數控銑床的總體設計研究與分析
2018-8-1 來源： 中捷機床有限公司 作者：黃秋實 王 丹
摘 要：數控銑床的設計是通過主傳動系統的設計，在主傳動系統中對齒輪的選取，各級轉速的確定，最后傳動系統圖，通過對傳動系統確定之后，再根據這個選取相應的零件，再將數控銑床的整體結構繪制出來，將里邊每個零件拆分之后，再對數控銑床的控制系統進行設計，在將整個系統連接起來，對整個系統進行檢驗，設備試運行，最后達到設計要求。
關鍵詞：主傳動系統；主要零件；總體結構
1 、主傳動系統
在對數控銑床主傳動系統設計上，首先要確定幾個參數，通過這幾個數據進行總體的設計，確定數控銑床的生產能力需要大批大量的，設計的公比 Ф=1.25。傳動方案的選擇，對數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，將整體轉動系統中的傳動范圍做遞減順序，范圍保持由大到小的傳動范圍。
通過上述的數據，最終確定數控銑床的轉速為 12 級，而主傳動系統圖如圖 1。
圖 1 數控銑床主傳動系統圖
在對主傳動系統設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中碰齒進行校驗，保證各軸上齒輪副之間不能有碰撞現象，如果設計上有碰撞現象，可以將齒輪設計成三聯滑移齒輪，如圖 2。
圖 2 三聯滑移齒輪示意圖
2 、主要零件
在確定數控銑床的轉動系統之后，要對數控銑床相應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，要保證主軸在數控銑床上的精度和使用壽命，對主軸進行調質處理，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對軸承產生的負載荷，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。
數控銑床操縱機構的設計，在數控銑床上要對主傳動系統變速進行操縱，以便在數控銑床外進行調速，利用撥叉實現調速，通過撥叉調整三聯滑移齒輪實現數控銑床的變速。
3 、總體結構
數控銑床的結構中必須要包含數控裝置，數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，最后對數控銑床進行控制。
進給機構的設計，在數控銑床進行銑削加工時候，要保證銑床的進給運動平穩，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。
數控銑床的控制系統是由單片機為核心，在它的基礎上進行完善，把儲存能力進行擴大，通過程序儲存器和數據儲存器，完成指令的儲存和譯碼后數據之間的轉換，再通過
I/O 接口，完成對數控銑床整體的監控。
圖 3 數控銑床整體機構圖
4 、結束語
對于一些工作量小、結構簡單、制圖數量少的機床設計，是不能突出設計中存在的問題，只有通過對這種大型數控設備的設計才能體現出機械設計的技術問題，通過對設備的查找資料、調研市場上對設備的要求，在通過設計研討會對方案進行分析，論證方案，最后通過整體設計，將數控設備設計成形，是對整個設計方法和設計思想的洗禮和升華。
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