机床高速电主轴的结构设计【三维UG】【10张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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目录

1 绪论

1.1 高速切削技术                                                              1

1.2 电主轴技术                                                                2

1.3 小结                                                                      3

2 高速电主轴关键技术

2.1 主要技术指标                                                              4

2.2 电主轴的整体布局设计                                                      4

2.3 轴承及其润滑技术                                                          4

2.4 冷却系统的设计                                                            7

3 高速电主轴的电机设计

3.1 电机选型                                                                  8

3.2 过盈连接及其动平衡计算                             9

4 高速电主轴的结构设计

4.1 外圆平均直径                                                             10

4.2 内孔直径                                                                 10

4.3 悬伸量                                                                   11

4.4 支承跨距                                                                 11

4.5 校核和检验                                                               12

5 总结                                                                      13

参考文献        14

附录1 1FE1系列电机结构示意表15

附录2 1FE1系列电机性能参数表16

附录3 BER10系列陶瓷球滚子轴承参数表17

附录4 10系列陶瓷圆柱棍子轴承参数表18

外语文献翻译19

内 容 摘 要

当前的制造业的机床正一步步的向着高速、高功率、高效率等方向发展，一个国家的制造业实力往往就体现在这一些方面。高速机床电主轴是高速机床的核心部件，有着非常广阔的应用前景。发展和应用高速机床电主轴技术，能极大的提高工厂的生产力、加工精度和加工质量等等一系列加工时的指标。本毕业设计旨在根据实际需求，设计一个满足要求、且不乏经济性的高速机床电主轴的结构。首先对高速机床电主轴的关键技术进行分析，其次对轴承、散热、动平衡等关键部分进行初步设计，然后对电主轴进行结构设计，最后验证设计，确保本毕业设计能够满足要求。本研究设计的工作主要在以下几个方面：

1、分析高速机床电主轴主要存在的问题以及有关高速机床电主轴的关键技术，对电主轴的轴承及其润滑技术、冷却和散热、动平衡等方面进行研究，结合实际需求，对这些关键部位进行初步设计；

2、对电主轴进行整体设计，包括轴承的选型及其刚度计算、电机的选型以及主轴的各项参数的计算，并验算结果。

关键词：高速电主轴；电主轴关键技术；结构设计

Abstract

Nowadays,manufacturing industry’s development is in the direction toward high-speed, high-power and high-efficiency, It can deeply reflect the level of a country’s manufacturing capacity in most cases. High-speed motorized spindle is the core component in high-speed machine tool, and it has a wide application prospect.Develop and apply higi-speed motorized spindle technology can highly improve one factory’s machining index like productivity, machining accuracy and machining quality etc. This graduation project is aimed at design a structure of a high-speed motorized spindle that satisfy the actual demand. I will analyze the key technologies of high-speed motorized spindle and design the key component such as bearings,cooling system and dynamic balance etc primarily at first, then design the structure of the motorized spindle, and I will check out my design to ensure it can meet the demand. The main task of this graduation design will contain these aspects below:

1.Analyze the main problem and key technologies of high-speed motorized spindle, research the spindle’s bearings, lubrications, cooling and dynamic balance etc. Combine with the reality demand, design those component primarily;

2.Design the motorized spindle entirely, this mainly includes the bearings’s chosen and its calculation of rigidity, the selection of electric motor and the calculation of main parameters of the spindle, and check my design at last.

Keywords:High-speed motorized spindle;Key technologies of motorized spindle;structure design

1绪论

1.1 高速切削技术

1.1.1 高速切削技术的理论基础

早在20世纪50年代，就已经出现了用于磨削小孔的高频电主轴，当时的变频器采用的是真空电子管，虽然转速高，但传递的功率小、转矩也小。随着高速切削的发展的需要和功率电子器件、微电子器件和计算机技术的发展，产生了全固态元件的变频器和矢量控制驱动器，加上混合陶瓷轴承的出现，使得在20世纪末期出现了一大批用于高速切削的大功率、大转矩、高转速的高速机床电主轴。

作为国民经济支柱产业的制造业，是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志，高速切削技术是加工制造技术的一次革命性突破，是未来窃谑加工技术的重点发展方向。高速切削技术是指利用超硬材料的加工刀具和高转速、高精度和高自动化的制造装备，以实现切除效率、加工质量和加工精度大幅度提升的先进制造技术。