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安裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化加工中心即為數(shù)字控制加工中心，簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控加工中心。其中所安裝的程序控制邏輯可以對(duì)程序編碼抑或是其他符號(hào)所規(guī)定的程序按照一定的邏輯進(jìn)行處理，同時(shí)將之譯碼，并促使加工中心可進(jìn)行零件的加工生產(chǎn)..數(shù)控加工中心_種高度自動(dòng)化生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)備，然而因機(jī)械結(jié)構(gòu)所難以避免的會(huì)存在著一定的幾何誤差，同時(shí)在進(jìn)行零件加工生產(chǎn)時(shí)加工中心的加工精度還會(huì)受到熱變形、運(yùn)動(dòng)摩擦、傳動(dòng)間隙等因素的影響，因此就針對(duì)數(shù)控加工中心傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)還有_定的改進(jìn)空間，本次研究旨在加深對(duì)數(shù)控加工中心機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)，提高其加工精度

1現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成及運(yùn)動(dòng)原理

現(xiàn)代機(jī)器的構(gòu)成主要就包括原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)、執(zhí)行三基礎(chǔ)部件..其中原動(dòng)機(jī)部件是帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器來(lái)使之能夠達(dá)到預(yù)定功能的主要?jiǎng)恿?lái)源。傳動(dòng)部件是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式、動(dòng)力參數(shù)轉(zhuǎn)換成終在執(zhí)行過(guò)程當(dāng)中所要應(yīng)用到的運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)的中間轉(zhuǎn)換部件。執(zhí)行部件即為達(dá)成機(jī)器預(yù)先設(shè)定功能的一項(xiàng)構(gòu)成部件..其中機(jī)器的傳動(dòng)部件大都是應(yīng)用的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)部件同時(shí)也是幾乎所有機(jī)器設(shè)備所*的一項(xiàng)核心構(gòu)成部件，其在整個(gè)機(jī)器設(shè)備當(dāng)中占到了極大的質(zhì)量與成本比例：機(jī)器設(shè)備的性能水平也會(huì)直接受制于傳動(dòng)裝置的性能水平：

2傳動(dòng)裝置的構(gòu)成及設(shè)計(jì)要求

機(jī)械傳動(dòng)裝置的作用即為將通過(guò)軸與軸之間的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力的傳輸，同時(shí)其還可通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)速大小與轉(zhuǎn)動(dòng)方位的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速與方向的調(diào)控：較常應(yīng)用到的機(jī)械傳動(dòng)裝置包括了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)以及蝸桿傳動(dòng)等多種形式

2. I主要構(gòu)成部件

通常傳動(dòng)裝置的構(gòu)成部件就包括了電動(dòng)機(jī)、變速裝置、刀架、主軸、換向、開(kāi)停，以及制動(dòng)機(jī)等構(gòu)成部件：通過(guò)電動(dòng)機(jī)為主軸、刀架提供動(dòng)力，同時(shí)使其獲取到一定的運(yùn)動(dòng)速度與方向；依據(jù)實(shí)際的零件加工需要來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳遞動(dòng)力與速度的調(diào)控；通過(guò)主軸、刀架等來(lái)對(duì)加工中心所要求的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行具體執(zhí)行，并由此便可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)以及直線運(yùn)動(dòng)：開(kāi)停機(jī)構(gòu)應(yīng)用于對(duì)主軸開(kāi)啟與停止的控制裝置；在要進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)則可應(yīng)用到變換加工中心主軸旋轉(zhuǎn)方向裝置；制動(dòng)機(jī)構(gòu)可通過(guò)對(duì)主軸停轉(zhuǎn)裝置的控制，來(lái)大幅度的降低對(duì)輔助時(shí)間的耗費(fèi)：

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

在設(shè)計(jì)數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)之時(shí)不但要能夠達(dá)到一般加工中心主傳動(dòng)的需求，同時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足于以下幾項(xiàng)需求：

(1) 具備更寬廣的速度調(diào)控范圍，同時(shí)還能夠達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速..數(shù)控加工中心為確保在加工的過(guò)程中所應(yīng)用切削量的合理性，便需要能夠?qū)⒌毒咔邢髂芰τ枰猿浞值陌l(fā)揮，并以此來(lái)達(dá)到較高的生產(chǎn)效率、加工精度與質(zhì)量，同時(shí)還應(yīng)有更高的轉(zhuǎn)速以及調(diào)控區(qū)間..

(2) 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)確保具備較高的精度與剛度要求，在傳動(dòng)過(guò)程中能夠始終保持良好的穩(wěn)定性，且不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的噪音..要想提高數(shù)控加工中心的加工精度，就必須要確保主傳動(dòng)系統(tǒng)能夠具備良好的剛度..對(duì)此，便應(yīng)盡可能的提高傳動(dòng)部件的精度與剛度，并在齒輪表層采取高頻感應(yīng)加熱淬火處理以促使其耐磨性能夠得到大幅度的提高..

(3) 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)具備較好的熱穩(wěn)定性與強(qiáng)抗振能力。在數(shù)控加工中心上進(jìn)行零部件的加工不僅要進(jìn)行粗加工，有時(shí)也要進(jìn)行精細(xì)加工。在實(shí)際的加工過(guò)程當(dāng)中很可能會(huì)會(huì)因?yàn)槌掷m(xù)性的切削、余量不均、運(yùn)動(dòng)部件不均衡、切削自激振動(dòng)等因素而導(dǎo)致沖擊力和交變力的互相交替影響，導(dǎo)致零部件的加工難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)定值大小。因而在主傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中每一項(xiàng)零部件不僅需要具備良好的靜剛度要求，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)能夠有效的抑制因各類(lèi)干擾因素而導(dǎo)致的抗振性影響。

在對(duì)加工中心開(kāi)展切削加工之時(shí)主傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中的熱量揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致加工零部件發(fā)生熱變形現(xiàn)象，進(jìn)而促使各項(xiàng)零部件間的位置進(jìn)

度性與運(yùn)動(dòng)精度性受到較大的誤差影響：對(duì)此，必須要確保主軸部件能夠具備良好的熱穩(wěn)定特性，在進(jìn)行零部件的加工過(guò)程中能夠始終保持以適當(dāng)?shù)拈g隔距離，同時(shí)通過(guò)持續(xù)不間斷的潤(rùn)滑措施來(lái)確保使其能夠達(dá)到較好的熱平衡效應(yīng)，

3主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在數(shù)控加工中心的設(shè)計(jì)當(dāng)中大多是選用的無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)，這一系統(tǒng)有助于在特定的調(diào)速范圍中達(dá)到較為滿(mǎn)意的切削速率，此舉不但可大幅度的提升加工精度，同時(shí)還有助于對(duì)切削效率的有效增強(qiáng)..

3. 丨無(wú)級(jí)變速主傳動(dòng)設(shè)計(jì)原則

在開(kāi)展無(wú)級(jí)變速主動(dòng)傳動(dòng)設(shè)計(jì)之時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循以下兩項(xiàng)原則：

(1) 盡可能的選取功率亦或是扭矩特點(diǎn)能夠與傳動(dòng)系統(tǒng)的要求相一致的無(wú)級(jí)變速裝置。例如執(zhí)行件在進(jìn)行直線主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)時(shí)，須確保變速裝置達(dá)到恒扭矩傳動(dòng)的要求；例如在主傳動(dòng)系統(tǒng)在傳動(dòng)時(shí)的功率要求若為恒定值之時(shí)，則應(yīng)當(dāng)選取出恒功率無(wú)級(jí)變速裝置：

(2) 無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)裝置在獨(dú)立應(yīng)用之時(shí)，相應(yīng)的速度可調(diào)控范圍相對(duì)偏小，無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是在恒功率的調(diào)控范圍方面與實(shí)際的加工中心恒功率調(diào)控范圍需求相比明顯不足：鑒于此，通常是將無(wú)級(jí)變速裝置和機(jī)械分級(jí)變速箱予以串聯(lián)，從而促使恒功率的變速區(qū)間值能夠得以盡可能的擴(kuò)大，以及提升整體變速范圍-例如加工中心主軸所要求的變速范圍通常為相應(yīng)的無(wú)級(jí)變速裝置變速范圍即為仏，相應(yīng)的采取串聯(lián)方式的多級(jí)變速箱可調(diào)控范圍

即為丨=尺

—般情況下，在傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中無(wú)級(jí)變速裝置是基礎(chǔ)的一項(xiàng)組別構(gòu)成，分級(jí)變速即為擴(kuò)大組，與之所對(duì)應(yīng)的公比理論便應(yīng)當(dāng)高于無(wú)級(jí)變速裝置的可調(diào)控速度范圍仏：從本質(zhì)上來(lái)看因機(jī)械無(wú)級(jí)變速裝置是一種摩擦傳動(dòng)的形式，存在著一定的相對(duì)滑動(dòng)情況，存在著低于理論轉(zhuǎn)速值的可能性：為了獲取到持續(xù)不間斷的無(wú)級(jí)變*果，在對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作之時(shí)便應(yīng)當(dāng)促使分級(jí)變速箱公比相較于無(wú)級(jí)變速裝置的速度調(diào)控范圍稍小一些，一般取值在0. 94 .左右，以促使轉(zhuǎn)速間能夠產(chǎn)生出一小段的疊加，確保轉(zhuǎn)速的持續(xù)不間斷性。

3. 2數(shù)控加工中心主傳動(dòng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.2. 1采取直流或交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速

數(shù)控加工中心通常情況時(shí)是選用變速電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的拖動(dòng)：_般所較多應(yīng)用到的電機(jī)包括直流電動(dòng)機(jī)與交流調(diào)頻電機(jī)兩類(lèi)。當(dāng)前，在各種中小型的數(shù)控加工中心設(shè)備當(dāng)中，交流調(diào)頻電機(jī)有著性的優(yōu)勢(shì)，大有替代直流電機(jī)的趨勢(shì)..在對(duì)數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)展開(kāi)設(shè)計(jì)工作之時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保其主軸和電動(dòng)機(jī)的功率匹配性。交流調(diào)頻電機(jī)一般是利用調(diào)頻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)變速調(diào)控，大多選用響應(yīng)快，且體積與轉(zhuǎn)動(dòng)慣性均相對(duì)較小的籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)；因沒(méi)有電刷的存在，因此系統(tǒng)在處于高轉(zhuǎn)速的條件下不會(huì)受到火花的影響：選用*密閉的結(jié)構(gòu)形式，具備空氣強(qiáng)冷特性，可達(dá)到較高的轉(zhuǎn)速及強(qiáng)超載性能，可調(diào)控速度范圍極大。

3. 2. 2匹配驅(qū)動(dòng)電機(jī)與主軸功率

在對(duì)數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)展設(shè)計(jì)之時(shí)，還應(yīng)當(dāng)充分考慮到電動(dòng)機(jī)和加工中心主軸功率的特性配置問(wèn)題..鑒于主軸所的恒功率可調(diào)控速度區(qū)間值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電動(dòng)機(jī)恒定功率可調(diào)控區(qū)間值/、',,,,，因此便需在電動(dòng)機(jī)和主軸間串聯(lián)分級(jí)變速箱，從而促使恒定功率值的速度可調(diào)控區(qū)間能夠盡可能得以增大，并使之能夠符合于在進(jìn)行低速高功率切削之時(shí)對(duì)于電動(dòng)機(jī)輸出功率所提出的要求..

3. 3變速箱公比選取

變速箱公比中，與電動(dòng)機(jī)恒定功率可調(diào)控速度區(qū)間仏..相同，也就是中其功率的特征體現(xiàn)為持續(xù)、不間斷且沒(méi)有任何重8的圖像般變速箱的級(jí)別采用z表示，主軸恒定功率變化區(qū)域?yàn)?R:.R. =(im = a中二（iK

\crR

其中變速箱變速等級(jí)r可采取以下公式求出：-_ =

要想對(duì)該變速箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行假話(huà)處理，降低其級(jí)數(shù)，則不應(yīng)當(dāng)取較大公比值。變速箱公比，可選取超過(guò)電動(dòng)機(jī)恒定功率的速度調(diào)控區(qū)間值也就是要確保此時(shí)，變速箱內(nèi)每檔中便會(huì)出現(xiàn)一定的轉(zhuǎn)速僅可恒定扭矩變速，主傳動(dòng)系功率特性中即會(huì)出現(xiàn)“缺口”，將此稱(chēng)之為功率下降區(qū)域..應(yīng)用該區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)速之時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)的限制，但也無(wú)法獲取全部輸出功率..為確保缺口位置的輸出功率及電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)將其適當(dāng)擴(kuò)大..此即為，對(duì)于變速箱的簡(jiǎn)化是將選取較大的功率額電機(jī)作為犧牲條件的

若數(shù)控加工中心為橫線速切削要能夠在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換，則應(yīng)當(dāng)將變速箱公比中，選取為低于電動(dòng)機(jī)恒定功率值速度調(diào)控區(qū)間的&^，從而確保在主傳動(dòng)功率特性圖上仍可存在一小部分的重合區(qū)域，進(jìn)而求出其變速級(jí)數(shù)。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，在對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案開(kāi)展設(shè)計(jì)工作之時(shí)，一般需依據(jù)設(shè)計(jì)要求制定出多套設(shè)計(jì)方案，通過(guò)對(duì)比分析來(lái)選取出適宜的_項(xiàng)方案。但是終方案的是否可用，還要經(jīng)過(guò)科學(xué)化的評(píng)價(jià)分析來(lái)作出判斷..要想確保所設(shè)計(jì)出的能夠得到科學(xué)、合理的評(píng)價(jià),就必須要明確機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)置特性。希望通過(guò)本文的研究工作能夠?yàn)橛嘘P(guān)的數(shù)控加工中心機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)人員提供一些有價(jià)值的參考內(nèi)容：