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立式加工中心主轴组件的结构设计【5张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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立式加工中心主轴组件的结构设计

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主轴A0.dxf

垂直丝杠A2.dxf

拉杆A3.dxf

立式加工中心主轴组件结构图A0.dxf

轴承座A3.dxf

主轴A0.dwg

垂直丝杠A2.dwg

拉杆A3.dwg

立式加工中心主轴组件结构图A0.dwg

轴承座A3.dwg

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关键词：: 立式加工中心主轴组件结构设计全套 cad 图纸毕业论文答辩优秀优良

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摘要

加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预，当机床开始执行程序后，它将一直运行到程序结束。加工中心还赋予了专业化车间一些诸多优点，如：降低机床的故障率，提高生产效率，提高加工精度，削减废料量，缩短检验时间，降低刀具成本，改善库存量等。由于加工中心的众多优势，所以它深受全球制造企业的青睐。

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。

关键词主轴组件；加工中心；数控机床

Abstract

Machining center evolved from the need to be able to perform a variety of operations and machining sequences on a workpiece on a single machine in one setup. Machining center requires little operator intervention, and once the machine has been set up, it will machine without stopping until the end of the program is reached. Some of the other advantages that machining centers give a manufacturing shop are greater machine uptime, increased productivity, maximum part accuracy, reduced scrap, less inspection time, lower tooling costs, less inventory and so on. Because of their many advantages, machining centers become widely accepted by manufacturing enterprises in the world.

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;machining center; NC machine tool

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1 加工中心的发展状况1

1.1.1 加工中心的国内外发展1

1.1.2 主轴部件的研究进展2

1.3 课题拟解决的关键问题3

1.4 解决上述问题的策略4

第2章方案拟定5

2.1 加工中心主轴组件的组成5

2.2 机械系统方案的确定5

2.2.1 主轴传动机构5

2.2.2 主轴进给机构6

2.2.3 主轴准停机构7

2.3 加工中心主轴组件总体设计方案的确定9

第3章主轴组件的主运动部件11

3.1 主轴电动机的选用11

3.1.1 主电机功率估算11

3.1.2 主电机选型12

3.2 主轴12

3.2.1 主轴的结构设计12

3.2.1.1 主轴轴径的确定13

3.2.2 主轴受力分析13

3.2.3 主轴的强度校核16

3.2.4 主轴的刚度校核17

3.2.5 轴承的配合18

3.2.6 主轴轴承设计计算18

3.2.6.1 轴承受力分析18

3.2.6.2 轴承7017AC寿命计算19

3.2.6.3 轴承7015AC寿命计算19

3.3同步带的设计计算20

第4章主轴组件的进给运动部件24

4.1 进给电动机的选用24

4.1.1 进给电动机功率的估算24

4.1.2 进给电动机的选用24

4.2 联轴器的设计计算25

4.3 垂直方向伺服进给系统的设计计算25

4.3.1 切力削估算25

4.3.2 滚珠丝杠副的设计计算26

4.3.2.1 滚珠丝杠的导程的确定26

4.3.2.2 确定丝杠的等效转速26

4.3.2.3 确定丝杠的等效负载26

4.3.2.4 确定丝杠所受的最大动载荷27

结论28

致谢30

参考文献31

附录133

附录237

第1章绪论

1.1 加工中心的发展状况

1.1.1 加工中心的国内外发展

对于高速加工中心，国外机床在进给驱动上，滚珠丝杠驱动的加工中心快速进给大多在以上，最高已达到。采用直线电机驱动的加工中心已实用化，进给速度可提高到，其应用范围不断扩大。国外高速加工中心主轴转速一般都在，由于某些机床采用磁浮轴承和空气静压轴承，预计转速上限可提高到。国外先进的加工中心的刀具交换时间，目前普遍已在左右，高的已达，甚至更快。在结构上，国外的加工中心都采用了适应于高速加工要求的独特箱中箱结构或龙门式结构。在加工精度上，国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系统，加工精度比较稳定。国外加工中心定位精度基本上按德国标准验收，行程以下，定位精度可控制在之内。此外，为适应未来加工精度提高的要求，国外不少公司还都开发了坐标镗精度级的加工中心。

相对而言，国内生产的高速加工中心快速进给大多在左右，个别达到。而直线电机驱动的加工中心仅试制出样品，还未进入产量化，应用范围不广。国内高速加工中心主轴转速一般在，定位精度控制在之内，重复定位精度控制在之内。在换刀速度方面，国内机床多在，无法与国际水平相比[1～3]。

虽然国产数控机床在近几年中取得了可喜的进步，但与国外同类产品相比，仍存在着不少差距，造成国产数控机床的市场占有率逐年下降。

国产数控机床与国外产品相比，差距主要在机床的高速、高效和精密上。除此之外，在机床可靠性上也存在着明显差距，国外机床的平均无故障时间（MTBF）都在小时以上，而国产机床大大低于这个数字，国产机床故障率较高是用户反映最强烈的问题之一。

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立式加工中心主轴组件结构图A0.gif

主轴A0.gif

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内容简介：: - - I哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）摘要加工中心由于备有刀库并能自动更换刀具，使得工件在一次装夹中可以完成多工序的加工。加工中心一般不需要人为干预，当机床开始执行程序后，它将一直运行到程序结束。加工中心还赋予了专业化车间一些诸多优点，如：降低机床的故障率，提高生产效率，提高加工精度，削减废料量，缩短检验时间，降低刀具成本，改善库存量等。由于加工中心的众多优势，所以它深受全业的。加工中心要由件工动工刀库自动换刀装以它机能件成。中的件机床要的成，运动能直机床加工精度度。本文在大量文的currency1，“ fi不fl加工中心件的能，了点，并了一为的件结”。fl时，还以等要件的机能行了，并些件的度度行了。，本设计中所用的能有效加的度，提高了加工中心的可。关键词件加工中心机床 nts-II-哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）AbstractMachining center evolved from the need to be able to perform a variety of operations and machining sequences on a workpiece on a single machine in one setup. Machining center requires little operator intervention, and once the machine has been set up, it will machine without stopping until the end of the program is reached. Some of the other advantages that machining centers give a manufacturing shop are greater machine uptime, increased productivity, maximum part accuracy, reduced scrap, less inspection time, lower tooling costs, less inventory and so on. Because of their many advantages, machining centers become widely accepted by manufacturing enterprises in the world.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;machining center; NC machine toolnts-III-哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）目录要 . I1 论 . 13 件的运动件 . 144 件的运动件 . 37结论 . 43. 45文. 46 1. 48加工中心的势. 49的人，不，由于工业currency1 以业为的车床产业化时间短等，技术产业西达家还存在一差距，当的还需要注意四的问题。. 492008年12月，高档车床 currency1 装备科技大专项得到家批准。专项高档车床等大装备统能件关键件共技术平设应用范工程做出了署。“今年专项将开始逐步启动施，车床工具行业自能力将一步提高，将为产高档车床持续奠坚的技术currency1。” 说。 . 49三年受中工业报记者访时，提出需要视能件的，时又被他再一次点提出。能件滞后的状况似乎并没有太多的改观。“ 车床的需要高水平专业化规模化生产的能件 currency1，目差距很大。”据了解，大多中高档车床要配套的还那科西门子等统，刀库机手刀架滚珠导轨电等要还日本德或中湾区的产品，用户选购产车床时普遍提出选用境能件的要求。能件的滞后，将约产中高档车床的。 . 49还认为，当商独资势应引起视。近几年，车床行业有些资业逐步扩资为商绝股或独资，fl时又成一批商独资业，些业nts-IV-哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）的产品以占领中高端市场为目标，技术由母公司。“们用市场换不到技术，又丧失市场，客观压了车床业的产业升级。” . 49. 49首先产品开能力不足。行业总看，currency1技术关键技术还很，currency1开论 currency1工艺应用软件开还不能适应技术快速的要求，全行业科技人不足，高级技术人，科技科设施不适应等。据了解，当，工生产科家大工程提出的一批高端车床，如门床等，由于车床业开能力不足或完成开的太不能 fl，一些专机由于开人。 . 50fl时，扩大产能需求需引起视。当行业业技术改项目的产能目标于大，技改项目产品的大化化势，高档车床能力能件的得不足。，车床业自装备的化率低，化水平不高，生产效率低，业的力没有得到足的提高，“ 行业看，的市场需求，还需要。. 50 2. 52nts 1哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）第1章绪论1.1 加工中心的发展状况1.1.1 加工中心的国内外发展于高速加工中心，机床在动，滚珠动的加工中心快速大多在以，高达到。用直电机动的加工中心用化，速度可提高到，应用范currency1不扩大。高速加工中心速一般“在，由于些机床用 fifl 压，预计速可提高到。先的加工中心的刀具换时间，目普遍在，高的达，更快。在结”，的加工中心“用了适应于高速加工要求的独中结”或门结”。在加工精度，加工中心“装有机床精度”度统，加工精度。加工中心精度本德标准验，行程以，精度可在。，为适应加工精度提高的要求，不公司还“开了标精度级的加工中心。，生产的高速加工中心快速大多在，达到。直电机动的加工中心出品，还产量化，应用范currency1不。高速加工中心速一般在，精度在，精度在。在换刀速度，机床多在，水平 1 3。产机床在近几年中得了可的步， fl 产品，存在不差距，成产机床的市场占有率逐年降。产机床产品，差距要在机床的高速高效精。，在机床可存在差距，机床的平 min/40m9 min/10080 min/2500012000 rmin/1 0 rs1 s5. m10 01.6.0min/30m6 min/180006000 rmm15.008. m1.005.0 s545000nts2哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）故障时间（ MTBF）“在时以，产机床大大低于，产机床故障率高用户的问题一。1.1.2 主轴部件的研究进展加工中心的机结” 要有currency1 件加工中心统动统工换统工刀库自动换刀装以他机能件成 4。 1-1所为加工中心结” 。统为加工中心的要成，它由电动机动统以件成。规机床统，加工中心统要具有更高的速更高的精度以更高的结” 。nts3哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）1-1 加工中心结” 1-削 2-X 电机 3-Z 电机 4- 电机5- 6-刀库 7- 8- 9-动电 10-工 11- 12- 13-床 14- 水 15-间 16-机手电fl 动技术（速技术电动机量技术等）的速日完善，高速机床动的机结”得到大的化，了动动，机床由装电动机直动，机床动的度缩短为，现了机床运动的“ 动”。种 nts4哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）电动机机床 “二为一”的动结”形，使件机床的动统结”中独出，可做成“ 单元”，俗称“电”。由于当电要用的流高电动机，故称为“高 ”。由于没有中间动环节，有时又称它为“直动 ”。电一种智能能件，不速高率大，还有一列 ”升动等机床运行的能，以保高速运的可安全1.2课题的目的及内容本课题源于fl济现代技术所加工中心机床设计项目的子课题一。加工中心的集高技术于一的机加工设备，它的代了一家设计的水平，在业界“受到高度视。本课题的目的行加工中心件的结”设计，件为加工中心的执行元件，它保动刀具行削加工递运动动力受削力等，并满足关的技术指标要求。本课题涉的要技术指标有：(a) 孔锥度： (b) 孔直径： (c) 行程（Z ）： (d) 速范currency1： (e)快速动速度（Z ）： (f) 速度（ Z ）：。24:752mmmm470mmr300030min10mmin4001 mmnts5哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）1.3 课题拟解决的关键问题各机床件的要求，要精度问题，要保证机床在一的载荷速，能动工件或刀具精绕心旋，并保持一能。件的设计，“ currency1绕解决本问题出的。为了达到应的精度要求，“ ，件应以几点设计要求 6：旋精度旋精度指机床在fi载低速旋时，端安装工件或刀具的径向向跳动值满足要求，目的保证加工件的几何精度度。度指件在力的用，能保持一工精度的能力。度不足时，不加工精度质量，还容易引起动，恶化动件的工条件。设计时应在它条件允许的条件，尽量提高度值。指件在削程中抵迫动自激动保持平运的能力。直加工质量生产率，应尽量提高。”升热形”升会引起机床件热形，使旋中心的生化，加工精度。并 ”度高会改等元件的间隙破坏条件，加速磨损。耐磨指保持始精度的能力。要素材料热处。根据本课题的设计任务要求，由于的速并不很高，所以在 ”升等不必点虑，应点虑加工中心的旋精度。在设计时应虑以几项要求，注意吸技术，以获得满意的设计。nts6哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）1.4 解决上述问题的策略旋精度要决于等的装配精度。，若要保证件的旋精度，则必颈的圆度滚道滚子的圆度的件的动平衡度止推的滚道滚动的误差以的要心的径向跳动向窜动等提出高的要求，要保证旋精度，“ 应尽量满足以要求。nts7哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）第2章方案拟定2.1 加工中心主轴组件的组成件由装在的动件封件等成的。的启动停止速等由统，并“装在的刀具削运动，削加工的率输出件。加工中心的关键件，结”的好坏加工中心的能有很大的，它决加工中心的削能动态度加工精度等。刀具自动夹紧机” 自动刀具换装的成。2.2 机械系统方案的确定2.2.1 主轴传动机构于现在的机床动机” 说，要为动fl步动。动机动中要的动一，应用普遍，多，适应。递的率可达近十万千瓦，圆速度可达，效率可达。动大多为动固的动，为有级速动。动的安装精度要求高，价格贵，不宜用于动距离大的场。fl步啮动中唯一一种不需要的动。在啮动中，它的结”单，容易，经济，弹缓冲的能力，量轻，两可以任意布，噪声低。它的由专业厂商生产，自行设计，它在远距离多动时经济。fl步动时的速度可达（有时允许达），动率可达，动可达（有时允许达），动效率可达。sm20099.0sm50 s100kW3 0102098.nts8哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）fl步动的优点 9：动，能保证固的动预紧力，所受的载荷的厚度，单度的质量，故允许的速度高的柔好，故所用的直径可以。要点安装时中心距的要求严格。由于动需要具备多的条件，为了使能达到一的旋精度，必须选择好的工环境，以止界杂物侵。 fl步动则避免了些状况，并动效率动等“能课题的要求，故在本课题的动中选择fl步动。2.2.2 主轴进给机构2-1 动螺旋滚动螺旋的点应用场动螺旋滚动螺旋结” 意使用能(1) 摩擦大，动效率低，约 (1) 摩擦很低，动效率高达 (2) 低速运行时有爬行或动 (2) 低速运行时爬行动 (3) 磨损大，使用寿命短 (3) 耐磨好，磨损 (4) 运时噪声。 (4) 高速运行有噪声。结”工艺结”单，加工安装精度要求低。结” 杂，加工安装精度要求高。成本低。高，动螺旋的倍。%40%30 %9932nts9哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）应用场适用于中高速的轻中载荷，如一般机床的机”。适用于高中低速的轻中载荷，如精机床的机”。于的机”，机床“ 被设计为电动机直动的形。所的则螺旋动，它能将旋运动为直运动。螺旋动摩擦状态“ 为动螺旋，滚动螺旋，滚螺旋以液压螺旋。如今在机床“ 用的动螺旋滚动螺旋，两动行，见 2-1由于本课题中用于垂直向的，所以于高低速时运行的要求高。故以两种螺旋动的点，结本课题的需求，故用动效率高磨损动平的滚动螺旋动。2.2.3 主轴准停机构准停装换刀程所要求的在加工中心有得装，称为准停机”。由于刀具装在，在削时的削不能完全锥孔的摩擦力递， “ 在端设一键，当刀具装时，刀的键必须键准，为保证换刀，必须停止在一固的度向，向装为保证换刀时准停止在换刀设的。加工中心的向装有机电fl两种。nts10哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）2-1 机准停装 1 点开关 2 应 3 V形 4 液压 5 向滚 6 向 2-1所为 V形准停装，在固一 V形，使V形的端键保持所需要的关，工为：准停必须处于停止状态，当受到准停指后，电动机以低速动，换使以低速旋，时间电开始动，并时 4 6s，保证后 “ 电开关 1的电源，当到 V形 3的应 2 点开关1 后出，使电动机停。一时电时 0.2 0.4s后，压力液压，使向向动，当向的向滚 5 的 V形时，行程开关 LS2 出，准停完成。若时电时1s后行程开关 LS2 不，说准停没完成，需使向 6后，准停。当向到时，行程开关 LS1 出向滚 5 出的，时可启动工。目用的电fl有两种，一种用电冲生的fl步冲一种用力检向，工如 2-nts11哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）2。2-2 电fl 准停在安装一一起旋，在距离旋轨处固一，经大单元，当需要向时，可停止在好的。种向结”单，的速度可达到以。种准停装机结”单，间没有摩擦，准停的精度可达，能满足一般换刀要求。并向时间短，可高，所以应用的。可安装在一圆的，精的高速加工中心说，由于需要高的动平衡指标，不十有。一种将做成动平衡效很好的圆，使用时需要将圆装在可。在各种加工中心 mm21 in/3500m 1nts12哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）用形的向装，要根据各自的约束条件选择 12。本课题用电fl 准停装，避免了机装的杂结”，需要统出指，可以准向。2.3 加工中心主轴组件总体设计方案的确定 2-2节中的，本课题的总设计现如：由于fl步动，能保证固的动，动效率高，允许的速度高，需安在很currency1好的工环境中，所以在动中选择fl步动。需要注意的 fl步的安装具有严格的要求。在的运动中，用滚珠。耐磨好磨损，低速运行时爬行动，能很好保 Z 的精度。由于加工中心具备自动换刀能，所以在件中还应有准停装刀具自动夹紧机”以 “ 机”。在本课题中，准停机”用力检向，不能使停止在好的，能检到的速，并在加工中心的出，机床者速。在换刀程中，刀具自动夹紧机” 不可获的一。它刀的紧，使刀具在加工时能紧紧固在，在换刀时能轻载。本课题用了液压运行的，“ fi等一列元件的运动达到刀的紧目的。fl时，为了减液压推力的磨损，在的设了一fl 形弹，使的用起到一缓冲的用。fl时，在换刀程中，的将被加工成中fi状。间将“ 一的压缩fifl “ 。使刀始具有很好的配精度。在统中，本课题在统中选用直流电动机，在运动统中则选用流电动机。由于流电动机具有电换向，需要，故不适于运动统中。nts13哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）nts14哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）第3章主轴组件的主运动部件3.1 主轴电动机的选用3.1.1 主电机功率估算(1) 计削力经验公 6：（ 3.1）中：削力，削力（向圆力），削深度，量，削度，刀直径，Z 刀削力 ” ，FZFefpKZdaaaF = 1.101.18.095.0812FNpammfa zmmeamm0dmmZFKZZZZ KFFmFFKKKK = nts15哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）工件材料度，：高速刀具刀具工件材料为量刀具直径为，工件度，削深度将各条件代公（ 3.1），则削力为削速度 6 (2) 电机率 6削率 bGPa= 150 60K 275 mmkgfb = zmmaf 1.0= m16 8=Zae 12=ap 3=ZFefpKZdaaaF = 1.101.18.095.08123.031.11.18.095.0638.01081.97592.0816121.03812 = N2046min150min1000 3000161416.31000 maxminmax mmmmnDV = pikWkWVFPm 115.560000150204660000max = nts16哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）电机率中：机床动统动效率。滚珠动效率 0.996，fl步动效率 0.9863.1.2 主电机选型用流统可行精，可为CNC 机床工业机人等的执行元件。FANUC 流电机S 列 0.65kW 37kW 共 13种。它的点速高输出率大能可精度好动噪低，适于高速削又适于低速削。列可应用在各种的机床。根据电机率PE=5.48kW6 ，故本课题选用FANUC 流电机 6S 6 。要技术如：a) 输出率： b) 高速度： c) 输出： d) 子量：。kWkWPPmmE 48.598.099.0115.55 = mkW5.5min/6000rmN 0.352022.0 smN nts17哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）3.2 主轴3.2.1 主轴的结构设计的要指：颈直径孔径量距，见 3-1。3-1 要意 3.2.1.1 主轴轴径的确定径“ 指颈的直径，于件度大。加大直径，可减本形引起的端弹形1DdalDdnnts18哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）引起的端，提高件度。加大直径受到值的，fl时成配件加大结” 大量加等，在满足度要求应值。设计时要用 fi的颈直径。加工中心颈直径电动机率，由 3.11-62得。由于装配需要，的直径总由颈向后缓逐fl减的。在径后，由 3.11-12可颈直径后颈直径有如关：3.2.2 主轴受力分析所受的载荷件的。计时，将的布载荷化为集中力，用点为载荷布fl的中点。用在的，一般动件度的中点起。1D mmD 851 =1D2mmmmDD 728585.085.0 12 =nts19哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）(a)nts20哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）(b)nts21哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）(c)3-3 受力的用一端固，一端动的形。 3-3a为在fi间力的总受力，它可解为垂（ 3-3b ）水平（ 3-3c ）两平力。由公（ 3.1）得出向削力径向荷 22 向荷 22 NF 2046=NNFFr 1.716204635.035.0 = NNFFt 4.184120469.09.0 = nts22哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）向荷 22 3-4 不垂解由于的受力于单不，所以要以不的受力解决问题。 3-4为不的垂受力。为了使形不 fl，必须满足形条件，要求。用加，得度为：（ 3.6）中：径向（向）荷力，单为 0=B( )alEIFaEIlFrB = 363 232vrF 2Nnts23哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）径向（向）荷，单为材料的弹模量，，。由公（ 3.5）得。将，代公（ 3.6），则垂的度为：得得得将，代公（ 3.6），则水平的度为：得FNE 26101.2 cmNE =I 4cm4205cmI =rFF = vrF 22( ) 09.73.83205101.26 9.71.716205101.22 3.8 6 26 32 = = VrB FNF Vr 37.6642 ( ) ( ) 0798325383253253 12 =+ rVrVr FFFNF Vr 21.3841 0321 =+ rVrVrVr FFFFNF Vr 48.3323 tFF = HrrF 22 =( ) 09.73.83205101.26 9.74.1841205101.22 3.8 6 26 32 = = HrB FNF Hr 39.17082 ( ) ( ) 0798325383253253 12 =+ tHrHr FFFnts24哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）得得3.2.3 主轴的强度校核成得，在 C D处受了大的，并还受到动所的。，两。在的度时应成度条件行计。的成度条件为 23（ 3.7）中：的计应力，的，的许用应力，所受的，单为 NF Hr 97.9871 0321 =+ tHrHrHr FFFFNF Hr 96.8543 ( ) 222 214 2caM TM TW W W + = + =caMPaW 3mm 1 MPaTmmN MmmN nts25哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）所受的，单为。的为 23中：颈处直径，单为，处，为孔直径。得根据材料为，由 15-123得许用应力。应力为动环应力，。将代公（ 3.7），则的计应力为为，所以的度要求。3.2.4 主轴的刚度校核在载荷用，将产生或形。若形量允许的( )43 132 pi = dWdmmdd1= 1d)(566988542132 851416.3 343mmW =Cr40 MPa701 = 6.0=( ) )(1.456698171606.0232080 22 MPaca =+= MPaca 701 =nts30哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）3.2.6.3 轴承7015AC寿命计算的工年为 7 年（一年 300 计），两工（ 16h 计），则预计寿命为 7015AC所受的向荷，径向荷。由 13-523得界。由 13-523得径向动载荷 X=0.41 ，向动载荷 Y=0.87。根据载荷质为中等冲，由 13-623得载荷一般为，。则的当量动载荷为 23 22-425 得本动载荷。将代公（ 3.9），则以时的寿命为)(33600163007 hLh =NFa 15.1074=Fr 67.458= 68.0=e68.034.267.458 15.1074 = eFFra8.12.1 .=Pf( ) ( ) )(62.202015.107487.067.45841.08.1 NFYFXfP arP +=+=KNC 8.46=nts31哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）由于，所以能满足要求。3.3同步带的设计计算 (1) 设计率根据工机为加工中心，动机为流电动机，两工（计），由 5得。故设计率为 5：中：递的率，载荷 ” (2) 选节距根据设计率，速，由 5 的为 H 。)(6902662.202046800300060103610 hL h =hLL hh 3360010 =dPh165012 0.2=AKKWKWPKP Ad 115.50.2 =PKWAKKWPd 11= min60001 rn = 13124612 mmpb 700.12=nts32哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文） fl步的为 H ，由 5得节距(3) 根据速，fl步的为 H ，由 5得的，故(4) 节圆直径中：节距。，fl步的为 H ，由 5得径(5) 大中：速 1Zmin60001 rn = 5112 22min Z 301 =Z1dmmmmpZd b 28.1211416.3 7.123011 = pi1Zbp301 =Z 5612 mmda 90.1191=2Z23000600021 =nni1n2nnts33哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）大速。大 (6) 大节圆直径中：节距。大，fl步为H ，由 5得径(7) 速中：节圆直径速。(8) 间距经验公 5：6030212 = ZiZ2dmmmmpZd b 55.2421416.3 7.126022 = pibp602 =Z 5612 mmda 18.412=vsmvsmsmndv 4010.38100060 600028.1211416.3100060 max11 =oa 7787= .12cK mN 214 m61nts43哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）结论本课题用了FANUC6S 流电动机为动的动力，“fl步动现电机间的减速动。“fl步的选择，了fl步动的速度间距等，并大行了结本课题的指导思想在满足加工中心件的工要求的提，尽可能使能优越，动平，并使加工中心的机”的质量尽可能减，降低成本。本课题了加工中心件的总设计，件的各成机”行了论证设计计以选。fl时，“加工中心件的要件，如：键等行，为想现了任务书中加工中心件的技术指标。加工中心件的运程平，件的结”单，拆装，容易，价格低廉。件的结” 要为两，运动机” 运动机”。在运动机”中，能，可要为动机” 准停机” 刀具自动夹紧机”以 “ 机”。本课题用了FANUC6S 流电动机为动的动力，“fl步动现电机间的减速动。“fl步的选择，了fl步动的速度间距等，并大行了结”设计。为了止fl步的掉落，在的两侧安装了。在大还安装了动平衡好的圆，准停中的被设在圆，则安于距离 2 3mm处，现了准停能。在刀具自动夹紧机”中，为了的行程，用了2 为 LX19-111的行程开关，避免了刀具产生夹持紧或的现。为了提高的度，的用了三形，并在后处让行背背安装，使能受向的向载荷。“计，的度度满足设计的要求。fl时，由于用了混，使的运速度提高大热更好，改善了全所存在的一些不足处。的用脂，的 nts44哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）为高级锂脂。在件的动机”中，本课题用了 FANUC-6L 直流电动机为动机。电动机的输出 “ 直。的用了深，后则用了为 35TAC72A的。虑到在工时的热，所以，在的配形中，选用了固形，使在受热后不会产生度。为了机”的行程，在滚珠副处设了两撞，并在机架安装了 2 为 LX12-2的行程开关，使机”行程在 470mm。60nts45哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）历时将近两月的时间于将篇论文写完，在论文的写程中遇到了的障碍，“在fl学闫辉老师的帮助度了。他行了私的指导帮助，不厌烦的帮助行论文的改改。，在书馆找资料的时候，书馆的老师提供了很多的持帮助。篇论文所涉到的各学者。本文引用了学者的文，如没有各学者的成的帮助启，将很完成本篇论文的写。的fl学老师，在写论文的程中予了很多你问素材，还在论文的撰写版灯程中提供热的帮助。由于的学术水平有，所写论文免有不足处，恳请各老师学友批评指”。nts46哈尔滨工业大学华德应用技术学院本科生毕业设计（论文）1 廖勇，黄容申机床现状势庆石高等专科学报J ， 2002， 4（ 2）： 25 262 陈介日本 2001年机电一化看机床动向精自动化 J ， 2002（ 1）： 4 53 张育生六届中机床览看机床势技术机床 J ， 2000（ 5）： 9 104 Krar Stephen F.， Gill Arthur， Smid Peter Computer numerical control simplifiedM New York： Industrial Press， 2001.5 宗泽 .机设计师手册（册）M.北京：机工业出版社，2002.6 李洪 . 用机床设计手册 M.沈阳：辽宁科学技术出版社， 1999.7 红 . 机床机人机统设计指导 M.海：fl济大学出版社， 2004.8 王世能 . 机床件设计 J. 机

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