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铣削组合机床及其主轴组件设计

铣削组合机床及其主轴组件设计
铣削组合机床及其主轴组件设计

摘要

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机床。其特点有:结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。

本次设计的题目是铣削组合机床及主轴组件。首先针对所要加工的零件入手,对机床进行总体方案设计,进而确定机床的总体布局,随后,对主轴组件进行设计。在设计主轴组件时,以主轴为线索,在满足刚度、精度等要求下,完成其它(如轴承、轴向调节机构、锁紧机构等)所有零件的设计。

关键词:组合机床,主轴组件,刚度,主轴,轴承,轴向调节机构

ABSTRACT

Modular Machine, by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine. Its features include : compact, reliable quality, design and manufacturing cycle shorter, less investment and economic effects, and higher productivity .

The design is the subject of combined milling machine spindle components. First in response to the processing of parts, the paper machine for the overall program design, which will determine the overall layout of the machine. Subsequently, the spindle components of the design. Spindle components in the design, a spindle for clues to meet stiffness and precision requirements, the completion of the other (eg, bearings, Axial adjustment, locking, etc.) all parts of the design.

Keywords:Modular Machine, spindle components, stiffness, spindle, bearings, axial adjustment

目录

摘要 (1)

ABSTRACT (2)

前言 (Ⅰ)

第1章机床总体设计 (1)

1.1 机床总体方案设计的依据 (1)

1.1.1工件 (1)

1.1.2刀具 (1)

1.2工艺分析 (1)

1.2.1工艺方法的确定 (1)

1.2.2 机床总体布局 (2)

1.2.3 机床运动的确定 (2)

1.3机床主要技术参数的确定 (3)

1.3.1确定工件余量 (3)

1.3.2选择切削用量 (3)

1.3.3运动参数 (3)

1.3.3.1主轴最高,最低转速 (3)

1.3.3.2主轴转速的合理排列 (4)

1.3.4 动力参数—主运动驱动电动机功率的确定 (4)

1.3.4.1切削力的计算 (5)

1.3.4.2切削功率的计算 (5)

1.3.4.3估算电动机功率 (5)

1.3.4.4选择主电机 (5)

1.4进给驱动电动机功率的确定 (5)

第2章主轴组件设计 (6)

2.1主轴的基本要求 (6)

2.1.1旋转精度 (6)

2.1.2刚度 (6)

2.1.3抗振性 (7)

2.1.3.1抵抗受迫振动的能力 (8)

2.1.3.2抵抗切削自激振动的能力 (8)

2.1.4温升和热变形 (8)

2.1.6其他 (9)

2.2主轴组件的布局 (9)

2.2.1适应刚度和承载能力的要求 (10)

2.2.2适应转速要求 (11)

2.2.3适应精度的要求 (11)

2.2.4适应结构的要求 (11)

2.2.5适应经济性要求 (11)

2.3主轴结构的初步拟定 (12)

2.4主轴的材料与热处理 (13)

2.5主轴的技术要求 (13)

2.5.1轴颈 (13)

2.5.2内锥孔 (14)

2.6主轴组件的计算 (14)

2.6.1主轴直径的选择 (14)

2.6.2主轴前后支承轴承的选择 (15)

2.6.2.1主轴前支承轴承的选择 (15)

2.6.2.2主轴后支承轴承的选择 (16)

2.6.3主轴内孔直径 (16)

2.6.4主轴前端悬伸量 (17)

2.6.5主轴支承跨距 (18)

2.7主轴结构图 (18)

2.8主轴组件的验算 (18)

2.8.1主轴端部挠度 (19)

2.8.1.1支承的简化 (19)

2.8.1.2主轴的挠度 (20)

2.8.1.3主轴倾角 (20)

2.9主轴组件的润滑和密封 (21)

2.9.1主轴轴承的润滑 (21)

2.9.2主轴组件的密封 (21)

2.9.2.1主轴组件密封装置的功用 (22)

2.9.2.2对主轴组件密封装置的要求 (22)

2.9.2.3主轴组件密封装置的类型 (22)

2.9.2.4主轴组件密封装置的选择 (22)

2.10主轴组件中相关部件 (23)

2.10.2挡圈 (23)

2.10.3圆螺母 (23)

2.10.4套筒 (24)

2.10.5前、后支承的轴承盖 (25)

2.10.6主轴用套筒及其锁紧部分 (26)

2.10.7主轴尾部的内花键 (27)

2.11主轴组件轴向调节机构 (28)

2.11.1丝杠螺纹 (28)

2.11.2丝杠轴承的选择 (28)

2.11.3丝杠螺母 (29)

2.11.4丝杠中段螺纹 (29)

2.11.5丝杠上的内隔套 (29)

2.11.6丝杠上调节用锥齿轮 (30)

2.12箱体设计 (30)

第3章结论 (31)

参考文献 (32)

致谢 (33)

前言

机械制造业在国民经济中占有重要的地位,是国民经济各部门赖以发展的基础,是国民经济的重要支柱,是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具,而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力。

机械制造业的生产能力和制造水平,主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心是金属切削机床,精密零件的加工,主要依赖切削加工来达到所需要的精度。金属切削机床所担负的工作量约占机器制造总工作量的40%~60%,金属切削机床的技术水平直接影响到机械制造业的产品质量和劳动生产率。换言之,一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。显然,金属切削机床在国民经济现代化建设中起着不可替代的作用。

纵观几十年来的历史,机械制造业从早期降低成本的竞争,经过20世纪70年代、80年代发展到20世纪90年代乃至21世纪初的新的产品的竞争。目前,我国已加入世界贸易组织,经济全球化时代已经到来,我国机械制造业面临严峻的挑战,也面临着新的形势:知识——技术——产品的更新周期越来越短,产品的批量越来越小,产品的性能和质量的要求越来越高,环境保护意识和绿色制造的呼声越来越强,因而以敏捷制造为代表的先进制造技术将是制造业快速响应市场需要、不断推出新产品、赢得竞争、求得生存和发展的主要手段。

金属切削机床中的组合机床,是根据工件加工需要,以大量通用部件为基础,配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。它具有:生产率高;加工精度稳定;研制周期短,便于设计、制造和使用维护,成本低;配置灵活等。正是由于这些特点的存在,决定了组合机床在当今新形势下仍能被广泛应用于汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及自行车等轻工行业和机床、机车、工程机械等制造业中。

此次设计的是铣削组合机床及主轴组件。首先,对机床进行总体设计,确定总体方案后得到机床总体布局图;再着重进行主轴组件的设计,其中包括主轴的设计、支承的选取、主轴轴向移动机构和主轴锁紧机构等的设计。

由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。

第一章机床总体设计

设计机床的第一步,是确定总体方案。总体方案是机床部件和零件的设计依据,对整个设计的影响较大。因此,在拟定总体方案的过程中,必须全面地、周密地考虑,使所定方案技术先进、经济合理。

1.1机床总体方案设计的依据

1.1.1 工件

工件是机床总体方案设计的重要依据之一,设计者必须明确工件的特点和加工要求。本次毕业设计要求设计一台组合机床,用于加工VF-6/7型空压机减荷阀体的两侧面,工件材料为HT200,硬度为190~210HB,生产批量为大批量,铸造毛坯。加工部位

的加工要求如下:

(1)被加工表面的粗糙度均为R

a

10;

(2)被加工表面的相互位置精度为:

平面1~2之间的距离为225mm;

平面1~2与φ95中心线的垂直度要求为0.03mm。

1.1.2刀具

图1-1 减荷阀体简图

硬质合金端铣刀,刀齿材料为YG6,铣刀盘直径为φ75~110,刀具齿数Z=4。1.2工艺分析

1.2.1 工艺方法的确定

机床的工艺方法是多种多样的,按工种可分为车、铣、刨、钻、镗、磨、研磨、电加工、振动加工、激光加工等;每一种还可再分,如车削加工有车外圆、车端面、车槽、车球面等之分;按加工精度各表面粗糙度可分为粗加工、半精加工、光整加工等;按工序集中程度可分为单刀、多刀、单工件、多工件、单工位、多工位等;按作业形式可分平行作业、顺序作业、平行-顺序作业等。

工艺方法对机床的结构和性能的影响很大,工艺方法的改变常导致机床的运动、传动、布局、结构、性能以及经济效果等方面的一系列变化。

加工平面的方法有很多,比如说车削,铣削,刨削。对于VF-6/7型空压机减荷阀体,用车床进行车削加工时,由于减荷阀体外形复杂,且为壳类零件,不宜装夹在车床主轴上进行加工,装夹稳定性也不高;用刨床进行刨削加工时,机床需要两个运动,机床和刀具结构简单,装夹在工件台上快速,稳固,但生产率低,加工精度也达不到工件

要求;用端铣刀进行铣削加工时,生产率不仅提高了,也能满足工件所要求的加工精度,且装夹快速,方便。

与普通机床相比,组合机床具有生产率高,加工精度稳定,研制周期短,便于设计、制造和使用维护、成本低、自动化程度高、劳动强度低,配置灵活等特点,因此,当生产量很大时,用组合机床进行加工更合理。

1.2.2 机床总体布局

机床的总体布局指确定机床的组成部件之间的相对位置及相对运动关系。

合理的总体布局的基本要求有:(1)保证工艺方法所要求的工件与刀具的相对运动关系;(2)保证机床具有足够的加工精度和相适应的刚度和抗振性;(3)便于操纵、调整、维修,便于输送、装卸工件和排屑等;(4)节省材料,占地面积小,即经济效果好;(5)造型美观。

根据减荷阀体的加工要求,机床总体布局图如图1-1所示:

图1-2 机床总体布局图

1.机座

2.动力滑台

3.工件

4.端铣刀

5.电动机

6.变速箱

7.主轴箱

减荷阀体安装在工作台上,铣削动力头带动铣刀作旋转主运动,工作台作纵向进给运动,完成对工件的切削加工。此方案的优点是各部件均是针对减荷阀体设计的,因此,结构紧凑,刚性好,生产率高,加工质量稳定。

1.2.3 机床运动的确定

确定机床运动,指确定机床运动的数目,运动类型以及运动的执行件。

本次毕业设计的组合机床的工艺方法是,用一把端铣刀直接进行加工。相应的表面成形运动为:单主轴的回转运动,工作台纵向进给运动;辅助运动为:主轴轴向调整运动。

1.3 机床主要技术参数的确定

机床主要技术参数包括主参数和基本参数,基本参数又包括尺寸参数,运动参数,动力参数。

1.3.1 确定工件余量

VF-6/7型空压机减荷阀体,零件材料为HT200,硬度190—210HB ,生产类型为大批量,铸造毛坯。

查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2~2.5,取加工余量为 2.5mm(此为双边加工)。

1.3.2 选择切削用量

由于被加工零件的铣削宽度为175mm,需进行二次走刀,故一次走刀为90mm(宽度),二次走刀为175-90=85mm ,即:a e =90mm 。

根据《组合机床设计简明手册》第132~133页,选择铣削切削用量。

铣削用量的选择与要求的加工表面粗糙度值及其生产率有关系。当铣削表面粗糙度数值要求较低时,铣削速度应选高一些,每齿走刀量应小些。若生产率要求不高,可以取很小的每齿走刀量,一次铣削4~5mm 的余量达到R a =1.6μm 的表面粗糙度。这时每齿的进给量一般为0.02~0.03mm 。

根据本次设计所加工的零件要求,其表面粗糙度数值较高,加工材料为铸铁,查表6-16得:

a f =0.2~0.4mm/z,V=50~80m/min,取a f =0.2mm/z 。

1.3.3 运动参数

机床的运动参数包括主运动转速和转速范围、进给量范围、进给量数列以及空行程速度等。此次设计主要确定主运动的运动参数。

1.3.3.1 主轴最高,最低转速

按照典型工序的切削速度和刀具(或工件)直径、计算主轴最高转速n max 、最低转速n min 。计算公式如下:

n max =min

max 1000d V π , n min =max min 1000d V π

(完整版)数控车床主轴设计

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3章 典型部件设计1-2

第三章典型部件设计 第一节主轴部件设计 第二节支承件设计 第三节导轨设计 第四节机床刀架和自动换刀装置设计 一、主轴部件应满足的基本要求 二、主轴部件的传动方式 三、主轴部件结构设计 四、主轴滚动轴承 五、主轴滑动轴承 3.1 主轴部件设计 3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 主轴部件是主运动的执行件,是机床重要的组成部分。它的功能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,完成表面成形运动。 主轴部件由主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成。 主轴部件直接参与切削,其性能影响加工精度和生产率。因而是决定机床性能和经济性指标的重要因素。3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 (1)旋转精度:指装配后,在无载荷、低速转动条件下,在安装工件或刀具的主轴部位的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值。 旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。 3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 (2)刚度:指主轴部件在外加载荷作用下抵抗变形的能力。通常以主轴端部产生单位位移弹性变形时,位移方向上所施加的力表示。 ?主轴部件的刚度是综合刚度,它是主轴、轴承等刚度的综合反映。 ?影响机床主轴部件刚度的主要因素有:主轴的尺寸、形状、轴承的类型、数目、配置形式、前后支承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。 ?刚度不足,影响机床的加工精 度、传动质量及工作的平稳性。 (3)抗振性:指抵抗受迫振动和自激振动的能力。主轴振动有两种类型: 一种是受迫振动,是来自外界的振源,主轴上旋转零件的质量偏心所产生的离心力,传动件速度不均匀所产生的惯性力,以及继续切削所产生的周期性变化的切削力对主轴运动的干扰,使主轴带动工件及刀具一起振动,在加工表面上留下振纹。 另一种是主轴自激振动,是指在没有外界动态干扰力作用时,由于机床-工件-刀具弹性系统振动过程的正反馈作用,在加工过程中,使刀具与工件之间发生的一种周期性的强烈的相对振动,也叫颤振。3.1.1 主轴部件应满足的基本要求

组合机床主轴箱及夹具设计正文样本

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

机床主轴设计

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

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

立式加工中心总体、主轴部件及立柱设计

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

数控机床主轴箱设计

第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)

第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计,是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计,使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练,建立正确的设计思想,掌握基本的设计方法,培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较,相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统,它主要是用以扩大电动机无级调速的范围,以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机,直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的,属于恒功率,从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩;交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小,转动惯量小,动态响应快,没有电刷,能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高,磨损和故障也少,所以在中小功率领域,交流调速电动机占有较大的优势,鉴于此,本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min,最大切削功率5kw,选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机,最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3,远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率

机械制造装备设计第三章习题答案(关慧贞)..

第三章典型部件设计 1.主轴部件应满足那些基本要求? 答:主轴部件应满足的基本要求有旋转精度、刚度、抗振性、温升热变形和精度保持性等。主轴的旋转精度是指装配后,在无载荷、低速转动条件下,在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力,通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时,在位移方向上所施加的作用力来定义,主轴部件的刚度是综合刚度,它是主轴、轴承等刚度的综合反映。主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。主轴部件的振动会直接影响工件的表面加工质量,刀具的使用寿命,产生噪声。主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能力,必须提高其耐磨性。 2.主轴轴向定位方式有那几种?各有什麽特点?适用场合 答:(1)前端配置两个方向的推力轴承都分布在前支撑处;特点:在前支撑处轴承较多,发热大,升温高;但主轴承受热后向后伸,不影响轴向精度;适用场合:用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。 (2)后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支撑处;特点:发热小、温度低,主轴受热后向前伸长,影响轴向精度;适用范围:用于普通精度机床、立铣、多刀车床。 (3)两端配置两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支撑处;特点:这类配置方案当主轴受热伸长后,影响轴承的轴向间隙,为避免松动,可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀;适用范围:用于短主轴,如组合机床。 (4)中间配置两个方向的推力轴承配置在前支撑后侧;特点:此方案可减少主轴的悬伸量,使主轴热膨胀后向后伸长,但前支撑结构复杂,温升可能较高。3.试述主轴静压轴承的工作原理 答:主轴静压轴承一般都是使用液体静压轴承,液体静压轴承系统由一套专用供油系统、节流器和轴承三部分组成。静压轴承由供油系统供给一定压力油,输进轴和轴承间隙中,利用油的静压压力支撑载荷、轴颈始终浮在压力油中。所以,轴承油膜压强与主轴转速无关,承载能力不随转速而变化。静压轴承与动压轴承相比有如下优点:承载能力高;旋转精度高;油膜有均化误差的作用,可提高加工精度;抗振性好;运转平稳;既能在极低转速下工作,也能在极高转速下工作;摩擦小,轴承寿命长。

攻螺纹组合机床的多轴箱设计说明书

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

数控机床主传动系统及主轴设计.

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

数控机床主轴总体设计

目录 1. 绪论 (2) 2. 数控机床主轴总体设计 (3) 2.1数控机床的加工原理 (3) 2.2机床主传动系统设计 (3) 2.2.1机床主传动功率 (3) 2.2.2 主传动的调速围 (4) 2.2.3主传动系统设计要求 (4) 2.2.4 主传动系统电机选择 (6) 2.2.5 主传动分级变速设计 (6) 3. 主轴设计 (8) 3.1 主轴材料的选择及热处理 (8) 3.2 主轴尺寸确定 (8) 3.2.1 主轴前后颈及孔尺寸确定 (8) 3.2.2 主轴部件支承结构选择 (8) 3.3主轴组件设计 (9) 3.3.1主轴组件的性能要求 (9) 3.3.2 主轴轴承的选择……………………………………………………… 10 3.3.3 主轴轴承的预紧及润滑……………………………………………… 11 3.3.4 主轴上齿轮参数确定及键的选择…………………………………… 12 3.3.5 主轴部件结构图……………………………………………………… 13 4. 主轴验算 (14) 4.1 确定弯曲变形的验算条件 (14) 4.1.1刚度标准 (14) 4.1.2主轴的载荷 (15) 4.2三支承主轴刚度验算………………………………………………………

17 5. 设计总结 (19) 6. 参考文献 (20) 1 绪论 在现代制造技术中,数控机床已经用它所显示的效益和巨大潜力,引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。发展现代数控机床是当前机械制造业技术改造,技术更新的必由之路,是未来工厂自动化的基础。 数控机床主轴及其部件作为数控机床主要部件的一部分,在数控机床中占据着重要的地位,主轴系统的精度将直接影响到数控加工产品的精度,因此在数控机床设计中当十分注意主轴及其部件的设计。 此次课程设计,主要针对数控车床主传动系统和主轴组件设计,学习和了解数控机床主轴设计的基本思路,理解数控车床主传动系统的传动原理,以及主轴组件选用和数控主轴结构的构成。并熟悉数控机床主轴设计相关计算,了解数控机床设计中的一些验算公式,并对关键部件进行强度或者刚度验算。 通过此次课程设计,应当达到熟悉数控机床主轴系统设计的基本思路,熟练掌握主轴系统设计流程,绘制主轴系统结构装配图和部分零件图,了解设计过程中的必要计算及一些经验公式的运用,初步具备数控机床主轴设计能力。

组合机床主轴箱及夹具设计

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

ZH1105柴油机气缸体三面粗镗组合机床设计(左主轴箱设计)-实习报告

毕业实习报告 专业 学生姓名 班级 学号 指导教师 日期

毕业实习报告 一、概述 1.实习目的 大学四年的学习生活匆匆而过,转眼到了我们毕业的日子。在这四年中,我们接触了多方面的知识,像通过学习《高等数学》培养并提高了我们的逻辑思维能力。有关的计算机知识则是我们走向社会的最基础的工具,而更重要的是我们学到了许多专业知识,如:机械制图知识、机械制造知识、机械制造装备知识、特种加工知识、自动化知识,而相关的实验则为我们提高了将理论联系为实践的机会。我们现在面临的毕业设计又则给我们提出了更高的要求。毕业设计是我们以前所学东西的融合,各方面知识的融会贯通;将锻炼我们从搜集资料直到设计出所需要的产品的能力,培养我们独立思维能力,以及发现问题并积极解问题的能力,由于我们以前所面对的只是课本及校内的实验,所以我们的动手操作能力很薄弱,而且有很多的专业方面的经验知识是我们不知道的,为了使我们设计方案更能贴进实际,服务于实际,所以就有了我们这次的为期一周的毕业设计实习。当然,其目的还在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识,理论联系实际,扩大知识面;同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道,培养当代大学生具有吃苦耐劳的精神,也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径,逐步实现由学生到社会的转变,培养我们初步担任技术工作的能力、初步了解企业管理的基本方法和技能;体验企业工作的内容和方法, 2.实习要求 加深对生产第一线情况的了解。在指导教师的指导下,通过对不同的生产企事业的参观,针对所学主要专业知识,结合实习单位具体情况,认真体会现代制造业的生产工艺流程、先进制造技术状况、先进设备的结构与操作、生产的组织与管理等。 总之,通过本次的毕业实习将使我们对自己所研究的课题有更全面更深刻的认识,从而为我们的毕业设计按时完成奠定了基础。 二、实习过程 由于我们毕业设计所涉及的内容有组合机床的设计及左主轴箱设计,所以我们所需实习的对象也就是有关这方面生产的工厂。其具体实习地点为:江苏江淮动力股份有限公司、江苏悦达盐城市拖拉机厂、盐城市精密机床制造有限公司。 江苏江淮动力股份有限公司、江苏悦达盐城市拖拉机厂所涉及到的是我所要设计的组合机床是如何工作及操作的,包括我所要设计的该类机床的左主轴箱的具体

机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计业设计

毕业设计(论文)任务书 指导老师 课题名称CA6150车床主轴箱设计学生姓名 专业班级数控班

目录 1、概述 2、主运动的方案选择与主运动的设计 3、确定齿轮齿数 4、选择电动机 5、皮带轮的设计计算 6、传动装置的运动和运动参数的计算 7、主轴调速系统的选择计算 8、主轴刚度的校核 一、概述 主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统,它应具有一定的转速(速度)和一定的变速范围,以便采用不同材料的

刀具,加工不同的材料,不同尺寸,不同要求的工件,并能方便的实现运动的开停,变速,换向和制动等。 数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件,它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单,这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担,剩去了复杂的齿轮变速机构,有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。 1.1数控机床主传动系统的特点 与普通机床比较,数控机床主传动系统具有下列特点。 4转速高、功率大。它能使数控机床进行大功率切削和高速切削,实现高效率加工。 5变速范围宽。数控机床的主传动系统有较宽的调速范围,一般Ra>100,以保证加工时能选用合理的切 削用量,从而获得最佳的生产率、加工精度和表面 质量。 6主轴变速迅速可靠,数控机床的变速是按照控制指令自动进行的,因此变速机构必须适应自动操作的 要求。由于直流和交流主轴电动机的调速系统日趋 完善,所以不仅能够方便地实现宽范围无级变速, 而且减少了中间传递环节,提高了变速控制的可靠 性。 7主轴组件的耐磨性高,使传动系统具有良好的精度保持性。凡有机械摩擦的部位,如轴承、锥孔等都 有足够的硬度,轴承处还有良好的润滑。 1.2 主传动系统的设计要求 ①主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数, 能够实现运动的开停、变速、换向和制动,以满足 机床的运动要求。 ②主电机具有足够的功率,全部机构和元件具有足够 的强度和刚度,以满足机床的动力要求。 ③主传动的有关结构,特别是主轴组件要有足够高的

机床主传动系统设计

机床主传动系统设计 多轴箱是组合机床的重要专用部件。它是根据加工示意图所确定的工件加工孔的数量和位置、切削用量和主轴类型设计的传递各主轴运动的动力部件。其动力来自通用的动力箱,与动力箱一起安装于进给滑台,可完成钻扩铰镗孔等加工工序。 通用主轴箱采用标准主轴,借助导向套引导刀具来保证被加工孔的位置精度。 5.1大型主轴箱的组成 大型通用主轴箱由通用零件如箱体、主轴、传动轴、齿轮和附加机构等 组成。有箱体、前盖、后盖、上盖、侧盖等为箱体类零件;主轴、传动 轴、手柄轴、传动齿轮、动力箱或电动机齿轮等为传动类零件;叶片泵、 分油器、注油标、排油塞、油盘和防油套等为润滑及防油元件。 5.2多轴箱通用零件 1.通用箱体类零件箱体材料为HT200,前、后、侧盖等材料为HT150。 多轴箱的标准厚度为180mm,前盖厚度为55mm,后盖厚度为90mm。 2.通用主轴 1)滚锥轴承主轴 2)滚针轴承主轴 3)滚珠轴承主轴:前支承为推力球轴承、后支承为向心球轴承或圆锥滚子 轴承。因推力球轴承设置在前端,能承受单方向的轴向力,适用于钻孔 主轴。 3.通用传动轴 通用传动轴一般用45#钢,调质T235;滚针轴承传动轴用20Cr钢, 热处理S0.5~C59。 4.通用齿轮和套 多轴箱用通用齿轮有:传动齿轮、动力箱齿轮和电机齿轮。 5.3通用多轴箱设计 1.多轴箱设计原始依据图

1) 多轴箱设计原始依据图 图5-1.原始依据图 2) 主轴外伸及切削用量 表5-1.主轴参数表 3) 被加工零件:箱体类零件,材料及硬度,HT200,HB20~400 2. 主轴、齿轮的确定及动力的计算 1) 主轴型式和直径、齿轮模数的确定 主轴的型式和直径,主要取决于工艺方法、刀具主轴联结结构、刀具的进给抗力和切削转矩。钻孔采用滚珠轴承主轴。主轴直径按加工示意图所示主轴类型及外伸尺寸可初步确定。传动轴的直径也可参考主轴直径大小初步选定。 齿轮模数m (单位为mm )按下列公式估算: (30~m ≥=≈1.9(《组合机床设计简明手册》p62)

数控车床主轴箱设计

数控车床主轴箱设计 一、设计题目 Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。主轴最高转速4000r/min ,最低转速30r/min ,计算转速150r/min ,最大切削功率5.5kw 。采用交流调频主轴电机,其额定转速1500r/min ,最高转速4500r/min 。 二、主轴箱的结构及作用 主轴箱是机床的重要的部件,是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。 主轴箱采用多级齿轮传动,通过一定的传动系统,经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴,最后把运动传到主轴上,使主轴获得规定的转速和方向。 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较,相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统,它主要是用以扩大电动机无级调速的范围,以满足一定恒功率、和转速的问题。 三、主传动系设计 机床主传动系因机床的类型,性能,规格尺寸等基本因素的不同,应满足的要求也不一样。再设计时结合具体机床进行具体分析,一般应满足下属基本要求: 1)满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动性能能,如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。传动系设计合理,操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。 2)满足机床传递动力要求。主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩,具有较高的传动效率。 3)满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性,热变形特性稳定。 4)满足产品设计经济性的要求。传动链尽可能简短,零件数目要少,以节省材料,降低成本。 5)调整维修方便,结构简单、合理、便于加工和装配。防护性能好,使用寿命长。 四、主传动系传动方式 由题目知,我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。再者,本题目中对精度要求一般,因此选用集中传动方式。另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑,便于集中操作,安装调整方便即可。 五、电动机的选择 按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。交流电动机驱动中又可分单速交流电动机或调速交流电动机驱动。调速交流电动机又有多速交流电动机和无级调速交流电动机驱动。无级调速交流电动机通常采用变频调速的原理。 根据设计要求采用交流调频主轴电机,其额定转速1500r/min ,最高转速4500r/min 。选用FANUC-S 系列8s 型交流主轴电动机。 六、 计算过程 主轴最高转速4000r/min ,最低转速30r/min ,计算转速150r/min ,最大切削功率5.5kw ; 交流调频主轴电机,其额定转速1500r/min ,最高转速4500r/min ; 主轴要求的恒功率调速范围max 400026.7150 nN i n R n === 电动机的调速范围450031500dN R == 在设计数控机床主传动时,必须要考虑电动机与机床主轴功率特性匹配问题。由于主轴要求的恒功率变速范围远大于电动机恒功率变速范围,所以在电动机与主轴之间串联一个分级变速箱,以扩大其功率变速范围,满足低速大功率切削时对电动机的输出功率的要求。 根据以上分析,选择交流电动机的型号为: 若取3f dN R ?==,则可得到变速箱的变速级数 99 .2lg /lg ==f nN R Z ψ 所以,Z 可近似取为3,此处我们分别对Z=2、3、4三种情况进行研究,比较。 1) Z=3 根据f nN R Z ψlg /lg =可以得出99.2=f ψ,查表2-5取f ψ的标准值为3.0,dN f R =ψ,即主传动系功率特

数控机床主轴部件结构

数控机床主轴部件结构 主轴部件是数控机床的核心部件,其运转精确度、耐磨性能、防震性能、机械强度等都会影响到工件加工的质量,再加上操作过程中还会有环境的影响以及人为因素的影响,工件加工的质量就更难得到保证。所以要从可控的方面着手,将一切可控因素都调整到位,比如数控机床的主轴结构设计以及主轴结构的日常维护等。 目前所使用的数控机床类型主要包括数控车床、数控铣床以及工件加工中心。 1.数控车床主轴部件结构特点 (1)主轴的主体结构是一个空心阶梯轴。 (2)主轴的前面部分主要由法兰盘和专门的卡盘结构组成。 (3)主轴的后面部分放置回转油缸。 (4)主轴空心部分用于设置油缸的活塞杆。 (5)车床的传动装置主要有齿轮传动、传送带传送以及齿轮-传送带组合传动等方式。 (6)驱动器主要作用是连接电动机,驱动数控车床的运转。 (7)光电脉冲编码器,用于测量主轴的转动速度,并

及时反馈信息至数控系统。 (8)回转油缸的主要作用是通过调整液压来控制卡盘装置与法兰盘的结合与分离。 2.数控铣床主轴部件结构特点 (1)同数控车床一样,主轴的中心是空心的。 (2)主轴的前面部分是一个比例为7:24的锥型孔洞,并且在端面上设有一对专门的主轴转矩检测装置将主轴转矩数据传输给铣刀。 (3)主轴的后面部分设有液压缸装置用于放松铣刀。 (4)主轴中间的空心部分用于弹簧的安装、以及铣刀固定刀爪的安装等。 (5)主轴的传动装置主要是齿轮传动,而且是变速传动。 (6)电气结构与数控车床相似,驱动器用于连接电动机,驱动数控铣床的运转;光电脉冲编码器,用于测量主轴的转动速度,并及时反馈信息至数控系统;液压缸的主要作用是通过调整液压来控制回路。 3.工件加工中心主轴部件结构特点 工件加工中心主轴部件的大致结构与数控铣床相类似,唯一不同的地方在于工件加工中心自带刀库和自动换刀的装置,自动化程度相对较高,在控制结构上与数控铣刀会有所不同,具体表现在:

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