專門化數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、1 前言數(shù)控機床在當(dāng)今機械制造業(yè)中，已經(jīng)成為能夠?qū)崿F(xiàn)機電一體化的先進性代表設(shè)備。隨著制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機床的設(shè)計已經(jīng)成為了擺在我們面前的一項迫切而艱巨的任務(wù)，特別是對專門化數(shù)控機床的研究的任務(wù)要求尤為迫切。而在我們實際生活的應(yīng)用中，某些自動化設(shè)備或是自動化生產(chǎn)線往往需要用到一些分度機構(gòu)或者是間歇機構(gòu)，來實現(xiàn)周期性的轉(zhuǎn)位以及某些間歇性的運動等。而傳統(tǒng)的間歇機構(gòu)因其存在性能差、精度低、局限性等缺陷，已經(jīng)越來越不能適應(yīng)現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)，研究與開發(fā)新型間歇傳動機構(gòu)已經(jīng)成為一項勢在必行的任務(wù)。總而言之，數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用給空間曲面的加工提供了可行性的保證。從上世紀(jì)八十年代起，國外的生產(chǎn)線就已開始大量采用凸輪

2、式分度機構(gòu)；而分度凸輪機構(gòu)在國內(nèi)的普及則要追溯到九十年代之后，直至到上世紀(jì)末，才形成了一定規(guī)模的市場。由于弧面分度凸輪的工作輪廓為空間不可展曲面，因此加工起來就有一定的困難度。就加工設(shè)備而言，目前已知的可以進行弧面分度凸輪加工的設(shè)備理論上分為三種：一種是國內(nèi)普遍使用的簡單設(shè)備，大多是由銑床或滾齒機改造而成，而且只能在加工普通弧面分度凸輪時使用；另兩種分別是日本和德國采用的專用加工機床以及美國和俄羅斯使用的數(shù)控加工機床，前者可以加工幾乎各種類型的弧面分度凸輪，后者以其設(shè)備通用性而著稱。弧面凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，傳遞扭矩大，可以說是一種很好的間歇傳動機構(gòu)。但是，由于弧面分度凸輪設(shè)計和制造技

3、術(shù)還未達(dá)到發(fā)達(dá)國家的水平，弧面分度凸輪機構(gòu)還未能在生產(chǎn)中形成大范圍的推廣和應(yīng)用，國產(chǎn)的弧面分度凸輪機構(gòu)普遍缺乏市場競爭力。因此，新設(shè)備的開發(fā)、新的加工工藝的研發(fā)，具有十分重要的實際意義和遠(yuǎn)闊的市場前景。1.1 弧面分度凸輪機構(gòu)的研究現(xiàn)狀弧面凸輪分度機構(gòu)的概念始創(chuàng)于20世紀(jì)20年代，是由一個名叫C.N.Neklutin的美國人發(fā)明的，并由其所創(chuàng)建的FERGUSON公司率先進行了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的生產(chǎn)。在那之后，歐洲及日本等國也隨之開展了有關(guān)弧面分度凸輪這方面的研究，并成立了專門的生產(chǎn)和研究機構(gòu)。 而在國內(nèi)，有關(guān)弧面凸輪分度機構(gòu)的研究和探索則開展的較晚，直到20世紀(jì)70年代才有人開始著手進行這方面的

4、研究工作。但是，經(jīng)過這二十多年來的努力，目前，我國在弧面凸輪分度機構(gòu)的理論研究、機構(gòu)設(shè)計以及制造與檢測等各個方面都做了大量的經(jīng)驗積累，也取得了較為豐碩的成果。并且，在弧面凸輪分度的新型結(jié)構(gòu)研究方面，也做了大量的探索。弧面分度凸輪機構(gòu)的設(shè)計研究已逐步趨于完善，但在制造方面的研究仍舊相對欠缺。山東大學(xué)曾與山東諸城鍛壓機床廠利用滾齒機改造制成簡易弧面凸輪加工專用數(shù)控加工機床，該機床系統(tǒng)是開環(huán)控制，這種系統(tǒng)雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉且易于維修等優(yōu)點，但由于機床的位置精度完全取決于該機床機械部分的傳動精度以及步進電動機的步距角精度，故而該改造而成的機床很難達(dá)到較高的位置精度。從國內(nèi)總的情況來看，弧面凸輪

5、加工的專用數(shù)控機床普遍存在有一定的缺陷，仍然有進一步發(fā)展和改進的空間存在?；∶娣侄韧馆啓C構(gòu)制造的關(guān)鍵是，進行弧面分度凸輪的加工。國內(nèi)弧面分度凸輪加工的研究始于上世紀(jì)九十年代，主要涉及的仍然只是偏向于理論方面的工作，如數(shù)控加工系統(tǒng)和范成加工這些方面。近年來，由于各方面的努力，在加工誤差分析、工藝參數(shù)和自動編程等理論研究方面也取得了較好的成果。然而，相比于加工理論方面的研究，在加工設(shè)備開發(fā)方面的貢獻(xiàn)就可稱得上少之又少了。在國內(nèi)實際生產(chǎn)中，幾乎全部生產(chǎn)廠家都是采用滾齒機改造而成的數(shù)控機床來進行弧面分度凸輪的加工，新型設(shè)備的使用率趨于零。如圖1-1所示，弧面分度凸輪機構(gòu)的輸入軸與輸出軸交叉垂直，而滾子

6、則分布于分度盤的徑向，呈輻射狀，滾子軸線與分度盤軸線相互垂直并交于一點。這就好比是弧面蝸桿傳動，凸輪相當(dāng)于是蝸桿，分度盤相當(dāng)于是蝸輪，滾子數(shù)與蝸輪齒數(shù)相當(dāng)。不同點就是，在蝸輪傳動時蝸輪是連續(xù)等速轉(zhuǎn)動的，而在分度凸輪機構(gòu)運動時，分度盤是間歇的非等速轉(zhuǎn)動。圖1-1 弧面分度凸輪示意圖弧面分度凸輪機構(gòu)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下四個方面：第一，凸輪的廓面是按最佳動力性能的運動規(guī)律設(shè)計的，又在數(shù)控機床上按包絡(luò)原理加工出來的，沒有所謂的理論誤差。第二，中心距是可調(diào)的，能在凸輪與滾子間產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，繼而消除了傳動間隙。第三，分度盤在停歇時，分度盤上相鄰兩個滾子卡在凸輪的背脊上，能夠做到定位既準(zhǔn)確又可靠。又兼有分度

7、、定位、自鎖三種功能。第四，它的機構(gòu)剛度大，強度高，壽命長?；∶嫱馆啓C構(gòu)以其良好的運動特性和動力特性而著稱，而且具有豐富靈活的凸輪曲線可供選擇，可以滿足各種復(fù)雜的運動控制的要求，且不必附加別的裝置，就能獲得比較好的定位作用。它的分度范圍較寬、承載能力較大、運動特性比較好，同時還具有設(shè)計限制少、零件的故障率低、可靠性高、控制元件少、安裝調(diào)試方便、結(jié)構(gòu)緊湊、易于維修等特點，因此被廣泛用于加工中心刀庫、高速沖床、包裝機等各類機械行業(yè)。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始對弧面凸輪進行標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的管理，并致力于大批量的開發(fā)研究。在我國國內(nèi)，弧面凸輪機構(gòu)的發(fā)展也很迅速。弧面分度凸輪雖然具有性能優(yōu)越的優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中

8、，凸輪曲面輪廓的精度要求比較高、形狀較復(fù)雜，所以加工時制造難度較大，需要用具有雙回轉(zhuǎn)坐標(biāo)、并且對空間位置有特定要求的數(shù)控設(shè)備來進行加工。1.2 現(xiàn)有的凸輪加工方案缺陷及分析國內(nèi)弧面分度凸輪機構(gòu)的設(shè)計研究理論已經(jīng)趨于完善，但制造方面的研究仍舊是相對欠缺。由于加工設(shè)備的水平還不高，國內(nèi)勇于弧面分度凸輪廓形的加工設(shè)備普遍采用的是兩軸聯(lián)動的等徑加工，而這種加工方法，要求刀具的直徑必須等于滾子的直徑，這樣刀具的磨損就會直接造成加工誤差，所以為了保證加工精度，首先就必須要控制住刀具的磨損量。要克服以上這些等徑加工的缺點，就必須采用非等徑加工，因此國內(nèi)急需性能優(yōu)越、價格適中的、能夠?qū)崿F(xiàn)非等徑加工的、專門用于

9、弧面分度凸輪加工的數(shù)控機床。目前，國外用于加工弧面凸輪的設(shè)備可分為兩種，一種是專用的加工機床，德國和日本多用此類加工設(shè)備，這種機床幾乎可以加工各種類型的弧面分度凸輪；還有一種機床通用性很強，美國和俄羅斯多是使用這種。而國內(nèi)專用數(shù)控機床種類很多，主要采用的方案有兩種：一種是采用具有兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的專用數(shù)控銑床加工；另一種是采用五坐標(biāo)數(shù)控加工中心，并且在加工時必須采用四軸聯(lián)動。但是，從國內(nèi)總的情況來看，高精度弧面凸輪加工的專業(yè)數(shù)控及機床都存在有一定程度的缺陷，有待進一步的提高和改進。自動化的程度較低。國內(nèi)用于加工弧面凸輪的NT-XK5001專用數(shù)控立銑床由于主軸剛性較低，回轉(zhuǎn)角度較小等缺點制約，導(dǎo)致

10、凸輪的加工自動化程度較低。機床的精度較低。某些高校利用滾齒機改造而成的簡易專用數(shù)控加工機床，是屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，機床的位置精度就幾乎完全取決于步進電動機的步距角精度，以及機械部分的傳動精度，故而凸輪加工過程中很難達(dá)到較高的位置精度。成本比較高。國內(nèi)一些機床制造公司采用臥式加工中心改造而成的弧面凸輪加工中心，成本較高（約花費130萬人民幣），且被加工工件中心距不能過小，導(dǎo)致加工范圍有一定的限制。1.3 本文研究的主要內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計在綜合了弧面分度凸輪機構(gòu)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分析了目前弧面分度凸輪研究與生產(chǎn)中存在的各種問題，提出了本文的主要研究內(nèi)容，即設(shè)計一臺性能優(yōu)越、價格適中的用于專門加工弧面分

11、度凸輪的專門化數(shù)控銑床，該銑床還要能實現(xiàn)非等徑加工。進行弧面分度凸輪廓形加工的切削力計算，為結(jié)構(gòu)設(shè)計和電機選型提供理論依據(jù)。根據(jù)要求設(shè)計一臺用于加工分度凸輪的專門化數(shù)控銑床，側(cè)重于結(jié)構(gòu)設(shè)計，控制系統(tǒng)選用已有的。滿足給定加工要求，如加工范圍，加工精度等。確保實現(xiàn)既定工藝方法所需要的工件和刀具的相對位置與相對運動。在既經(jīng)濟又合理的條件下，盡量將傳動鏈設(shè)計的短些，使機構(gòu)簡化，以提高傳動精度和傳動效率。另外，還需確保銑床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度，抗振性、熱變形及噪聲水平維持在正常范圍內(nèi)。所設(shè)計機床應(yīng)便于觀察加工過程，便于操作、調(diào)整和維修。盡量使結(jié)構(gòu)簡單，合理可靠。并注意使之體積小，重量輕等。

12、2 總體方案確定2.1 機床的設(shè)計要求本次畢業(yè)設(shè)計的目的是設(shè)計一臺可用于加工弧面分度凸輪的專門化數(shù)控銑床。設(shè)計要求如表2-1：表2-1 數(shù)控銑床的設(shè)計要求設(shè)計要求被加工工件的中心距/mm40-300被加工工件的直徑/mm350縱向進給/mm550主軸最高轉(zhuǎn)速/ rmin6000最高進給速度（交流伺服）/mm/min30002.2 設(shè)計方案提出現(xiàn)有弧面分度凸輪的加工方案主要分為兩種：一種是采用帶有兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)(即刀具回轉(zhuǎn)坐標(biāo)和工件回轉(zhuǎn)坐標(biāo))來進來加工；另一種是采用五坐標(biāo)數(shù)控加工中心進行銑削操作，此種操作加工時必須要四軸聯(lián)動。兩軸聯(lián)動的方案又可細(xì)分為三種：刀具不動，工件繞自身回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，同時繞工件

13、轉(zhuǎn)動；刀具和工件分別繞各自回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；工件不動，刀具既擺動又繞著工件轉(zhuǎn)動。論證得知：第三種方案傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不容易實現(xiàn)，故實際生產(chǎn)中很少采用。而五坐標(biāo)數(shù)控加工中心銑削成本較高，所以此方案也不予采用。綜合以上兩種可行的聯(lián)動方式，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了臥式和立式兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案?？紤]到以上兩種因素，提出了具有兩個回轉(zhuǎn)運動和一個直線運動的三軸聯(lián)動銑床結(jié)構(gòu)方案。2.2.1設(shè)計方案確定（1）立式結(jié)構(gòu)通過查閱和參照已有機床結(jié)構(gòu)，得出能夠?qū)崿F(xiàn)機床三軸聯(lián)動功能要求的結(jié)構(gòu)形式主要有以下立式和臥式兩種。立式結(jié)構(gòu)有兩種形式。圖2-1為立式三軸聯(lián)動數(shù)控加工機床的第一種方案，升降工作臺左右移動由水平工作臺帶

14、動，以此調(diào)整刀具與工件的相對位置。中心距的調(diào)整由升降工作臺上下移動，實現(xiàn)；立式布置的回轉(zhuǎn)工作臺上安裝刀架，刀架上面裝有驅(qū)動部分電主軸。 回轉(zhuǎn)工作臺立式布置，該立式布置機床由于回轉(zhuǎn)工作臺的承載能力不大，在同樣載荷的情況下，應(yīng)該設(shè)計的工作臺尺寸要遠(yuǎn)大于臥式布置的工作臺尺寸。由于升降工作臺和回轉(zhuǎn)工作臺都是直接作用在水平工作臺上的，兩者質(zhì)量都比較大，對應(yīng)的直線驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩要求也增大。又由于直線運動的慣性存在，使得運動的響應(yīng)變得遲鈍。刀架安裝在回轉(zhuǎn)工作臺之上，而刀架上面安裝有電主軸。由于刀架的位置較高，并且是垂直放置的，使得換刀及進給的操作不大方便。 圖2-立式結(jié)構(gòu)方案一圖2-2為立式布置的第二種方案

15、，水平工作臺上安裝分度頭和尾座，它能夠左右轉(zhuǎn)動以調(diào)整刀具和工件之間的相對位置，對中心距起調(diào)節(jié)作用的是垂直工作臺?；剞D(zhuǎn)工作臺安裝在垂直工作臺上，并隨之上下移動。刀架安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上，刀架上安裝有電主軸。 與上一種方案相同地，刀架是垂直布置且位置較高，不便于換刀操作和進給操作的進行?；剞D(zhuǎn)工作臺的尺寸也必須要比臥式布置的設(shè)計的大出許多以滿足相同載荷的需要。不同點是，方案二里將升降臺和回轉(zhuǎn)工作臺從水平工作臺上移除，回轉(zhuǎn)工作臺是置于垂直工作臺之上的，減少了水平工作臺的承重，使得直線運動的重量減小，所以對驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩的要求也相應(yīng)減小，直線運動的響應(yīng)特性得到改善。 圖2-2 立式結(jié)構(gòu)方案二（2）臥式三

16、軸聯(lián)動數(shù)控加工機床相較于立式布置，臥式布置也有兩種不同的方案。圖2-3為臥式三軸聯(lián)動數(shù)控加工機床的第一種方案，該機床縱向工作臺上安裝有分度頭和尾座，并依靠它來帶動工件使之能夠左右移動。而橫向工作臺左右移動，能夠?qū)崿F(xiàn)中心距的調(diào)整。臥式布置的橫向工作臺上安裝有回轉(zhuǎn)工作臺，進給刀架安裝在回轉(zhuǎn)工作臺上，最后將電主軸安裝置于進給刀架之上。 圖2-3 臥式結(jié)構(gòu)方案一該臥式布置機床的回轉(zhuǎn)工作臺承載能力比立式布置的要大，在相同載荷的情況下，回轉(zhuǎn)工作臺的尺寸要比立式布置的要小。臥式布置機床中刀架的位置相對合適，便于進行換刀操作和進給操作。相對于立式布置機床，臥式布置的直線運動的質(zhì)量減少很大一部分，對應(yīng)的驅(qū)動電機

17、輸出轉(zhuǎn)矩要求也隨之降低，有效的改善了運動的響應(yīng)特性。但由于該結(jié)構(gòu)的橫向工作臺布置的較低，不便于中心距的調(diào)整。 圖2-4為臥式結(jié)構(gòu)布置的另一種方案，在床身導(dǎo)軌上安裝分度頭和尾座，在縱向工作臺上面安裝徑向工作臺，并使之左右移動。而橫向工作臺安裝在底座上，能夠左右移動以實現(xiàn)中心距的調(diào)整?；剞D(zhuǎn)工作臺安裝在橫向工作臺之上，回轉(zhuǎn)工作臺上安裝有進給刀架，刀架上安裝有電主軸。刀架的位置安排合理，給機床的進給及換刀操作帶來便利。與第一種方案相同，該臥式布置機床的回轉(zhuǎn)工作臺的承載能力也大于立式結(jié)構(gòu)機床，在同樣載荷時，應(yīng)設(shè)計的工作臺尺寸要比立式結(jié)構(gòu)布置的機床小的多，這就節(jié)省了空間。而兩者之間的不同主要是由于縱向工作

18、臺的安裝位置不同造成的。方案二將縱向工作臺安裝到底座之上，橫向工作臺則安裝在縱向工作臺上，兩者的組合使得橫向工作臺的位置得到提高，便于了中心距的調(diào)整。圖2.4 臥式結(jié)構(gòu)方案二2.2.2 方案論證綜合考慮到靜剛度、抗震性、操作和維護的方便及制造成本等因素，分析上述可供選擇的設(shè)計方案，比較得出：臥式結(jié)構(gòu)方案二能夠滿足機床設(shè)計的剛度要求，而且更兼有結(jié)構(gòu)緊湊以及操作方便等優(yōu)點，因此最終選用臥式結(jié)構(gòu)方案二。該臥式布置的機床將橫向工作臺置于縱向工作臺之上，兩者結(jié)合可視為十字工作臺。該結(jié)構(gòu)提高了橫向工作臺的位置，使得中心距的調(diào)整變得簡單方便。由于兩座工作臺組合安裝，使得系統(tǒng)的剛度降低，可通過設(shè)定調(diào)整預(yù)緊力的

19、方法來提高系統(tǒng)的剛度；而又因為縱向及橫向工作臺都設(shè)置在底座上，使得底座的承重增加，直線運動的質(zhì)量增大，影響到運動響應(yīng)的靈敏度，可以在設(shè)計時采用摩擦力較小的滾動導(dǎo)軌和滾珠絲杠，來使得運動的響應(yīng)特性得到很好的改進。3 銑床結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 切削力與切削功率的計算切削力與切削功率的計算為機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計和電機選型提供了數(shù)據(jù)上的支持，所以，要進行機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計，首先必須要進行的是在最大切削用量的基礎(chǔ)上進行切削力和切削功率的運算。3.1.1弧面分度凸輪廓形的加工過程弧面分度凸輪機構(gòu)為定軸傳動，一般情況下，凸輪與轉(zhuǎn)盤之間的傳動可以理解為直廓環(huán)面蝸桿副傳動，凸輪就好比是蝸桿，而轉(zhuǎn)盤相當(dāng)于蝸輪，轉(zhuǎn)盤上的滾子可理解

20、為蝸輪的齒。由此即得出凸輪工作齒面的形成原理：一個直徑為d 的圓柱體，其中心線通過一個回轉(zhuǎn)中心，并且該中心線與凸輪軸線相交，圓柱體圍繞回轉(zhuǎn)中心以角速度變速旋轉(zhuǎn)，同時凸輪繞其自身軸線作等角速度的旋轉(zhuǎn)運動，與是按照所需要的運動規(guī)律自行選取的，最后可得出：弧面分度凸輪的工作曲面就是該圓柱體在凸輪母體上包絡(luò)出來的軌跡曲面?；∶娣侄韧馆喚褪前雌潺X面的形成原理進行加工得出的，也就是在從動轉(zhuǎn)盤滾子處裝一把與滾子同參數(shù)的銑刀，凸輪毛坯勻速轉(zhuǎn)動，工作臺按照特定規(guī)律定軸同向轉(zhuǎn)動，銑刀就會在凸輪的毛坯上包絡(luò)出相應(yīng)的曲面即為要加工的凸輪。圖3-1 弧面分度凸輪廓形的加工過程如圖3-1所示，凸輪繞自身軸線以轉(zhuǎn)動，滾子是

21、從動件，凸輪廓形與滾子嚙合，從而帶動分度盤繞軸線以轉(zhuǎn)動，這兩個轉(zhuǎn)動需滿足一定的函數(shù)關(guān)系，并按此函數(shù)關(guān)系來保證傳動規(guī)律的要求。通常情況下，凸輪軸線與滾子軸線在同一平面內(nèi)。在切削過程中，立銑刀就相當(dāng)于是傳動過程中的滾子，切削主運動就是刀具繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，而進給運動則是凸輪毛坯繞自身軸線的轉(zhuǎn)動與刀具繞的轉(zhuǎn)動，與之間滿足與以下相同的函數(shù)關(guān)系，即 （3-1）進給運動是回轉(zhuǎn)運動與的合成，進給速度矢量是與、刀具位置和切削點位置相關(guān)的變量。 3.1.2切削力的計算切削力計算公式為： （3-2）為圓周切削力（主切削力），為銑削接觸弧深（mm），為每齒進給量（mm/齒），銑刀直徑，銑削深度（mm），為銑刀齒數(shù)。

22、切削深度為30mm，銑刀直徑為30mm，銑刀齒數(shù)為2，系數(shù)查表得68，銑削接觸弧深為30mm，每齒進給量取0.15mm/齒，最大切削速度為1.67m/s。將數(shù)據(jù)帶入公式，得到=1280N。3.1.3切削功率的計算要進行主電機的選型，首先必須計算出弧面分度凸輪的最大切削功率，最大切削功率的公式如下： （33）代入數(shù)據(jù)得到，=2。3.2標(biāo)準(zhǔn)件的選擇基于減少制造成本的原則，在設(shè)計過程中，盡可能地選用專業(yè)制造商生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件和通用部件，這樣便能夠使得機床的質(zhì)量和精度得以保證，充分體現(xiàn)了本次設(shè)計的設(shè)計意圖，從而實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)。驅(qū)動的完成，需要足夠大的轉(zhuǎn)矩，進而促成回轉(zhuǎn)進給運動的實現(xiàn)，而這些過程都需要通過伺

23、服電機來執(zhí)行，并經(jīng)由轉(zhuǎn)矩放大裝置來驅(qū)動執(zhí)行元件，這樣做能夠大幅度減少對電機輸出轉(zhuǎn)矩的要求，使得設(shè)備的成本能夠得到有效的降低。充分考慮設(shè)計方案的要求，可設(shè)計成：數(shù)控分度頭由伺服電機帶動，來驅(qū)動工件夾具，以實現(xiàn)工件的回轉(zhuǎn)進給運動。而伺服電機也能帶動回轉(zhuǎn)工作臺運轉(zhuǎn)，進而帶動回轉(zhuǎn)工作臺上的切深機構(gòu)、電主軸工作，以實現(xiàn)刀具的回轉(zhuǎn)進給運動。這就要求進對數(shù)控分度頭、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺、XY十字工作臺、電主軸等標(biāo)準(zhǔn)件進行選型。3.2.1 分度裝置的選型分度頭是用卡盤或用頂尖和撥盤夾持工件并使之在兩者之間能夠回轉(zhuǎn)和分度定位的機床附件。分度頭最主要的用途是在銑床上，也常用于鉆床和平面磨床，還可放置在平臺上供鉗工劃線用

24、。分度頭按其適用場合主要可分為通用分度頭和光學(xué)分度頭兩類；按其傳動、分度形式則可分為蝸桿副分度頭、端齒盤分度頭、槽盤分度頭、孔盤分度頭、度盤分度頭和其它分度頭(包括電感分度頭和光柵分度頭等等)。按其功能可分為萬能分度頭、半萬能分度頭以及等分分度頭。按其結(jié)構(gòu)形式來說，又有立臥分度頭、可傾分度頭、懸梁分度頭之分。一般來說，分度頭可作為是通用型機床附件，其結(jié)構(gòu)主要由夾持部分、分度定位部分、傳動部分等部分組成。依據(jù)設(shè)計要求，工件必須要能夠進行連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動并且要能夠?qū)πD(zhuǎn)的角度進行控制。這就需要對各種不同類型的機床分度裝置進行選擇?？偟膩碚f，能夠?qū)崿F(xiàn)分度功能的構(gòu)件可分為分度盤和分度頭等。綜合考慮到工件

25、的安裝形式和尺寸，選用分度頭比較合適。分度頭的驅(qū)動方式有機械式、數(shù)控式等多種，但能實現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件只有數(shù)控式的分度頭。因為數(shù)控式的分度頭能與機床的數(shù)控系統(tǒng)相連接，從而加以控制，實現(xiàn)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)分度，而其他形式的分度頭則無法進行連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動?？紤]到被加工工件中心距為40-300mm，直徑為350mm以下，數(shù)控分度頭的中心高不能太低，否則工件將無法進行加工。由于工件的加工精度和工件最大質(zhì)量存在嚴(yán)格的要求，若想要達(dá)到加工所要求的精度，必先將分度頭的分度精度控制在10內(nèi)，而最大的切向力矩要在100Nm以上。綜合比較各分度頭生產(chǎn)廠家的資料，決定選用煙臺環(huán)球機床附件集團有限公司生產(chǎn)的FK15125數(shù)控分

26、度頭，其主要參數(shù)如表3-1：表3-1 FK12125型數(shù)控分度頭的主要參數(shù)項目中心高mm分度精度切向最大力矩Nm凈重kg參數(shù)12510120803.2.2回轉(zhuǎn)工作臺的選型回轉(zhuǎn)工作臺是帶有可轉(zhuǎn)動的臺面、用以裝夾工件并實現(xiàn)回轉(zhuǎn)和分度定位的機床附件。按其功能的不同可分為通用轉(zhuǎn)臺和精密轉(zhuǎn)臺兩類。 （1）通用轉(zhuǎn)臺是鏜床、鉆床、銑床和插床等各類機床的重要附件，可用于加工有分度要求的孔、槽和斜面等等，加工時工作臺轉(zhuǎn)動，則可進行圓弧面和圓弧槽等曲面的加工。通用轉(zhuǎn)臺按其結(jié)構(gòu)的不同又分為水平轉(zhuǎn)臺、立臥轉(zhuǎn)臺和萬能轉(zhuǎn)臺這幾類。水平轉(zhuǎn)臺的明顯特征是在圓臺面上有工件定位用的中心孔和夾緊用的T型槽。它的臺面外圓周上刻有36

27、0的等分刻線,蝸桿從底座伸出的一端裝有細(xì)分刻度盤和手輪，且臺面與底座之間設(shè)有蝸桿-蝸輪副,速比為90:1或120:1，用以傳動和分度。若想驅(qū)動臺面只需轉(zhuǎn)動手輪即可，并由臺面外圓周上的刻度（以度為單位）與細(xì)分刻度盤讀出旋轉(zhuǎn)角度。水平轉(zhuǎn)臺所能分度的精度一般為60。水平轉(zhuǎn)臺的蝸桿伸出端也可用聯(lián)軸器與機床傳動裝置聯(lián)接，以實現(xiàn)動力驅(qū)動。立臥轉(zhuǎn)臺的特點是底座有兩個相互垂直的安裝基面，使轉(zhuǎn)臺的臺面既可水平放置也可以垂直放置。萬能轉(zhuǎn)臺的臺面可以在090范圍內(nèi)傾斜任意角度, 使得工件在空間的任何角度都能調(diào)整到準(zhǔn)確的位置。 （2）精密轉(zhuǎn)臺可用于在精密機床上進行加工或者是角度的計量。常見的精密轉(zhuǎn)臺種類有光學(xué)轉(zhuǎn)臺、數(shù)

28、顯轉(zhuǎn)臺和超精密端面齒盤轉(zhuǎn)臺等等。 光學(xué)轉(zhuǎn)臺的特征是主軸上裝有玻璃或金屬精密刻度盤，經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)將刻度細(xì)分、放大，然后再通過目鏡或光屏讀出角度值。 數(shù)顯轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)臺主軸上裝有精密圓光柵或圓感應(yīng)同步器，是經(jīng)由數(shù)字顯示裝置讀出角度值。上述的兩種精密轉(zhuǎn)臺的分度精度最高都可以達(dá)到1的等級。 超精密端面齒盤轉(zhuǎn)臺是利用一對經(jīng)過精密對研的端面齒盤分度定位, 齒盤可能是1440齒、720齒或是360齒這幾種情況，其分度精度最高可以達(dá)到0.01，所以可作精密角度計量用。根據(jù)對回轉(zhuǎn)工作臺上需要承受的質(zhì)量的大致估算，所需設(shè)計的回轉(zhuǎn)工作臺的承載能力大約應(yīng)不少于400kg，最大驅(qū)動力矩要在1000 Nm，根據(jù)加工精度的要求

29、，分度精度大約在10左右。根據(jù)以上的要求，結(jié)合各生產(chǎn)廠家的資料，選用的是煙臺環(huán)球機床附件集團有限公司生產(chǎn)的TK13400B型數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。該回轉(zhuǎn)工作臺的主要結(jié)構(gòu)特點為：采用的是平面滑動軸系結(jié)構(gòu)，平面支承導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)比較大，穩(wěn)定性增加，工作臺總的高度較低，使得整體結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好等。其主要參數(shù)見表3-2：表3-2TK13400B數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的主要參數(shù)項目工作臺面直徑mm承載能力kg最大驅(qū)動力矩Nm分度精度轉(zhuǎn)臺重量kg參數(shù)5005001200102953.2.3 十字工作臺的選型中心距調(diào)整機構(gòu)的功能是：根據(jù)弧面分度凸輪與滾子工作時的中心距大小來調(diào)整中心距。開始加工之前，先根據(jù)被加工件弧面分度凸輪與

30、滾子之間的中心距，將中心距調(diào)整機構(gòu)調(diào)整到合適的位置，并通過鎖緊機構(gòu)進行鎖緊，以保證在加工時該機構(gòu)不能運動影響加工過程。 圖3-1 XY十字工作臺表3-3 JSK5070型工作臺主要參數(shù)行程S(YX)mmmm長度LyLxmmmm寬度高度承載臺尺寸mmmm重量kg5007008401000320240400300135 表3-4 JSK5070型工作臺精度 單位：mm重復(fù)定位精度定位精度運動精度導(dǎo)軌安裝直線度臺面運行平行度0.0090.0600.0700.0300.040由于中心距調(diào)整機構(gòu)并非是聯(lián)動的，并且對運動的要求不高，所以選用手動控制即可。另外，由于直線進給機構(gòu)與中心距調(diào)整機構(gòu)為垂直布置，因

31、此可以考慮采用十字工作臺。根據(jù)工作臺上的回轉(zhuǎn)工作臺的連接尺寸，可選用寬度為400-450mm，長度為350-380mm的工作臺裝置。再由加工的弧面分度凸輪的尺寸要求，選用工作臺導(dǎo)軌的行程S(上下)為500700。根據(jù)以上要求，可選用由濟寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的JSK數(shù)控工作臺，型號為JSK-5070，并將橫向的Y工作臺的伺服系統(tǒng)去掉，改為手動控制，主要外形見圖3-1，其主要尺寸參數(shù)和精度指標(biāo)表3-3、3-4：3.2.4 電主軸的選型主軸組件是機床的重要組成部分，數(shù)控機床主軸單元影響加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及應(yīng)用范圍，其動力性能及穩(wěn)定性對工件加工起著關(guān)鍵的作用。主軸的驅(qū)動形式有很多種，如機

32、械驅(qū)動、液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動等。各個驅(qū)動方式都有其利弊。例如：機械驅(qū)動須設(shè)有一個傳動系統(tǒng)（是由皮帶或齒輪等構(gòu)成），而且該種驅(qū)動方式下的主軸箱尺寸較大，無端使得機床尺寸增大，不滿足簡易設(shè)計的要求。并且，傳動系統(tǒng)運行過程中必然會產(chǎn)生振動和發(fā)熱等，對主軸精度影響很大，進而影響到加工出的凸輪的精度。液壓驅(qū)動方式是以壓力油為能源的，所產(chǎn)生的驅(qū)動力比較大，工作狀態(tài)平穩(wěn)，產(chǎn)生的噪音也較少，但是使用液壓驅(qū)動需要自行設(shè)計專用液壓系統(tǒng)，增加了制造成本，不滿足經(jīng)濟設(shè)計的要求。綜合各個驅(qū)動方式的優(yōu)缺點，選用電主軸驅(qū)動為最佳方案。 電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、振動小、慣性小、響應(yīng)快、噪聲低等顯著優(yōu)點，而且轉(zhuǎn)速高、功率大，

33、能夠使得機床的設(shè)計結(jié)構(gòu)簡化，以便于實現(xiàn)主軸的定位，是高速主軸單元中的一種理想結(jié)構(gòu)。電主軸能夠在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，以適應(yīng)各種不同類型的工況和負(fù)載變化的要求；并能利用電機矢量控制技術(shù)，以滿足強力切削時所需要的大扭矩要求。電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。本次設(shè)計選用的電主軸的動力為220V三相交流電，最高轉(zhuǎn)速為8000r/min，其恒功率段的轉(zhuǎn)速為20008000r/min。粗加工時的最大切削功率為1.98kw，主軸轉(zhuǎn)速一般在700r/min左右，因此，電機的功率應(yīng)為1.982000/700=5.66kw。綜合

34、各廠家實際產(chǎn)品情況，決定選用有洛陽軸承研究所和洛陽軸研科技股份有限公司生產(chǎn)的電主軸，型號為220XDS16，其技術(shù)參數(shù)件表3-5。表3-5 220XDS16型電主軸的參數(shù)電機功率kw安裝尺寸DLmmmm恒功率轉(zhuǎn)速r/min軸端連接mm62203522000800040(7:24)3.2.5 數(shù)控裝置的選擇數(shù)控裝置有很多不同的類型，例如Fanuc， Bendix，西門子，南京四開電子有限公司生產(chǎn)的等。綜合比較它們的性能和價格等各方面，本次設(shè)計決定選用南京四開公司出品的SKY2000型系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了具有價格上的優(yōu)勢外，還具有如下優(yōu)勢性能：操作系統(tǒng)是以Windows98為平臺，與標(biāo)準(zhǔn)PC計算機完全

35、兼容，使得日后的維修、升級變得方便；該裝置采用的是中文操作界面，具有程序仿真功能，以及實時動態(tài)圖形顯示功能。3.2.6 伺服電機的選擇數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于伺服驅(qū)動電動機及其驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展。數(shù)控機床發(fā)展的初期多是采用步進電動機加液壓扭矩放大器；20世紀(jì)70年代初期流行的是使用由步進電動機、伺服閥、液壓馬達(dá)組合而成的電液脈沖馬達(dá)；70年代中后期，開始了永磁式寬調(diào)速直流伺服電動機時代；到了80年代，交流伺服電機就已經(jīng)逐漸取代了直流伺服電機。本次設(shè)計采用的是交流伺服電機。 選擇的伺服電機，應(yīng)滿足下列條件： 在所有的進給速度范圍內(nèi)（包括快速移動），空載進給時的力矩應(yīng)小于電動機的額定轉(zhuǎn)

36、矩； 最大切削力矩應(yīng)當(dāng)小于電動機額定轉(zhuǎn)矩； 加、減速的時間應(yīng)當(dāng)符合所希望的時間常數(shù)； 快速進給頻繁度能夠控制在希望值以內(nèi)。依據(jù)電機的選用原則，綜合比較各廠家電機性價比，進給運動的驅(qū)動決定選用三菱公司生產(chǎn)的SFMGH09A型交流伺服電機；而電主軸采用變頻調(diào)速，選用的是三菱公司出品的FR-A540-22K-CH型變頻器。3.3 非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計3.3.1 支承件-床身設(shè)計支承件是機床的基本構(gòu)件，它起著連接、支承其他部件以及承受其他部件重力、切削力的作用。支承件既是機床的基本部件，又是關(guān)鍵部件。支承件的主要功能是保證機床各零部件之間的相互位置和相對運動精度，并保證機床有足夠的靜剛度、抗震性、熱穩(wěn)定性和

37、耐用度。并且為了使得設(shè)計出的機床具有外形美觀、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，支承件的設(shè)計要給運動部件留出足夠的空間來。一般應(yīng)滿足以下幾點：（1）應(yīng)具有足夠的靜剛度和較高的剛度重量比。（2）應(yīng)具有較好的動態(tài)特性，包括較大的位移阻抗（動剛度）和阻尼；整機的低階頻率較高，各階頻率不致引起機構(gòu)共振；不會因薄壁振動而產(chǎn)生噪聲。（3）應(yīng)具有較好的熱變形特性，使整機的熱變形較小或熱變形對加工精度的影響較小。（4）應(yīng)該具有排屑暢通、吊運安全，并具有良好的工藝性以便于制造和裝配。為了保證支承件具有足夠的剛度，必須進行受力分析，從而有效的進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證機床的加工精度及質(zhì)量要求，并在這個前提下盡量節(jié)約金屬。根據(jù)以上要求，參照

38、工作條件相似已有機床，確定床身結(jié)構(gòu)如下： 圖3-2 支承件結(jié)構(gòu)由于此工作臺是水平安裝的，需要考慮到冷卻液的導(dǎo)流等問題，必須要有導(dǎo)流槽的設(shè)計，其結(jié)構(gòu)設(shè)計為圖3-3所示的形式。這樣的設(shè)計使得加工過程得以簡化，并提高了工作臺的加工工藝性。工作臺表面采用的是粗銑、精銑的加工方案。T形槽的尺寸及間距1000.1。T形槽銑刀銑出，兩側(cè)的粗糙度為Ra3.2。 圖3-3 T形槽結(jié)構(gòu) 本次設(shè)計中，銑床工作時工件是支承在數(shù)控分度頭和尾座之間的，而電主軸的工作區(qū)域也是在數(shù)控分度頭和尾座之間。在垂直面內(nèi)，切削力的主分力經(jīng)過切深部件、回轉(zhuǎn)工作臺以及十字工作臺，并作用于底座。分作用力經(jīng)工件，分別作用于數(shù)控分度頭和尾座。在

39、水平面內(nèi)，力的分布與垂直面內(nèi)類似。因此，床身變形的主要形式是在垂直面和水平面內(nèi)的彎曲，以及數(shù)控分度頭和主軸聯(lián)合下的扭轉(zhuǎn)。機床床身主要是用來支承其他機床類零部件，保持它們之間的相互位置關(guān)系，以及承受各種作用力等。床身上附有導(dǎo)軌，所以床身上還需保證其所支承的部件之間有正確的相互運動軌跡及正確的相互位置關(guān)系。本次設(shè)計機床床身材料采用HT200，使得機床整體的減振性較好；鑄件需進行時效處理，徹底消除內(nèi)應(yīng)力，以避免支承件變形而喪失精度。床身結(jié)構(gòu)設(shè)計中所有的過渡均為圓角過渡，有效的降低了內(nèi)應(yīng)力。3.3.2 切深機構(gòu)的設(shè)計刀具的徑向進給主要是完成弧面分度凸輪槽側(cè)表面的深度的加工，而由于凸輪工作時，對凸輪槽的

40、深度沒有具體的要求，所以從考慮經(jīng)濟性的基本點出發(fā)，可將機床的切深機構(gòu)設(shè)計成手動進給的方式。切深部件的設(shè)計包括絲杠、導(dǎo)軌（上、下）、導(dǎo)向螺母、支承、端蓋、刻度盤、手柄、把手等部分。圖3-4 切深機構(gòu)（1）絲杠的設(shè)計絲杠的選擇絲杠是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想的產(chǎn)品。絲杠承受的主要載荷是軸向載荷，徑向載荷主要是臥式絲杠的自重。因此對絲杠的軸向剛度和精度應(yīng)有較高的要求。絲杠主要有滾珠絲杠和滑動絲杠，滾珠絲杠因具有以下特點： 圖3-5 絲杠 與滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩為1/3。 高精度的保證。 微進給可能：滾珠絲杠副由于是利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)滑動運動那樣

41、的爬行現(xiàn)象,能保證實現(xiàn)精確的微進給。 無側(cè)隙、剛性高：滾珠絲杠副可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值,進而得到較高的剛性。 高速進給可能：滾珠絲杠由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進給(運動)。由于滾珠絲杠的應(yīng)用比較廣泛，此次設(shè)計選用滾珠絲杠。絲杠支承的選擇滾珠絲杠的支承主要有以下四種，由于支承方式不同，使容許軸向載荷及容許回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速也有所不同，應(yīng)根據(jù)自身情況適當(dāng)選擇。 兩端均為固定，適用于長絲杠、高轉(zhuǎn)速、高精度； 一端軸向固定一端自由的支承配置方式，適用于短絲杠、中等轉(zhuǎn)速、高精度； 兩端支承，適用于中等轉(zhuǎn)速，中精度； 一端固定一端浮動方式，適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，短軸向行程的絲杠。本次

42、設(shè)計采用的是一端固定一端浮動的支承方式，固定端采用60接觸的角接觸球軸承，而另一端-簡支端采用的是深溝球軸承，因此只承受絲杠的重力。絲杠的定位鎖緊絲杠的定位鎖緊采用的是螺釘鎖緊斜鑲條的方法。在上下導(dǎo)軌的左側(cè)安裝一斜鑲條，在斜鑲條的外側(cè)對應(yīng)位置加工兩凹槽，在上導(dǎo)軌左側(cè)面加工兩螺紋孔，通過鎖緊螺釘一方面可以對間隙進行調(diào)整，一方面又可以進行鎖緊，其具體結(jié)構(gòu)如圖3-6所示：圖3-6 定位鎖緊的方式（2）導(dǎo)軌的設(shè)計導(dǎo)軌是由金屬或其它種類的材料制成的槽或脊，可以承受、固定、引導(dǎo)移動裝置或設(shè)備，并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，是用作導(dǎo)引、固定機器部件、專用設(shè)備或者儀器等。導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)

43、軌、線性滑軌，一般用于直線往復(fù)運動場合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時又可以承擔(dān)一定的扭矩，可以在高負(fù)載的情況下用于實現(xiàn)高精度的直線運動。導(dǎo)軌的功用導(dǎo)軌的功用是承受載荷和導(dǎo)向，它承受的是安裝在導(dǎo)軌上的運動部件以及工件的質(zhì)量和切削力，導(dǎo)向功能就是使得運動部件沿導(dǎo)軌運動。導(dǎo)軌應(yīng)滿足的技術(shù)要求導(dǎo)向精度高。導(dǎo)向精度說的是導(dǎo)軌副在空載荷，或者是切削條件下運動時，實際的運動軌跡與給定的運動軌跡之間的偏差。承載能力大，剛度好。根據(jù)導(dǎo)軌所承受載荷的性質(zhì)、方向和大小等三要素，合理地選擇導(dǎo)軌的截面形狀和尺寸，使導(dǎo)軌具有足夠的剛度，以保證機床的加工精度。精度保持性好。精度的保持性主要由導(dǎo)軌的耐磨性決定的。低速

44、運動平穩(wěn)。當(dāng)動導(dǎo)軌作低速運動或微量進給時，應(yīng)能夠保證運動始終平穩(wěn)，不能出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。導(dǎo)軌類型直線運動導(dǎo)軌的截面形狀主要有四種：矩形、三角形、燕尾形和圓柱形，并可互相組合，每種導(dǎo)軌副之中還有凸、凹之分。矩形導(dǎo)軌具有剛度較高、承載能力大、制造方便、檢驗和維修方便等優(yōu)點；但存在側(cè)向間隙，需用鑲條調(diào)整，導(dǎo)向性差。適用于載荷較大但是導(dǎo)向性要求略低的機床。三角形導(dǎo)軌在導(dǎo)軌面產(chǎn)生磨損時，動導(dǎo)軌會自動下沉，自動補償磨損量，不會產(chǎn)生間隙。三角形導(dǎo)軌的頂角一般在90-120的范圍內(nèi)變化，角越小，導(dǎo)向性越好，但摩擦力也越大。所以，小頂角的可用于輕載精密機械，大頂角的則用于大型或重型機床。其機構(gòu)有對稱和不對稱兩種形式

45、，當(dāng)水平力大于垂直力，兩側(cè)壓力分布不均時，采用不對稱導(dǎo)軌。燕尾形導(dǎo)軌可以承受較大的傾覆力矩，導(dǎo)軌的高度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，間隙調(diào)整比較方便，缺點就是剛度比較差，加工、檢驗維修都不大方便。適用于受力小、層次多、要求間隙調(diào)整方便的部件。圓柱形導(dǎo)軌的制造方便，工藝性好，但磨損后較難進行調(diào)整和補償間隙。主要用于受軸向負(fù)荷的導(dǎo)軌，應(yīng)用較少。綜上所述，由于本次設(shè)計的機床所需的導(dǎo)軌是用在一個切深進給的部件中，對導(dǎo)軌的導(dǎo)向性沒有很嚴(yán)格的要求，出于使用、制造和維修方便的原則考慮，選用的是矩形導(dǎo)軌，對于矩形導(dǎo)軌存在的側(cè)向間隙，在此設(shè)計了一個鎖緊機構(gòu)，使得實現(xiàn)鎖緊定位的同時，也能實現(xiàn)對導(dǎo)軌間隙的調(diào)整。導(dǎo)軌的定位方式根據(jù)

46、導(dǎo)軌的形狀，在導(dǎo)軌的端面安裝一個支承，將角接觸球軸承放在支承內(nèi)，定位方式如圖3-7所示：圖3-7 絲杠導(dǎo)軌的定位形式軸承外圈是通過支承和端蓋來實現(xiàn)定位的，而內(nèi)圈則是通過軸肩和套筒進行定位，支承通過螺釘安裝在下導(dǎo)軌上，端蓋通過螺釘安裝在支承上。軸承內(nèi)圈相對與軸承外圈，相對于支承都不能有相對的運動，必須完全的固定住，因此軸承座孔選配合選Js7，軸選k6.導(dǎo)向螺母通過圓錐銷和螺釘安裝在上導(dǎo)軌上，圓錐銷起到定位的作用。在下導(dǎo)軌上開槽，以便于絲桿和導(dǎo)向螺母的安裝，其結(jié)構(gòu)如圖3-8所示：圖3-8導(dǎo)向螺母的安裝形式3.3.3中心距調(diào)整鎖緊部件的設(shè)計中心距調(diào)整鎖緊部件的作用就是鎖緊中心距，使其在工件加工過程中

47、保持中心距不變。鎖緊螺栓前端圓柱因為有導(dǎo)向的作用，并且該處的配合間隙可能會直接影響中心距的穩(wěn)定性，因此可以選用H6/h5的配合。鎖緊螺栓上面安裝了一只把手，機床安裝時調(diào)整好相應(yīng)的螺栓的位置，該鎖緊把手就能在旋轉(zhuǎn)180的范圍之內(nèi)完成鎖的功能。其結(jié)構(gòu)如圖3-9所示:圖3-9 中心距調(diào)整鎖緊部件鎖緊支承結(jié)構(gòu)是由螺釘進行連接，固定在回轉(zhuǎn)工作臺的墊板之上，在鎖緊支承的下端設(shè)計有一個螺紋孔，若將鎖緊螺栓旋緊，則會使得其端面與中心距調(diào)整機構(gòu)的導(dǎo)軌之間的正壓力增大，使得兩者之間的摩擦力增大，從而實現(xiàn)了該支承的鎖緊功能。3.3.4分度頭卸荷支撐裝置設(shè)計在工件的加工過程中，尾座夾緊工件的時候會產(chǎn)生較大的軸向力，這些軸向力都施加于分度頭的話，分度頭就會很快由于過載荷而損壞，大大降低它的旋轉(zhuǎn)精度。這就需要設(shè)計一個卸荷支承來承擔(dān)產(chǎn)生的作用力，減輕分