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内容简介：

题 目五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计 学生姓名 学 号 学 院 专 业 班 级 指导教师陈柏 副教授 2012-05-13 XXX 大学大学 本科毕业设计（论文）诚信承诺书本科毕业设计（论文）诚信承诺书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） （题目：五轴高速加工中心总体 布局及主轴部件设计）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽 本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计 （论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 作者签名： 年 月 日 （学号）： 毕业设计（论文）报告纸 五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计 摘摘 要要 五轴加工中心主要由主轴组件、回转工作台、移动工作台、刀库及自动换刀装置 以及其它机械功能部件组成。其中的主轴组件是机床重要的组成部分，其运动性能直接影响 机床加工精度与表面粗糙度。本文在查阅大量国内外文献的基础上，通过研究分析不同加工 中心主轴组件的性能，综合地比较了其特点，并拟定了一个较为合理的主轴组件结构方案。 同时，还就主轴、轴承以及丝杠等重要零件的机械性能进行了探讨，并对这些零件的刚度和 强度进行了校核。此外，本设计中所采用的陶瓷轴承能有效地增加主轴的刚度，从而提高了 加工中心的可靠性和稳定性。 关键词：关键词：主轴组件，五轴加工中心，数控机床 、 毕业设计（论文）报告纸 i Abstract Machining centers are equipped with spindle units, rotary workbench, moving workbench, tool magazines and automatic tool changers, and other mechanical function components. Spindle unit is the important motion part of the metal cutting machine tool. Its movement behavior affects the machining accuracy and surface roughness of part to be machined. Through referring to a variety of technical literatures, the characteristics of some kinds of spindle units are compared with each other based on analysis and research work on different machining centers. A reasonable scheme can be studied out. Meanwhile, the mechanical behaviors of principle parts such as the spindle, bearings and lead screw are discussed. Their rigidity and strength are calculated and examined here. Morever, a kind of advanced ceramic bearings is introduced into the spindle unit, which can effectively enhance the rigidity of spindle units. They will improve the reliability and stability of machining centers. Key words：spindle unit，Five axis machining center，NC machine tool 毕业设计（论文）报告纸 ii 目 录 摘 要I ABSTRACTII 第一章 引 言- 1 - 1.1 题目来源与分析.- 1 - 1.2 研究目的.- 1 - 1.3 课题研究的意义- 2 - 第二章 五轴高速加工中心总体布局方案设计- 3 - 2.1 五轴高速加工中心的结构组成- 3 - 2.2 五轴高速加工中心主要结构形式- 4 - 2.3 五轴高速加工中心主要性能参数- 4 - 2.4 五轴高速加工中心总体布局方案初步拟定- 5 - 2.5 五轴高速加工中心总体布局方案比较- 6 - 2.6 五轴高速加工中心总体结构布局- 7 - 第三章 主轴组件的主运动部件的设计计算.- 11 - 3.1 加工中心主轴组件总体设计方案的确定.- 11 - 3.2 主轴.- 13 - 3.2.1 主轴的结构设计 - 13 - 3.2.2 主轴受力分析 - 16 - 3.2.3 主轴的强度校核 - 20 - 3.2.4 主轴的刚度校核 - 21 - 3.3 主轴组件的支承.- 22 - 3.3.1 主轴轴承的类型 - 22 - 3.3.2 主轴轴承的配置 - 25 - 3.3.3 主轴轴承的预紧 - 26 - 3.3.4 主轴支承方案的确定 - 28 - 3.3.5 轴承的配合 - 28 - 3.3.6 主轴轴承设计计算 - 29 - 3.4 同步带的设计计算.- 31 - 3.5 主轴组件的润滑与密封.- 34 - 3.5.1 主轴组件的润滑 - 35 - 3.5.2 主轴组件的密封 - 35 - 3.5.3 本课题的润滑与密封方案的确定 - 37 - 3.6 键的设计计算.- 38 - 3.6.1 主轴上的键 - 38 - 3.7 液压缸的设计计算.- 39 - 第四章 主轴组件的进给运动部件- 42 - 毕业设计（论文）报告纸 iii 4.1 进给电动机的选用.- 42 - 4.1.1 进给电动机功率的估算 - 42 - 4.1.2 进给电动机的选用 - 42 - 4.2 联轴器的设计计算.- 43 - 4.3 垂直方向伺服进给系统的设计计算.- 43 - 4.3.1 切削力估算 - 43 - 4.3.2 滚珠丝杠副的设计计算 - 44 - 结论- 51 - 致 谢.- 52 - 参考文献- 53 - 毕业设计（论文）报告纸 - 0 - 第一章第一章 引引 言言 1.1 题目来源与分析题目来源与分析 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控 技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业（如：信息技术及其产业，生物技术及其产 业，航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。制造技术和装备是人类 生产活动的最基本的生产资料，而数控技术则是当今先进制造技术和装备最核心的技术。 当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场 的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家 的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数 控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。 数控机床技术的发展自 1953 年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控铣床算起， 至今已有 53 年历史了。20 世纪 90 年开始，计算机技术及相关的微电子基础工业的高速 发展，给数控机床的发展提供了一个良好的平台，使数控机床产业得到了高速的发展。 我国数控技术研究从 1958 年起步，国产的第一台数控机床是北京第一机床厂生产的三 坐标数控铣床。虽然从时间上看只比国外晚了几年，但由于种