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数控铣床电主轴的设计毕业设计论文.doc

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数控铣床电主轴的设计毕业设计论文.doc

毕业设计题目数控铣床电主轴的设计姓名李建能学号3080612012专业班级08机械电子01班指导教师张智焕分院机电与能源工程分院日期2011年11月3日宁波理工学院2目录第1章绪论.........................................................41.1选题的目的和意义............................................41.2数控铣床电主轴的国内外的研究现状和发展趋势..................41.2.1数控铣床电主轴的国内外的研究现状.......................41.2.2数控铣床电主轴的国内外的发展趋势.......................51.3本课题主要研究内容..........................................7第2章数控铣床电主轴的介绍.........................................82.1铣床电主轴的工作原理........................................82.2数控铣床电主轴的特征........................................8第3章铣床电主轴结构设计..........................................103.1电主轴结构图...............................................103.2电器伺服控制器的选择........................................103.3转子和定子的设计...........................................113.4轴承的选择.................................................143.4.1轴承的选择............................................143.4.2轴承材料的选择.......................................153.5冷却系统的设计............................................163.5.1热源的主要构成......................................173.5.2冷却系统的冷却路线..................................173.5.3主轴传动的热平衡计算................................183.6主轴的主要结构参数.........................................193.6.1主轴前端悬伸量的确定..................................193.6.2主轴主支承间的跨距L的确定............................203.6.3主轴的构造............................................203.6.4主轴挡板的设计........................................203.6.5主轴的材料和热处理....................................203.6.6主轴所受外力的计算...................................20第4章轴的校核....................................................2534.1轴的强度校核计算..........................................254.2轴的刚度校核计算..........................................28第5章轴承的校核..................................................305.1角接触球轴承的校核.........................................305.2深沟球轴承的校核...........................................32总结............................................................34参考文献...........................................................354第1章绪论1.1选题的目的和意义我国数控机床的发展历程充分证明,数控机床电主轴发展的滞后,始终是制约我国数控机床发展的瓶颈问题之一。高速电主轴的功能部件跟不上,发展数控机床将成为空话。我国数控机床整体技术水平的发展和提高,最终离不开先进的功能部件产业的支持。我国数控机床经历了二十多年的发展历程,形成了一定的生产规模,具备了进一步发展的基础。但在数控机床品种、质量和性能等方面与发达国家还存在较大差距,很难能满足市场需求,特别是高端数控机床主要依赖进口,已明显制约我国国民经济和国防工业的发展。高速电主轴制造技术成为了决定高端的数控机床发展的关键技术。对决定电主轴发展的关键技术要进行重点攻关,特别是在电主轴应用中的关键部件诸如复合陶瓷轴承、内置式无外壳电机、性能优良的伺服控制器、高精度位置编码器、气密封装置等进行自主研发,改变这些关键部件主要靠进口的局面。高速电主轴也是高端的数控机床的核心,大力发展高速电主轴将对我国的装备制造行业会起到强大的推动作用。1.2数控铣床电主轴的国内外的研究现状和发展趋势1.2.1数控铣床电主轴的国内外的研究现状国内对电主轴技术的研究始于20世纪60年代,主要用于零件内表面磨削,这种电主轴的功率低,刚度小,并且它采用无内圈式向心推力球轴承,限制了高速电主轴的产业化。到80年代,随着国内高速主轴轴承的开发成功,研制出一系列高刚度、高速电主轴,广泛应用于各种内圆磨床和各个机械制造领域。在90年代以后由磨用电主轴转向铣用电主轴,它不仅能加工各种形体复杂的模具,而且开发了用于木工机械用的风冷式高速铣用电主轴,推动了高速电主轴在切削中的应用。在国内以洛阳轴承研究所洛阳轴研科技股份有限公司为代表,早在1958年就研制出了磨用电主轴之后又研发了大功率、高转速系列电主轴,磁悬浮和气静压电主轴等,并将电主轴在90年代应用于大型数控铣床,加工中心和数控铣床,是我国电主轴技术的引领者。广州工业大学高速加工和机床研究所也开发研制了多种电主轴,并应用于数控铣床由于近些年数控加工技术的飞速发

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