1CNC加工中心
CNC加工中心大多數(shù)是立式加工中心，和車床一樣也是主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而加工中心之所以能加工復(fù)雜的工件，是因?yàn)镃NC加工中心是可以作X,y, Z三軸運(yùn)動(dòng)，也就是升降臺(tái)式CNC加工中心„
而CNC加工中心的設(shè)計(jì)上一般是需要通過(guò)這幾個(gè)部分進(jìn)行研究分析，分兩個(gè)主要部分，_個(gè)是CNC裝置部分，另一個(gè)部分是機(jī)械部分，CNC裝置部分是CNC加工中心的系統(tǒng)，也就相當(dāng)于人體的大腦，而機(jī)械部分就是CNC加工中心的機(jī)構(gòu)組成部分,包括動(dòng)力系統(tǒng)、導(dǎo)向裝置、傳動(dòng)元件、機(jī)械機(jī)構(gòu)等。
在CNC加工中心的機(jī)械部分，對(duì)于鐵床的主傳動(dòng)系統(tǒng)和齒輪設(shè)計(jì)，是最為重要的一部分，同時(shí)需要通過(guò)分析敦控統(tǒng)床的轉(zhuǎn)速圖和設(shè)計(jì)要求，最終繪制機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖,再將裝配圖拆分成零件圖。
2工作臺(tái)
工作臺(tái)的設(shè)計(jì)上，需要從多方位進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先是對(duì)導(dǎo)軌的選擇，對(duì)于工作臺(tái)，它的要求需要工作臺(tái)的定位精度高，不要有爬行現(xiàn)象，同時(shí)在傳遞效率上要高，所以工作臺(tái)的導(dǎo)軌選擇直線滾動(dòng)導(dǎo)軌畐IJ。
CNC加工中心的伺服電機(jī)與工作臺(tái)連接,使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，需要通過(guò)絲杠螺母副進(jìn)行連接，本工作臺(tái)選取滾珠絲杠副，這樣可以使工作臺(tái)壽命長(zhǎng)，精度高。
為了使工作合的傳動(dòng)精度高，不應(yīng)使工作臺(tái)的移動(dòng)速度過(guò)快，盡置減輕工作臺(tái)軸上的扭轉(zhuǎn)力，這樣可以減輕工作臺(tái)的顫動(dòng)，減小工作臺(tái)的慣置，所以選取聯(lián)軸起到減速裝置的作用，通過(guò)以下公式來(lái)對(duì)工作合或者工件折算到電機(jī)軸上的慣量：
JW = (^)2MX\06
式中:Jw-慣量;S-絲杠的導(dǎo)程;M-工作臺(tái)的質(zhì)量。
為了能更好的對(duì)工作合進(jìn)行檢查，需要對(duì)CNC加工中心工作合增加檢測(cè)裝置,檢測(cè)裝置可以選用開(kāi)環(huán)也可以選用閉環(huán)控制系統(tǒng)，本工作臺(tái)的檢測(cè)系統(tǒng)采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，安裝光柵尺來(lái)對(duì)整個(gè)工作臺(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)n
以上的設(shè)計(jì)分析最終繪制出整體工作臺(tái)的方案圖，如圖1。
通過(guò)圖中可以看出，人是主要控制者，電機(jī)通過(guò)接到控制信息，信號(hào)傳給電機(jī)，伺服電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)絲杠控制工作臺(tái)作x, y, z方向直線運(yùn)動(dòng)。
3床身設(shè)計(jì)
床身作為CNC加工中心的一個(gè)支撐件，是最基礎(chǔ)的部分，在對(duì)床身的要求上，要使床身的剛度比較大，能滿足整個(gè)加工中心的整體震動(dòng)，不能有太大的噪音，需要有_定的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)CNC加工中心在工作時(shí)候排屑要順暢，具有較好的工藝性„
床身作為性能對(duì)整個(gè)CNC加工中心有著不小的影響,在床身的設(shè)計(jì)當(dāng)中，CNC加工中心的床身強(qiáng)度是一個(gè)重要的指標(biāo)，圖2是CNC加工中心整體受力的模型，床身的重量又是占CNC加工中心整體重置最大的部分，在CNC加工中心床身的設(shè)計(jì)上要將懸梁、加工中心整體、底座、升降臺(tái)以及要加工零件的總質(zhì)量相加起來(lái)，通過(guò)這個(gè)總質(zhì)置來(lái)設(shè)計(jì)床身。
但在CNC加工中心的受力上并不是床身的重量對(duì)加工中心影響最大，數(shù)控加工中心外載荷和加工中心工作時(shí)候切削力影響最大。
床身的設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)床身的受力分析，然后初步擬定設(shè)計(jì)方案和總體外形,再對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行核算，或者進(jìn)行CAD、3D建模,如圖3,如果設(shè)計(jì)方案不合理，再進(jìn)行修改，而對(duì)床身的材料設(shè)計(jì)上，要選擇合理的材料，滿足加工中心和設(shè)計(jì)要求，不能使用高成本材料，也不能選用太重的材料，CNC加工中心床身的材料選擇灰鑄鐵，因?yàn)樵摬牧系目估瓘?qiáng)度高，對(duì)于抗震性能高，可以吸震。
CNC加工中心的床身制造上，采用鑄造生產(chǎn)方法，因?yàn)殍T造成本低,同時(shí)鑄造的制造方法工藝性能好,對(duì)復(fù)雜的零件，異形零件都可以實(shí)現(xiàn)制造,但在鑄造方法中也是分不同的方法，本次床身的設(shè)計(jì)上，采用砂型鑄造方法。
4結(jié)束語(yǔ)
在g械設(shè)計(jì)專業(yè)，分析數(shù)據(jù)、查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)、參考期刊資料設(shè)計(jì)出新型設(shè)備，或者改善現(xiàn)有設(shè)備的性能，是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)最普遍也是最基礎(chǔ)的能力，本CNC加工中心的設(shè)計(jì)中，就是采用對(duì)CNC加工中心的性能提升。伺服系統(tǒng)采用的步進(jìn)電機(jī)，就是起到多元化驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)，像這樣的性能改善，是對(duì)CNC加工中心精度以及自動(dòng)化的提升，同時(shí)也會(huì)使設(shè)備及元件的壽命延長(zhǎng)，但隨之而來(lái)的也是有著成本上的提高，但可以設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的CNC加工中心。
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