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２００９年第１０期?工艺与装备?
位置时，重新与主轴啮合，进入系统正常监控状态。
４在线动平衡系统软件设计
在线动平衡系统软件部分主要包含３个模块，分别为：控制参数输入模块、初始状态测试模块、在线监控模块，系统界面如图３所示。
图３在线动平衡控制系统界面
控制参数输入模块需要输入的参数主要有：四个平衡盘固有不平衡量的大小（单位为：ｇ?ｍｍ，为计算和调整方便，设计四个平衡盘固有不平衡量大小相等）、平衡精度等级（作为控制系统监控标准）、平衡盘啮合齿的齿距（决定了平衡盘角度调整精度）、各传感器的灵敏度及放大系数（用于实际振动量的计算）等。这些参数作为基本控制参数被设定后存入系统。并作为参数用于后续计算与控制。
初始状态测试模块主要用于试重实验、影响系数的计算与优化。其主要功能有：
原始振动量的测量，调整平衡盘１、２相对主轴基准相位分别为０。和１８０ｏ，它们在平面Ａ内合成向量为０；调整平衡盘３、４相对主轴基准相位分别为００和１８００，它们在平面曰内合成向量为０。然后测量测点１、２的振动量，经多次测量与幅值取平均后作为两测点的原始振动量存储于系统并显示。
第一次试重与影响系数的计算。保持调整平衡盘１、３、４位置不变，调整平衡盘２相对主轴基准点的相位为１２０。（可根据需要设定）。此时平衡盘１、２在平面Ａ内合成向量大小为平衡盘固有不平衡量，相位为６０。。平衡盘３、４在平面Ｂ内合成向量为０。然后测取测点１、２振动的平均幅值，根据影响系数法原理计算平面Ａ相对与测点１、２的影响系数。并存储于系统和显示。
第二次试重与影响系数的计算，保持调整平衡盘ｌ、３位置不变，调整平衡盘２相对主轴基准点的相位为１８００，平衡盘４相对主轴基准点的相位为１２００（可根据需要设定）。此时平衡盘３、４在平面Ｂ内合成向量大小为平衡盘固有不平衡量，相位为６００。平衡盘１、２在平面Ａ内合成向量为０。然后测取测点ｌ、２振动的平均幅值，根据影响系数法原理计算平面Ｂ相对与测点１、２的影响系数。并存储于系统和显示。
在线监控模块，系统实时监测测点１、２在某时间段内的振动幅值，当监测值超过设定精度标准要求时，系统发出报警并显示当前幅值，同时控制系统根据双平面影响系数法自动计算出在平面Ａ、曰上需要施加的平衡量大小和相位的理想值并显示。根据该理想值计算平衡盘１、２、３、４的最佳实际调整角度，并显示它们在Ａ、Ｂ面上的合成向量大小和相位。然后系统发出各调整信号，由驱动系统对各平衡盘位置进行调整，当调整位置与测点１、２的残余振动符合要求时，系统重新进入在线监控状态，并显示残余振动大小、相位、平衡效率等信息。否则，系统继续对平衡盘位置进行调整。５结束语
机床主轴在线动平衡技术具有避免频繁开关机试重，提高平衡效率和精度，同时可根据机床加工工况的改变等因素的影响，对不平衡量实施自动平衡的优点。本文在分析国内外在线动平衡技术的基础上，提出了一种气动摩擦式在线动平衡装置的设计，该装置具有结构简单、轴向尺寸小，在现有机床上较容易实现。并可用于单、双平面在线动平衡系统等特点。同时，基于双平面影响系数法，文中提出了一种机床主轴双平面在线动平衡系统的构成与控制策略。
［参考文献］
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目录 引言 1、明确液压系统的设计要求 (3) 2、负载与运动分析 (3) 2.1负载分析 (4) 2.2速度分析 (5) 3、选定液压系统主要参数 (6) 3.1初选液压缸工作力 (6) 3.2计算液压缸结构数 (7) 4、拟定液压系统图 (8) 4.1选择基本回路 (8) 4.2回路的合成 (9) 5、液压元件的选择 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (11) 5.1液压泵及驱动电动机功率的确定 (12) 6、系统油液升温验算 (13) 设计小结 (14) 参考文献 (15)
引 言 液压系统已经在各个部门得到越来越广泛的应用，而且越先进的设备，其应用液压系统的部门就越多。 液压传动是用液体作为来传递能量的，液压传动有以下优点：易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击，与机械传动相比易于布局和操纵，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化。 液压传动的基本目的就是用液压介质来传递能量，而液压介质的能量是由其所具有的压力及力流量来表现的。而所有的基本回路的作用就是控制液压介质的压力和流量，因此液压基本回路的作用就是三个方面：控制压力、控制流量的大小、控制流动的方向。所以基本回路可以按照这三方面的作用而分成三大类：压力控制回路、流量控制回路、方向控制回路。 1.明确液压系统的设计要求 设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统，要求完成工件的定位与夹紧，所需夹紧力不得超过6000N 。该系统工作循环为：快进——工进——快退——停止。机床快进快退速度约为6 m ／min ，工进速度可在30～120mm ／min 范围内无级调速, 快进行程为200mm ，工进行程为50mm ，最大切削力为25kN ，运动部件总重量为15 kN ，加速（减速）时间为0.1s ，采用平导轨，静摩擦系数为0.2，动摩擦系数为0.1。 2.负载分析与速度分析 2.1负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的水平分力为零，这样需要考虑的力有：夹紧力，导轨摩擦力，惯性力。 在对液压系统进行工况分析时，本设计实例只考虑组合机床动力滑台所受到的工作负载、惯性负载和机械摩擦阻力负载，其他负载可忽略。 （1）工作负载F W 工作负载是在工作过程中由于机器特定的工作情况而产生的负载，对于金属切削机床液压系统来说，沿液压缸轴线方向的切削力即为工作负载，即 N F t K 25
绪论 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。 现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。 本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数 1.1 题目 本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。 主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数 床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
第一章绪论 1.1 组合机床特点 组合机床是由大量通用部件和少量专用部件构成工序集中高效率专用机床。它可以对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完毕钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其她专用机床比较，具备如下特点： （1）组合机床上通用部件和原则零件约占所有机床零、部件总量70～80%，因而设计和制造周期短，投资少，经济效果好。 （2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化限度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床通用部件是通过周密设计和长期生产实践考验，又有厂成批制造，因而构造稳定、工作可靠，使用和维修以便。 （4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平规定不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其她类型专用机床时，其大某些件要报废。用组合机床时，其通用部件和原则零件可以重复运用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模生产需要。 组合机床惯用通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于某些按循序加工多工位组合机床，还具备移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完毕切削主运动或进给运动动力部件。其中尚有能同步完毕切削主运动和进给运动动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床支承部件，起着机床基本骨架作用。组合机床刚度和部件之间精度保持性，重要是由这些部件保证。 1.2 组合机床分类和构成 组合机床通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦动力
《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式单面多轴钻孔组合机床液压传动系统设计 院系： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2013年7月18日
目录 一、设计要求及工况分析 (3) 二、确定液压系统主要参数 (5) 三、拟定液压系统原理图 (7) 四、计算和选择液压件 (8) 五、液压缸设计基础 (11) 5.1液压缸的轴向尺寸 (11) 5.2主要零件强度校核 (11) 六、验算液压系统性能 (14) 七、设计小结 (17)
一、设计要求及工况分析 1.设计要求 要求设计一台卧式单面多轴钻孔组合机床动力滑台的液压系统。要求实现的动作顺序为：快进→工进→快退→停止。液压系统的主要参数与性能要求如下：轴向切削力总和F e =30500N ，移动部件总重量G ＝19800N ；快进行程为100mm ，快进与快退速度0.1m/s ，工进行程为50mm ，工进速度为0.88mm/s ，加速、减速时间均为0.2s ，利用平导轨，静摩擦系数0.2；动摩擦系数为0.1。液压系统的执行元件使用液压缸。 2.负载与运动分析 （1）工作负载 工作负载即为切削阻力N F e 30500= （2）摩擦负载f F 摩擦负载即为导轨的摩擦阻力 静摩擦阻力 N F fs 3960198002.0=?= 动摩擦阻力 N F fd 1980198001.0=?= （3）惯性负载 （4） 运动时间 快进 s v L t 11 .01 .0111=== 工进 s v L t 8.561000 88.005.0222=÷== 快退 s s v L L t 5.11.010)50100(33211=?? ? ????+=+=- 设液压缸的机械效率 cm η =0.9，得出液压缸在各阶段的负载和推力，如表1所列。 表1 液压缸在各运动阶段的负载和推力（cm η=0.9） 1010N N 2 . 0 1 . 0 8 . 9 19800 i = ? = ? ? = t g G F υ
张小只智能机械工业网 张小只机械知识库主轴动平衡的方法 机床高速化的应用和发展，要求主轴转速提高。但机床主轴组零件在制造过程中，不可避免会因材质不均匀、形状不对称、加工装配误差而导致重心偏离旋转中心，使机床产生振动和振动力，引起机床噪声、轴承发热等。随着转速升高，不平衡引起的振动越加激烈。由于机床主轴组件转动时产生的变形很小，为了简化计算，故视其作为刚性转子的平衡方法来处理。将转子视作绝对刚体，且假定工作时，不平衡离心力作用下的转轴不会发生显著变形。为此在这些条件下刚性转子的许多复杂不平衡状态，可简化为力系不平衡来处理，即可在任意选定的两个平面上增加或减去两个等效于Ud1，和Ud2的动平衡力使其平衡。刚性转子动平衡一般为低速动平衡，一般选用第一临界转速的1/3以下。相关术语- 不平衡:由于离心力的作用而在轴承上产生振动或运动原因的转子质量分布状态。- 残留不平衡U:平衡处理后留下来的不平衡。- 相对不平衡e:不平衡除以转子质量得到的值，它等于离心力对于轴中心的位移。- 平衡程度G:是相对不平衡与指定角速度的乘积。- 平衡处理:为使作用在轴承上的与旋转速度同步的振动和力处在指定限定以内，而对转子质量分布进行调整的作业。- 满键:是对具有键槽的旋转轴和配合部件，进行最终装配时用的键或者等同的键。- 半键:是对具有键槽的旋转轴或者配合零件，各自单独进行动平衡处理时使用的键。这种不平衡与最终组装时用的键(埋在旋转轴或配合部件的键槽中的不平衡)相当。刚性转子不平衡且的表达和精度要求1. 转子平街程度G也称偏心速度，它不仅表示了转子不平衡程度，而且还表示了转子质量偏心距与工作转速间的关系。G=e乘以w mm/se相对不平衡，mm;w实际使用的最高角速度rad/s。如果用旋转速度n(r/min)来代替， 则:w=2pn/601.进行由不平衡引起的振动、力、噪声等现场试验或实验室试验，确定平衡程度。2.通过计算求得作用到轴承上的不平衡力，达到轴承的允许限度时的允许不平衡，从而确定不平衡程度。在JISBO905-1992标准中列出参考附表1，表中示出了对于
设计题目机床主传动系统设计系别机电工程分院 专业机械制造及其自动化学生姓名 专业班级 班级学号 设计日期
车床设计任务书一、设计题目 工件最大回转直径D max=300mm， /r 轴最低转速=355min /r 轴最高转速=1800min 电机功率P=3KW，公比Ф=1.26= 二、运动设计，确定结构式 1. 查表得 250 500 1000 265 530 1060 280 560 1120 300 600 1180 315 630 1250 335 670 1320 355 710 1400 375 750 1500 400 800 1600 425 850 1700 450 900 1800
475 950 1900 355，450，560，710，900，1120，1400，1800（共8级） 或者 Z=8 2.结构式、传动组和传动副数的确定 ①传动组和传动副数可能的方案有： 8=4×2 8= 2×4 8 = 2×2×2 第一行方案有时可以省掉一根轴。缺点是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。 第二行的方案根据 “前多后少”的原则。取8 = 2×2×2 的方案。 ②结构式或结构网的各种方案的确定 由①知方案有 a.4212228??= b.4122228??= c.2142228??= d.2412228??= e.1422228??= f.1242228??=
选择原则： I)传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围 降速传动中，主动齿轮的最少齿数受到限制m in u ≥41 ； 避免被动齿轮的直径过大升速传动比最大值max u ≤2（斜齿传动max u = 2.5）尽量减少振动和噪声； 各变速组的变速范围m ax R =max u /m in u ≤8-10 之间； 对于进给传动链，由于转速通常较低，零件尺寸也较小，上述限制可放宽些。 8.251 ≤≤进i 。故max 进R 14≤ 在检查传动组的变速范围时，只需检查最后一个扩大组。因为其它传动组的变 速范围都比它小。应为: max ) 1-(p n R R n x n ≤=? II)基本组与扩大组的排列顺序。 原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。 综上所述，方案4212228??= 较好 三、转速图与传动系统图 1.根据已知参数，取 4级电动机Y100L2-4，额定功率3KW ，满载转速1430min /r 本例所选定的结构式共有三个传动组，变速机构共需4轴。加上电动机轴
组合机床毕业设计开题报告 毕业设计(论文)开题报告 理工类 题目: 载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合 机床设计学院: 机械工程学院 专业班级: 机械设计制造及其自动化机械000 学生姓名: 000 学号: 0000 指导教师: 000,教授, 2012年 04 月 1日 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告 1.课题研究的意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 随着社会的不断进步～机械加工技术的不断发展～传统的机床已不能完全适应新形势的要求。传统的机床只能对一种零件进行单刀～单工位～单轴～单面加工～生产效率低且加工精度不稳定～为了克服传统机床的弊端～工程技术人员相应地设计出了专用机床。但由于专用机床是根据某一工艺要求专门设计制造的～且它的组成部件均是专门设计制造的～因此相对于传统机床而言～专用机床的造价过于昂贵～设计制造周期长。为了解决传统机床与专用机床之间的矛盾组合机床便应运而生了～组合机床兼有低成本和高效率的优点～在大批、大量生产中得到广泛应用～在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削、磨削等工序～生产效率高～加工精度稳定～引起了越来越多工程人员的关注。本课题针对载重汽车主传动轴万向节叉端面钻孔组合机床设计～有利于提高大批量生产的生产效率～提高加工精度稳定性～节约各方面的资源。
最早的组合机床于1911年在美国制成～用于加工汽车零件之后便广泛应用于大批量生产的机械工业中～并且随着机械工业的发展而逐步完善。我国的组合机床的发展已有28年的历史～其科研和生产都具有相当的基础～应用也深入到很多行业～它是提高生产效率和实现高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用～因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制～它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件,近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额,～完成钻孔、扩孔、铰孔～加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台～在孔内镗各种形状槽～以及铣削平面和成形面等。随着技术的不断进步～一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐～它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动 淮海工学院毕业设计,论文,开题报告更换～配以可编程序控制器,PLC,、数字控制,NC,等～能任意改变工作循环控制和驱动系统～并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外～近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机,清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线,等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 我国组合机床及其组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后～国内所需的一些高水平组合机床几乎都从国外进口。第21届日本国际机床博览会上来自世界10多个国家和地区的500多家机床制造商和团体展示的最先进的机床设备中～超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。该届博览会上展出的加工中心中～主轴转速10000-20000r/min～最高进给速度可达20-60m/min,复合、多功能、多轴化控制装备的前景亦被看好。在零部件一体化程度不断提高、数量减少的同时～加工的形状却日益复杂。在工程机械快速发
钻孔组合机床设计文献综述 附:文献综述或报告 钻孔组合机床设计 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效专用机床。它能够对一种(或多种)零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、车削、铣削、磨削及滚压等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点: (1)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70~80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 (2)由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因而比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。
(3)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 (4)在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。 (5)当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部部件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 (6)组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床虽然有很多优点，但也还有缺点: (1)组合机床的可变性较万能机床低，重新改装时有10%~20%的零件不能重复利用，而且改装时劳动量较大。 (2)组合机床的通用部件不是为某一种机床设计的，它是具有较广的适应性。这样，就使组合机床的结构较专用机床稍为复杂些。 近几年组合机床在汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器、缝纫机、自行车、阀门、矿山机械、冶金、航空、纺织机械及军工等部门已获得广泛的使用，一些中小批量生产部门也开始推广使用。我国在组合机床及其自动线上将获得较快的发展，其发展方向为: 1、提高通用部件的水平衡量通用部件水平的主要标准是:品种规格齐全，动、静态性能参数先进，工艺性好，精度高和精度保持性好。 目前应注意开发适应强力铣削的大功率动力滑台，高精度镗削头和高精度滑台，以及适应中、 小批生产的快调、速换动力部件和支承部件。 机械驱动的动力部件具有性能稳定，工作可靠等优点。目前，机械驱动的动力部件应用了交流变频调速电机和直流伺服电机等，使机械驱动的动力部件增添了新的竞争能力。
机床动平衡测试技术规范 沈阳机床（集团）有限责任公司 “高速/复合数控机床及关键技术创新能力平台”课题组 2012年5月
1 简介 动平衡技术是在转子校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时，对轴承产生的压力是一样的，这样的回转体是平衡的回转体。 提高精度或精密化，减小振动噪音是制造技术的一个主要发展方向、是各种各类数控机床与基础制造装备在应用中所追求的目标。动平衡技术不但可以用于各类数控机床，而且可用于各类设备包括大型和重型设备，还可用于高档数控装置等等。因此，完成本课题的目标和任务对于国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项及其项目目标和任务来说，具有着重大作用和显著意义。 由于动平衡技术可用于各类数控机床、设备和高档数控装置。本课题成果将可以为各类数控机床、设备和高档数控装置的开发提供技术支持，同时为这些数控机床、设备及高档数控装置的设计、制造及安装提供理论依据与保证。 动平衡技术已越来越多地应用于航天航空、国防、飞机制造、汽车制造等行业，其工程意义是非常显著的，这项技术可用于各种各类的机床及装备，而且不但可应用于新机床以提高其技术含量和精度，还可应用于老机床以焕发其新春和加入现代制造行列，提高机床及装备的加工精度是此项技术的目的。 2 试验的目的 （1）对于回转零部件,由于零件结构不对称、材质不均匀、加工或装配误差等因素,不可避免地存在质量不均衡。根据平衡理论,我们把具有一定转速的回转件称为转子。如果转子的质量分布对其轴线而
言不均匀、不对称,即其中心主惯性轴不能与旋转轴线重合,那么旋转时就会产生不平衡离心力,它会对支承架和基础产生作用力,而且还会引起机器振动,振动的大小主要取决于不平衡量大小及支承架和基础的刚度。如果振动严重,则会影响机器的性能和寿命。因此,在几乎所有的回转体零件中,平衡工艺是必不可少的工艺过程,它是减小转子振动的极为重要的手段,它能解决由于自由离心力造成的振动。经过平衡后的转子可以延长机器的寿命,减轻振动和降低噪声分贝值,从而改善机器的性能,使其得到平稳的运转。 （2）掌握系统动平衡的测量方法和计算方法。 （3）根据分析结果，提出机床改进意见，提高机床主轴动平衡品质。 3 主要内容与适用范围 本规范规定了数控车床、数控镗铣床及加工中心动平衡的前期准备、试验内容及程序。 本规范适用于数控车床、数控镗铣床及加工中心的动平衡测试，也可以指导其它普通机床的动平衡试验。 4 引用标准及参考文献 ISO 1940-2-1997 机械振动刚性转子的平衡质量要求第2部分平衡误差 5 基本要求 1）试验前，相关部门需提供机床的性能参数表，精度检验单及机床切削规范。 2）设计部门指定专人负责机床动平衡试验的组织和实施，明确
加工中心总体、主轴部件及立柱设计 摘要 加工中心是一种具有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。它是适应省力、省时和节能的时代要求而迅速发展起来的高科技产品，综合了数控铣床、数控镗床、数控钻床多功能的加工设备。 基于加工中心的迅速发展，本次毕业设计的任务是设计加工中心总体、主轴部件及立柱。加工中心的总体设计主要是通过设计各部件之间的尺寸联系来满足它们之间的位置关系要求。主轴部件是机床的重要部件之一。它是机床的执行件，其功用是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，从而完成表面成形运动。主轴部件由主轴及其支承和安装在主轴上的传动件、密封件等组成。加工中心立柱主要是对主轴箱起到支承作用，满足主轴Z向运动。根据对立柱的结构、性能及其经济性的要求，采用井字型的内腔结构。 加工中心的设计符合数控机床高速化、高精度化、智能化、系统化与高可靠性等发展趋势。目前，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，广泛应用于机械制造中。 关键词：加工中心，主轴，轴承，立柱
DESIGN OF THE OVERALL , SPINDLE ASSEMBLY AND COLUMN OF MACHININING CENTER ABSTRACT Machining center (MC) is a kind of CNC machine with tool magazine. It can perform the multi-processing of workpiece by change cutting tool automatically. It is the high-tech product developed to adapt to the requirements for effort-saving and time-saving, and the multi-function equipment which integrated CNC milling machine with CNC boring and drilling machines. The tasks of graduation design are to design the overall of machine, the spindle assembly and column. The purpose of MC overall design is to establish the dimension relation between components. Spindle assembly is one of the important parts of the machine. It is the executive pieces, and its function is to support and carry the workpiece or rotary cutting tools, and bear the cutting force. The spindle assembly consists of the spindle and its support, the transmission members, seals and other components mounted on it. The function of MC column is to support the headstock to satisfy the movement of Z-axis. Based on the performance requirements of the structure and the economy, Column is of the cross-type structure inside. The design of MC is consistent with the development trend in high-speed, high precision, intelligent, and high reliability of CNC machine tools. Currently, MC stands for the main development direction of modern machine tool, which is widely used in machine manufacturing. KEYWORDS: machining center, spindle, bearing, column
主轴动平衡的方法与应用2 1 前言 机床高速化的应用和发展，要求主轴转速提高。但机床主轴组零件在制造过程中，不可避免会因材质不均匀、形状不对称、加工装配误差而导致重心偏离旋转中心，使机床产生振动和振动力，引起机床噪声、轴承发热等。随着转速升高，不平衡引起的振动越加激烈。 由于机床主轴组件转动时产生的变形很小，为了简化计算，故视其作为刚性转子的平衡方法来处理。将转子视作绝对刚体，且假定工作时，不平衡离心力作用下的转轴不会发生显著变形。为此在这些条件下刚性转子的许多复杂不平衡状态，可简化为力系不平衡来处理，即可在任意选定的两个平面上增加或减去两个等效于U d1，和U d2的动平衡力使其平衡。 刚性转子动平衡一般为低速动平衡，一般选用第一临界转速的1/3以下。 2 相关术语 ?不平衡:由于离心力的作用而在轴承上产生振动或运动原因的转子质量分布状态。 ?残留不平衡U:平衡处理后留下来的不平衡。 ?相对不平衡e:不平衡除以转子质量得到的值，它等于离心力对于轴中心的位移。 ?平衡程度G:是相对不平衡与指定角速度的乘积。 ?平衡处理:为使作用在轴承上的与旋转速度同步的振动和力处在指定限定以内，而对转子质量分布进行调整的作业。 ?满键:是对具有键槽的旋转轴和配合部件，进行最终装配时用的键或者等同的键。 ?半键:是对具有键槽的旋转轴或者配合零件，各自单独进行动平衡处理时使用的键。这种不平衡与最终组装时用的键(埋在旋转轴或配合部件的键槽中的不平衡)相当。 3 刚性转子不平衡且的表达和精度要求 1.转子平街程度G
也称偏心速度，它不仅表示了转子不平衡程度，而且还表示了转子质量偏心距与工作转速间 的关系。 G=e×ω mm/s e——相对不平衡，mm; ω——实际使用的最高角速度rad/s。如果用旋转速度n(r/min)来代替，则:ω=2πn/60 e×2πn en 60 9.55 2.平衡程度的等级 我国采纳了IS01940-1986刚性转子平衡质量要求标准，标准将平衡程度分为11个等级(见下 表)。 3.关于平衡程度等级的选择 应根据使用状况决定。 1.进行由不平衡引起的振动、力、噪声等现场试验或实验室试验，确定平衡程度。 2.通过计算求得作用到轴承上的不平衡力，达到轴承的允许限度时的允许不平衡，从 而确定不平衡程度。 在JISBO905-1992标准中列出参考附表1，表中示出了对于形式、大小以及旋转速度不同的 有代表性刚性转子，按经验得到动平衡程度等级的推荐值。 机床主轴平衡程度等级为G1、G2.5级机床主轴轴系的传动零件平衡程度等级为G6.3、G16。 高速旋转机械以及轴承刚性低的机械通常选用平衡程度值小的，相反选用大值。 另外，旋转部份的质量与机械整体质量之比较小时.通常选用的平衡程度值要大。 4.允许残留不平衡的求法
摘要 本设计介绍了攻螺纹组合机床的多轴箱的设计，其中包含了零件加工工艺的确定，设计中首先要了解工件的加工工艺路线及工序的计算，确定攻螺纹主轴的直径，初步选用电机型号及机床各部分部件。编制三图一卡。在多轴箱设计中，确定传动系统，计算主轴坐标，传动部件的校核及主轴箱的总图绘制。 本设计将钻孔、攻丝两工艺结合为一体，降低了机器成本，而且节省了加工时间，提高了工作生产效率。 关键词：箱体组合机床总体设计攻丝多轴箱
Abstract The design on the Box axlebox more than the design, which includes parts of the processing technology of identification, design is first necessary to understand the workpiece in the processing line and process of calculation to determine Tapping the spindle diameter, the initial choice of motor Model and some parts of the machine. Figure 1 of the three cards the processing parts process map, diagram processing, machine tools Contact size map, machine tool productivity calculation card. In multi-axle box design, drive system established to calculate coordinates spindle, transmission parts of the spindle box and check the total mapping. This design will be drilling, tapping combination of the two as one and reduce the cost of machinery, processing and save time, improve the work efficiency of production. Key words:Box ,The Combination of Machine，Design，multi-axle Box Tapping
前言 本设计需要综合运用大学四年所学的知识，同时还需进一步学习各方面相关的知识，发挥创新能力。本设计作为一名机械工程学院机电专业学生的毕业设计，满足毕业设计的要求，难度及工作量适中，在内容上力求简明扼要、严格精选。 本设计论文包括以下几大部分内容：中英文摘要、绪论、第一章机床总体设计、第二章多轴箱部件设计、第三章多轴箱零件校核及总结和参考文献。 本设计全部采用最新的国家标准和技术规范，以及标准术语和常用术语。 本设计全部由机械工程学院XXX教授指导，在设计中承蒙张教授和本设计组中同学的支持和帮助，为本人提供了许多宝贵的意见和建议、资料，在此表示衷心的感谢！ 由于本人水平有限，在设计中难免有错误和不妥之处，恳请各位老师批评指正！
目录 前言 (1) 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅲ) 绪论 (1) 第一章、组合机床总体设计 (5) 1-1、组合机床工艺方案的制定 (5) 1-2、组合机床切削用量的选择 (6) 1-3、组合机床配置型式的选择 (6) 1-4、组合机床的总体方案设计 (7) 第二章、多轴箱部件设计 (13) 2-1、多轴箱设计 (13) 2-2、主轴设计 (13) 2-3、齿轮布置 (13) 2-4、多轴箱的润滑，手柄轴的设置 (17)
第三章、多轴箱零件校核 (19) 3-1、轴的校核 (19) 3-2、齿轮的校核 (22) 3-3、轴承的选择与校核 (24) 总结 (26) 参考文献 (27)
摘要 本论文主要说明组合机床设计的基本过程及要求。组合机床是按高度集中原则设计的，即在一台机床上可以同时完成同一种工序或多种不同工序的加工。组合机床发展于工业生产末期，与传统的机床相比：组合机床具有许多优点：效率高、精度高、成本低。它由床身、立柱、工作台、及电源一些基本部件及一些特殊部件，根据不同的工件加工所需而设计的。 在组合机床上可以完成很多工序，但就目前使用的大多数组合机床来说，则主要用于平面加工和孔加工两大类工序。论文主要内容包括四大部分：（1）、制定工艺方案通过了解被加工零件的加工特点、精度和技术要求、定位夹紧情况、生产效率及机床的结构特点等，确定在组合机床上完成的工艺内容及加工方法，并绘制被加工零件工序图。 （2）、组合机床的总体设计确定机床各部件之间的相互关系，选择通用部件和刀具的导向，计算切削用量及机床生产效率、绘制机床的尺寸联系图及加工示意图。 （3）、组合机床部件设计包括专用多轴箱的设计，传动布局合理，轴与齿轮之间不发生干涉，保证传动的平稳性和精确性。专用主轴设计、轴承的选用及电机的选择等。 （4）、液压装置的设计液压滑台、定位夹紧装置均为液压控制。并采用了许多液压控制阀，保证了运动的平衡性，循环性和精确性。 另外，本文还涉及到大量的设计和计算，包括： （1）、主轴的选择和传动布置，以保证加工过程中被加工零件的精度； （2）、传动轴的设计和校核，以保证轴的刚度； （3）、齿轮的设计、计算，对齿轮的强度和刚度进行校核； 多轴箱部分是本次设计的重要环节，本次设计中它的设计既要保证工作台的运动的合理、平衡和准确，又要满足工作要求。在本文中的大量设计、计算使它在理论上满足了设计和工作的要求。
新疆工程学院机械工程系毕业设计（论文）任务书 学生姓名专业班级机电一体化09-11（1）班设计(论文)题目数控机床主传动系统及主轴设计 接受任务日期2012年2月29日完成任务日期2012年4月9日指导教师指导教师单位机械工程系 设 计(论文)内容目标 培养学生综合应用所学的基本理论，基础知识和基本技能进行科学研究能力的初步训练；培养和提高学生分析问题，解决问题能力。通过毕业设计，使学生对学过的基础理论和专业知识进行一次全面地系统地回顾和总结。通过对具体题目的分析和设计，使理论与实践结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。 设计(论文)要求 1．论文格式要正确。 2．题目要求：设计题目尽可能选择与生产、实验室建设等任务相结合的实际题目，完成一个真实的小型课题或大课题中的一个完整的部分。 3．设计要求学生整个课题由学生独立完成。 4．学生在写论文期间至少要和指导老师见面5次以上并且和指导教师随时联系，以便掌握最新论文的书写情况。 论文指导记录 2012年3月1号早上9：30-12：00在教室和XX老师确定题目。2012年3月6日早上10：00-12:00在教室确定论文大纲与大纲审核。2012年3月13日早上10:00-12：00在教室确定论文格式。 2012年3月20日早上9：30-12:00在教室对论文一次修改。 2012年3月27日早上9：30-12:00在教室对论文二次修改。 2012年4月6日早上9：30-12：30在教室对论文三次修改。 2012年4月9日早上9:30-12：00在教室老师对论文进行总评。 参考资料[1]成大先.机械设计手册-轴承[M].化学工业出版社 2004.1 [2]濮良贵纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社 2006.5 [3]李晓沛张琳娜赵凤霞. 简明公差标准应用手册[M].上海科学技术出版社 2005.5 [4]文怀兴夏田.数控机床设计实践指南[M].化学工业出版社 2008.1 [5][日]刚野修一(著). 杨晓辉白彦华(译) .机械公式应用手册[M].科学出版社 2004
高速主轴动平衡及其在线控制技术 章云1，梅雪松1，2 （1.西安交通大学机械工程学院，西安710049；2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安710049） [摘要]针对机床主轴在线自动平衡控制问题，阐述了高速主轴不平衡识别方法和在线自动平衡技术国内外现状，分析了喷液式在线自动平衡装置原理，设计了喷液式平衡系统，并通过高速主轴实验对该系统的有效性进行了验证。研究结果表明，主轴经过平衡后，不平衡量振动值由1.60mm/s降至0.34mm/s，主轴失衡振动得到了有效抑制。[关键词]高速主轴；在线动平衡；振动控制 [中图分类号]TH113.25[文献标识码]A[文章编号]1009-1742（2013）01-0087-06 1前言 现代化的高速数控加工中心具有主轴转速高、运行精度高、加工效率高的特点。转速和精度的提高是以高精度动平衡为前提的，但对于主轴而言，由于制造、安装误差以及材料的不均匀等因素，不平衡的存在是必然的。由于运转在高速下，主轴对不平衡控制的要求比通常转子更加严格，微小的不平衡都可能导致主轴回转精度的严重丧失乃至轴承支承系统的失稳。只有将主轴残余不平衡量控制在一定范围内，才能抑制主轴在高速运行过程中的失衡振动，保证零件的加工精度。 为减小主轴的不平衡，在设计之初应尽量避免不对称结构，在加工装配过程中尽量减小误差。即便如此，主轴不平衡也不可能被完全消除，因此，主轴出厂时会进行初始动平衡以减小主轴失衡量。然而，主轴刀具微小的不对中、磨损或粘刀仍会破坏原有的动平衡。另外，主轴刀具系统受切削力激励、热变形以及高速旋转离心力等复杂工况的干扰，也会破坏主轴的动平衡，从而使得高速机床主轴系统的稳定性被破坏。显然，若每次都采用传统离线停机动平衡的方式来消除微小失衡量，就意味着自动化环节的中断，破坏了高效加工的原则。因此，开展高速主轴动平衡与其在线控制技术的研究，能充分发挥高速主轴的效能，保障机床的长期稳定和高效运行，进而提高我国机床工业和机械制造业的整体水平。 2高速主轴动平衡及其在线控制技术现状及分析 2.1不平衡识别技术 经典的柔性转子动平衡方法可大致分为两种类型，即模态平衡法[1]和影响系数法[2]。这两种方法各有其局限性。对模态平衡法而言，其不平衡识别受支承特性的影响较大，用于轴系平衡时临界转速附近不易获得的单一振型。对影响系数法而言，在高速下平衡时启动次数多，高阶振型敏感性降低。因此，Parkison等[3]提出了综合平衡的概念，即在影响系数法的基础上利用模态平衡法中的振型分离的特点选择平衡参数。这种方法一定程度上结合了二者优点，但仍需多次试重。 为提高平衡效率和精度，国内外学者近年来在低速动平衡和无试重动平衡等方面展开研究。传统平衡方法平衡柔性转子时必须在高速下进行，否则只能进行刚性转子的动平衡。低速动平衡技术[4～6]正是在这种背景下发展起来的，其通过分析转子在临界转速前后振动特性的变化规律，通过信号处理等方式在低速下获取转子高阶振型信息，并根据一 [收稿日期]2012-10-10 [基金项目]“973”国家重点基础研究发展计划资助项目（2009CB724405）；国家自然科学基金资助项目（51075321） [作者简介]梅雪松（1963—），男，湖北黄梅县人，教授，博士生导师，主要研究方向为数控技术；E-mail：xsmei@https://www.doczj.com/doc/d54983454.html,
第一章绪论 1.1 组合机床的特点 组合机床是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它能够对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。 组合机床与通用机床、其他专用机床比较，具有以下特点： （1）组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零、部件总量的70～80%，因此设计和制造的周期短，投资少，经济效果好。 （2）由于组合机床采用多刀加工，并且自动化程度高，因此比通用机床生产效率高，产品质量稳定，劳动强度低。 （3）组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有厂成批制造，因此结构稳定、工作可靠，使用和维修方便。 （4）在组合机床上加工零件时，由于采用专用夹具、刀具和导向装置等，加工质量靠工艺装备保证，对操作工人水平要求不高。 （5）当被加工产品更新时，采用其他类型的专用机床时，其大部分件要报废。用组合机床时，其通用部件和标准零件可以重复利用，不必另行设计和制造。 （6）组合机床易于联成组合机床自动线，以适应大规模的生产需要。 组合机床常用的通用部件有：机身、底座、立柱、动力箱、动力滑台，各种工艺切削头等。对于一些按循序加工的多工位组合机床，还具有移动工作台或回转工作台。 动力箱、各种工艺切削头和动力滑台是组合机床完成切削主运动或进给运动的动力部件。其中还有能同时完成切削主运动和进给运动的动力头。 机身、立柱、中间底座等是组合机床的支承部件，起着机床的基础骨架作用。组合机床的刚度和部件之间的精度保持性，主要是由这些部件保证。 1.2 组合机床的分类和组成 组合机床的通用部件分大型和小型两大类。大型通用部件是指电机功率为1.5-30千瓦的动力部件及其配套部件。这类动力部件多为箱体移动的结构形式。小型通用部件是指电机功率甾.1-2.2千瓦的动力部件及其配套不见。这类动力部件多为套筒移动的结构形式。用大型通用部件组成的机床称为大型组合机床。用小型通用部件真诚的机床称为小型组合机床。按设计的要求本次设计的机床为大型通用机床。 组合机床除分为大型和小型外，按配置形式又分为单工为和多工位机床两大类。单工位机床又有单面、双面、三面和四面几种，多工位机床则有移动工作台式、回转工作台式、中