专用立式数控钻铣床床身及主轴系统设计

摘要 从研究数控铣床入手，借鉴国内外先进经验， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 一台用于ZK9350数控轴承保持架加工的专用数控钻铣床，满足了生产和设计的要求。整个数控钻铣床主要包括横纵向进给机构，立柱、横梁、底座、工作台等主要组部件。本次设计任务从整个数控钻铣床着眼，重点设计床身及滑台结构。 从专用数控钻铣床的结构原理，设计特点，论述了采用矩形-燕尾形滑动导轨的优点。详细介绍了数控钻铣床的床身结构设计，并进行了分析。论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。详细介绍了数控龙门钻床的结构设计及校核，并进行了分析。另外汇总了有关技术参数。 其中着重介绍了滑动导轨的原理及选用原则，中心在于立式钻铣床的布局形式，关键在于床身的截面选择、箱体的壁厚选择及床身的强度，系统地对导轨生产、保养等环节进行了介绍，包括种类选择、参数选择、精度选择、润滑方式选择等。 关键词 钻铣床  滚珠丝杠  伺服电机  滑动导轨 Abstract Begins from the research CNC milling machine, to profit from the domestic and foreign advanced experiences, design one to use in the dedicated numerical control CNC drilling and milling machine for ZK9350 CNC bearing cage processing, has satisfied the production and the design request. The entire milling machine including parts of the horizontal and verticalfeed  mechanism, columns, beams, base, table and other major groups. The design tasks keeps the entire CNC drilling and milling machine in mind, focus on the design of the bed and slide structure. Begins from the dedicated numerical control CNC drilling and milling machine's principle of the structure, and discusses the advantages of a rectangle-dovetail shaped sliding rail.CNC drilling and milling machine bed structural design and analysis. discusses the use of servo motor and ball screw pair of the advantages.CNC gantry drilling machine described in detail the structure of the design and verification, and analyzed Addition, a summary of the technical parameters. In which introduced emphatically the principle of the sliding rail and selection principles, the center is the layout form of vertical drilling milling machine, the key is the bed cross-section selection. Introduce rail production, maintenance and other aspects of the presentation, Including species selection, parameter selection, precision selection, lubrication mode selection and so on. Keywords : drilling and milling machine, bearing guide screw nut    Step-by-steps the electrical machineryBall, sliding rail 目录 摘要    I Abstract    II 1.综述    1 1.1 国外数控机床业的发展状况及趋势    1 1.2 国内数控机床业的发展状况及存在问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题     4 1.2.1 国内数控机床业的发展状况    4 1.2.2 国内数控机床业存在问题    5 1.3 数控机床的工作原理及组成    7 1.3.1 数控机床的工作原理    7 1.3.2 数控机床的组成    7 1.4 专用数控钻铣床的应用及意义    7 1.4.1 专用机床    7 1.4.2 钻铣床的应用    9 2 专用数控钻铣床的床身及滑台    11 2.1 专用数控钻铣床的床身    11 2.1.1 专用数控钻铣床的床身的简介    11 2.1.2 专用数控钻铣床的床身的应用及要求    12 2.1.3 我国当前数控机床床身现状    13 2.2 专用数控钻铣床的滑台    13 2.2.1 专用数控钻铣床的滑台及作用    13 2.2.2 导轨的简介、设计要求及步骤    14 2.2.3 直线滑动导轨    16 2.2.4 滚动导轨    18 3 专用数控钻铣床的参数    21 3.1 床身参数    22 3.1.1机架的截面形状    22 3.1.2 床身壁厚的选择    23 3.1.3 合理布置加强肋    24 3.1.4 支承件的设计    25 3.1.5 机架的联接结构设计    28 3.2 导轨的参数    29 3.2.1 导轨面的尺寸    29 3.2.2 导轨间隙调整装置    30 3.2.3 导轨材料的热处理    30 3.2.4 滑动导轨磨损的基本形式    31 3.2.5 导轨的润滑和防护    31 3.2.6提高导轨的耐磨性措施    32 3.3 滚珠丝杠副的设计    33 3.3.1 滚珠丝杠介绍    34 3.3.2 滚珠丝杠的结构    34 3.3.3 滚珠丝杠原理    35 3.3.4 滚珠丝杠的特点    36 3.3.5 滚珠丝杠副结构类型    36 3.3.6 滚珠丝杠副性能    36 3.3.7 滚珠丝杠副在高速驱动时主要存在的问题    37 3.3.8 滚珠丝杠的选用    37 3.3.9 确定丝杠型号    39 3.3.10 丝杠的校核计算    39 3.4 伺服电机的选择    40 4 主传动系统的设计    41 4.1主传动系统的设计    41 4.1.1电主轴的概述    41 4.1.2电主轴的结构    42 4.1.3高速电主轴结构特点    43 4.1.4电主轴工作原理    44 4.1.5电主轴所融合的技术    44 4.1.6电主轴的选型    45 4.1.7主轴刚度和刚度损失的计算：    47 5 总结    49 致谢    50 参考文献    51 1.综述 1.1 国外数控机床业的发展状况及趋势 数控机床涌现至今已有60年,随科技特别是随着微电子、计算机技术的前进而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制作和应用领域技巧最先进、经验最多的国家。美国的特点是政府器重机床工业，美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科研任务和供给充分的经费，特别讲究“效率”和“创新”,重视基础科研。因而在机床技巧上不断创新,如1952年研制降生界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成fms、1987年开创开放式数控系统等。由于美国起先充分发展了大批生产自动化所需的主动线,而且电子和计算机技术在世界上领先,因此为数控机床的主机设计、制作及数控系统打下扎实基础,又因一贯器重科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界上也一直领先。当今美国不仅生产宇航等应用的高性能数控机床,也为中小企业生产便宜实用的数控机床(如haas、fadal公司等)。 德国政府一贯器重机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。特别讲究“实际”与“实效”,保持“以人为本”,不断提升人员素质。在发展大批生产主动化的基础上,于1956年研制出第一台数控机床后,一直保持实事求是,不断稳步前进。德国特别重视科学实验,理论与实际相结合,基础科研与利用技巧科研并重。企业与大学科研部门紧密合作,对用户产品、加工工艺、机床布局结构、数控机床的共性和特征问题进行深入的研究,在质量上千锤百炼。德国的数控机床质量及性能良好、出口遍及世界，尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别器重数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功效部件,在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统和heidenhain公司之精密光栅,均为世界驰名,竞相采用。 日本政府对机床工业之发展异常器重,通过 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在器重人才及机床元部件配套上学习德国,在质量管理及数控机床技巧上学习美国,甚至青出于蓝而胜于蓝。日本也和美、德两国类似,充分发展大批生产自动化,继而全力发展中小批柔性生产自动化的数控机床。自1958年研制出第一台数控机床后,1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台),至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台,出口27,409台,占59%)。战略上先仿后创,先生产量大而广的中档数控机床,大批出口占领世界宽大市场。在上世纪80年代开端进一步加强科研,向高性能数控机床发展。在策略上,起先通过学习美国全面质量管理(tqc),变为职工自觉群体运动。加速发展电子和计算机技术,为发展机电一体化的数控机床开道。日本在发展数控机床的过程中,狠抓要害,突出发展数控系统。日本fanuc公司战略正确,仿创联合,针对性地发展市场合需各种低中高级数控系统,在技巧上领先,在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人,科研人员超过600人,月产能力7,000套,销售额在世界市场上占50%,在国内约占70%,对加速日本和世界数控机床的发展起了重大增进作用。 数控机床是集计算机、微电子、信息、传感、测试、机械制造技术为一体的高度机电一体化的产品，包括数控金属切削机床、锻压机床、铸造机械、木工机床等彀其相关配套件。目前，数控机床主要指的是那些由主机、数控系统和相关配套件组成的金属切削机床和锻压机床。 据国际咨询机构预测，今后世界上数控机床将以较高的速度发展，在金切机床中几乎所有品种均可实现数控化；数控系统向高度集成(采用64位CPU)、高分辨率(0.1um)、小型化方向发展I加工中心的定位精度在5tun以内，主轴转速达1万转／min以上，最高迭4—5万转／min，快速进给速度达lOOm／min。机械加工向工序复合化、智能化方向发展。未来工厂将广泛应用数控机床、柔性加工单元和柔性加工生产线，最终实现计算机集成制造系统。工厂可以灵活地根据用户需要，在短时间内设计、制造出全新的产品，实现更高精度、效率和效益。 1) 高精度化。国外效控系统的设定单位由1um发展到0.1um和0.01um。1992年7月，日本FANUC公司在庆祝该公司成立二十周年的新成果展示会上，展示了实现纳米加工的整套技术，实现了0.001um／脉冲的控制系统，能继续执行每个脉冲当量为0．001um的伺服单元，伺服电机、气浮丝杠、气浮主轴等部件，能检测纳米级精度的高精度检测反馈系统。据资料介绍，这是世界上第一个真正实现纳米加工的成套技术。 2) 高速化。快速行程已从24m／min提高到240m／min(当设计单位为1um时)，加工中心的切削进给速度可达10m／min以上。数控系统已从16位微机发展到32位、64位机，或用40多个CPU 的结构。FANUC公司开发的15B数控系统就采用了64位微机的RISC技术(压缩、优化程序、消除跟踪误差)。 3）高可靠性。FANUC公司的计算机数控系统的平均无故障工作时 (MTBF)是0.01次／月·台，即实现了100个月里出现一次故障的高可靠性t从而使机器人也实现了0.013次／月·台的高可靠性(另一种说法是国外数控系统的MTBF在1万小时以上)。 4) 系统化。在新厂筹建和老厂扩建过程中，人们已注意到了耍在系统工程观念指导下来添置数控机床、柔性加工单位及柔性制造系统、机器人等机电一体化产品。德国的维勒尔公司已经给世界各国提供了上百条柔性制造系统。FANUC公司还在筑波科学城中按计算机集成制造系统(O1MS)的五层结构建成CIMS模式的工厂。富士通公司建立了绍津CIMS工厂，富士电机也建立了吹上C1MS工厂}德国的西门子公司建立了CIMS数控系统制造厂。 5) 微型化。FANUC公司由于采用了64位傲处理嚣、RISC技术、SMT技术(表面涂装技术)，用液晶显示器代替CRT及三维立体安装等新技术．已将16、18等新数控系统鳍小到原有数控系统的1/3。同时，已开始与其它公司，政府部门合作，开展了徽型机器人的研制工作。用于医学顿域的傲型机器人要能进入人体，执行打通血管阻塞的任务，还要在任务完成后自动退出人体。 6) 智能化。视觉、触觉、模糊逻辑控制等智能化工作仍在积极进行。如FANUC公司展示的7轴双腕智能化机器人。日本在无人化工厂的研制上长期保持l～2个示范工厂的状态现已打破，目前已有7个无人化工厂。FANUC公司在无人化工厂的研制上每年投入1亿美元的研制费。 7) 由传统的万能机床向机床功能专用化和产品多样化发展。由于机床的万能性和多功能性，造成机床结构复杂、制造周期长、成本也相应提高。用户往往只需要都分功能，但付出的却是多功能的代价，功能浪费了，根不经济。现在机l床制造业从品种少、批量大的生产转换为多品种、专业化和小批量生产。对每一种具体的机床产品来说，它的功能应该是有限的，适合用户特定需要的，尽量步带不必要的功能。如加工中心的刀库，原来一般为60把刀，后考虑多数用户需要的刀数还不到一半，生产企业把刀库容量降到25把刀或以下。 1) 以模块化设计实现产品多样化，功能专用化，已成为当前机床发展的主流。这类机床是较为专用化的机床。这类机床在机床镑售额中所占的比重，过去5～10年为3%，现在已达到10%，再过5～l0年，将达到50%以上。生产企业要为每个不同的用户专门设计机床，而规格和功能完全相同的机床将缸来愈少。甚至于以后有可能不再出现。 2) 发展经济型数控机床和加工中心也成为当前数控机床发展的一种趋势。经济型(国外多称为廉价型)数控机床，加工中心，是美国、日本等国的机床业作为一个参与市场竞争的新策略而再现的。起初这些企业为扩大销售市场，眼光从西方转向东方 什对中国大陆和东南亚这一片市场，如以功能复杂、档次高而价格昂贵的效控机床、加工中心在市场上竞争并不有利，相反，以价廉和便于操作的数控机床来适应，则更加符合于这些地区的实际需要。 3) “电子—— 机械”商品化。一般认为机电一律化商品，机械部分成本较高。现在国际市场上机电一体化商品中的“电子”部分的比啻I不断增加。FANUC公司正准备将成本中的电子都分增加到占60%，机械部分占40%，即形成以“电子”为主，以“机械”为辅的机电一体化商品。 1.2 国内数控机床业的发展状况及存在问题 1.2.1 国内数控机床业的发展状况 我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。据统计，目前我国可供市场的数控机床有1500种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。 近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。如国产XNZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。该构型为国际首创。基于RT一Linux开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能在同一网络中与多台PLC相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。该机床的作业空间4.5mx1.6mx1.2m，A轴转角±1050,C轴连续转角0一4000，主轴转速(无级)最高10000r/min，重复定位精度±0.01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。 超精密球的加面车床为陀螺仪工提供了基础设备，这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。这类铣床可用于航空、航天、造船、水泵叶片、高档模具等的加工。 目前我国已经可以供应网络化、集成化、柔性化的数控机床。同时，我国也已进入世界高速数控机床和高精度精密数控机床生产国的行列。目前我国已经研制成功一批主轴转速在8000—10000r/min以上的数控机床。我国数控机床行业近年来大力推广应用CAD等技术，很多企业已开始和计划实施应用ERP、MRPII和电子商务。 十五”期间 我国机床产业发展十分迅猛。据国家统计局资料，2005年我国机床工具行业合计完成工业总产值l260亿元人民币，是“九五”末期的23倍；产品售收人1213亿元，是“九五”末期的239倍。中国机床工具工业协会公布的数据表明，在去年全行业工业总产值中，金属加工机床销售超过400亿元人民币，自2002年起连续三年销售额已居日本、德国、意大利之后，排名第四位。 据国内数控专家介绍，随着电子信息技术的发展。世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而我国从上个世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。 据中国机床工具工业协会提供的数据，“十五”期间，我国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，是2001年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的424倍。业内人士指出，“十五”期间，我国机床行业发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快，汽车和机械制造行业发展迅猛，外商投资企业增长速度加快所致。与机床迅猛发展的现状相比，作为机床“心脏部件”的数控系统，2005年销量虽然超过3万台，但处于低档的经济型数控系统占据较大比重。业内专家不无忧虑地表示，国产数控系统近几年虽有很大发展，但仍无法阻止进口数控系统垄断的局面。从2002年起，我国就步入世界最大的机床消国同和最大进口国，仅以2004年为例，我国机床消费量占世界机床产值的20%。2005年消费量仍在增长。在我国机床消费额中，进口机床占据了半壁江山，其中绝大多数是数控机床。 长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时我国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，我国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。目前，我国进口的数控系统基本为德国西门子（SIMENS）和日本发那科（FANUC）两家公司所垄断，这两家公司在世界市场的占有率超过80%。在国内尚无自主知识产权高端数控系统替代的前提下，西门子和发那科拥有绝对的价格优势。加上高性能数控系统具有超越经济价值的战略意义，发达国对出口中国的数控系统始终有所限制，甚至像五轴联动以上的高性能数控系统产品绝对禁止向中国出口。 1.2.2 国内数控机床业存在问题 我国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958—1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国家(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、多轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 主要概括为以下四个方面的原因： 1）缺乏政府相关政策的引导。 我国数控机床产业化低，与国外发达国家数控机床产业相比仍有很大差距。2004年，我国金属加工机床消费额达到了95亿美元，占世界总量的1/5。其中，进口份额占63%，数控机床进口额34亿美元，占全部进口金属切削机床的78.6%。缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引。 2）先进技术引进却未消化。 对国外技术重引进、轻消化吸收的问题仍很突出。据有关方面介绍，韩国用1美元引进先进技术，用5美元进行消化吸收，而中国用1美元引进先进技术，用0.2美元进行消化吸收。要注重国外先进技术的引进、消化、吸收与自主创新能力提高的有机结合。 3）缺乏高素质专家人才。 严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；缺乏吸引高层次、高素质人才创新创业的环境，造成数控机床领域共性关键技术的持续创新能力不足。美、德、日三国是技术最先进、经验最多的国家。美国的特点是网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。 4）产学研相结合体系未形成。 适应市场经济需求的以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系尚未形成，无法有效整合相关技术、产业和资源优势，形成合力开展联合攻关，共同打造技术创新平台。数控机床的机械结构设计、制造的配套环节、集成技术和制造工艺等方面比较落后。据统计，我国大型高性能超精机床每年生产不足千台，不到德国、日本的1/20。 1.3 数控机床的工作原理及组成 1.3.1 数控机床的工作原理 数控机床是数字信息进行控制的机床。即凡是用代码化和数字信息将道具移动轨迹信息记录在程序介质上，然后送入数控系统，经过译码和运算，控制机床刀具与工件的相对运动，加工出所需工件的一类机床即为数控机床。数控加工基本过程见下图： 图1-1 数控加工基本过程 数控机床加工零件时，首先编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。将数控程序输入到数控装置，再有数控装置机床主运动的变速、启停、进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换，工件夹紧、松开和冷却、润滑的启、停等动作，使刀具与其他辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度等符合要求的零件。 1.3.2 数控机床的组成 数控机床的种类繁多，但从组成一台完整的数控机床来讲，它由信息输入装置、数控装置、伺服装置、机床本体以及复杂装置组成。 1.4 专用数控钻铣床的应用及意义 1.4.1 专用机床 专用机床是一种专门适用于特定零件和特定工序加工的机床，而且往往是组成自动生产线式生产制造系统中，不可缺的机床品种。比如数控车床由于改为专用设计，这台数控车床则不用原机床型号，而采取编专用机床号的办法。由于专用机床是一种《量体裁衣》产品，具有高效自动化的优点，是大批量生产企业的理想装备。随着制造技术的进步，数控技术的普及，专用机床的数控化发展也很快，专用机床在生产实践中占有一定的比重。据有关资料介绍，日本2001年专用机床产值占机床产值的比达到8.8%；我国台湾省这一数字达到6.9%;而我国仅为0.67% 。所以，在当前产品结构调整中，发展专用机床是行业发展中的一个值得注意的问题。 专用机床适用于单件中、小批量生产的小型零件的加工.它是由已经系列化、标准化的通用部件和少量专用部件组成的高效专用机床，便于更换受损部件，因此提高了工件加工的整体效率。目前，在汽车，拖拉机，柴油机，电机，仪表，军工等等重，轻工业大批大量生产中获得了广泛应用。一些中小批量生产的企业，如机床，机车，工程机械等制造业中业已广泛应用。专用机床可以用来完成轴套类，轮盘类，叉架类以及盖板类零件的部分工序的加工。专用机床主要由调整机构，动力头，夹具，动力箱，底座以及控制部件和辅助部件等组成。 专用机床及其自动化生产线的制造，与大量生产汽车等性质不一样，也与普通机床的制造性质不一样，它具有两个极其鲜明的特征：一是集成性。用户订购专用机床都是要求交钥匙工程，它集加工工艺（含工艺方法及工艺参数），机床、夹具、工具（包含辅助）的开发设计与选择，检验测量（包括进入机床前的毛坯检验、加工中及成品的检验测量）物流的输送，切屑和冷却液的防护与处理等于一体。它不仅仅解决其中的某一问题，而是要解决好涉及较宽的技术领域可能遇到的每一个问题。二是单一性。专用机床几乎都是单台性生产，要根据用户提出的要求，进行一次性开发，一次性制造，而且还要保证一次性成功。 根据对专用机床及其自动生产线等相关资料的研读，我将专用机床制造业的工作归纳为以下五个特点： 1）是技术难度大。由于它是集中加工工艺、机床、夹具、辅具、刀具、检验测量、物流等于一体，实现交钥匙工程，从而涉及技术领域宽且复杂，又是一次性制造，要保证一次成功，所以技术难度大。 2）是经营风险率高。专用机床（或自动线）根据用户订单“量体裁衣”制造的，不可能有试制探索过程，要确保一次成功，有相当大的技术风险。由于技术方案不当，造成局部或整体报废的情况屡见不鲜；由于一次性制造，在制造调试过程中难保不出现问题，解决这些问题总是需要时间，从而按期交货也有一定的风险；由于装备是专门为某一用户订做的，当该用户因种种原因不能如期付款、甚至无力付款时，势必造成制造企业的损失；在现行的金融制造还无法约束对方，产品无法转让他人的情况下，经营显而易见。 3）是协作困难大。由于是一次性制造，它不像汽车零部件那样大量生产，也不像通用设备那样批量生产，找协作厂家很困难。条件一般的企业，很难保证一次性制造出合格的产品；条件好的企业，又不愿当配角，对这种委托协作看不上。 4）是技术依赖性强。专用机床及其自动线从设计、工艺编制、生产制造到装配调试的全过程，都需要一批有经验的技术人员、管理人员和技术工人。 5）是技术成长期长。专用机床的设计制造涉及专业面广，要具备较丰富的工艺知识，要比较熟悉用户的制造工艺，要保证一次成功，培养一名熟练的主管设计师，要花几年时间，才能做出好的产品设计、好的制造工艺，生产出好的产品，技术成长期要长。 五个特点，五种原因，既相互关联，又各具特性，但确实是影响我国专用机床制造业发展的重要方面。今天，我们要调整机床工业的产业结构，发展专用机床是一项十分重要的工作。 1.4.2 钻铣床的应用 钻铣床，是集钻孔和铣孔为一体的机床。钻铣床结构较钻床复杂，在钻孔时，钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻铣床在钻孔方面可以完成通孔、盲孔的加工，更换特殊刀具后，还可以可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。在铣孔时，加工过程中工件不动，刀具移动，当刀具中心对正孔中心后，使刀具转动，刀具转动为主运动。在钻头完成孔的加工后，铣刀接着进行孔的精加工，铣孔精度最高可达到IT7。钻铣床的出现方便了孔加工的操作，使得钻孔和铣孔在同一机床上实现，节省了设备成本，降低了劳动强度，也提高了劳动生产率。深孔钻铣床根据工件的长短，该产品选用两种加工工件艺：短工件采用授油器授油并液压顶紧；长工件采用由铣杆尾部授油，四爪卡盘夹紧。授油器采用创新的主轴式结构形式，承重性能有很大提高，旋转精度更高。床身导轨采用适宜深孔加工机床的双矩形导轨，承载能力大，导向精度好；导轨经过了淬火处理，耐磨性较高。适用于机床制造、机车、船舶、煤机、液压、动力机械、风动机械等行业的铣削、滚压加工，使工件粗糙度达0.4-0.8μm。本系列深孔铣床根据工件情况，可选择下列几种工作形式：1、工件旋转、刀具旋转和往复进给运动；2、工件旋转、刀具不旋转只作往复进给运动；3、工件不旋转、刀具旋转和往复进给运动。 深孔钻铣床用于加工孔径比（D/L）为1：6以上的深孔，如枪管、炮筒和机床主轴等部件中的深孔。工件旋转（或工件、刀具同时旋转）的深孔钻床类似于卧式车床。深孔钻床有通用的，专用的和由普通车床改装的，为了便于冷却和排屑，深孔钻床的布局都是卧式的，深孔钻床的主参数是最大钻孔深度。 为了满足深孔加工的工艺要求，深孔钻铣床应具备下列条件： （1）保证钻杆支架（其上有钻杆支承套）、刀具导向套与床头箱主轴和钻杆箱主轴的同轴度。 　 （2）无级调节进给运动速度。 　 （3）足够压力、流量和洁净的切削液系统。 　 （4）具有安全控制指示装置，如主轴载荷（转矩）表、进给速度表、切削液压力表、切削液流量控制表、过滤控制器及切削液温度监测等。   （5）刀具导向系统。深孔钻头在钻入工件前靠刀具导向保证刀头准确位置，导向套紧靠在工件端面。 2 专用数控钻铣床的床身及滑台 2.1 专用数控钻铣床的床身 2.1.1 专用数控钻铣床的床身的简介 机床床身分析退火种类：常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。1.完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理。2.球化退火球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。3.去应力退火去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。　标准：GB9439—88 床身的特点： 1）耐磨性与消震性好。由于铸铁中石墨有利于润滑及贮油，所以耐磨性好。同样，由于石墨的存在，的消震性优于钢。 2）工艺性能好。由于含碳量高，接近于共晶成分，故熔点比较低，流动性良好，收缩率小，因此适宜于铸造结构复杂或薄壁铸件。另外，由于石墨使切削加工时易于形成断屑，所以的可切削加工性优于钢。 利用树脂砂型铸造机床床身铸件的优点： 1）树脂砂型刚度好，浇注初期砂型强度高这就有条件利用铸铁凝固过程的石墨化膨胀，有效地消除缩孔、缩松缺陷，实现灰铸铁、球墨铸铁件的少冒口、无冒口铸造。 2）实型铸造生产中采用聚苯乙烯泡塑模样应用呋哺树脂自硬砂造型。当金属液浇入铸型时，泡沫塑料模样在高温金属液作用下迅速气化，燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料所占据的位置，冷却凝固成与模样形状相同的实型铸件。 3）相对来说，消失模铸造对于生产单件或小批量的汽车覆盖件，机床床身等大型模具较之传统砂型有很大优势，它不但省去了昂贵的木型费用，而且便于操作，缩短了生产周期，提高了生产效率，具有尺寸精度高，加工余量小，表面质量好等优势。 图2-1  床身简图 2.1.2 专用数控钻铣床的床身的应用及要求 床身是专用机床的基础，也是专用机床的关键零件之一，机床上很多零件、部件都装载在床身上的，有的还在床身导轨上运动，因而有关部件之间的相对位置和相对运动精度都是由床身来保证的，为了在加工过程中，在各种因素的影响下能保证机床的精度并长期保持床身的原有精度，则必须保证机床有足够的刚度、抗震性和耐磨性、而这些方面又大多与床身的结构设计和加工精度有关，再床身加工中，床身与导轨的精度对工件加工的精度影响最大，因此床身导轨面的加工，是床身加工的重点。因此，再设计机床床身时，既要选择好合理的结构，还有更注意导轨形式的选择及导轨所必备的严格的技术要求。 为了保证零部件在工作时的相对位置及相对位置运动具备足够的精度，以及整台机床在工作时不出现震动，对于床身的设计，提出下列要求： 1）工艺性良好，易于制造和装备。 2）足够的精刚度和较高的刚度重量比，要求在规定的最大载荷（额定载荷）作用下，变形量不得超出一定的数值，以保证在加工过程中，刀具和工件的重量约占机床总重量的80~85％，所以在满足刚度的前提下，应该尽量减轻支撑件的重量。 3）良好的动态特性。要求在规定的切削条件下工作时，使受迫振动振幅不超过允许值，不产生自激振动，保证切削的稳定性。 4）较小的热变形和内应力，要求温度分布合理，工件时的热变形对加工精度影响较小。 5）导轨面受力合理，耐磨性良好。 6）结构设计合理，耐磨性良好。 7）排泄容易。冷却液和润滑油的渠道畅通，电器液压元件的安装位置合理。 8）易于运输、吊装。 2.1.3 我国当前数控机床床身现状 机床的床身是整个机床的基础支撑件，是机床的主体，一般用来放置轨道、主轴箱等重要部件。床身的结构对机床的布置有很大的影响。按照床身导轨面与水平面的相对位置，床身有5种布置形式。一般来说，中、小规格的数控机床采用斜床身和平床身斜滑板的居多，只有大型数控车床或小型精密数控车床才采用平床身，立床身采用的较少。平床身工艺性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，对提高刀架的运动精度有好处，但床身下部空间小，排屑困难；刀架横滑板较长，加大了机床的宽度尺寸，影响外观。平床身斜滑板结构，再配置上倾斜的导轨防护罩，这样既保持了平床身工艺性好的优点，床身宽度也不会太大。斜床身和平床身斜滑板结构在现代数控车床中被广泛应用，是因为这种布局形式具有以下特点： a． 容易实现机电一体化；机床外观整齐、美观、占地面积小； b． 容易设置封闭式防护装置； c． 容易排屑和安装自动排屑器； d． 从工件上切下的炽热切屑不至于堆积在导轨上影响导轨精度； e． 宜人性好，便于操作； f． 便于安装机械手，实现单机自动化； 2.2 专用数控钻铣床的滑台 2.2.1 专用数控钻铣床的滑台及作用 机床机械滑台 十字滑台 滑台机床通常叫做机械滑台，十字滑台机床，本机床属组合机床。 机械滑台是组合机床，对头铣床，以及其他专用机床的主体床身。 本滑台采用（两导轨之间）双封闭结构，精度高；精密级采用塑料导轨板，动态性能好。本滑台刚度高，热变形小，进给稳定性高 。机械滑台（机床滑台）由机床床身，滑板，通常也叫做托板，丝杠，变速箱等组成，其结构简单，便于维修。机械滑台工作原理是滑板在床身上做纵向运动，因其丝杠传动，再加上变速箱的作用，可获得快慢等多种运行速度。 机械滑台机械滑台的用途及性能:在滑台上安装工件后做往复运动,也可在滑台上安装动力头等相关附件后,通过滑台的运动,对工件进行各种切削,钻削,铣削运动.用多个不同规格的滑台组合可进行复杂零部件的加工或进行批量生产,本厂生产滑台可以快速运动和慢速运动,是机械加工行业中一种重要的机床附件铸鑫机械在近几年的机械工业创新发展机床行业。在原有的机械滑台基础上，创新技术的发展已经研究出数控机械滑台，即在原来机械滑台的基础上。把普通丝杠更换成滚珠丝杠，在铸铁的导轨面上镶嵌直线导轨。把变速箱电机更换成伺服电机。使滑台可以快速进退。利用滚珠丝杠和线轨获得较高的精度铣床专机 固定工作台安装两个可调铣头 工件安装在工作台上。 专用数控机床总体布局的任务就是使这些基本部件在静止和运动状态下始终保持相对正确的位置，并使机床整机具有较高的刚性。随着机床技术的进步和发展，专用数控机床的性能不断提高，对整机刚性提出了更高的要求。由于整机刚性是组成加工中心各个部件以及结合部刚性的总和，它不仅与每个部件的刚性有关，而且还与结合部的刚性有关。一般来讲，结合部的刚性往往是通过导轨的刚性来实现的。因此，导轨的性能是否得到充分发挥，对专用数控机床的整体布局有重要影响，而整体布局在一定程度上决定着导轨的设计和制造。采取什么样的整体布局和导轨结构，对于合理分配各部件以及结合部的刚性并提高之至关重要，是现代加工中心设计的关键技术之一。 2.2.2 导轨的简介、设计要求及步骤 按照运动学原理，所谓导轨就将运动构件约束到只有一个自由度的装置。这一个自由度可以是直线运动或者是回转运动。 导轨装置，在机械中是使用频率最高的零部件之一。没有不使用导轨的金属切削机床；在测量机、绘图机上，导轨是它们的工作基准；在其他机械中，例如轧机、压力机、纺织机等也都离不开导轨的导向。由此可见，导轨的精度、承载能力和使用寿命等都将直接影响机械的工作质量。 导轨的功用是承载和导向。它承受安装在导轨上的运动部件及工件的质量和切削力。运动的导轨称为动导轨，不动的导轨成为静导轨或支撑导轨。动导轨相对于静导轨可以作直线运动或者回转运动。有用于保证主运动轨迹的，也有用于调整部件之间的相对位置的，后者在加工时没有相对运动。实现直线运动的成为直线运动导轨；实现圆周运动的称为圆周导轨。 导轨的设计要求： 1）几何精度就是通常所说的导向精度，即运动的直线度或回转精度，影响导向精度的主要因素有导轨承导面的几何精度、导轨的结构类型、导轨副的接触精度、导轨副的油膜厚度以及导轨和支撑件的热变形； 2）运动精度包括两方面的内容：一是运动的平稳性（例如低速不爬行），二是定位精确（线定位和角定位）； 3）精度保持性。导轨精度的保持性主要取决于导轨的耐磨性和导轨材料的尺寸稳定性。耐磨性与导轨副的材料匹配情况、受力情况、加工精度、润滑方式及防护装置的性能等因素有关，导轨及其支撑件的剩余盈利等会影响导轨的精度保持。 4）具有足够的承载能力和刚度，使用寿命长。导轨受力后的变形将影响部件之间的相对位置和导轨精度，这对于高精度机械和仪表尤为重要； 5）对温度变化的适应性。环境温度变化和机械局部热源产生的不均匀性的温度场，都会引起导轨变形，导轨应有良好的适应能力； 6）结构简单、工艺性好、便于调整和维修； 7）具有良好的润滑和防护装置。； 导轨的设计程序和内容： a.根据工作条件、载荷特点，确定导轨的类型、截面形状和结构尺寸。 b.进行导轨的力学计算，选择导轨材料、表面经加工和热处理方法以及摩擦面硬度匹配 c.设计（滑动）导轨的配合间隙和预加载荷调整机构。 d.设计导轨的润滑系统及防护装置。 e.制定导轨的精度和技术条件。 导轨夹紧装置。有些导轨（如非水平放置的导轨）在移动之后，要求将它的位置固定，因而要用专用的锁紧装置。常用的锁紧方式有机械锁紧和液压锁紧。 导轨在工作时易出现的问题： 1）爬行是导轨上的滑动台在低速运动中发生的摩擦振动，是始动摩擦阻力（静摩擦因素f）比滑动摩擦阻力（动摩擦因数）大和滑动速度增加时摩擦阻力降低所产生的自然振动的蠕动现象。爬行会破坏导轨滑动台的平稳工作和均速运动，造成机床加工件精度下降或精密仪器的滑动部分动作不均，失去应有的灵敏度和精确度。爬行主要是在边界润滑区域内滑动速度和摩擦因数的梯度成为负值时发生，主要取决于滑动面间动接触作用的过度摩擦特性。爬行随速度减小和摩擦因素的增加而易发生。当导轨的静摩擦因数与动摩擦因数之比超过1时，则发生爬行；反之则反之。 2）浮起是滑动台在导轨上高速行进时，由于油楔力过大，以致于产生的油膜太厚所造成的。发生浮起时，势必造成滑动台的倾斜和不稳，从而影响机床加工件的精密度或控制仪器的灵敏度和准确度。浮起主要是由润滑油粘度过大造成的，一般换用粘度较低的润滑油即可解决浮起问题。 3）跳行是滑动台瞬间完全静止后，受力作用到克服阻力的又一瞬间表现出的高速滑行现象。其产生过程和危害大体上和爬行相似，也是滑动台在导轨上低速行进时，流体油膜受到破坏，因而发生固体摩擦时产生的。 2.2.3 直线滑动导轨 单根直线滑动导轨按截面形状分为以下几种，并可以组合出常见的组合导轨。 图2-2 单根直线导轨截面形状、特点及应用 图2-3 组合导轨类型 用于导轨的材料应该具有良好的耐磨性、摩擦系数小和动静摩擦系数差小。加工和使用时产生的内应力小，尺寸稳定性好等性能。导轨副应尽量由不同材料组成，如果选用相同材料，也应采用不同的热处理或不同的硬度。通常动导轨（短导轨）用较软耐磨性低的材料，固定导轨用（长导轨）较硬和耐磨材料制造。 机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。灰铸铁通常以HT200或HT300做固定导轨，以HT150或HT200做动导轨。导轨热处理：一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。常用导轨淬火方法有： 1）高、中频淬火，淬硬层深度（1~2）mm。硬度（45~50）HRC。 2）电接触加热自冷表面淬火，淬硬层深度（0.2~0.25）mm，显微硬度600HM左右。这种淬火主要用于大型铸件导轨。 灰口铸铁的优点是：良好的铸铁性能，优良的耐磨性能和消振性，良好的自润滑作用储存油结构。基于以上优点，消振耐磨，故选用床身材料为HT20~40。为了保证机床精度，稳定床身尺寸，应消除铸造冷却收缩造成的内应力，所以应当进行人工时效处理，同时对于轨道表面还要进行淬火处理，使其耐磨性提高，变形小，机械性能最佳，所以应当选择高频率淬火，硬度HRC48~55。 滑动导轨技术要求： 1）表面粗糙度 刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等优点，但劳动强度大、生产效率低。主要用于高精度导轨。刮研导轨面每25mm×25mm面积内的接触点数不得少于表中的规定。 表2-1 刮研导轨面每25mm×25mm内接触点数 机床类别 滑动导轨 移置导轨 镶条、压板滑动面 每条导轨宽度/mm ≤250 ≥250 ≤100 ＞100 Ⅱ级和Ⅲ级以上 20 16 16 12 12 Ⅳ级 16 12 12 10 10 Ⅴ级 10 8 8 6 6                 2）磨削导轨生产效率高，是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到下表要求。 表2-2 磨削导轨表面粗糙度Ra 机床类型 动导轨 固定导轨 小型 大型 重型 小型 大型 重型 Ⅱ级和Ⅲ级以上 0.2~0.4 0.4~0.8 0.8 0.1~0.2 0.2~0.4 0.4 Ⅳ级 0.4 0.8 1.6 0.2 0.4 0.8 Ⅴ级 0.8 1,6 1.6 0.4 0.8 1.6               注：①.滑动速度>0.5m/s时，粗糙度应降一级。 ②.淬硬导轨的表面粗糙度应降一级。 2.2.4 滚动导轨 在相配的两导轨面之间放置滚动体或滚动支承，是导轨面间的摩擦性质成为滚动摩擦，这种导轨就叫滚动导轨。滚动导轨的最大优点就是摩擦因素小，动、静摩擦因数差小，因此运动轻便灵活，运动所需功率小，摩擦发热少，磨损少，精度保持性好，低速运动平稳性好，移动精度和定位精度高。滚动导轨还具有润滑简单（有时可用油脂润滑），高速运动时不会像滑动导轨那样因为动压效应而使导轨浮起等优点。但滚动导轨结构复杂、制造比较困难，成本比较高、抗震性较差。对赃物比较敏感，因此必须有良好的保护。 滚动导轨广泛应用于各种类型机床和机械。每一种机床和机械都利用了它的某些特点。例如：数控机床、坐标铣床、仿形机床和外圆磨床砂轮架导轨等，采用滚动导轨是为了实现低速平稳无爬行和精确位移，工具磨床的工作台采用滚动导轨是为了手摇轻便；平面磨床工作台采用滚动导轨是为了防止高速时因动压效应使工作台浮起，以便提高加工精度，立式车床工作台采用滚动导轨是为了提高速度，等等。滚动导轨的类型很多，按运动轨迹分为直线运动导轨和圆运动导轨；按滚动体的形式分为滚珠、滚珠和滚针导轨；按滚动体是否循环分为滚动体不循环和滚动体循环导轨。 滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板组成，当导轨与滑块做相对运动时，钢球沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动，在滑块端部钢球又通过返向器进入反向孔后在进入滚道，钢球就这样周而复始的进行运动，返向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。钢球承载的形式与角接触球轴承相似，一个滑块就像是4个直线运动的角接触球轴承，导轨轴的安装形式可以水平，也可以竖直或者倾斜。可以两条或多条导轨轴平行安装，也可以一条导轨安装，也可以将导轨接长成为长导轨，一条导轨上可以安装一个滑块和两个滑块，以适应各种行程的需要。 滚动直线导轨的特点： 1）动、静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当于普通机械的十分之一。 2）承载能力大，刚度高。导轨副滚道截面采用合理比值（沟槽曲率半径r=0.52~0.54）D，D为钢球直径）的圆弧沟槽，因而承载能力及刚度比平面与钢球接触大大提高。 3）能是实现高速直线运动，其瞬时速度比滑动导轨提高10倍。 4）采用滚动直线导轨副可简化设计、制造、装配工作、保证质量、缩短时间、降低成本。导轨副具有“误差均化效应”从而降低基础件的加工精度，精铣或精刨即可满足要求。 图2-4 导轨按结构形式划分为开式导轨和闭式导轨。开式导轨是指在部件自重和载荷的作用下，运动导轨和支撑导轨的工作面始终保持接触、贴合，其特点是结构简单，但不能承受较大颠覆力矩的作用，而闭式导轨借助于压板使导轨能承受较大颠覆力矩的作用。本设计中，又遇到鬼必须承受较大的颠覆力矩作用，经过综合考虑选用闭式导轨。 按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型为普通滑动导轨、塑料导轨、镶金属导轨、滚动导轨、动压导轨、静压导轨等。滑动导轨的结构简单，便与制造，精度和刚度已与保证，一般说来，滑动导轨最显著的特点是具有优良的刚性、吸振性（抑制刀具切削时产生的振动）和阻尼性（防止导轨系统启动或停止时的振荡），适宜切削负载大的机床采用。故在通用机床上得到广泛的应用；担起摩擦因数较大，易磨损，低速运动平稳性较差。而滚动导轨的优点是摩擦系数小，动静摩擦系数很近，因此摩擦阻力小，运动轻便灵活，灵敏度高；运动所需功率小，摩擦生热少，磨损小，精度保持性高。滚动导轨的润滑简单，以及高速运动是不会像滑动导轨那样因动压效应而使导轨浮起等优点。但由于滚动体与导轨面之间的接触面积较小，不易形成油膜阻尼，因而刚度较低，抗振性能也较差。如果对它进行预紧，可在原有刚度的基础上提高数倍。滚动导轨的结构比较复杂，往往需要淬火的镶钢导轨，再加上滚动导轨的平直度和粗糙度比较敏感，导轨对赃物也比较敏感，因此制造精度也要求较高，而且需要交好的导轨防护措施，故制造成本较高。 3 专用数控钻铣床的参数 专用数控钻铣床的设计为立式床身和导轨，这是因为立柱移动式结构的优点是： （1）立柱的移动在后床身上进行，这样使得前床身上只有回转工作台和工作台共有三台结构，与传统的四层十字滑鞍工作台结构相比，减少了机床的结构层次，更容易保证机床大件的结构刚度。与此同时，降低了工作台的高度，提高了操作性能。 （2）Z轴的进给力与主轴的轴向切削力在同一平面内，使主轴承受的弯曲力矩减少，铣孔和铣削精度高。由于Z轴导轨用来承受随立柱部件移动的全部重量，该重量不随工件改变而改变是固定不变的。因此有利于提高Z轴的定位精度和精度保持性。但是，Z轴承载较重，对提高Z轴的快速性不利，这是其不足之处。 立式加工中心的布局形式立式加工中心是加工中心中数量最多的一种，应用范围也最为广泛。常用的布局形式（如下图）。其中，为十字滑鞍工作台不升降结构，工作台可以在水平面内实现X轴和Y轴两个方向的移动，该结构由于工作台承载工件一起运动，故常为中小型立式加工中心采用。T型床身立柱移动结构，工作台在前床身上移动，可以实现X方向的运动，立柱在后床身上移动，可以实现Z方向的运动，该结构的优点如前所述，适用于规格较大的立式加工中心。三坐标单元结构，其特点是在后床身上装有十字滑鞍，可以实现机床X、Y两个坐标的进给运动，通过主轴箱在立柱中的上下移动可以实现主轴的Y向运动。机床三个方向的运动不受工件重量的影响，故承载稳定，再加上工作台为固定式，所以该结构对提高机床的刚性和精度保持性是十分有利的，常为规格较大、定位精度要求较高的加工中心所采用。对于大型立式加工中心，为了增加行程，一般采用龙门式。在横梁上装有主轴横向进给和垂向进给的滑台，可以实现主轴的横向进给和垂向进给，纵向进给通过工作台的移动或横梁的移动来实现。 图3-1 专用数控钻铣床  3.1 床身参数 3.1.1机架的截面形状 由于零件的抗弯、抗扭强度和刚度除与其截面面积有关外，还取决于截面形状。合理改变截面形状，增大其惯性矩和截面系数，可提高机架零件的强度和刚度，从而充分发挥材料的作用。因此，正确地选择机架的截面形状是机架设计中的一个重要问题。机床支撑件受力情况是复杂的，但主要是受扭矩和弯矩作用，因而产生扭转和弯曲变形。由材料力学可知，当支撑件受弯矩作用而其他条件相同时，其变形程度取决于截面的抗弯与抗扭的惯性矩，而惯性矩又与界面的形状有关，同种材料，截面面积相同而形状不同时，截面惯性矩相差很大，经计算比较可知： 图3-2 各种截面的应用实例 （专用数控钻铣床的立柱如上图第三行最右边所示， 横梁如上图第四行第一个所示。） a) 空心截面的惯性矩比实心的大，在相同截面面积的条件下，加大轮廓尺寸，减少壁厚，可大大提高刚度，因此，设计支撑件时总是使壁厚在工艺可能的前提下尽量薄一些，不用增加壁厚的办法来提高刚度。 b) 方形截面的抗弯刚度比圆形的大，而抗扭刚度比圆形的小，因专用钻铣床的支撑件以选择方形或矩形最佳。而矩形截面在其高度方向的抗弯刚度比方形截面高，故最终选择矩形截面。 c)不封闭的截面刚度比封闭的截面刚度有明显下降，因此在可能条件下应尽量把支撑件的截面做成封闭矩形。但是实际上由于排屑、出砂、安装电器、液压件等的需要往往很难做成四面封闭的 一般金属切削机床的床身、立柱、横梁和底座截面的高宽比值见表3-1 机架名称 高宽比h/b 适用机床 床身 ≈1.0 1.2~1.5 ＜1.0 普通机床 六角车床 中、大型镗床、龙门刨床 立柱（包括立式床身） ≈1.0 ≥2.0~3.0 3~4 立式镗床、单柱坐标镗床 立式钻床、组合机床 立式车床 悬臂梁 2~3 摇臂钻床、单柱立式车床 横梁 1.5~2.2 坐标镗床 工作台 0.1~0.18 0.08~0.12 矩形工作台 圆形工作台 底座 ≥0.1 摇臂钻床       3.1.2 床身壁厚的选择 金属切削机床的机架壁厚主要是根据刚度来确定的，焊接壁厚约为相应铸件壁厚的2/3~4/5。具体数据查《机械设计手册》得：外壁和纵向主肋20~25mm，肋15~20mm。导轨支撑30~40mm。 3.1.3 合理布置加强肋 肋分为肋板和肋条两种，肋条只有有限的高度，它不连接整个的截面。 肋的作用： 1）可以提高机架的强度、刚度和减轻极佳的重量。 2）在薄壁截面内设肋可以减少其截面畸变，在大面积的薄壁上布肋可缩小局部变形和防止薄壁振动及降低噪音。 3）对于铸造机架，使铸件壁厚均匀，放置金山堆积而产生缩孔、裂纹等缺陷；作为补缩通道，扩大冒口的补缩范围；改善铸型的充满性，防止大平面铸件上夹砂等缺陷。 4）散热。如电动机外壳上的散热肋。 肋的合理布置原则; 1) 为有效地提高机架抗弯刚度，肋应布置在弯曲平面内。 2) 应有利于将局部载荷传递给其他壁板使之均衡的承担载荷。 3) 带孔肋板应避免不知在高梁主传力肋板的位置。 按机构形状分类，大多数金属切削机床的床身、立柱和横梁都属于梁式机架。而梁式机架箱型结构的布肋： 《机械设计手册》分别列举了布肋对开式和闭式梁式机架箱型结构刚度的影响。表中相对刚度均以无肋箱体作为比较基准。从表中看出：纵向肋能有效地提高开式箱形结构的抗弯刚度；45°对角肋对扭转刚度的提高有明显的效果；不论哪一种布肋形式，当开式改为闭式时，抗弯刚度平均可提高60％，扭转刚度可提高4.5~8.5倍。 将机床床身的肋板布置归纳为五类20种形式，作用在床身上的载荷分为六种类型。而后吧各种载荷条件下产生的应变能总和作为柔度特征值：把所耗材料的体积和柔度特征值，表示材料的经济性；焊缝长度和柔度的乘积，表示焊接费用的技术效益。因而最经济的结构为45°对角肋和横向肋（如图），但他们只能在肋板或箱体壁板直接支撑导轨是才能应用，恰恰符合设计的要求。这种结构的特点是：①由于力的作用点在立柱的中央，因此立柱受扭矩力的因素少；②热对称性好，主轴箱式机床的主要热源正好处于框形中间，使立柱结构成为热对称结构，这就减少了热变形的影响；③稳定性好，由于立柱结构采用框架结构箱式布置，立柱的抗弯、抗扭刚度以及构件的固有频率都能得到提高。查《机械设计手册》得加强筋的高度可取为壁厚的4~5倍，肋的厚度取为壁厚的0.8~1倍。 图3-3 箱体内肋板布置形式 3.1.4 支承件的设计 支承件是机床的一部分，因此设计支撑件时应首先考虑所属机床的类型、布局及常用支承件的形状。在满足机床工作性能的前提下，综合考虑其工艺性能。还要根据其使用要求进行受力和变形分析，再根据所受的力和其他要求进行结构设计，初步决定其形状和尺寸。然后，可以利用计算机进行有限元分析计算，求出其静态刚度和动态特性，在对设计进行修改和完善，选出最佳结构形式，既能保持支承件具有良好性能又能尽量减轻重量，节约金属。 机床的支承件是指床身、立柱、横梁、底座等大件相互固定连接成机床的基础和框架。机床上其他零、部件可以固定在支承件上，或工作时在支承件的导轨上运动。因此支承件主要功能是保持机床各零、部件之间的相互位置和相对运动精度，并保持机床有足够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用性。所以支承件的合理设计是机床设计的重要环节之一。 立式机床的床身则由立柱及立柱底座组合而成，此种结构优点是加工和装配工艺性好，安装运输比较方便，但是削弱了床身的总体刚度，这一缺点通常是用加强其他连接部件的刚度来补偿的。 机架的成型分为铸造机架和焊接机架。铸造机架的结构特点是轮廓尺寸较大，多位箱体结构，又复杂的内外形状，尤其是内腔往往设置有凸台和加强肋等。这些结构将给造型和制芯以及型芯的定位、支撑、浇注时，型芯气体的排除以及清洗带来一系列问题。而焊接机架较之铸造结构具有强度和刚度高、重量轻、生产周期短以及施工简便等优点，用途也是单件小批生产的大、中型机架。因而采用焊接机架。 表3-2列出了铸造箱体与焊接箱体的不同特点： 焊接件设计中一般应注意的问题： Ⅰ）材料的可焊性：焊接件钢材的选择要考虑可焊性，可焊性差的刚才会造成焊接困难，使焊缝可靠性低。一般碳含量<0.25%的碳钢和含碳量<0.2%的低合金钢可焊性良好。 Ⅱ）合理布置焊缝： ①焊缝应位于低应力区，以获得承载能力大，变形小的构件。②为了减少焊缝应力集中和变形，焊缝布置尽可能对称，最好至中性轴的距离相等。③尽量减少焊缝的数量和尺寸，且焊线要短。④焊缝不要布置在加工面和需要表面处理的部件上。⑤如条件允许应将工件焊缝变成联系焊缝。⑥避免焊缝汇交和密集，让次要焊缝中断，主要焊缝连续。 Ⅲ）提高抗振能力：由于普通钢材的吸震能力低于铸铁，故对于抗震能力要求高的焊缝间应采取抗震措施，如利用板材间的摩擦力来吸收振动；利用填充物吸震。 Ⅳ）提高焊接接头抗疲劳能力和抗脆断能力：①减少应力集中，如尽量采用对接接头；当厚度不等的钢材对接是要以1：4至1：10的斜度预加工厚度；采用刻槽影响小的接头；焊缝避开高应力区；焊趾部加工使焊缝向母材圆滑过渡。②减少或消除焊接残余应力，如采用合理的焊接方法和工艺参数；焊后处理等③减少结构刚度，以期降低应力集中和附加应力的影响。④调整残余应力场。 Ⅴ）尽可能选择标准型材、板材、棒料、减少加工量；拐角处用压弯（内测半径为1.5~2.0倍的壁厚）可节省材料和焊接费用；合理确定焊缝尺寸、角焊接的焊脚尺寸的增加将使角焊接的面积和焊接量成平方关系增加。 Ⅵ）避免仰焊缝，减少立焊缝，尽量采用自动焊接，减少手工焊和工地焊接量；要考虑可焊到性所要的空间为：当手工电弧焊时，可焊到性所要的空间为： 图3-4 焊接的形式角度 机床中的支承件是机床的基础件都具有相同的功用：支承机床各部件和工件；承受它们的重力和切削力；保持各部件相对位置和各部件运动精度。因此设计支承件时要满足以下要求： 1）刚度  所谓刚度是指在外力作用下抵抗变形的能力。对于侧底座，要求在规定的最大载荷作用下，变形不得超过一定的数值，以便保持刀具和工件间的相对位移不超过加工精度允差。 2）热变形  机床工作中，传动件、轴承、导轨的摩擦热、切削热、电动机及液压系统的发热，乃位置关系和相对运动关系，影响加工质量。 3）抗振性  机床在切削过程中如发生振动，将会影响加工质量及生产效率，严重时甚至会导致机床不能正常工作。 4）内应力  底座在铸造和粗加工的过程中，材料内部形成应力导致底座的变形。在使用中应力重新分布和逐渐消失会使得变形增大，超出机床的允许误差范围。 此外，支承件的重量往往占机床总重的80%~85%，因此减轻支承件的重量对节约金属特别有效。同时，支承件的设计还应满足制造、加工和装配的工艺要求，在结构上应便于维修、检查、排屑和吊运。 支承件的设计过程，通常是根据其使用要求和受力情况，初步决定其形状和尺寸。支承件的形状可分为三类： ①箱体类 支承件在三个方向的尺寸都差不多，如各类箱体、底座、升降台的等。 ②板块类 支承件在两个方向上的尺寸比第三方向上大得多，如工作台、刀架等 ③梁类  支承件在一个方向上的尺寸比另两个方向上大的多，如立柱、横梁、摇臂、滑枕、床身等。 3.1.5 机架的联接结构设计 机架与机架之间以及机架与地基之间的联接多采用螺栓联接，机架联接处的刚度是机器总体刚度的重要组成部分，联接结构刚度直接影响机器的工作性能。影响联接刚度的因素有：①预压力的大小；②参与力传递的接触面大小。传力接触面越大，接触变形就越小，接触刚度就越高；③机架的刚度大小。在集中载荷的作用下，机架的自身刚度及局部刚度较高时，接触压强的分布就比较均匀。反之，若机架刚度不足，则接触压强分布不均，接触变形也将不均，使接触刚度降低。 为了保证机架连接刚度，设计时应注意以下几点： 1）改善联接部位的受力状态。由于螺栓中心线与壁板之间存在着偏心距e，使凸缘产生向上弯曲变形，但当螺栓越靠近板壁时，弯曲变形越小，因此设计时尽量使螺栓孔靠近壁板或使螺栓孔中心线与壁板中心线重合。 2）合理提高接触表面的平面度公差等级及改善其表面粗糙度。重要的接触表面必须配磨或配研。Ra值应不大于1.6μm。一般接触面不少于4~8个点。 3）预紧力应大于作用力，通常应使接触面的平均预压压强约为2MPa。 4）螺栓的数量及排列：联接螺栓的总截面积不变时，螺栓的数量及大小对联接刚度的影响。直径较小而数量较多的螺栓连接，比直径较大而数量较少的螺栓连接法向变形小。 表3-3 机架连接凸缘的结构型式 3.2 导轨的参数 由上述导轨的类型介绍知，矩形和燕尾形导轨有调整方便承受力巨大的特点，多用于横梁、立柱和摇臂导轨，以及多刀车床车架导轨。因此专用数控钻铣床的横梁和立柱也采用矩形和燕尾形导轨。 3.2.1 导轨面的尺寸 图3-5 燕尾形导轨尺寸参数选择参照 注：1. b为斜镶条小端厚度，滑座及镶条斜度K为1:50；1:100 2.At=A+b  B=A+1.4H  B1=A1+1.4H1 导轨面尺寸包括宽度b和厚度H。 立柱导轨的尺寸： (燕尾导轨)  选取H=40，则H1=41mm,  d=32mm； 斜镶条小端厚度b=6mm； 导轨跨度A=160mm，B2≥65mm取80mm; (矩形导轨)  当H=40m,则B=32mm，A=360mm; 压板厚度h=25mm,B=140mm; 3.2.2 导轨间隙调整装置 导轨间隙调整装置广泛采用镶条和压板，结构型式很多，设计时一般要求如下： 1）调整方便，保证刚度，接触良好。 2）镶条一般应放在受力小的一侧，如要求调整后中心位置不变，可在导轨两侧各方一根镶条。 3）导轨长度较长（>1200mm）时，可采用两根镶条在两端调节，使结合面加工方便，接触良好。 4）选择燕尾导轨的镶条时，应考虑部件装配的方式，要便于装配。 矩形导轨压板尺寸参考设计。压板螺钉直径d，当压板厚度h>16mm时d=（0.7~0.8）h，h<16mm时，d=h。 压板长度，当压板受力较大或导轨工作长度较短时，压板长度等于导轨长度。当压板受力不大时或导轨工作长度较长时，只需在运动部件的两端或中间装短压板，其长度可取为导轨工作长度的1/3或1/4。装压板后，导轨可以承受倾覆力矩。 3.2.3 导轨材料的热处理 在液压滑台中存在导轨，而在导轨副摩擦中，为了提高耐磨性动导轨和支撑导轨应有不同的硬度，因此尽量采用不同的材料，如果采用同样材料，也要进行不同热处理。 表3-4 导轨材料的热处理的特点及应用对照 由于滑台体属于动导轨，因此可以根据表中所是材料的特点及应用，选择铸铁HT150而滑座与导轨是铸为一体的，属于支撑导轨，铸铁具有良好的减震性和耐磨性，易于铸造和切削加工的金属材料，故铸铁材料符合要求。由于导轨的材料要耐磨性好、工艺性好、成本低。而HT200用于精度保持要求不高，载荷较小，需刮研加工的导轨。HT300用于较精密的机床导轨。耐磨铸铁用于精密机床。综合上述材料特点，滑座材料应该选灰铸铁HT200。为提高导轨的硬度，对铸铁导轨常采用高频淬火，超高频淬火，中频淬火及电接触自冷淬火，提高表面硬度，表面淬火硬度一般为45~55HRC左右，增加抗硬粒的磨损能力和防止撕伤。 3.2.4 滑动导轨磨损的基本形式 滑动导轨磨损的基本形式是磨粒磨损和咬合磨损。这两种磨损常同时发生，它们既相互联系又互相影响。磨粒磨损往往是咬合磨损的起因，咬合磨损反过来又会加剧磨粒磨损，只是有时其中一种磨损可能其主要作用。 （1）磨粒磨损 磨粒主要是指存在于导轨面之间的微小颗粒，如切削、尘粒和导轨自身磨损后的残余产物等。这些微小颗粒在一定的压强作用下并做相对运动的导软面之间起着切刮或刻划导轨面的作用，使导轨面产生机械划伤或磨损沟痕。磨粒磨损与导轨面的相对运动速度计导轨面比压成正比。这种磨损是不可避免的，只能采取某些措施，努力减少这种磨损。 （2）咬合磨损 咬合磨损又称咬焊。它是指相对运动的两个表面相互咬合，并在表面产生撕裂的现象。金属表面因分子间的相互吸引、渗透，使接触点粘结而发生咬焊，随着接触面的相互运动咬焊点被分开，如此反复多次就产生撕裂性破坏。严重的咬合磨损将使两个导轨面无法相对运动。因此，这种磨损是不允许的。 3.2.5 导轨的润滑和防护 对普通的滑台导轨，具有良好的润滑条件是非常重要的，在设计和使用中都必须注意。良好的润滑可以减少导轨的摩擦，提高机床的效率；减少磨损，延长寿命；降低温度，改善工作条件和防止生锈。 导轨的润滑方式很多，对于一般低速的中小型机床的导轨，可以采用油杯润滑或定时注油润滑。也可以在运动部件上安装手动油泵，工作前可拉动油泵几次进行润滑，还可借助于溜班箱内任一缓慢旋转地轴作动力，利用偏心轮作用。在轴端装一简单的柱塞泵，有偏心轮推动柱塞泵对导轨面及需要润滑的注油点供油。 为了是润滑油在导轨面上均匀分布，保证充分的润滑效果，必须再到柜面上开出油槽。油经运动部件上的油孔进入油槽。油槽与导轨边缘不能开通，以免润滑油流失，但应保证导轨面的全部表面都能得到润滑。 随着机械加工水平的不断发展，数控机床以及大型加工中心对机床导轨的要求日趋精密，要求导轨润滑产品具备更优良的摩擦性能，减少黏着与游动现象，防止磨损及腐蚀，消除工作表面的变色问题。导轨油用户应根据机床导轨的种类特点载荷以及滑动速度等因素，选择合适的导轨油产品及黏度级别。 为了确保导轨的正常润滑，维护和保养也很重要。一般机床的导轨面多是暴露式的，易进入切屑和磨屑，因此应经常注意导轨刮屑板及防护罩的作用是否正常。有些磨床有混入金属切削液的可能，从而引起导轨油性能降低，导致导轨面磨损灼伤以及出现爬行现象等。尘埃杂质对导轨面的摩擦磨损也有不利的影响，因此在使用过程中，还应定期检查滤油器及切削液过滤器。 当导轨面的压强P<0.1Mpa的高中速小型设备，应使用全损耗系统用油LAN20或32；当导轨的压强P=0.2~0.4Mpa的低速导轨，应使用LAN46或68；当导轨面的压强>0.4Mpa时，应使用LAN68或100。而垂直、倾斜导轨用粘度相应提高一个粘度等级。对于精度要求较高、受力大小和方向变化较大的场合，滚动导轨应预紧。合理的将滚动导轨浴巾可以提高其承载能力、运动精度和刚度。导轨磨损的原因是由于导轨结合面在一定压强作用下直接接触并相对运动而造成的。因此，争取不磨损的条件是让结合面在运动是不接触。方法是保证完全的液体润滑，用油膜隔开相对接触的导轨面，如采用静压导轨。争取少磨损，可采用加大导轨接触面和减轻负荷的方法来降低导轨面的压强。采用卸荷导轨是减轻导轨负荷、降低压强的好方法，尤其是采用自动调节气压卸荷导轨，可以是摩擦力基本保持稳定，卸荷力能随外载荷变化而自动调节。争取均匀磨损要是摩擦面上压强分布均匀，尽量减少扭转力矩和颠覆力矩，导轨的形状尺寸要尽可能对集中载荷对称。磨损后间隙变大，设计时要考虑如何补偿、调整间隙。如采用可以自动调节间隙的三角型导轨。采用镶条压板结构，定期调整补偿。导轨的防护主要是与各种硬粒隔绝或降落在导轨上的尘屑较彻底的排除。由于专用立式钻铣床的切屑不易落在导轨上，因此导轨的防护装置可以不用。 3.2.6提高导轨的耐磨性措施 （1）力求无磨损 磨损的原因是配合面在一定的压强作用下直接接触并作相对运动，因此不磨损的条件是配合面在做相对运动时不直接接触，接触时无相对运动。静压导轨与动压导轨可以实现完全的液体润滑状态，润滑油使两导轨面分开而不直接接触，这种导轨的耐磨性最好。 （2）力求少磨损 在有些场合既不便采用静压导轨，也不能采用动压导轨，就只能争取少磨损。减少磨损的措施有： 1）降低导轨面间的压强，减少单位面积上承受的摩擦力，可采用加大导轨接触面和减轻负荷的方法来降低压强；采用采用卸荷导轨是减轻导轨负荷、降低压强的好方法，加宽导轨面或加长动导轨的长度可以加大接触面积，提高导轨接触精度和减少表面粗糙度，也可以增加实际接触面积。 2）降低摩擦系数，例如采用滚动导轨；在滑动导轨中正确选择摩擦副的材料、润滑油或采用循环润滑的方式来改善润滑条件。 3）适当的热处理方式可提高导轨抗磨损的能力。 4）加强防护。 3.3 滚珠丝杠副的设计 机床的传动系统是机床的关键部分，则传动设计是机床设计的核心，主要包括主传动设计和进给传动设计及主轴部件设计. 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。 图3-6  滚珠丝杠传动机构 3.3.1 滚珠丝杠介绍 滚珠丝杠发展历程 早在19世纪末就发明了滚珠丝杠副，但很长一段时间未能实际应用，因制造难度太大。世界上第一个使用滚珠丝杠副的是美国通用汽车公司萨吉诺分厂，它将滚珠丝杠副用于汽车的转向机构上。1940年，美国开始成批生产用于汽车转向机构的滚珠丝杠副，1943年，滚珠丝杠副开始用于飞机上。精密螺纹磨床的出现使滚珠丝杠副在精度和性能上产生了较大的飞跃，随着数控机床和各种自动化设备的发展，促进了滚珠丝杠副的研究和生产。从50年代开始，在工业发达的国家中，滚珠丝杠副生产厂家如雨后春笋般迅速出现，例如：美国的WARNER-BEAVER公司、GM-SAGINAW公司；英国的ROTAX公司；日本的NSK公司、TSUBAKI公司等。我国早在50年代末期开始研制用于程控机床、数控机床的滚珠丝杠副。40多年来，由于滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点，被广泛应用于机械、航天、航空、核工业等领域。现在，滚珠丝杠副已成为机械传动与定位的首选部件。 由于滚珠丝杠副的使用不断普及，使用领域不断扩大，对滚珠丝杠副的要求也越来越多，普通规格的滚珠丝杠副已远远满足不了使用要求，如航天航空领域、小型精密测试装置、电子仪器以及半导体装置等基本上都需要公称直径d0≤12mm，导程Ph=0.5～2.5 mm的微型滚珠丝杠副。日本NSK公司已开发出公称直径d0=4mm，导程Ph=0.5mm的世界最小导程微型滚珠丝杠副。半导体插件装置、小型机器人等需要微型大导程滚珠丝杠副，以满足高速驱动要求。 随着机械产品向高速、高效、自动化方向发展，工业机器人、数控锻压机械、加工中心以及机电一体化自动机械等，其进给驱动速度不断提高，大导程滚珠丝杠副的出现，满足了高速化的要求。日本NSK公司已开发出公称直径×导程为：15mm×40mm、16mm×50mm、20mm×60mm、25mm×80mm超大导程滚珠丝杠副，快速进给速度达180m/min。 3.3.2 滚珠丝杠的结构 滚珠滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构和外循环结构两种。这两种结构也是最常用的结构。这两种结构性能没有本质区别。 图3-7  内循环结构(以圆形反向器和椭圆形反向器为代表) 图3-8    外循环结构(以插管为代表) 内循环结构反向器的形状有多种多样，但是，常用的外形就是圆形和椭圆形。由于圆形滚珠反向通道较短，因此，在流畅性上不如椭圆形结构。现在，最好的反向器结构为椭圆形内通道结构，由于滚珠反向不通过丝杠齿顶，类似外循环结构，因此，消除了丝杠齿顶倒角误差给滚珠反向带来的影响。但由于制造工艺较复杂，影响了这种结构的推广。 只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。  图3-9  内循环式滚珠丝杠 图3-10  外循环式滚珠丝杠 3.3.3 滚珠丝杠原理 1).按照国标GB/T17587.3-1998及应用实例，滚珠丝杠（目前已基本取代梯形丝杆，已俗称丝杆）是用来将旋转运动转化为直线运动；或将直线运动转化为旋转运动的执行元件，并具有传动效率高，定位准确等。 2).当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。 3.3.4 滚珠丝杠的特点 1).与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3。滚珠丝杆的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。 2).高精度的保证。滚珠丝杆是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。 3).微进给可能。滚珠丝杆由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。 4). 无侧隙、刚性高。滚珠丝杆可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。 5.高速进给可能。滚珠丝杆由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。 3.3.5 滚珠丝杠副结构类型 图3-11    螺母类型 3.3.6 滚珠丝杠副性能 随着科学技术的不断发展，人们对滚珠丝杠副的要求也越来越高，为了使机械产品能实现高的定位精度且能平稳运行，这就要求滚珠丝杠副不但有高的精度，而且运转平稳，无阻滞现象。滚珠丝杠副运转是否平稳，主要取决于滚珠丝杠副预紧转矩的变动量，不同转速下滚珠丝杠副的滚珠链运动的流畅性不同，因此，滚珠丝杠副的预紧转矩也不相同。国际标准ISO3408－3－1992以及部颁标准JB3162.2－92规定了在转速为100r/min时，滚珠丝杠副预紧转矩的允差。 由于存在加工误差，如：滚珠丝杠中径尺寸全长不一致，丝杠、螺母的导程误差，丝杠与螺母的滚道齿形误差以及螺纹滚道的粗糙度等，使滚珠丝杠副的动态预紧转矩在丝杠螺纹全长上是不恒定的，这直接影响驱动系统的平稳性，因而也影响滚珠丝杠副的定位精度。因此，滚珠丝杠副预紧转矩变动量的大小是反映滚珠丝杠副性能好坏的重要指标。 随着数控机床的发展，“高速、高效”成为各厂家追求的目标，对于高速驱动与定位部件，国外已有直线电动机问世，开始用于加工中心，快速进给速度达到160m/min以上，加速度达4g以上，向滚珠丝杠副提出严峻的挑战。但由于直线电动机存在价格昂贵、控制系统复杂、需采取措施解决磁铁吸引金属切屑、强磁对人身危害以及发热等缺点，在近一段时间很难得到普及。滚珠丝杠副仍是现在高速驱动的最优先选择，国外大部分高速加工中心仍使用滚珠丝杠副。为了达到高速驱动目的，设计时在提高电动机转速(电动机最高转速可达4000r/min)的同时，使用大导程滚珠丝杠副，导程可达32mm。如日本马扎克公司在FF660机床上使用滚珠丝杠副，机床快速移动速度达90m/min，加速度达1.5g。 3.3.7 滚珠丝杠副在高速驱动时主要存在的问题 滚珠丝杠副在高速驱动时主要存在的问题是：噪声、温升、精度。滚珠丝杠副噪声产生的原因主要有：滚珠在循环回路中的流畅性、滚珠之间的碰撞、滚道的粗糙度、丝杠的弯曲等。滚珠丝杠副的温升主要是由滚珠与丝杠、螺母、反向器之间的摩擦及滚珠之间的摩擦产生的。要解决上述问题首先应从滚珠丝杠副的结构设计开始，对存在的问题采取措施；另一方面，从工艺上解决，通过合理的工艺流程，提高产品的内在质量；选取适当的滚珠丝杠副预紧转矩；减小滚珠丝杠副的预紧转矩的变动量，使滚珠丝杠副适应高速驱动的要求。 滚珠丝杠副仅用于承受轴向载荷。径向载荷、弯矩会使滚珠丝杆副产生附加表面接触应力等负荷，从而造成丝杠的 永久性破坏。因此，滚珠丝杠副安装到机床时，应注意： 1).丝杠的轴线必须和配套的导轨轴线平行，机床的两端轴承座与螺母座必须三点成一线； 2).安装螺母时，应尽量靠近支承轴承； 3).同时，安装支承轴承时，尽量不要把螺母从丝杠上卸下。 3.3.8 滚珠丝杠的选用 滚珠丝杠的选型过程中对滚珠丝杠本身需要注意的主要参数如下： 1).公称直径。即丝杠的外径，公称直径和负载基本成正比，直径越大的负载越大，具体数值可以查阅厂家产品样本。这里有两个概念：动额定负荷与静额定负荷，前者指运动状态下的额定轴向负载，后者是指静止状态下的额定轴向负载。设计时参考前者即可。 2).导程。也称螺距，即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离，常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小导程现货产品一般只有5、10，大导程一般有1616、2020、2525、3232、4040（4位数前两位指直径，后两位指导程），在输入转速一定的情况下，导程越大速度越快。推荐：导程尽量选5和10。 3).长度。长度有两个概念，一个是全长，另一个是螺纹长度。螺纹长度中也有两个部分，一个是螺纹全长，一个是有效行程。前者是指螺纹部分的总长度，后者是指螺母直线移动的理论最大长度。 4).螺母形式。各厂家的产品样本上都会有很多种螺母形式，一般型号中的前几个字母即表示螺母形式。按法兰形式分大约有圆法兰、单切边法兰、双切边法兰和无法兰几种。在安装尺寸和性能允许的情况下，设计者在选用时应尽量选择常规形式，以避免维护时备件的货期问题。 5).精度。滚珠丝杠按GB分类有P类和T类，即传动类和定位类，精度等级有1、2、3、4.....几种，国外产品一般不分传动还是定位，一律以C0~C10或具体数值表示，一般来说，通用机械或普通数控机械选C7（任意300行程内定位误差±0.05）或以下，高精度数控机械选C5（±0.018）以上C3（±0.008）以下，光学或检测机械选C3以上。 表3-5  丝杠全长常规制造范围(单位：毫米) 以上说的都是主要参数，在选用型号时还得用到以下参数：珠卷数，珠径，制造方式代码，预压等级等。遵循的原则是：大直径、双螺母、高精度、驱动力矩较大的情况下预压等级可以选高一点，反之选低一点。 3.3.9 确定丝杠型号 图3-12内循环滚珠丝杠副 滚珠丝杆副的导程 主轴箱的纵向移动为300mm，速度6m/min，速度传动比为i=0.5，伺服电机的转速为2000r/min，主轴箱的进给速度为0-6000mm/min，计算得出导程为： 根据导程查手册参数如下 表3-6 滚珠丝杠选用参数表 丝杆长度 公称直径 公称导程 D B h 滚珠直径 螺母长度 601.6 63 6 85 128 105 18 11 18 11 63 86                         3.3.10 丝杠的校核计算 1）最大轴向载荷 式中  —导轨面的摩擦系数 由于导轨做上下运动，这里 取值为0 m—运动件的总质量 f—导轨面的阻力 2）滚珠丝杠的压曲负荷 式中  —固定—固定安装方式的相关系数； —滚珠丝杠轴的沟槽直径，  mm； —安装间距  mm。 3) 滚珠丝杠轴的允许压缩拉伸负荷 4) 滚珠丝杠最大转速 5）滚珠丝杠临界转速 式中  —安装方法系数； —安装间距 经计算  > 且 > ， > 且 > 。则丝杠选用符合要求。 3.4 伺服电机的选择 有前边计算可知电机的转速选为200r/min选取EDSMT-2T110-060C具体参数如下： 表3-7伺服电机的主要参数 伺服电机型号 额定功率（KW） 额定电压(V) 额定电流(A) 额定转速(rpm) 额定力矩（N.m） EDSMT-2T110-060C 1.2 220 4.5 2000 6             表3-8 110系伺服电机的安装尺寸 额定转矩（N.m） LA LB LC LD LE LF LG LZ LS 6 219 55 5 12 95 110 130 9 19                     图3-13电动机的外形结构 4 主传动系统的设计 4.1主传动系统的设计 主传动系统一般来说包括电机，减速装置，主轴设计等几个主要部位的设计，但是由于我设计的数控龙门钻床是专用机床，主要用来加工多种型号的轴承保持架等小零件，而传统的主传动系统的尺寸和重量都相对来说比较的大，做悬臂设计时力矩的存在不合适，因此我在翻阅相关资料和听取指导老师意见后决定采用电主轴来代替传统的主传动系统，电主轴系统的总体型号要小的多，轻便加工起来很方便，对误差的影响较小。 4.1.1电主轴的概述 高速数控机床（CNC）是装备制造业的技术基础和发展方向之一，是装备制造业的战略性产业。高速数控机床的工作性能，首先取决于高速主轴的性能。数控机床高速电主轴单元影响加工系统的精度、稳定性及应用范围，其动力性能及稳定性对高速加工起着关键的作用。 高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴等。不同类型的高速主轴单元输出功率相差较大。 4.1.2电主轴的结构 主轴电动机和机床主轴合为一体的电主轴，通常采用的是交流高频电动机，故也称为“高频主轴”。图1所示为电主轴的结构简图，其主要特征是将电动机内置于主轴内部直接驱动主轴，实现电动机、主轴一体化的功能。 1.电源接口 2.电机反馈 3.后轴承 4.无外壳主轴电机 5.主轴 6.主轴箱体7.前轴承 图4-1　电主轴机构简图 与传统机床主轴相比，电主轴具有如下特点: 主轴由内装式电动机直接驱动，省去了中间传动环节，具有结构紧凑、机械效率高、噪声低、振动小和精度高等特点; 采用交流变频调速和矢量控制，输出功率大，调整范围宽，功率转矩特性好; 机械结构简单，转动惯量小，可实现很高的速度和加速度及定角度的快速准停; 电主轴更容易实现高速化，其动态精度和动态稳定性更好; 由于没有中间传动环节的外力作用，主轴运行更平稳，使主轴轴承寿命得到延长。 电主轴的主要参数有 :(1)主轴最高转速和恒功率转速范围 ;(2)主轴的额定功率和最大扭矩 ;(3)主轴前轴颈直径和前后轴承的跨距等。其中主轴最高转速、前轴颈直径和额定功率是基本参数。电主轴通常装备在高速加工中心上 ,在设计电主轴时要根据用户的工艺要求 ,采用典型零件统计分析的方法来确定这些参数。机床厂对同一尺寸规格的高速机床 ,一般会分两大类型 ,即“高速型”和“高刚度型”分别进行设计。前者主要用于航空、航天等工业加工轻合金、复合材料和铸铁等零件 ;后者主要用于模具制造、汽车工业中高强度钢或耐热合金等难加工材料和钢件的高效加工。在设计电主轴时 ,还要注意选择有较好扭矩———功率特性和有足够宽调速范围的变频电动机及其控制模块。根据主电动机和主轴轴承相对位置的不同 ,高速电主轴有两种布局方式 :(1)主电动机置于主轴前、后轴承之间。其优点是主轴单元的轴向尺寸较短 ,主轴刚度高 ,出力大 ,较适用于中、大型高速加工中心 ,目前大多数电主轴都采用这种结构形式(2)主电动机置于主轴后轴承之后 , 即主轴箱和主电动机作轴向的同轴布置 (有的用联轴节 )。这种布局方式有利于减小电主轴前端的径向尺图。 4.1.3高速电主轴结构特点 图4-2  内装式电主轴系统简图 高速电主轴要获得好的动态性能和使用寿命，必须对高速电主轴各个部分进行精心设计和制造。高速电主轴基本结构原理简图如图2-１所示（1）轴壳 轴壳是高速电主轴的主要部件。轴壳的尺寸精度和位置精度直接影响主轴的综合精度。通常将轴承座 孔直接设计在轴壳上。电主轴为加装电机定子，必须开放一端。大型或特种电主轴，可将轴壳两端 均设计成开放型。高速、大功率和超高速电主轴，其转子直径往往大于轴承外径，为控制整机装配精度，应将后轴承安装部分设计成无间隙配合。（２）转轴 转轴是高速电主轴的主要回转体。它的制造精度直接影响电主轴的最终精度。成品转轴的形位公差和 尺寸精度要求很高，转轴高速运转时，由偏心质量引起振动，严重影响其动态性能，必须对转轴进行严格动平衡测试。部分安装在转轴上的零件也应随转轴一起进行动平衡测试。（３）轴承 高速电主轴的核心支承部件是高速精密轴承。因电主轴的最高转速取决于轴承的功能、大小、布置和 润滑方法，所以这种轴承必须具有高速性能好、动负荷承载能力高、润滑性能好、发热量小等优点。近年来，相继开发了动静压轴承、陶瓷轴承和磁浮轴承。动静压轴承具有很高的刚度和阻尼，能大幅度提高加工效率、加工质量。延长刀具寿命，降低加工成 本；而且这种寿命为半无限长。美国Ｉｎｇｅｒｓｏｌｌ公司在其生产的主轴单元中极为推崇其拥有专利的动静压轴承。混合陶瓷球轴承目前在高速主轴单元中应用较多，这种轴承滚动体使用热压ｓ。Ｎ。陶瓷球，轴承套 圈仍为钢圈。这种轴承标准化程度高，对机床结构改动小，便于维护，特别适合高速运动场合，它的Ａ值已超过 ２．７Ｘ矿。用其组装的高速电主轴，能兼得高速、高刚度、大功率、长寿命等优点。 磁浮主轴的高速性能好、精度高、容易实现诊断和在线监控。但这种主轴由于电磁测控系统复杂，价格十分昂贵，而且长期居高不下，至今未能得到广泛应用。 （４）定子与转子 高速电主轴的定子由具有高导磁率的优质矽钢片迭压而成。迭压成型的定子内腔带有冲制嵌线槽。转 子是中频电机的旋转部分，它的功能是将定子的电磁场能量转换成机械能。转子由转子铁芯、鼠笼、转轴三部分组成。 4.1.4电主轴工作原理 高速电主轴的绕组相位互差 ，通以三相交流电后，三相绕组各自形成一个正弦交变磁场，磁场转速就是电主轴的同步转速。异步电动机的同步转速ｎ由输入电机定子绕组电流的频率ｆ和电机定子的极对数Ｐ决定（n-60f/P）。电主轴就是利用变换输入电动机定子绕组的电流的频率和激磁电压来获得各种转速。在加速和制动过程中，通过改变频率进行加减速，以免电机温升过高。 由于电机旋转磁场的方向取决于输入定子三相交流电的相序，故改变电主轴输入电流的相序，便可改变电主轴的旋转方向。 4.1.5电主轴所融合的技术 (1)高速轴承技术 电主轴通常采用动静压轴承、滚动轴承或电磁悬浮轴承。 动静压轴承为非直接接触式轴承，具有较高的刚度和阻尼，能大幅度提高加工效率，加工质量、延长刀具寿命、降低加工成本，这种轴承寿命多半无限长。 电磁悬浮轴承高速性能好，精度高，容易实现诊断和在线监控，是一种很有发展前途的电主轴，但是由于电磁测控系统复杂，这种轴承价格十分昂贵，而且长期居高不下，至今没有得到广泛应用。 另外还有一种选用较多的轴承是滚动轴承，它具有刚度高，高速性能好，结构简单紧凑，标准化程度高、品种规格繁多、便于维修更换等优点，因而在电主轴中得到最广泛的应用。 随着技术的发展，目前滚动轴承的使用环境和条件与过去相比更加的苛刻和复杂，普通的钢制轴承已不能适应，这就提高了滚动轴承零件使用高性能陶瓷的可能性。复合陶瓷轴承目前在电主轴单元中应用较多，这种轴承滚动体使用热压Si3N4陶瓷球，其耐热耐腐蚀与耐磨等性能优异，而且重量轻，因此在以往钢制轴承不能适应的严酷环境或者以机床为代表的高速旋转条件下，陶瓷材料制的轴承业已实际使用。 (2)高速电机技术 电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机，关键是高速度下的动平衡。 电主轴的最高转速一般在10000r/min以上，有的高达6r/min，主轴的运转部分微小的不平衡量，都会引起巨大的离心力，造成机床的震动，影响加工精度和表面质量。因此必须对电主轴进行严格的动平衡。主轴及主轴上的零件都要进过十分精密加工、装配和调校，使主轴组件动平衡精度达到0.4级以上的水平。必须严格遵守结构对称性原则，键连接和螺纹连接在电主轴上禁止使用。 (3)润滑 电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑；也可以采用脂润滑，但相应的速度要打折扣。所谓定时，就是每隔一定的时间间隔注一次油，所谓定量，就是通过一个叫定量阀的器件，精确地控制每次润滑油的油量，而油气润滑，指的是润滑油在压缩空气的携带下，被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要，太少，起不到润滑作用，太多，在轴承告诉旋转时会因油的阻力而发热。 (4)另外还有冷却装置，内置脉冲编码器，自动换刀装置，高速刀具的装卡方式，高频变频装置等技术。 4.1.6电主轴的选型 由已知的机床主轴最高转速为2500r/min，主轴扭矩为 根据公式： T =9550 计算得出电主轴电机的功率为： 因此，根据切削力、切削功率、及转矩选取电主轴主轴电机，根据各种性能的比较最终决定选取5.5kwDZM系列电主轴电机（北京超频同步科技有限公司生产）。其具体规格、尺寸、性能如下所示： 表4-1电主轴电机参数表 型号 额定功率(KW) 额定转速（rpm） 额定电流（A） 额定电压(V) 额定转( ) 铁芯长度(mm) 带水套定子产品型号 CTB-45P7DZM46 5.5 3000 14.2 330 19.34 240 CTB-45P5DZM46S                 表4-2电主轴电机的安装尺寸 系列 定子外形安装尺寸 装配气隙 转子外形安装尺寸 D D1 D2 A1 L/L1 B1 d d1 d2 d3 d4 a DZM46 120 115 76 45 见标准 40 0.30 46 51 70 71 70.4 12                                   图4-3 定子外形安装示意图 图4-4  转自外形安装示意图 图4-5 带水套定子外形安装示意图 4.1.7主轴刚度和刚度损失的计算： 轴的强度校核 主动轴理论上只受到很大的剪切应力，但是仔细分析会发现，其上的径向力，轴向力都几乎抵消完了。 故：此轴只按扭转强度条件进行校核 由《机械设计第七版》式（15－1） 式中： ——扭转切应力，单位为 ； T——轴所受的扭矩，单位为 ； ——轴的抗扭截面系数，单位为 ； [ ]  ——许用扭转切应力，单位为 ； （1）确定式中各参数的具体数值 T =9550 = 17.5n.m 查《机械设计第七版》表15－3， ； 抗扭截面系数的计算公式： = =19102.19 式中：d——轴直径，此处d＝46mm； 所以有： ≤25~45 故，此轴强度符合 5 总结 毕业设计是对我们大学四年学习成果的一次大阅兵，是对我们将来的学习、工作最为有力的一次锻炼和检测。它是我们所学的理论知识与设计实践的有机结合，使我们感到将理论与实践相结合的契机，并且深深的感到所学的知识用来自我设计的真正的体验。尽管在设计中遇到许多难题与不曾接触过的东西，但在我们刻苦勤奋的努力下都一一克服，学到了学多不可多的的经验与教训，尽管我们知道我们设计的东西可能还有许多欠缺，但是我们确实在此次设计中懂得了一个思维的意识，一个从设计的角度去思维，去考虑问题的意识。 在毕业设计的过程中，在刘建慧老师指导下，查阅了诸多相关资料。在自己努力下确定了设计的方案，在老师的指导下，认为该设计原理正确，结构合理，能够满足要求。接着我进行了主要部件的设计、计算以及校核，各项准备工作就绪后，绘图。在这一毕业设计过程中，使我对问题的提出、分析和解决能力有了进一步的提高，为将来的学习工作打下坚实的基础。 在此次设计中，用到了大学四年所学的知识，当然，也遇到了很多以前没有接触到的问题，在指导教师的指导下，问题得到了很好的解决，因此也极大地鼓舞了我克服困难的勇气，使我有了新的对待问题的态度和分析问题的方式。所有的设计都不是凭空产生的，都是从实际问题出发，加以借鉴已有的经验，结合生产实践，并在此基础上加以创新，实现满足生产实践的需要，从而提高生产效率。通过毕业设计，使我端正了对设计的态度，懂得了一个实际的思维意识。 在三个月的毕业设计过程中对未来学习、工作有了新的认识。此次毕业设计顺利的完成，使我对自己未来的事业充满了信心，并懂得将科学知识与设计实践相结合的契机，为提高劳动生产率而进行不懈的努力。 致谢 当我写完这历时三个月的 毕业论文 毕业论文答辩ppt模板下载毕业论文ppt模板下载毕业论文ppt下载关于药学专业毕业论文临床本科毕业论文下载 的最后一个字符时，涌上心头的不仅仅是喜悦，还有发自内心的感谢。本次设计凝聚了自己的汗水，但不是我个人智慧的产品，我想向曾经给我帮助和支持的老师和同学表示衷心的感谢。 四年来的寒窗苦读，是我人生中最重要的一个阶段，其间的痛苦，悲伤，欢笑，一切的一切在我脑海中还是那么清晰、难忘……但我还是要感谢，感谢陪我走过、陪我经历这一切的父母、朋友、老师和同学。感谢你们对我的帮助；感谢你们给我的教导，感谢你们给我的信任和支持。当然，还要感谢我的母校——河南理工大学。 两个多月中，从资料搜集到方案确定、从修改设计细节到最终定稿，凝聚着刘老师的关心和指导。刘建慧老师严谨的治学态度，孜孜不倦的钻研和敬业精神，以及开阔的心胸、平易近人的修养令我受益匪浅，也对人生历程拜读产生深远了的影响。 经刘老师不辞辛劳的指导和督促，得以能按质按量完成毕业设计，并在此过程中锻炼了综合运用所学知识与技能、独立分析、处理和解决工程实际问题的能力。谨此，感谢刘老师的指导，并感谢评委老师在百忙中批阅设计。 参考文献 [1] 吴宗泽主编，机械设计师手册，机械工业出版社，2002。 [2] 冯辛安主编，《机械制造装备设计》，机械工业出版社，2005. [3] 朱龙银主编，《简明机械设计零件手册》，机械工业出版社，2000.9 [4] 张普礼主编，《机械加工设备》，机械工业出版社，1999.7 [5] 何 龙编著，《数控设备调试与维护》，成都：西南交通大学，2006. [6] 侯红玲、邱志惠、赵未强，《高速切削机床衡量的静态与动态分析》，机械设计与制造，2006，（5）：38-39. [7] 刘瑞已著，《现代数控机床》，西安：西安电子科技大学出版社，2006.11 [8] 濮良贵、纪名刚，《机械设计》，北京：高等教育出版社，2001. [9] 朱辉，曹桄，《画法几何与工程制图》，上海：上海科学技术出版社，2003. [10] 冯辛安，《机械制造装备设计》，北京：机械工业出版社，2005. [11] 金振华编，《组合机床及其调整与使用》，北京：机械工业出版社，1990.4 [12] 机械设计手册编委会，《机械设计手册》，机械工业出版社，2009.10 [13] 刘鸿文 材料力学. 高等教育出版社，2004 [14] 蔡厚道 吴 伟  数控机床构造. 北京理工大学出版社，2007 [15] 冯辛安  机械制造装备设计. 机械工业出版社，1999