理 配置管理是solidworks軟件體系結構中非常獨特的一部分，它涉及到零件設計，裝配設計和工程圖。配置管理使得你能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數(shù)的變換組合，派生出不同的零件或裝配體。 協(xié)同工作 用3DMeeting通過互聯(lián)網(wǎng)實時地協(xié)同工作。3DMeeting是基于微軟NetMeeing 的技術而開發(fā)的專門為solidworks設計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。 裝配設計 在solidworks中，當生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，solidworks的性能得到極大的提高。 工程圖 Solidworks提供了生成完整的，車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的，當你修改圖紙時，三維建模，各個視圖，裝配體都會自動更新。 （2）solidworks的主要模塊 ①零件建模②曲面建模③鈑金設計④幫助文件⑤數(shù)據(jù)轉換⑥高級渲染⑦圖形輸出⑧特征識別⑨軟件設計 （3） solidworsks的標準件庫 Solidworks自帶的標準件庫，庫中含有螺栓，螺母，螺釘，螺柱，鍵，銷，墊圈，擋圈，密封圈，彈簧，型材，法蘭等常用零部件，模型數(shù)據(jù)可直接被調(diào)用。 4.2絲杠支座三維建模 圖4-1絲杠支座三維圖 絲杠支座三維圖是經(jīng)過若干拉伸、拉伸-切除、導孔等一系列操作完成的。 4.3滑板三維建模 圖4-2 滑板三維圖 滑板三維圖是經(jīng)過若干拉伸拉伸-切除導孔筋圓周陣列直線陣列等一系列操作完成的。 5結論 車銑復合機床集成了車床和銑床的特點，可以在一臺機床上實現(xiàn)車削與銑削的加工工序，這個車銑復合技術大大降低了生產(chǎn)成本，提高了加工精度與定位精度，使得加工出的零部件質(zhì)量更高，更是機械行業(yè)的一次革新發(fā)展。 本次畢業(yè)設計在大連機床集團順利完成，通過對車銑復合機床下刀架單元的結構設計，準確的對下刀架單元進給傳動部分的伺服電機、皮帶輪、脹套、導軌、滾珠絲杠螺母副進行了選擇、計算、校核，使電機帶動上皮帶輪，上皮帶輪通過皮帶帶動下皮帶輪，然后帶動滾珠絲杠螺母副，從而達到了所要求的刀具進給運動的預期. 本次畢業(yè)設計完成了下刀架單元中滑板、絲杠支座、床鞍的二維零件圖和下刀架單元的整體裝配圖，并用Solidworks完成了絲杠支座和滑板的三維建模。 參考文獻 [1]吳寶海,嚴亞南,羅明等.車銑復合加工的關鍵技術與應用前[J].航空制造技術,2010,19:42. 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