数控钻铣床转塔式自动换刀装置结构设计

I数控钻铣床转塔式自动换刀装置结构设计摘要:该课题在了解数控机床转塔式刀库的结构组成及自动换刀过程的基础上，分析自动换刀装置各部分的功能、基本换刀动作及其设计要求；确定加工部位刀具的动力传递途径及方法。自动换刀装置应满足换刀时间短、刀具重复定位精度高、刀具储存量足够、结构紧凑及安全可靠等要求。数控转塔式镗铣床八方形转塔头上装有八根主轴，转塔头的转位由槽轮机构采实现。转塔头的转位过程为：（1）脱开主轴传动；（2）转塔头抬起；（3）转塔头转位；（4）转塔头定位压紧；（5）主轴传动重新接通。关键词：数控机床，八轴转塔头，自动换刀装置StructureDesignOfTurretAutomaticToolChangerForNCDrillingAndMillingMachineAbstract:Thispaperisbasedontheunderstandingofthestructureandtheautomatictoolchangingprocessoftheturretknifebaseinthenumericalcontrolmachinetool.Thefunctionandbasictoolmovementoftheautomatictoolchangerandthedesignrequirementofthetoolareanalyzed.Determinethepowertransferwayandmethodofprocessingpartstools.Automatictoolchangedeviceshouldmeetthetoolchangetimeisshort,highrepeatpositioningaccuracy,sufficientquantitiesoftools,compactstructure,safeandreliablerequirements.TheturretofeightsquarerotarytowerofCNCturretmillingmachineisequippedwitheightspindles,andtheturretheadisrealizedbythemechanismofgroovewheel.Turretheadforinversionprocess:(1)Releasethespindledrive;(2)Turretheadup;(3)turretheadtransposition;(4)turntowerheadpositioningandpressing;(5)thespindledriveisswitchedonagain.Keywords:thetechnologyofnumericalcontrol,eightaxlesturret,Automatictoolchanger.II目录前言.11技术参数分析及方案的制定.21.1技术参数分析.21.2初步方案制定.21.2.1机床总体方案的制定.21.2.2确定相应的主轴部件.31.3八轴转塔式自动换刀装置结构的设计.42设计计算.62.1电动机的选择.62.2计算总传动比.62.3传动装置的运动和动力参数.62.4带传动的设计.72.5锥齿轮传动的设计.82.6圆柱齿轮设计.112.7主轴部分的设计计算.142.8轴的设计.162.9轴承的设计计算.212.10键强度的校核.253操作/使用说明.263.1基本要求.263.2操作注意事项.274结论.28参考文献.290前言在毕业设计中，我的题目是数控钻铣床转塔式自动换刀装置结构设计，拿到题目后，我查了很多的资料，包括网上，书籍等等。当今企业的竞争集中表现在产品款式、新产品开发周期及产品生产规模。加工中心和柔性生产线作为工作母机，在企业未来的竞争中将发挥关键的作用，并将成为本世纪机械制造业的主导。为了使高速加工中心具有组合机床和专用机床的高生产效率，近几年来，包括主轴高速化、进给高速化、结构高刚性、高加减速、快速自动换刀装置与快速工件交换系统的机床产品正不断涌现。实现自动换刀装置的高速化是各加工中心制造企业之间竞争焦点之一，这是因为高速切削使切削时间不断缩短，因而换刀时间的缩短对于加工中心生产率的提高就显得更加重要。因此，机床生产企业和机床的用户都在关注国内外高速加工中心及其配置的快速自动换刀装置的发展情况。转塔式自动换刀装置将刀库布置在主轴周围，刀库本身相当于机械手，通过刀库拔插刀具并采用顺序换刀而使切屑对切屑换刀时间较短。若要实现任意换刀，换刀时间会随所选刀具在刀库位置的不同而有所不同，如选最远的刀，切屑对切屑换刀时间就长。因此这种方式作为快速自动换刀装置，一般只能采用顺序选刀的方式。作为提高换刀速度行之有效的方式之一，转塔式换刀装置具有如下优势：（1）提高生产过程中的自动化程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本；（2）改善劳动条件，避免人身事故。在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用自动换刀装置即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，以自动换刀装置代替人进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。（3）可以减轻人力，并便于有节奏的生产。应用自动换刀装置代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用自动换刀装置可以连续的工作，1这是减少人力的另一个侧面。1技术参数分析及方案的制定1.1技术参数分析因为这个主轴部件要直接进行切削工作，所以数控加工钻铣床的加工质量大多数要用它来保证。所以，主轴部件主要参数大概有一下这些：主轴各部分运动部件的旋转精度。因为有时候她的回转中心的位置会不断的产生一些变化，也就是所谓的主轴轴心漂移，所以应该尽可能使用回转精度比较好的轴承和使用提高与轴承配合精度的方法。静刚度。一旦静刚度不足，就会可能导致加工的尺寸以及形状上存在一些误差，而且也会影响主轴工作部件的一些工作上的性能和寿命。所以，可以通过适当的加粗主轴部分的直径，还有选择最好的跨距等方法来提高静刚度。抗振性。因为传动过程中存在缺陷的齿轮或切削过程中产生的自振所引起的冲击和交变力的干扰，因此使主轴产生变动，这会影响加工精度和表面质量，还会使加工不能进行。所以，可以提高主轴的刚度。比如阻尼较大的主轴轴承，和主轴部件的运动件应该有足够的精度以动平衡。热稳定性。因此，可以减少加工部件中的产生的热量，还要尽量减少外部温度的影响，并且创造良好的散热条件来提高热稳定性。1.2初步方案制定1.2.1机床总体方案的制定机床主体通常用一些提高结构质量的方法来提高机床主机的一些强度等等，好让机床尽可能自动连续的切削加工。可以采取一步步的改善机床的结构以及各部位的布局，也可以减少一些易热部件的发热，来控制温度的提高以及利用热位移补偿等相当的措施，这样可以减少一些热变形对数控机床的主机的影响；利用性能比较2好的主轴部件，和进给伺服驱动的装置，可以在很大的程度上缩短数控机床的传动链，也可以尽可能的减少机械传动的结构复杂程度；对于数控机床的配套部件辅助装置来说，它是保证能充分利用并且发挥各部分功能所必需的配套装置。辅助装置包括：润滑装置，以及防护装置、液压装置，冷却装置等等。排屑装置具有将切屑从加工区域排出口排出的作用。切屑能被快速地排除，这是保证数控机床自动化的进行切削加工的一种必要的装置。1.2.2确定相应的主轴部件为了很好的提高能量转换的效率，以及信息在转换以及传达中所要保持的精度，所以伺服电机应该具有一下要求：要好的调速性能，很好的维护，高一点的功率，控制特性比较良好，较高的功率比，好一点的散热性，成本不要太高。现在很多数控机床的主传动系统一般都是用交流或直流伺服电机，以此来通过变速齿轮带动主轴转动的。但是有因为在交流伺服电机与直流伺服电机之间，交流伺服电机的结构简单，可达到的输出功率最大，可达到的最大转速最高，维护简单方便，防爆特性好等特点，所以我选择了交流伺服电机。而且为了避免振动和噪声，我采用了电机通过皮带带动主轴转动的传动方案。大概如下图所示：3图1.2.2带式传动换刀装置因为控制变频调速使用了变频器，而且大概50HZ左右的变频器，750r/min转速的主轴，变频范围是50200HZ的变频器,所以主轴的转速范围是604000r/min。主轴轴承配置大概有以下三种方式：前面的轴承使用角接触球型轴承，或双列短圆柱滚子轴承组合，后面的轴承使用双列短圆柱滚子轴承，这是一种不错的配置，可以提高主轴的刚度，一些强力的加工工作能被满足；前面轴承使用双列和单列圆锥滚子轴承的组合，这种方案能承受重载荷，安装调整性好，但这种方案也限制了主轴转速和精度；前面轴承使用比较高的精度双列向心推力球轴承的，这种方案具有良好的快速的传递性，可是它的承受载荷的能力相对较低。所以我选择了第三种方案。如图1.2.3所示：图1.2.3双列向心推理球轴承图1.2.4鼠齿盘关于所要用到的定位装置，因为机床要求加工等方面的精度较高，所以，我准备使用鼠齿盘进行定位。在现实应用中，鼠齿盘也是比较常见，而且也是比较常用的定位装置，和一般的定位装置相比的话，它定位精度较高，定心精度也比较好，还有较高的定位刚度，而且可以用在多种分度的场合中，并且它的磨损也比较小。如图1.2.4。1.3八轴转塔式自动换刀装置结构的设计因为是八轴转塔头，它的上面径向分布着八根结构完全相同的主轴，主轴的回转运动可以由齿轮输入。一个八方形的主轴头，装上八根主轴。转塔头的定位控制4准备使用槽轮机构实现。转塔头的转位过程为：（1）脱开主轴传动；（2）转塔头抬起；（3）转塔头转位；（4）转塔头定位压紧；（5）主轴传动重新接通，实物如下图：图1.3.1转塔式换刀装置转定位结束之后，压力油灌入中心油缸的下腔，使转塔头下降，两个鼠齿盘可以重新啮合，实现定位的精确。在压力油的作用下，动件压紧主轴头，转位油缸被迫退回原位。然后通过液压拨叉拨动移动齿轮部件，使它与新换上的主轴齿轮完全的啮合。为了改善主轴结构，以及它要具有良好的装配工艺性，可以吧主轴部件装在一个套筒累零件里，拆掉螺钉，就可以取出部件。采用锥孔双列圆柱滚子轴承的主轴前轴承，调整时卸下端盖，做完这个动作后再拧动螺母，让轴向运动的内环作移动，来消除轴承的径向间隙。至于正在工作中的刀具，想要卸下它，可以按下操纵杆，顶杆累的零件能被推动，以至于顶出刀具，然后取出刀具。转塔主轴头的转位，定位和压紧方式。它与鼠齿盘式分度工作台极为相似。但因为在转塔上分布着许多回转类的主轴部件，使砖塔上的结构变得更为复杂。而且根据要求必须要保证主轴的刚度，所以可以限制主轴的数目，不然就会使机床结构尺寸增加不少。转塔主轴头换刀方式省去了一系列的操作，它包括松夹、卸刀、装刀、加紧和5刀具搬运等，这些都是它的一些有点。而且提高了换刀的可靠性，使刀具的装卸所产生的定位误差减小了，并且也使换刀的时间缩短了。2设计计算2.1电动机的选择(1)电动机类型通过看同类机床，用Y160L-8型异步电动机，他的满载转速为：720r/min,额定功率为：Ped=7.5kw。(2)确定主轴转速由于主轴转速范围为：604000转/分。主轴转速为：150转/分。2.2计算总传动比传动装置总传动比i=720/150=4.8由【机械设计课程指导】表21可得带传动的传动比为：i1=2圆柱齿轮的传动比为：i2=2.4锥齿轮的传动比为：i3=12.3传动装置的运动和动力参数各轴转速6n=720r/minn=n/i1=720/2=360r/minn=n/i3=360r/minn=n/i2=360/2.4=150r/min各轴输出功率。由【机械设计课程指导】表24可查得各传动机构和轴承的效率为：带传动：1=0.95；滚动轴承：2=0.98；锥齿轮：3=0.95：圆柱齿轮：4=0.96。由于电机输出功率为：Pd=7.5kw故P=Pd=7.5kwP=P12=6.98kwP=P23=6.49kP=P24=6.11kw各轴转矩：T=9550P/n=95507.5/720=99.47NmT=9550P/n=95506.98/360=185.2NmT=9550P/n=95506.49/360=172.17NmT=9550P/n=95506.11/150=389Nm2.4带传动的设计确定计算功率Pca.由【机械设计】表查得KA=1.1故计算功率Pca=KAPd=1.17.5=8.25kw选取V带带型。根据Pca、n,由【机械设计】图,应选用型。确定带轮基准直径。由【机械设计】表和表，取主动轮基准直径：D1=100mm。根据式：=2100=200mm,由表取D2=224mm。127验算带速：由式v=D1n/60/1000=3.77120故主动轮上的包角合适。计算V带的根数z。由式z=Pca/(P0+P0)/K/KL查【机械设计】表和得P0=1.54kwP0=0.28kw表和得K=0.95KL=0.89故z=5.36取z=6计算预紧力F0由式F0=500Pca(2.5/K-1)/v/z+qv由【机械设计】查表得q=0.12kg/m则F0=299.2N计算作用在轴上的压轴力Q由式Q=2zF0sin(1/2)得Q=3534.2N2.5锥齿轮传动的设计初步设计。8由式de11951（KT/uHp）1/3mm进行估算。由【机械设计手册】表422和图218d可查得K=1.5,Hlim=1300N/mm,sH=1.1且u=n1/n2=360/360=1,T1=185.2Nmm所以Hp=Hlim/sH=1300/1.1=1182N/mm所以de11951（1.5185.2/2.4/1182）1/3=85.1mm几何计算。根据【机械设计手册】表44计算如下：齿数：取z1=19,则z2=uz1=19分锥角：1=arctgz1/z2=arctg1=452=90-45=45大端模数：me=de1/z1=85.1/19=4.48mm,取me=4.5mm大端分度圆直径：de1=z1me=194.5=85.5mmde2=z2me=19*4.5=85.5mm平均分度圆直径：因为R=0.3所以dm1=de1(1-0.5R)=72.675mmdm2=72.672mm平均模数：Mm=me(1-0.5R)=3.825mm外锥距：Re=de1/2sin=85.5/2/sin45=60.46mm齿宽：b=RRe=0.360.46=18.14mm取齿宽为20mm大端齿顶高：ha1=(1+x1)me=4.5mmha2=4.5mm大端齿根高：hfe1=(1+c-x1)me=5.625mmhfe2=(1+c-x2)me=5.625mm齿顶角：a1=f2a2=f1齿根角：f1=arctghfe1/Re=5.32f2=5.32顶锥角：a1=1+a1=45+5.32=50.32a2=50.32根锥角：f1=1-f1=45-5.32=39.68f2=39.68大端齿顶圆直径：dae1=de1+2ha1cos1=91.86mmdae2=91.86mm安装距：根据结构确定A1=100mm,A2=100mm冠顶距：Ak1=de2/2-ha1sin1=39.57mm9Ak2=de1/2-ha2sin2=39.57mm大端分度圆齿厚：s1=me(/2+2x1tg+xf1)=7.0686mms2=me-s1=4.5-s1=7.0686mm大端分度圆弦齿厚：s1=s1(1-s1/6/de1)=7.0605mms2=7.0605mm大端分度圆弦齿高：ha1=ha1+s1cos1/4de1=4.6033mmha2=4.6033mm当量齿数：zv1=z1/cos1=27zv2=27端面重合度:va=zv1(tgva1-tg)+zv2(tgva2-tg)/2式中：va1=arcoszv1cos/(zv1+2ha+2x1)=28.97va2=28.97且标准齿中,ha=1,c=0.25,=20则va=1.63接触强度校核。由式H=（FtKAKVKHKH/0.85b/dm1(u+1)/u）1/2zEzHzzKHP来进行校核。因为分度圆的切向力为：Ft=5096.7N且由【机械设计手册】表421、表424、式43、44、表425、图421、表229和式410可得：使用系数KA=1.25动载荷系数KV=0.011载荷分布系数KH=1.9载荷分配系数KH=1节点区域系数ZH=2.5弹性系数ZE=189.8N/mm重合度、螺旋角系数Z=0.889锥齿轮系数ZK=1所以H=126.3N/mm而HP=Hlim/SHmimZLVRZxZw10由【机械设计手册】图23218d和图23221可得试验齿轮接触疲劳极限Hlim=1300N/mm寿命系数ZN=1润滑油膜影响系数ZLVR=0.965最小安全系数Shmim=1尺寸系数Zx=1工作硬化系数Zw=1因为HP=1254.5N/mm又因为H100N/mm,由表103查得KH=KF=1.0由【机械设计】表102、104及图1013查得：使用系数KA=1.25KH=1.11KF=1.17所以载荷系数K=KAKVKKH=1.55按实际的载荷系数校正所算的得分度圆直径。由【机械设计】式1010得：d1=d1tK/Kt=95.6mm计算模数m.m=d1/z1=3.98mm按齿根弯曲强度设计。由式m2KT1/d/z1(YfYs/F)1/3进行计算。确定公式内的各计算数值。由【机械设计】图1020d、1018，查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=FE2=680Mpa弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.89,KFN2=0.9计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数s=1.4,所以F1=KFN1FE1/s=427.4MpaF2=437.14Mpa计算载荷系数K.K=KAKVKKF=1.64由【机械设计】表105查得：齿形系数YFa1=2.65YFa2=2.30应力校正系数Ysa1=2.29Ysa2=1.72计算大小齿轮的YFaYsa/F,并加以比较YFa1Ysa1/F1=0.0098YFa2Ysa2/F2=0.009013所以小齿轮的数值大。设计计算。由以上条件可得：m3.63mm齿面接触疲劳强度的模数大于齿根弯曲疲劳强度的模数。齿轮模数的多少，它被决定于承载能力在弯曲强度决定，所以承载能力被决定齿面接触疲劳强度，和这个有关直径在齿轮上的，可以得到模数3.63从弯曲强度上得到的，取得m=4mm，这是圆整标准值，可以得到95.6mm，是分度圆直径.由接触强度所以z1=d1/m=23.9取z1=24z2=uz1=58几何尺寸计算。计算分度圆直径。d1=mz1=96mmd2=mz2=232mm计算中心距。a=(d1+d2)/2=164mm计算齿轮宽度。b=dd1=19.2mm所以取B1=25mmB2=20mm验算。因为Ft=2T1/d1=3583.33N所以KAFt/b=224N/mm100N/mm所以合格。2.7主轴部分的设计计算确定主轴材料。参阅有关资料，选取主轴材料为40Cr.主轴直径的选择。由【金属切削机床设计】表512查得：主轴前轴径D1=90100,取D1=100mm后轴径D2=(0.70.85)D1=80mm主轴内孔直径、悬伸量、合理跨距及主轴长度。当d/D=0.5时，空心轴的刚度为实心主轴刚度的90%，也就是对刚度影响不大，平均直径D=90mm所以主轴内孔直径d=D/2=45mm14按设计方案选：前轴承为3182120型，后轴承选为318211型按类比法参考【金属切削机床设计】表514：取a/D1=1.0定悬伸量为a=100mm由【金属切削机床设计】图557，查出前、后轴承的刚度为：c1=11000000N/cm,c2=7500000N/cm所以c1/c2=1.47且惯性距：I=/64(994.54.5)=302cm4所以=EI/c1/a=0.549由【金属切削机床设计】图544查得:L0/a=2.5所以L0=2.5a=250mm所以主轴长为350mm主轴静刚度的计算。1）切削力的作用点：s=a+w(对铣床w=B)而对端铣刀：B=60mm所以s=160mm主轴组件计算简图l=250s=160b=150c=100ABCQ图2.7.1已知切削力：（纵向）PH=939.7N（横向）PV=3719.7N（垂直）Pa=1957.8N2)计算切削力P作用在s点引起主轴前端点的挠度ycsp因为Ic=(904-31.5424)=3.172106P=(PH2+PV2)1/2=3836.56Nycsp=P3sc2-c3/6EIc+lsc/3EI+(l+s)(l+c)cBl2+sc/cAl2=0.000974mm3)计算力偶矩M作用在主轴前端c点产生的挠度yccM15yccM=Pc2/cEIc+lc/3EI+(l+c)/cBl2+c/cAl2其中M=PaD=1957.890=176202N.mm所以yccM=0.000162mm4)计算驱动力Q作用在两支承之间时，主轴前端c点的挠度ycmqycmq=Q-bc(2l-b)(l-b)/6EIl+(l+c)(l-b)/cBl2-b8c/cAl2=0.000117mm5)求主轴前端c点的综合挠度ycp=tg-1/(PH/PV)=75.82Q=-90-=64.28由于顺铣M=0所以ycy=ycspsinp+ycmQsinQ+yccMsinM=0.000451z轴上的分量代数和为：ycz=ycspsinp+ycmQsinQ+yccmsinam=0.001049mm所以综合挠度yc为：yc=(ycy+ycz)1/2=0.00114mm因为Pcy=(Pys+Mcosam)/c=3265.54NPcz=Pzs/c=5951.52N所以Pc=(Pcy+Pcz)1/2=6788.54N且apc=arctg/(Pcz/Pcy)=61.25zyc=arcth/(ycz/ycy)=66.74所以J=Pc/1000yc/apc-ayc=5982.3N/m所以JJ=120n/m故合格。2.8轴的设计轴的材料：第一轴选用45钢，并进行调质或正火处理，第二轴选用40Cr。估算轴的直径。由机械设计表162取A1=112，A2=110所以第一轴：d1112(6.98/360)1/3=30.08mm第二轴：d2110(6.49/360)1/3=27.84mm轴的强度校核。第一轴。轴的结构图、空间受力图、弯矩图及扭矩图。16AQCDFr1BFRAzFRAyFt1FRBy(a)Fa1FRBzAC194427.27DB253357.88Nmm242091.17Nmm(b)ACDB(c)45687.9NmmACD199723.18Nmm253357.88Nmm246364.6Nmm(d)185199.88NmmAC(e)DBACDB50929.97Nmm251573.8Nmm258426.15Nmm206114.56Nmm(f)图2.8.1（abcdef）计算小锥齿轮受力。Ft1=2T/dm1=5096.66NF=Fttg=1855.03NFr1=Fcos1=1311.7NFa1=Fsin1=1311.7N又因为带轮的直径是200mm，小锥齿轮的平均直径是72.675mm，3534.217N是带轮压轴力。计算支成反力。第一轴的空间受力图如图(a)所示，则该轴在xy平面内的受力如下图所示：ACDBFRAyQFt1FRByFa1图2.8.2对A点取矩得：QAC+Ft1AD+Fa1dm1/2FRByAB=0所以FRBy=5667.6N对B点取矩得：FRAyAB+QCB+Ft1DBFa1dm1/2=0所以FRAy=2963.25N对D点:左边：FRAyADQCD=194427.27Nmm右边：FRAyAD+Fadm1/2-QCD=242091.17Nmm弯矩图如图b。该轴在xz平面图如下图所示：ACDBFRAzFr1FRBz图2.8.3对A取矩得：Fr1ADFRBzAB=0所以FRBz=1069.6N对B取矩得：FRAzABFr1DB所以FRAz=242.11N弯矩图如图c。则合成弯矩为：MD=(MxyD+MxzD)1/2=199723.18NmmMD=246364.6Nmm合成弯矩图如图d。扭矩：TD=Ft1dm1/2=185199.88Nmm18扭矩图如图e所示。由于轴的材料为：45钢，B=600Mpa所以由【机械设计】表163得：+1b=200Mpa-1b=55Mpa所以=55/200=0.275所以当量扭矩T=0.275185199.88=50929.97Nmm所以当量弯矩为：Mc=(Mc+T)1/2=258426.15NmmMD=206114.56NmmMD=251573.8Nmm当量弯矩图如图f所示。a)校核轴径。因为dc=(Mc/0.1/-1b)1/3=360.68=eFA2/FR2=0.68=e由【机械设计】表135查得：轴承1：X1=0.41,Y1=0.87轴承2：X2=1,Y2=0由表136查得fp=1.21.8，取fp=1.2所以P1=fp(X1FR1+X2FA1)=4207.13NP2=fp(X2FR2+X2FA2)=7025.96N所以P2P1,应以轴承2的受力大小验算。验算寿命。因为Lh=283002=9600h所以Lh=106/60n(c/P2)=20786hLh故合格。第二轴的轴承。初选第二轴的轴承为：7407AC，其受力图如下图所示：Fs1Fa2Fs21FR1FR22图2.9.2已知：Fa1=1311.7NFr1=1311.7NFt1=5096.66NFR1y=2230NFR1z=949.03NFR2y=3871.63NFR2z=957.13N计算两轴承受到的径向载荷FR1，FR2。FR1=(FR1y+FR1z)1/2=2423.54NFR2=(FR2y+FR2z)1/2=3988.18N求两轴承计算轴向力FA1，FA2对于70000AC型轴承，按机械设计表137可得：内部轴向力Fs=0.68FRFs1=1648NFs2=2711.97NFa2+Fs2=4023.67N1648N1压紧，2放松FA1=Fs2+Fa2=4023.67N23FA2=Fs2=2711.97N求两轴承当量动载荷P1，P2已知：e=0.68FA1/FR1=1.660.68=eFA2/FR2=0.68=e由【机械设计】表135查得：轴承1：X1=0.41,Y1=0.87轴承2：X2=1,Y2=0由表136查得fp=1.21.8，取fp=1.2P1=fp(X1FR1+X2FA1)=5364.01NP2=fp(X2FR2+X2FA2)=4785.82NP2Lh故合格。主轴轴承的设计计算。主轴的轴承由前轴承和后轴承组成，前轴承选用3182120型双列圆柱滚子轴承，和两个8120型推力球轴承后轴承也选用3182116型双列圆柱滚子轴承。主轴轴承的校核：已知：Lh=283002=9600h对前轴承：双列圆柱滚子轴承因为当量动载荷P=Fr=Fr1+Fr2其中Fr1为直齿圆柱齿轮所受径向力等于1304.23NFr2为主轴所受的径向切削力等于3836.56N所以Fr=5140.79N而P=Frc=125000N=10/3Lh=106/60n(c/P)=0.46107h9600h故合格推力球轴承24其当量动载荷为P=Fa而Fa=1957.8NP=1957.8Nc=63400N=3Lh=106/60n(c/P)=3773290.9h9600h故合格对后轴承：当量动载荷P=Fr=Fr1+Fr2其中Fr1为直齿圆柱齿轮所受径向力等于1304.23NFr2为主轴所受的径向切削力等于3836.56NFr=5140.79N而P=Frc=94200N=10/3Lh=106/60n(c/P)=180230.24h9600h合格故主轴轴承均符合要求。2.10键强度的校核键的材料均为：Q235对1轴上的键：带轮：由【机械设计手册】可查得：b=14mmh=8mmL=50mmd=45mml=5014=36mmK=0.5h=4mm又由【机械设计】查得：P=80Mpa且已知：T1=185200NmmP=2T1/kld=50.8MpaP故强度合格锥齿轮：由【机械设计手册】可查得：b=12mmh=8mmL=45mmd=44mml=4512=33mmK=0.5h=4mm25又由【机械设计】查得：P=80Mpa且已知：T1=185200NmmP=2T1/kld=63.77MpaP故强度合格对2轴上的键：圆柱齿轮：由机械设计手册可查得：b=14mmh=9mmL=36mmd=45mml=3614=22mmK=0.5h=4.5mm又由【机械设计】查得：P=80Mpa且已知：T2=172.17NmmP=2T2/kld=77.29MpaP故强度合格锥齿轮：由【机械设计手册】可查得：b=12mmh=8mmL=36mmd=42mml=3612=24mmK=0.5h=4mm又由【机械设计】查得：P=80Mpa且已知：T2=172.17NmmP=2T2/kld=76.53MpaP故强度合格。3操作/使用说明3.1基本要求对于八轴转塔型的数控机床来说，选择加工对象相对合理。对于面加工，则其加工的箱盖，法兰盘和盖板等零件等。它工作范围尽管没有那么大，但是对于一些单面类的加工，由于它的特点机床价格较为便宜，而且加工也相对稳定。所以加工26效果也会很好。为了机床经济效益被充分发挥，所以可以这些原则被这类机床安排加工工件是考虑一下：（1）安排重复性加工的工件。它对每个新投产零件的准备工时与机动切削工时比较，所占比例较高。在反复使用时，生产周期可大大缩减，成本减少，取得更好经济效益。（2）加工经济小于工件。在普通机床上加工小型的工件，由于原因很多，大概只有1020左右的切削时候，在使用数控机床时，别的比例可能是7080，因此和别的设备相比的话，它的短时间内的单个工件的加工，在准备这些东西时，去掉那些不实惠的，而且加工时间比较长的。（3）每个机床都有不同的加工特点，所以极可能安排不同的加工工艺在不同的机床上。（4）要增加一些适当的不同的能力。（5）为了要求在不同机床上。在一个加工及床上加工一个工件的所有工序，一定要用到其他的加工工序，必须要求加工的节奏，所以要根据不同的特点安排，又要合理。（6）要前后根据工序加工，一次性配好刀具装，减少以加工时间。编制程序是数控机床上一个重要的环节，编程方法有自动，手工两种，手工编程是到现在为止，我国数控机床使用的最基本的一种方法。掌握手工编程首先要了解以下内容：（1）掌握程序编制所需的文字、地址、代码等指令的含义。（2）掌握编制程序的规格方法，即使用组合各指令和代码的方法和形状等/（3）了解工件在数控设备上加工内容的全部工艺过程和数控设备的各种操作要求和细节。（4）把自己已经知道并且了解其功用的代码按照一定的规则来描述在数控设备上加工工件的完整工