數(shù)控立車進(jìn)給系統(tǒng)及其平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】

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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 原 文 題 目： Microthreading in Whirling 原 文 來(lái) 源： ASME美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)期刊 學(xué) 生 姓 名： 馬鑫 學(xué) 號(hào)： 231120522 所在院(系)部： 工業(yè)中心 專 業(yè) 名 稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 微螺紋的旋風(fēng)式加工 旋風(fēng)式切削用于細(xì)軸微螺紋的加工，為此，開發(fā)了微型旋風(fēng)式切削設(shè)備。為了抑制工件的振動(dòng)，細(xì)絲軸被插在在金屬桿上的聚氨酯管中。通過向線軸中心施加脈沖載荷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了頻率分析。由于開封的夾持系統(tǒng)減小夾持力的振動(dòng)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)得到改進(jìn)。應(yīng)用開發(fā)的機(jī)床，在0.3mm直徑的不銹鋼絲軸上加工出表面質(zhì)量較好的三十微米寬的微槽。 簡(jiǎn)介 微螺釘用于機(jī)械接頭和運(yùn)動(dòng)控制在微器件。不銹鋼和鈦合金難切材料，用于醫(yī)療和牙科設(shè)備。 由于其生物相容性。雖然，到現(xiàn)在為止，大多數(shù)微元件已通過化學(xué)腐蝕和能源束過程，一些生產(chǎn)成本和生產(chǎn)利率問題依然存在。更有效和靈活的流程是對(duì)于微細(xì)的大規(guī)模生產(chǎn)要求。微機(jī)械處理，一個(gè)替代的過程，有顯著的進(jìn)展隨著微型工具和運(yùn)動(dòng)控制。微尺度切割、成型和注塑成型的研究最近被應(yīng)用于微細(xì)[1,2]制造。螺紋旋轉(zhuǎn)，這是一個(gè)用工具的材料去除過程和工件旋轉(zhuǎn)，已應(yīng)用于螺桿制造在許多機(jī)械行業(yè)，因?yàn)樗怯墒怯糜膊牧现瞥傻?，是用旋轉(zhuǎn)機(jī)械加工的。刀具磨損和切屑控制方面有許多優(yōu)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)已被廣泛應(yīng)用于軸承和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。莫漢和孫姆緹提出數(shù)學(xué)控制切削過程的模型和確定的工具在旋轉(zhuǎn)[ 4 ]的配置文件。提出了一個(gè)完整無(wú)缺的模型芯片形狀來(lái)估計(jì)最大芯片的切削力厚度和刀具工作接觸長(zhǎng)度。他們分開了切削形成的材料去除前切邊和邊切割邊，并估計(jì)切割力由有限元（有限元）分析[ 5 ]。歌與作一種基于等效切削體積的新模型在鐵的商業(yè)工具的切屑形成，[ 6 ]等。測(cè)量切削力分量與非接觸旋轉(zhuǎn)工具測(cè)功機(jī)與測(cè)量使用有限元分析工具，變形和模擬力亞當(dāng)斯[ 7 ]。郭等。還分析了刀具的加工角在旋轉(zhuǎn)[ 8 ]。雖然旋轉(zhuǎn)是有效的線程，在大直徑軸上的螺絲是一般的加工。這項(xiàng)研究適用于旋轉(zhuǎn)的細(xì)線切割細(xì)線微機(jī)械裝置。本文首先提出了一個(gè)概述旋轉(zhuǎn)過程及其加工優(yōu)勢(shì)?；谛L(fēng)機(jī)構(gòu)，微旋轉(zhuǎn)機(jī)床一直開發(fā)的細(xì)線上加工微螺釘。因?yàn)楸〗z的剛度和阻尼較低，夾緊設(shè)備也被開發(fā)，以支持電線。振動(dòng)試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行了驗(yàn)證改進(jìn)的動(dòng)態(tài)工件與夾持裝置的響應(yīng)。微螺釘已在0.3mm直徑鈦加工合金和不銹鋼絲，表面精細(xì)，使用發(fā)達(dá)機(jī)床。一種機(jī)械模型描述獲得。 刀具 圖：1螺紋旋轉(zhuǎn) 空心電動(dòng)機(jī) Y軸 空心電動(dòng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)軸 工件 圖2：microwhirling機(jī)床 在切削參數(shù)切削厚度。這個(gè)切削厚度進(jìn)行驗(yàn)證其效果的螺紋薄絲旋風(fēng)。 旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)是應(yīng)用于機(jī)械螺絲的組合工具和工件的旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。切割工具固定在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的半徑，以及環(huán)的旋轉(zhuǎn)在角速度XT。隨著工件半徑RW在與在旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度XW偏心電子控制著切割的深度。在旋轉(zhuǎn)的在低轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)工件被切割切割邊旋轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速。螺絲的鉛由旋轉(zhuǎn)環(huán)的傾斜和進(jìn)給速度控制關(guān)于工件軸。在車削一個(gè)小直徑的工件時(shí)，切削速度受到限制要低的最大限度的主軸轉(zhuǎn)速，作為結(jié)果，表面光潔度變差。在旋轉(zhuǎn)，切割速度是由旋轉(zhuǎn)半徑和旋轉(zhuǎn)控制在旋轉(zhuǎn)環(huán)的切削工具率XT。因此，表面可以在一個(gè)細(xì)的電線上完成，即使是高的切削速度雖然最大主軸速度是有限的。因?yàn)楣ぞ吆凸ぜD(zhuǎn)偏心中心，切削和非切削的交替旋轉(zhuǎn)。因此，由于冷卻過程中的溫度上升空，工具邊緣不那么高。材料的去除量也被控制要小，如切削厚度后來(lái)描述計(jì)算模型。切削力，因此，變得很小，在中斷切割。因?yàn)榈毒吣p取決于應(yīng)力和溫度[ 9 ]，刀具磨損被抑制。因此，很難把材料是用長(zhǎng)工具加工的，生活在旋轉(zhuǎn)的。因?yàn)樵谛D(zhuǎn)，芯片上執(zhí)行中斷的切割形成是間歇的，形成的芯片是短。 刀具 圖3：安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的工具 因此，一個(gè)精細(xì)的表面沒有刮傷的芯片完成工件上。 微旋轉(zhuǎn)機(jī)床 機(jī)床結(jié)構(gòu)。圖2顯示了microwhirling用于線徑較低的薄絲機(jī)1mm。工件裝夾在夾頭兩空心電機(jī)。一個(gè)電機(jī)安裝在兩個(gè)線性階段（x0和y0軸）對(duì)工件的直線度進(jìn)行調(diào)整，對(duì)工件夾緊 到旋轉(zhuǎn)環(huán)的進(jìn)給。電機(jī)旋轉(zhuǎn)的工具旋轉(zhuǎn)環(huán)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)（軸）控制的傾向旋轉(zhuǎn)環(huán)；三線性階段（X，Y，和Z軸）控制切削位置和旋轉(zhuǎn)環(huán)的進(jìn)給。旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)和工件同時(shí)控制，與電機(jī)的最大主軸轉(zhuǎn)速4000轉(zhuǎn)。切割工具被夾緊在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，如圖所示圖3。因?yàn)楣ぞ哌吘墝?duì)齊對(duì) 加工精度，刀具的懸進(jìn)行一設(shè)備如圖4所示。工件夾在相對(duì)的夾頭，如圖5所示（一）。工件振動(dòng)發(fā)生薄絲的剛度很低，切割被中斷了旋轉(zhuǎn)過程。為了支持工件，緊密貼合聚氨酯管被滑到它，一個(gè)到每邊的切割區(qū)域。這些都是在一個(gè)支持的金屬槽鉗位酒吧，并通過旋轉(zhuǎn)的環(huán)，如圖5（b）。這為工件提供了很高的剛度和阻尼。 夾緊工件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了測(cè)試，以驗(yàn)證該支持系統(tǒng)的有效性，如圖6所示。薄絲的位移不被測(cè)量，因?yàn)闇y(cè)量面積是小的和圓形。因此，振幅和頻率夾頭的夾緊力的振動(dòng)進(jìn)行比較三當(dāng)產(chǎn)生沖擊力時(shí)，不同的夾緊條件在電線的中心。一個(gè)0.49n自重掛從線的線。脈沖產(chǎn)生的切割燃燒火焰的線。由此產(chǎn)生的振動(dòng)在夾緊用壓電測(cè)功儀測(cè)量。圖7比較了（軸向）和垂直（垂直）組件夾緊力振動(dòng)，如圖6所示。圖7（一） 圖4：邊對(duì)齊調(diào)整 配套設(shè)備 空心電動(dòng)機(jī) 工件 彈簧夾頭 彈簧夾頭 空心電動(dòng)機(jī) 聚氨酯管 刀具 配套設(shè)備 圖5：工件夾緊系統(tǒng)：（一）工作區(qū)域和（二）工件支承裝置 彈簧夾頭 壓電測(cè)力計(jì) 工件 支撐桿 砝碼 工件 支撐桿 圖6：脈沖響應(yīng)測(cè)試 零件 圖7：夾緊力振動(dòng)：（一）不配套的電線，（二）鋼絲固定在配套設(shè)備，（三）鋼絲固支與聚氨酯管配套設(shè)備 圖8：頻率分析：（一）無(wú)支撐線的電線，（二）線夾持在支護(hù)裝置，和（三）鋼絲固定在支撐裝置上，用聚氨酯管 沒有支撐裝置的自然振動(dòng)。大振幅在γ和x分量的測(cè)量和振動(dòng)繼續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間。圖7（乙）顯示振動(dòng)沒有聚氨酯管支撐的金屬桿限制了工件。的幅度被限制接觸的槽在支撐桿上。該振動(dòng)持續(xù)1秒左右，可能在圖7（三），支持與聚氨酯管是有效的控制細(xì)導(dǎo)線的振動(dòng)。小幅度測(cè)量的振動(dòng)和高阻尼。圖8比較的頻率分量的振動(dòng)。一個(gè)大組件在730赫茲出現(xiàn)在自然振動(dòng)的薄電線，如圖8所示（一）。支撐桿降低了這一條轉(zhuǎn)移到更高的頻率為982赫茲，如圖8（乙）。圖8（碳）顯示，支持與聚氨酯管安裝在支撐桿消除任何突出組分。根據(jù)模型試驗(yàn)，所開發(fā)的支持系統(tǒng)工作很好。 切削厚度分析 工件 刀具 切除區(qū)域 刀具 工件 刀具軌跡 切削試驗(yàn)，在旋轉(zhuǎn)過程中切削厚度這里考慮。宋與左提出了一個(gè)模型來(lái)獲得切削厚度一般在旋轉(zhuǎn)的過程[ 6 ]。在線在這項(xiàng)研究中，在這項(xiàng)研究中的切割，一個(gè)模型是沒有傾斜角旋轉(zhuǎn)的描述戒指在這里。在模型中，只有軌跡的切割點(diǎn)在切削刃的中心進(jìn)行了討論。忽略工具幾何。工具邊緣運(yùn)動(dòng)。工件以角速度旋轉(zhuǎn)XW在實(shí)際切削，如圖9所示（一）。在模 圖9：旋風(fēng)加工：（一）實(shí)際切削過程中旋轉(zhuǎn)和（二）分析模型的旋轉(zhuǎn) 型中，同時(shí)，工件不旋轉(zhuǎn)。相反，中心在半徑為半徑的工件上繞工件旋轉(zhuǎn)的工具角速度XW在相反方向旋轉(zhuǎn)的工具方向，如圖9所示（乙）?！皔”是參考坐標(biāo)工件的系統(tǒng)，在那里的起源，哎喲，y是工件中心。x0 y0 z0是––工具坐標(biāo)系繞流和沿工件軸線，Z.然后，該工具在坐標(biāo)系的角速度下旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)–y0 z0–x0。坐標(biāo)（x0，y0，和Z0）一點(diǎn)P在邊緣的變化隨著切削時(shí)間t 在你的角度位置的切削刃。例如，當(dāng)四個(gè)邊被安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上時(shí)，角是0，P 2，P，和3P / 2，分別。旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針方向圖9。因?yàn)槠鹪吹膞0 y0 z0––繞流在工件的中心半徑在逆時(shí)針角速度XW和移動(dòng)沿Z軸的進(jìn)給速度F，P點(diǎn)的邊上是 當(dāng)磷的旋轉(zhuǎn)半徑在X Y Z––小于工件半徑RW 因此，切削面積是通過公式確定。（2）及（3）。 切削厚度 圖10顯示的切割區(qū)域劃分為區(qū)域的一個(gè)，乙和B–C區(qū)–B，切削厚度由切割了位置P和工件表面的點(diǎn)Q1。在地區(qū)B–C，切削厚度由P和A點(diǎn)Q2前角的軌跡的前角的c是差異之間的角位置的美國(guó)為例 工件 刀具 圖10：切削區(qū) 被安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，角為2。因?yàn)镼1或Q2位于OTP的延長(zhǎng)線，切割厚度由1或2給出。Q1或Q2的 其中n是參數(shù)決定Q1或Q2。當(dāng)材料去掉，n是大區(qū)的–B比RT，N在Q1的確定 由下面的工件表面方程和方程（4）： 其中H是在工件坐標(biāo)系中的Q1的角X Y Z––在區(qū)域中，在前角的前角的邊緣一個(gè)T C = xttdt時(shí)間 在DT是這樣確定的，Q2是OTP的延伸線。n在Q2確定滿足方程。（4）及（6）。因?yàn)檫M(jìn)料沿Z軸是一個(gè)非常小的，它忽視了n在X-Y平面。切削厚度由下式給出與確定的氮： 圖11顯示了在X–Y在切削厚度的變化飛機(jī)在螺絲在0.3mm直徑鋼絲加工。 時(shí)間 未經(jīng)切割切削厚度 圖：11 切削厚度 以前的邊緣軌跡 邊座 去除區(qū) 工件表面 以前扦插去除區(qū) 邊緣軌跡 以前的邊緣軌跡 工件表面 圖12：工件表面的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡：（一）在四分之一的工件和（二）放大 圖13：機(jī)械加工實(shí)例：（一）例1，（二）例2，和（三）例3 工件轉(zhuǎn)速為0.5轉(zhuǎn)四刀具，安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，在旋轉(zhuǎn)半徑3000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)14毫米。進(jìn)給速度為0.2毫米/分鐘的切削深度是30流明與偏心6.88毫米。圖12（一）顯示一個(gè)季度工件。在這個(gè)規(guī)模，切割面積小。圖12（乙）顯示放大的數(shù)字。切削刃滲透到工件在；通過B在最大切削厚度；從工件到乙，被拆除的區(qū)域工件表面與刀具軌跡之間的關(guān)系。這個(gè)切削厚度的增加在高變化率在時(shí)間（圖11）從 0.04128毫秒 0.04125毫秒。然后，從B到了，刪除的區(qū)域是工具和以前的兩個(gè)位點(diǎn)之間的關(guān)系工具。切削厚度逐漸減小后 0.04125毫秒，如圖11所示。這里的分析是為了削減除了第一個(gè)削減。切削厚度是30流明在第一次接觸到工件的邊緣，因?yàn)榍邢骱穸戎蝗Q于地區(qū)之間工件表面和刀具軌跡。后二的邊緣接觸，最大切削厚度不超過0.02376流明。這比那小得多30流明的螺紋深度。據(jù)研究在微切削[ 10 ]，切屑形成切削厚度時(shí)比“最小切屑厚度”，因?yàn)榉治銮邢骱穸龋?.02376流明，比最小的芯片體積更小厚度，預(yù)計(jì)將發(fā)生材料去除一些切邊。分析支持切割的選擇切削力與切削力有關(guān)的參數(shù)厚度。 表1切削參數(shù) TiAin涂層 硬質(zhì)合金刀具 不銹鋼 不銹鋼 潤(rùn)滑 部分深度 進(jìn)給速度 刀具主軸轉(zhuǎn)速 刀具旋轉(zhuǎn)直徑 刀具數(shù) 刀具前角 刀具的楔角 刀具 工件去除 工件直徑 工件 掃描線 工件 掃描長(zhǎng)度 圖14：表面輪廓：（一）三維圖像 切削試驗(yàn) 圖13顯示了在鈦無(wú)旋轉(zhuǎn)的例子合金（ti-6al-4 V）和不銹鋼絲的直徑，是0.3毫米。用單點(diǎn)工具加工的螺紋以60°為TiAlN涂層刀具材料楔角碳化物。表1顯示了使用的切削參數(shù)。圖13（a），1例顯示在表面的鋸齒在一個(gè)螺絲削減四個(gè)邊。雖然對(duì)齊的四個(gè)邊緣被控制在徑向方向，如圖4所示，軸向方向上有對(duì)準(zhǔn)誤差。這導(dǎo)致鋸齒。圖13（乙），例如2顯示一個(gè)不銹鋼螺絲切割鋼絲由一邊。圖14（一）顯示了表面輪廓沿著圖14（圖2）所指定的線路。表面輪廓是用激光共聚焦顯微鏡測(cè)量。毛刺的形成在一個(gè)高度為10的LM在槽的左側(cè)觀察，槽的深度是按規(guī)定的。它演示了有效性工件支承系統(tǒng)的高剛度。這個(gè)提出了旋轉(zhuǎn)還使一個(gè)高鉛螺桿加工在一個(gè)進(jìn)給速度為2毫米/轉(zhuǎn)（1毫米/分鐘），如圖3圖13（丙）。因?yàn)榍邢魉俣热Q于旋轉(zhuǎn)的直徑在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的工具，在高切削加工表面完成速度。這些例子中的切削速度，132米/分鐘在刀具旋轉(zhuǎn)直徑14mm和主軸轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)。在車削時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為140056轉(zhuǎn)需要為0.3mm直徑相同的切削速度工件。在旋轉(zhuǎn)的槽形狀是一致的芯片粘連。這些例子證明，旋轉(zhuǎn)是在微線程的支持裝置有效工件的。 結(jié)論 旋轉(zhuǎn)已應(yīng)用于薄的微螺釘加工電線。在旋轉(zhuǎn)的切割，工件和工具旋轉(zhuǎn)他們中心的偏心。因?yàn)椴牧媳灰瞥谝粋€(gè)小批量的高速切削速度，旋轉(zhuǎn)的優(yōu)勢(shì)在表面光潔度，刀具磨損，和芯片控制相比車削。一個(gè)microwhirling機(jī)床已開發(fā)加工上的溝槽直徑小的細(xì)導(dǎo)線超過1毫米。為了提高剛度和阻尼工件的線，它夾在夾頭，也在金屬桿上，將其插入一個(gè)緊密裝配的聚氨酯管。已經(jīng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試驗(yàn)證支撐系統(tǒng)的效果。振幅和夾頭的夾緊力的振動(dòng)頻率測(cè)量時(shí)，脈沖力被加載在中心的電線。他們展示了支持系統(tǒng)的有效性抑制振動(dòng)。一個(gè)機(jī)械模型應(yīng)用于考慮小毛邊切屑厚度。微槽群已加工0.3mm直徑鈦合金和不銹鋼絲。因?yàn)橐粋€(gè)高切削速度可以保持刀具的旋轉(zhuǎn)半徑，無(wú)粘連的芯片表面光潔度提高。在提出的加工實(shí)例，切削厚度遠(yuǎn)小于槽深。因?yàn)闆]有切屑厚度與切削力、規(guī)定溝槽的深度是產(chǎn)生一個(gè)小的切削力，與工件保持系統(tǒng)的高剛度。 工具書類 [1] Cheng, K., and Huo, D., 2013, Micro-Cutting: Fundamentals and Applications, Wiley, Hoboken, NJ. [2] Vollertsen, F., Hu, Z., Niehoff, H. S., and Theiler, C., 2004, “State of the Art in Micro Forming and Investigations Into Micro Deep Drawing,” J. Mater. Process. Technol., 151(1–3), pp. 70–79. [3] Yokoyama, K., Ichikawa, T., Murakami, H., Miyamoto, Y., and Asaoka, K., 2002, “Fracture Mechanisms of Retrieved Titanium Screw Thread in Dental Implant,” Biomaterials, 23(12), pp. 2459–2465. [4] Mohan, L. V., and Shunmugam, M. S., 2007, “Simulation of Whirling Process and Tool Profiling for Machining of Worms,” J. Mater. Process. Technol., 185(1–3), pp. 191–197. [5] Lee, Y. M., Choi, W. S., Son, J. H., Oh, K. J., Kim, S. I., Park, G. W., and Jung, H. C., 2008, “Analysis of Worm Cutting Characteristics in Whirling Process,” Mater. Sci. Forum, 575–578, pp. 1402–1406. [6] Song, S. Q., and Zuo, D. W., 2014, “Modeling and Simulation of Whirling Process Based on Equivalent Cutting Volume,” Simul. Modell. Pract. Theory, 42, pp. 98–106. [7] Son, J. H., Han, C. W., Kim, S. I., Jung, H. C., and Lee, Y. M., 2010, “Cutting Force Analysis in Whirling Process,” Int. J. Mod. Phys. B, 24(15–16), pp. 2786–2791. [8] Guo, Q., Wang, Y. L., Feng, H. T., and Li, Y., 2012, “Establishment of Cutting Tools’ Processing Angle Model in Whirling Milling,” Adv. Mater. Res., 433–440, pp. 635–641. [9] Usui, E., Shirakashi, T., and Kitagawa, T., 1984, “Analytical Prediction of Tool Wear,” Wear, 100(1–3), pp. 129–151. [10] Chae, J., Park, S. S., and Freiheit, T., 2006, “Investigation of Micro-Cutting Operations,” Int. J. Mach. Tools Manuf., 46(3–4), pp. 313–332. 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯原 文 題 目： Microthreading in Whirling原 文 來(lái) 源： ASME 美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)期刊學(xué) 生 姓 名： 馬鑫 學(xué) 號(hào)： 231120522所在院(系)部： 工業(yè)中心 專 業(yè) 名 稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 微螺紋的旋風(fēng)式加工旋風(fēng)式切削用于細(xì)軸微螺紋的加工，為此，開發(fā)了微型旋風(fēng)式切削設(shè)備。為了抑制工件的振動(dòng)，細(xì)絲軸被插在在金屬桿上的聚氨酯管中。通過向線軸中心施加脈沖載荷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了頻率分析。由于開封的夾持系統(tǒng)減小夾持力的振動(dòng)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)得到改進(jìn)。應(yīng)用開發(fā)的機(jī)床，在0.3mm直徑的不銹鋼絲軸上加工出表面質(zhì)量較好的三十微米寬的微槽。簡(jiǎn)介微螺釘用于機(jī)械接頭和運(yùn)動(dòng)控制在微器件。不銹鋼和鈦合金難切材料，用于醫(yī)療和牙科設(shè)備。由于其生物相容性。雖然，到現(xiàn)在為止，大多數(shù)微元件已通過化學(xué)腐蝕和能源束過程，一些生產(chǎn)成本和生產(chǎn)利率問題依然存在。更有效和靈活的流程是對(duì)于微細(xì)的大規(guī)模生產(chǎn)要求。微機(jī)械處理，一個(gè)替代的過程，有顯著的進(jìn)展隨著微型工具和運(yùn)動(dòng)控制。微尺度切割、成型和注塑成型的研究最近被應(yīng)用于微細(xì)[1,2]制造。螺紋旋轉(zhuǎn)，這是一個(gè)用工具的材料去除過程 和工件旋轉(zhuǎn)，已應(yīng)用于螺桿制造在許多機(jī)械行業(yè)，因?yàn)樗怯墒怯糜膊牧现瞥傻?，是用旋轉(zhuǎn)機(jī)械加工的。刀具磨損和切屑控制方面有許多優(yōu)點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)已被廣泛應(yīng)用于軸承和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。莫漢和孫姆緹提出數(shù)學(xué)控制切削過程的模型和確定的工具在旋轉(zhuǎn)[ 4]的配置文件。提出了一個(gè)完整無(wú)缺的模型芯片形狀來(lái)估計(jì)最大芯片的切削力厚度和刀具工作接觸長(zhǎng)度。他們分開了切削形成的材料去除前切邊和邊切割邊，并估計(jì)切割力由有限元（有限元）分析[ 5]。歌與作一種基于等效切削體積的新模型在鐵的商業(yè)工具的切屑形成，[ 6 ]等。測(cè)量切削力分量與非接觸旋轉(zhuǎn)工具測(cè)功機(jī)與測(cè)量使用有限元分析工具，變形和模擬力亞當(dāng)斯[ 7 ]。郭等。還分析了刀具的加工角在旋轉(zhuǎn)[ 8]。雖然旋轉(zhuǎn)是有效的線程，在大直徑軸上的螺絲是一般的加工。這項(xiàng)研究適用于旋轉(zhuǎn)的細(xì)線切割細(xì)線微機(jī)械裝置。本文首先提出了一個(gè)概述旋轉(zhuǎn)過程及其加工優(yōu)勢(shì)?；谛L(fēng)機(jī)構(gòu)，微旋轉(zhuǎn)機(jī)床一直開發(fā)的細(xì)線上加工微螺釘。因?yàn)楸〗z的剛度和阻尼較低，夾緊設(shè)備也被開發(fā)，以支持電線。振動(dòng)試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行了驗(yàn)證改進(jìn)的動(dòng)態(tài)工件與夾持裝置的響應(yīng)。微螺釘已在0.3mm直徑鈦加工合金和不銹鋼絲，表面精細(xì)，使用發(fā)達(dá)機(jī)床。一種機(jī)械模型描述獲得。 圖：1螺紋旋轉(zhuǎn)刀具 圖2：microwhirling機(jī)床在切削參數(shù)切削厚度。這個(gè)切削厚度進(jìn)行驗(yàn)證其效果的螺紋薄絲旋風(fēng)。旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)是應(yīng)用于機(jī)械螺絲的組合工具和工件的旋轉(zhuǎn)，如圖1所示。切割工具固定在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的半徑，以及環(huán)的旋轉(zhuǎn)在角速度XT。隨著工件半徑RW在與在旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)角速度XW偏心電子控制著切割的深度。在旋轉(zhuǎn)的在低轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)工件被切割切割邊旋轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速。螺絲的鉛由旋轉(zhuǎn)環(huán)的傾斜和進(jìn)給速度控制關(guān)于工件軸。在車削一個(gè)小直徑的工件時(shí)，切削速度受到限制要低的最大限度的主軸轉(zhuǎn)速，作為結(jié)果，表面光潔度變差。在旋轉(zhuǎn)，切割速度是由旋轉(zhuǎn)半徑和旋轉(zhuǎn)控制在旋轉(zhuǎn)環(huán)的切削工具率XT。因此，表面可以在一個(gè)細(xì)的電線上完成，即使是高的切削速度雖然最大主軸速度是有限的。因?yàn)楣ぞ吆凸ぜD(zhuǎn)偏心中心，切削和非切削的交替旋轉(zhuǎn)。因此，由于冷卻過程中的溫度上升空，工具邊緣不那么高。材料的去除量也被控制要小，如切削厚度后來(lái)描述計(jì)算模型。切削力，因此，變得很小，在中斷切割。因?yàn)榈毒吣?損取決于應(yīng)力和溫度[ 9 ]，刀具磨損被抑制。因此，很難把材料是用長(zhǎng)工具加工的，生活在旋轉(zhuǎn)的。因?yàn)樵谛D(zhuǎn)，芯片上執(zhí)行中斷的切割形成是間歇的，形成的芯片是短。圖3：安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的工具因此，一個(gè)精細(xì)的表面沒有刮傷的芯片完成工件上。 微旋轉(zhuǎn)機(jī)床機(jī)床結(jié)構(gòu)。圖2顯示了microwhirling用于線徑較低的薄絲機(jī)1mm。工件裝夾在夾頭兩空心電機(jī)。一個(gè)電機(jī)安裝在兩個(gè)線性階段（x0和y0軸）對(duì)工件的直線度進(jìn)行調(diào)整，對(duì)工件夾緊 旋轉(zhuǎn)軸工件空心電動(dòng)機(jī) Y軸空心電動(dòng)機(jī) 刀具 到旋轉(zhuǎn)環(huán)的進(jìn)給。電機(jī)旋轉(zhuǎn)的工具旋轉(zhuǎn)環(huán)。旋轉(zhuǎn)電機(jī)（軸）控制的傾向旋轉(zhuǎn)環(huán)；三線性階段（X，Y，和Z軸）控制切削位置和旋轉(zhuǎn)環(huán)的進(jìn)給。旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)和工件同時(shí)控制，與電機(jī)的最大主軸轉(zhuǎn)速4000轉(zhuǎn)。切割工具被夾緊在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，如圖所示圖3。因?yàn)楣ぞ哌吘墝?duì)齊對(duì)加工精度，刀具的懸進(jìn)行一設(shè)備如圖4所示。工件夾在相對(duì)的夾頭，如圖5所示（一）。工件振動(dòng)發(fā)生薄絲的剛度很低，切割被中斷了旋轉(zhuǎn)過程。為了支持工件，緊密貼合聚氨酯管被滑到它，一個(gè)到每邊的切割區(qū)域。這些都是在一個(gè)支持的金屬槽鉗位酒吧，并通過旋轉(zhuǎn)的環(huán)，如圖5（b）。這為工件提供了很高的剛度和阻尼。夾緊工件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了測(cè)試，以驗(yàn)證該支持系統(tǒng)的有效性，如圖6所示。薄絲的位移不被測(cè)量，因?yàn)闇y(cè)量面積是小的和圓形。因此，振幅和頻率夾頭的夾緊力的振動(dòng)進(jìn)行比較三當(dāng)產(chǎn)生沖擊力時(shí)，不同的夾緊條件在電線的中心。一個(gè)0.49n自重掛從線的線。脈沖產(chǎn)生的切割燃燒火焰的線。由此產(chǎn)生的振動(dòng)在夾緊用壓電測(cè)功儀測(cè)量。圖7比較了（軸向）和垂直（垂直）組件夾緊力振動(dòng)，如圖6所示。圖7（一） 圖4：邊對(duì)齊調(diào)整圖5：工件夾緊系統(tǒng)：（一）工作區(qū)域和（二）工件支承裝置配套設(shè)備空心電動(dòng)機(jī) 刀具聚氨酯管彈簧夾頭配套設(shè)備彈簧夾頭 工件 空心電動(dòng)機(jī) 圖6：脈沖響應(yīng)測(cè)試 圖7：夾緊力振動(dòng)：（一）不配套的電線，（二）鋼絲固定在配套設(shè)備，（三）鋼絲固支與聚氨酯管配套設(shè)備 支撐桿 工件砝碼 支撐桿工件彈簧夾頭壓電測(cè)力計(jì) 零件 圖8：頻率分析：（一）無(wú)支撐線的電線，（二）線夾持在支護(hù)裝置，和（三）鋼絲固定在支撐裝置上，用聚氨酯管沒有支撐裝置的自然振動(dòng)。大振幅在γ和x分量的測(cè)量和振動(dòng)繼續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間。圖7（乙）顯示振動(dòng)沒有聚氨酯管支撐的金屬桿限制了工件。的幅度被限制接觸的槽在支撐桿上。該振動(dòng)持續(xù)1秒左右，可能在圖7（三），支持與聚氨酯管是有效的控制細(xì)導(dǎo)線的振動(dòng)。小幅度測(cè)量的振動(dòng)和高阻尼。圖8比較的頻率分量的振動(dòng)。一個(gè)大組件在730赫茲出現(xiàn)在自然振動(dòng)的薄電線，如圖8所示（一）。支撐桿降低了這一條轉(zhuǎn)移到更高的頻率為982赫茲，如圖8（乙）。圖8（碳）顯示，支持與聚氨酯管安裝在支撐桿消除任何突出組分。根據(jù)模型試驗(yàn)，所開發(fā)的支持系統(tǒng)工作很好。切削厚度分析切削試驗(yàn)，在旋轉(zhuǎn)過程中切削厚度這里考慮。宋與左提出了一個(gè)模型來(lái)獲得切削厚度一般在旋轉(zhuǎn)的過程[6 ]。在線在這項(xiàng)研究中，在這項(xiàng)研究中的切割，一個(gè)模型是沒有傾斜角旋轉(zhuǎn) 的描述戒指在這里。在模型中，只有軌跡的切割點(diǎn)在切削刃的中心進(jìn)行了討論。忽略工具幾何。工具邊緣運(yùn)動(dòng)。工件以角速度旋轉(zhuǎn)XW在實(shí)際切削，如圖9所示（一）。在模刀具 圖9：旋風(fēng)加工：（一）實(shí)際切削過程中旋轉(zhuǎn)和（二）分析模型的旋轉(zhuǎn)型中，同時(shí)，工件不旋轉(zhuǎn)。相反，中心在半徑為半徑的工件上繞工件旋轉(zhuǎn)的工具角速度XW在相反方向旋轉(zhuǎn)的工具方向，如圖9所示（乙）?！皔”是參考坐標(biāo)工件的系統(tǒng)，在那里的起源，哎喲，y是工件中心。x0y0z0是––工具坐標(biāo)系繞流和沿工件軸線，Z.然后，該工具在坐標(biāo)系的角速度下旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)–y0z0–x0。坐標(biāo)（x0，y0，和Z0）一點(diǎn)P在邊緣的變化隨著切削時(shí)間t 在你的角度位置的切削刃。例如，當(dāng)四個(gè)邊被安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上時(shí)，角是0，P2，P，和3P/2，分別。旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針方向圖9。因?yàn)槠鹪吹膞0y0z0––繞流在工件的中心半徑在逆時(shí)針角速度XW和移動(dòng)沿Z軸的進(jìn)給速度F，P點(diǎn)的邊上是當(dāng)磷的旋轉(zhuǎn)半徑在XY Z––小于工件半徑RW 因此，切削面積是通過公式確定。（2）及（3）。切削厚度圖10顯示的切割區(qū)域劃分為區(qū)域的一個(gè)，乙和B–C區(qū)–B，切削厚度由切割了位置P和工件表面的點(diǎn)Q1。在地區(qū)B–C，切削厚度由P和A點(diǎn)Q2前角的軌跡的前角的c是差異之間的角位置的美國(guó)為例 圖10：切削區(qū)被安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，角為2。因?yàn)镼1或Q2位于OTP的延長(zhǎng)線，切割厚度由1或2給出。Q1或Q2的其中n是參數(shù)決定Q1或Q2。當(dāng)材料去掉，n是大區(qū)的–B比RT，N在Q1的確定 由下面的工件表面方程和方程（4）：其中H是在工件坐標(biāo)系中的Q1的角X YZ––在區(qū)域中，在前角的前角的邊緣一個(gè)T C =xttdt時(shí)間 刀具工件 在DT是這樣確定的，Q2是OTP的延伸線。n在Q2確定滿足方程。（4）及（6）。因?yàn)檫M(jìn)料沿Z軸是一個(gè)非常小的，它忽視了n在X-Y平面。切削厚度由下式給出與確定的氮：圖11顯示了在X–Y在切削厚度的變化飛機(jī)在螺絲在0.3mm直徑鋼絲加工。 圖：11切削厚度 未經(jīng)切割切削厚度 時(shí)間 圖12：工件表面的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡：（一）在四分之一的工件和（二）放大 圖13：機(jī)械加工實(shí)例：（一）例1，（二）例2，和（三）例3工件轉(zhuǎn)速為0.5轉(zhuǎn)四刀具，安裝在旋轉(zhuǎn)環(huán)上，在旋轉(zhuǎn)半徑3000轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)14毫米。進(jìn)給速度為0.2毫米/分鐘的切削深度是30流明與偏心6.88毫米。圖12（一）顯示一個(gè)季度工件。在這個(gè)規(guī)模，切割面積小。圖12（乙）顯示放大的數(shù)字。切削刃滲透到工件在；通過B在最大切削厚度；從工件到乙，被拆除的區(qū)域工件表面與刀具軌跡之間的關(guān)系。這個(gè)切削厚度的增加在高變化率在時(shí)間（圖11）從 0.04128毫秒 0.04125毫秒。然后，從B到了，刪除的區(qū)域是工具和以前的兩個(gè)位點(diǎn)之間的關(guān)系工具。切削厚度逐漸減小后 0.04125毫秒，如圖11所示。這里的分析是為了削減除了第一個(gè)削減。切削厚度是30流明在第一次接觸到工 工件表面以前的邊緣軌跡邊緣軌跡以前扦插去除區(qū) 工件表面去除區(qū) 邊座 以前的邊緣軌跡 件的邊緣，因?yàn)榍邢骱穸戎蝗Q于地區(qū)之間工件表面和刀具軌跡。后二的邊緣接觸，最大切削厚度不超過0.02376流明。這比那小得多30流明的螺紋深度。據(jù)研究在微切削[ 10]，切屑形成切削厚度時(shí)比“最小切屑厚度”，因?yàn)榉治銮邢骱穸龋?.02376流明，比最小的芯片體積更小厚度，預(yù)計(jì)將發(fā)生材料去除一些切邊。分析支持切割的選擇切削力與切削力有關(guān)的參數(shù)厚度。 表1切削參數(shù) 圖14：表面輪廓：（一）三維圖像切削試驗(yàn)圖13顯示了在鈦無(wú)旋轉(zhuǎn)的例子合金（ti-6al-4V）和不銹鋼絲的直徑，是0.3毫米。用單點(diǎn)工具加工的螺紋以60°為TiAlN涂層刀具材料楔角碳化物。表1顯示了使用的切削參數(shù)。圖13（a），1例顯示在表面的鋸齒在一個(gè)螺絲削減四個(gè)邊。雖然對(duì)齊的四個(gè)邊緣被控制在徑向方向，如圖4所示，軸向方向上有對(duì)準(zhǔn)誤差。這導(dǎo)致鋸齒。圖13（乙），例如2顯示一個(gè)不銹鋼螺絲切割鋼絲由一邊。圖14（一）顯示了表面輪廓沿著圖14（圖2）所指定的 工件工件直徑工件去除刀具刀具的楔角刀具前角刀具數(shù)刀具旋轉(zhuǎn)直徑刀具主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度部分深度 潤(rùn)滑 不銹鋼 不銹鋼硬質(zhì)合金刀具TiAin涂層 掃描長(zhǎng)度 工件掃描線 線路。表面輪廓是用激光共聚焦顯微鏡測(cè)量。毛刺的形成在一個(gè)高度為10的LM在槽的左側(cè)觀察，槽的深度是按規(guī)定的。它演示了有效性工件支承系統(tǒng)的高剛度。這個(gè)提出了旋轉(zhuǎn)還使一個(gè)高鉛螺桿加工在一個(gè)進(jìn)給速度為2毫米/轉(zhuǎn)（1毫米/分鐘），如圖3圖13（丙）。因?yàn)榍邢魉俣热Q于旋轉(zhuǎn)的直徑在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的工具，在高切削加工表面完成速度。這些例子中的切削速度，132米/分鐘在刀具旋轉(zhuǎn)直徑14mm和主軸轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)。在車削時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速為140056轉(zhuǎn)需要為0.3mm直徑相同的切削速度工件。在旋轉(zhuǎn)的槽形狀是一致的芯片粘連。這些例子證明，旋轉(zhuǎn)是在微線程的支持裝置有效工件的。結(jié)論旋轉(zhuǎn)已應(yīng)用于薄的微螺釘加工電線。在旋轉(zhuǎn)的切割，工件和工具旋轉(zhuǎn)他們中心的偏心。因?yàn)椴牧媳灰瞥谝粋€(gè)小批量的高速切削速度，旋轉(zhuǎn)的優(yōu)勢(shì)在表面光潔度，刀具磨損，和芯片控制相比車削。一個(gè)microwhirling機(jī)床已開發(fā)加工上的溝槽直徑小的細(xì)導(dǎo)線超過1毫米。為了提高剛度和阻尼工件的線，它夾在夾頭，也在金屬桿上，將其插入一個(gè)緊密裝配的聚氨酯 管。已經(jīng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試驗(yàn)證支撐系統(tǒng)的效果。振幅和夾頭的夾緊力的振動(dòng)頻率測(cè)量時(shí)，脈沖力被加載在中心的電線。他們展示了支持系統(tǒng)的有效性抑制振動(dòng)。一個(gè)機(jī)械模型應(yīng)用于考慮小毛邊切屑厚度。微槽群已加工0.3mm直徑鈦合金和不銹鋼絲。因?yàn)橐粋€(gè)高切削速度可以保持刀具的旋轉(zhuǎn)半徑，無(wú)粘連的芯片表面光潔度提高。在提出的加工實(shí)例，切削厚度遠(yuǎn)小于槽深。因?yàn)闆]有切屑厚度與切削力、規(guī)定溝槽的深度是產(chǎn)生一個(gè)小的切削力，與工件保持系統(tǒng)的高剛度。工具書類[1]Cheng,K.,andHuo,D.,2013,Micro-Cutting:FundamentalsandApplications, Wiley,Hoboken,NJ.[2]Vollertsen,F.,Hu,Z.,Niehoff,H.S.,andTheiler,C.,2004, “StateoftheArtinMicroFormingandInvestigationsIntoMicroDeepDrawing,” J.Mater.Process.Technol.,151(1–3),pp.70–79.[3]Yokoyama,K.,Ichikawa,T.,Murakami,H.,Miyamoto,Y.,andAsaoka,K.,2002, “FractureMechanismsofRetrievedTitaniumScrewThreadinDentalImplant,” Biomaterials,23(12),pp.2459–2465. [4]Mohan,L.V.,andShunmugam,M.S.,2007, “SimulationofWhirlingProcessandToolProfilingforMachiningofWorms,” J.Mater.Process.Technol.,185(1–3),pp.191–197. [5]Lee,Y.M.,Choi,W.S.,Son,J.H.,Oh,K.J.,Kim,S.I.,Park,G.W.,andJung,H.C.,2008, “AnalysisofWormCuttingCharacteristicsinWhirlingProcess,”Mater.Sci.Forum,575–578,pp.1402–1406.[6]Song,S.Q.,andZuo,D.W.,2014, “ModelingandSimulationofWhirlingProcessBasedonEquivalentCuttingVolume,” Simul.Modell.Pract.Theory,42,pp.98–106.[7]Son,J.H.,Han,C.W.,Kim,S.I.,Jung,H.C.,andLee,Y.M.,2010, “Cutting ForceAnalysisinWhirlingProcess,” Int.J.Mod.Phys.B,24(15–16),pp.2786–2791.[8]Guo,Q.,Wang,Y.L.,Feng,H.T.,andLi,Y.,2012, “EstablishmentofCuttingTools’ ProcessingAngleModelinWhirlingMilling,” Adv.Mater.Res.,433–440,pp.635–641.[9]Usui,E.,Shirakashi,T.,andKitagawa,T.,1984, “AnalyticalPredictionofToolWear,” Wear,100(1–3),pp.129–151. [10]Chae,J.,Park,S.S.,andFreiheit,T.,2006, “InvestigationofMicro-CuttingOperations,” Int.J.Mach.ToolsManuf.,46(3–4),pp.313–332. 南京工程學(xué)院 工 業(yè) 中 心 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目：數(shù)控立車Z軸進(jìn)給系統(tǒng)及平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： D機(jī)加工123 學(xué) 號(hào)： 231120522 學(xué)生姓名 馬鑫 指導(dǎo)教師 劉桂芝 2016年 3月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 馬鑫 學(xué) 號(hào) 231120511 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造 及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師姓名 劉桂芝 職 稱 研究院級(jí)高工 所在院系 工業(yè)中心 課題來(lái)源 D.自擬課題 課題性質(zhì) A.工程設(shè)計(jì) 課題名稱 數(shù)控立車Z軸進(jìn)給系統(tǒng)及平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 內(nèi)容和意義? 采用比較法、文本細(xì)讀法、綜合分析法進(jìn)行數(shù)控立車進(jìn)給系統(tǒng)及其平衡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。使其達(dá)到對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度及刀具相對(duì)位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并且使平衡機(jī)構(gòu)能促進(jìn)改善立式機(jī)床Z軸的運(yùn)動(dòng)性能。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容： 1、機(jī)械制圖 a)CAD繪制立式加工中心Z軸驅(qū)動(dòng)裝配圖1號(hào)圖 1張 b)繪制其它零件CAD圖紙） c)繪制立式加工中心Z軸運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,CAD圖紙折合0號(hào)2.5張 （約15個(gè)零件） 2、設(shè)計(jì)計(jì)算 Z軸（慣量匹配、轉(zhuǎn)矩匹配）計(jì)算，Z向（進(jìn)給力、滾珠絲杠預(yù)拉伸量）計(jì)算，Z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的平衡量的計(jì)算 3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 a)各零件成本分析 b) 課題成本計(jì)算 4、翻譯有關(guān)外文資料 5、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 本課題研究的意義： 本課題對(duì)數(shù)控立車Z軸進(jìn)給系統(tǒng)及其平衡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其意義如下： 1、了解了立式車床的發(fā)展方向與作用 2、提升了我們獨(dú)立思考、創(chuàng)新與動(dòng)手的能力 3、對(duì)自己四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了綜合的運(yùn)用與總結(jié)歸納 4、讓自己更加靈活的運(yùn)用自己學(xué)習(xí)的知識(shí) 5、提高了了自己的實(shí)際運(yùn)用能力 文獻(xiàn)綜述 從20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控加工具有如下特點(diǎn)：加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟(jì)效益的提高[1]數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。 進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)機(jī)床制造業(yè)既面臨著提升機(jī)械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入WTO后激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的壓力。從技術(shù)層面上來(lái)講，加速推進(jìn)數(shù)控技術(shù)將是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。而從國(guó)際上來(lái)說(shuō)，代表機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)[2]，從某種意義上來(lái)說(shuō)，反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。 2003年我國(guó)機(jī)床消費(fèi)額達(dá)到67．3億美元，居世界第一位，其中數(shù)控機(jī)床占57％(37．5億美元)。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床3681 3臺(tái)(產(chǎn)值約10．4億美元)．創(chuàng)歷史新高。 但是，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與國(guó)外還有很大差距．技術(shù)含量較低的簡(jiǎn)易數(shù)控車床仍占主導(dǎo)地位，高檔數(shù)控機(jī)床及功能部件大多數(shù)依靠進(jìn)口。特別應(yīng)該引起注意的是．國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)占有率逐年下降，1 999年是33．6％，2003 年僅占27．7％，而進(jìn)口額逐年上升，1999年為8．7 8億美元(7624臺(tái))，2003年達(dá)27．1億美元(23320臺(tái))，相當(dāng)于同年國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值的2．7倍。因此，盡管當(dāng)前市場(chǎng)活躍、需求旺盛．如果只顧眼前生產(chǎn)，不了解國(guó)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)，提高自主開發(fā)能力，積極培育新產(chǎn)品．那么在高潮過去以后，我國(guó)的機(jī)床工業(yè)將更加缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，有可能在家門口就被人家打得一敗涂地。[3] 隨著新材料和新工藝的出現(xiàn)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的要求越來(lái)越高，例如，鋁合金的廣泛應(yīng)用，高速加工數(shù)控機(jī)床就成為當(dāng)前的熱點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)是什么它有那些主要特征我認(rèn)為，應(yīng)首先滿足用戶以下要求：1、精度和可靠性高，機(jī)床的性能是穩(wěn)定的，能夠在不同運(yùn)行條件下完成多種加工任務(wù)、并能夠”保證“零件的加工質(zhì)量．而不是依靠加工后的檢驗(yàn)工序。2、工序集約化，在一臺(tái)機(jī)床上盡可能加工完畢一個(gè)零件的所有工序，同時(shí)又保持機(jī)床的通用性，能夠迅速適應(yīng)加工對(duì)象的改變。3、機(jī)床的信息化和智能化．加工設(shè)備不僅提供”體力”，也有“頭腦”．能夠獨(dú)立自主地管理自己，并與企業(yè)的管理系統(tǒng)和人通信．從而使企業(yè)管理人員和操作者、供應(yīng)商和用戶能夠隨時(shí)知道機(jī)床的狀態(tài)和加工能力。4、機(jī)床的效率高、運(yùn)行成本低，環(huán)境污染少，人機(jī)界面友好。[3] 數(shù)控車床幾何精度主要包括主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度、線性軸直線運(yùn)動(dòng)精度。主軸軸承精度等級(jí)、主軸支承軸頸的圓度誤差、主軸前后支承的同軸度誤差、主軸箱體與主軸軸承系統(tǒng)的剛性、主軸及隨其回轉(zhuǎn)的零件的不平衡、主軸箱裝配質(zhì)量及主軸回 英文期刊文章引用：作者. 題名. 期刊名, 出版年份，期號(hào)：起止頁(yè)碼 文獻(xiàn)綜述 轉(zhuǎn)過程中熱變形等因素影響了主軸的幾何精度。機(jī)床床身底座剛性和動(dòng)態(tài)特性一負(fù)荷切削下機(jī)床抗變形能力，導(dǎo)軌布置形式、導(dǎo)軌自身的幾何精度、導(dǎo)軌潤(rùn)滑條件等因素影響了線性軸直線運(yùn)動(dòng)精度。GB／T 16462．4—2007之線性軸定位精度是指在該軸行程內(nèi)任意1個(gè)點(diǎn)定位時(shí)的誤差范圍，它綜合反映了機(jī)床存在的幾何誤差、運(yùn)動(dòng)誤差、熱變形誤差等，它與機(jī)床的幾何精度共同對(duì)機(jī)床切削精度產(chǎn)生重要的影響，是數(shù)控車床最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。線性軸重復(fù)定位精度，反映了該軸在行程內(nèi)任意定位點(diǎn)的定位穩(wěn)定性，這是衡量該軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。影響數(shù)控車床位置精度主要有絲杠的導(dǎo)程誤差、傳動(dòng)鏈的反向間隙誤差、導(dǎo)軌的摩擦阻尼、滾珠絲杠軸系的裝配精度、伺服電機(jī)的慣量匹配等因素。數(shù)控車床的電機(jī)、液壓泵、卡盤油缸等連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的部件在運(yùn)動(dòng)過程中摩擦產(chǎn)生的熱量會(huì)引起機(jī)床結(jié)構(gòu)件的溫度產(chǎn)生波動(dòng)。一方面，這些結(jié)構(gòu)件會(huì)因溫度變化產(chǎn)生線性尺寸的膨脹或收縮；另一方面，由于零件結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性，在內(nèi)部熱應(yīng)力的作用下，必然出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的扭曲變形。結(jié)構(gòu)件熱變形也是影響數(shù)控車床位置精度的一個(gè)重要因素。只有提高數(shù)控車床的幾何精度和位置精度，其工作精度才有可能得到保證。數(shù)控車床工作精度不僅與機(jī)床自身靜態(tài)精度有關(guān)，還與伺服系統(tǒng)跟蹤誤差、位置檢測(cè)誤差、刀具系統(tǒng)的位置誤差、工件裝夾誤差有關(guān)。另外，加工工藝的合理性，操作者的編程水平也影響到零件加工的穩(wěn)定性。因此，數(shù)控車床工作精度是一個(gè)綜合影響的結(jié)果[4]。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制的直接對(duì)象，機(jī)床的定位精度和輪廓加工精度都會(huì)受到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。為此，數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)中的傳動(dòng)裝置和元件要求具有高的壽命、高的剛度、無(wú)傳動(dòng)間隙、高的靈敏度和低摩擦阻力的特點(diǎn)。[5] 數(shù)控車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與普通車床、自動(dòng)和半自動(dòng)車床截然不同。它只用于伺服電動(dòng)機(jī)（直流或交流）驅(qū)動(dòng)，通過滾珠絲杠帶動(dòng)刀架完成縱向（Z軸）和橫向（X軸）的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)[6]。 車床的進(jìn)給系統(tǒng)經(jīng)實(shí)際使用、檢驗(yàn)，效果良好，滿足國(guó)家對(duì)普通車床的精度要求；能夠方便的控制進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)數(shù)控，達(dá)到控制加工零件的形狀。通過必要的方法，包括上述的抗干擾方法，能有效的消除干擾，得到穩(wěn)定的進(jìn)給系統(tǒng)[7]。 伺服電機(jī)便于控制、工作可靠、使用方便，將伺服電機(jī)用于車床的進(jìn)給系統(tǒng)，達(dá)到方便地對(duì)橫向、縱向進(jìn)給進(jìn)行控制，對(duì)于現(xiàn)實(shí)普通車床的自動(dòng)化，提高其加工的精度和生產(chǎn)加工效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有著非常重要的意義[8]。滾珠絲杠是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)主要部件，因其具有精密、高效的傳動(dòng)特點(diǎn)而被廣泛使用。滾珠絲杠作為傳動(dòng)元件，其軸向剛度直接影響了數(shù)控機(jī)床的定位精度及機(jī)床的整體性能。滾珠絲杠系統(tǒng)的傳動(dòng)部分通常由伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠直連，或者由伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng) 英文期刊文章引用：作者. 題名. 期刊名, 出版年份，期號(hào)：起止頁(yè)碼 文獻(xiàn)綜述 齒輪或同步帶減速后再滾珠絲杠相連。滾珠絲杠的軸向剛度對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的軸向定位精度有很大的影響，絲杠剛性不足會(huì)影響到加工工件的尺寸精度甚至導(dǎo)致加工缺陷。設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮在不同的應(yīng)用情況下選擇合理的滾珠絲杠安裝方式[9]。 隨著數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式的不同，控制形式的不同，數(shù)控機(jī)床對(duì)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求也有所不同。對(duì)于點(diǎn)位控制的機(jī)床，主要應(yīng)滿足定位精度，盡量減少定位所需時(shí)間。而對(duì)于輪廓控制的機(jī)床，除了要求具有較高的定位精度外，尤其重要的應(yīng)保證具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征[10]。 通常，數(shù)控車床對(duì)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本要求為：定位精度要高，跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快；系統(tǒng)的穩(wěn)定性要好。反映在伺服系統(tǒng)性能指標(biāo)上，即穩(wěn)定性、精度和快速響應(yīng)特征[10]。 影響整個(gè)伺服系統(tǒng)精度的因素除了伺服驅(qū)動(dòng)單元和電動(dòng)機(jī)外，也在很大程度上機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此，為保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，以達(dá)到較高的定位精度指標(biāo)，特別要求機(jī)械機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)間隙小、摩擦阻尼小。為此，對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)要求提出以下要求。1）減少摩擦阻尼2）提高傳動(dòng)精度和剛度3）消除傳動(dòng)間隙4）減小運(yùn)動(dòng)慣量5）寬的進(jìn)給調(diào)速范圍6）響應(yīng)速度要快7）穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)8）使用維護(hù)方便[11]。 立式機(jī)床的主軸部件與垂直運(yùn)動(dòng)部件通常設(shè)計(jì)為一體。向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力與重力方向一致，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力與重力方向相反，如果不消除重力的影響，不僅影響部件的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，而且影響機(jī)床加工精度的保持性，同時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致在一定工況條件下，對(duì)運(yùn)動(dòng)部件、刀具，工件、產(chǎn)生破壞性的危害。雖然現(xiàn)代立式數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)部件及驅(qū)動(dòng)部件的性能有了極大的提高，運(yùn)動(dòng)部件的重力對(duì)驅(qū)動(dòng)部件及傳動(dòng)部件的影響越來(lái)越小，但是目前的立式數(shù)控機(jī)床大多采用滾珠絲杠傳動(dòng)，而滾珠絲杠基本無(wú)自鎖，當(dāng)控制系統(tǒng)失電時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件會(huì)因重力而下滑，這是不容許的。因此，在分析現(xiàn)有平衡機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出的平衡機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案是一種新的獨(dú)特的垂直運(yùn)動(dòng)部件平衡即時(shí)同步機(jī)構(gòu)[12]。 參考文獻(xiàn)： 1、易紅.數(shù)控技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 2、吳祖育.數(shù)控機(jī)床.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1989：20-25 3、張曙.數(shù)控機(jī)床發(fā)展的新趨勢(shì).機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2005，5：7-9 4、 喻湘存,熊曙初.系統(tǒng)工程教程，北京：清華大學(xué)出版社，2006 5、全國(guó)數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心組編，數(shù)控機(jī)床（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7 6、王愛玲等主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.北京：國(guó)防工業(yè)出版社（第二版），2014.2 文獻(xiàn)綜述 7、陶曉杰.車床進(jìn)給系統(tǒng).制造業(yè)自動(dòng)化，2000，22（9），2 8、孫宏成，易廣建，靜毅.用于伺服電機(jī)改造車床的進(jìn)給系統(tǒng).MACHINERY DESIGN＆MANUFACTURE,2004，3：1-1 9、宋威.滾珠絲杠系統(tǒng)軸向剛度分析與研究.Modern Manufacturing Engineering,2014,10:1-5 10、文懷興，夏田.數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.1 11、熊軍.數(shù)控機(jī)床原理與結(jié)構(gòu).北京：人民郵電出版社，2007.9 12、彭云平，李莉敏.立式機(jī)床垂直運(yùn)動(dòng)部件重力平衡創(chuàng)新設(shè)計(jì).MACHINERY DESIGN & MANUFACTURE，2009（3） 研究?jī)?nèi)容 數(shù)控立車Z軸進(jìn)給系統(tǒng)是機(jī)床在加工時(shí)直接帶動(dòng)刀具做直接運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。本論文先從國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀以及新趨勢(shì)開始闡述，引到我國(guó)數(shù)控機(jī)床面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展機(jī)遇，并提出發(fā)展方向。進(jìn)而對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行研究。主要從它的設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)部件，影響剛度，精度和動(dòng)態(tài)性能的因素，伺服系統(tǒng)的分析，材料的選擇，進(jìn)給的特點(diǎn)以設(shè)計(jì)方面的注意點(diǎn)等方面進(jìn)行分析研究。 研究計(jì)劃 第1周 (2.22-2.26)?搜集資料，學(xué)習(xí)文獻(xiàn)，參觀工場(chǎng)，學(xué)習(xí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 第2周 (2.29-3.04)?提出思路和方法，完成技術(shù)路線、方案、要完成的任務(wù) 第3周 (3.07-3.11）完成開題報(bào)告及外文材料翻譯 第4周 (3.14-3.18)?完成裝配圖草圖設(shè)計(jì)，繪制進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 第5周 (3.21-3.25)?完成Z軸的各項(xiàng)計(jì)算 第6周 (3.28-4.01)?滾珠絲杠預(yù)拉伸計(jì)算、平衡系統(tǒng)的配重確定、裝配圖設(shè)計(jì) 第7周 (4.04-4.08）畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查 第8周 (4.11-4.15）進(jìn)行零件圖計(jì)算機(jī)繪圖 第9周 (4.18-4.22)?完成零件圖計(jì)算機(jī)繪圖 第10周(4.25-4.29）各零件及課題成本分析，件成本及課題成本計(jì)算 第11周(5.02-5.06)?修改論文并定稿 第12周(5.09-5.13)?修改論文并定稿 第13周(5.16-5.20)?論文評(píng)審及答辯資格確定 第15周(5.23-5.27)?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯 第16周(5.30-6.03) 整理資料存檔 特色與創(chuàng)新 本論文特色與創(chuàng)新如下： 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用是機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造的的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。數(shù)控機(jī)床發(fā)展的新趨勢(shì)，效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 本文從數(shù)控機(jī)床的歷史說(shuō)起延生至數(shù)控車床的創(chuàng)新與發(fā)展，分析了立式數(shù)控車床Z軸進(jìn)給系統(tǒng)的材料、剛度、伺服機(jī)構(gòu)以及其他構(gòu)成部件以解決數(shù)控機(jī)床Z軸的精度、平衡和生產(chǎn)效率問題。 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 2016年 月 日 分中心意見 中心意見 分中心主任簽名： 年 月 日 教學(xué)主任簽名： 年 月 日