文档包括:
说明书一份。33页，11800字。
任务书一份。
开题报告一份。
外文翻译一份。
文献综述一份。
图纸共9张，如下所示
A0-总装配图.dwg
A1-立柱.dwg
A2-丝杠前端盖.dwg
A2-主轴端盖1.dwg
A2-主轴箱盖.dwg
A2-套筒.dwg
A2-电主轴.dwg
A3-丝杠.dwg
A3-主轴端盖2.dwg
SK125 数控铣床的主要部件设计
摘要：
数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术是用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法，随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。
数控机床是装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编辑指令规定的程序。
数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统执照产业的渗透形成的机电一体化产品，起技术规范覆盖很多领域：(1)机械制造技术 （2）信息处理，加工，传输技术;(3）自动控制技术：（4）伺服驱动技术；（5）传感技术;(6)软件技术等。计算机对传统机械业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业，具有广阔的发展天地。
数控机床就是将加工过工程所需要的各种步骤以及刀具与弓箭之间的相对位移量都是用数字化的代码来显示。通过控制介质数字信息传入专用区域通用的计算机。计算机对输入的信息处理，发出各种指令来控制机床的伺服系统或者其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。
关键词：机械设计，数控三坐标铣床，主轴，数控系统。
Abstract
Summary：
Digital control the modern development of automation control of digital technology is a signal for machine tools are processes to control movement, as a method of science and technology has developed rapidly and Numerical Control machine is a national machinery industry standards of important standard, the machine is a program Numerical Control control system of machine tools, the system to be logical to use a number or other symbols specified procedure.the instruction encoding.
Numerical control machine tools in Numerical Control technology of new technology industries through the traditional manufacturing a product of the electromechanical integration technology.covering many areas:（one）machinery manufacturing technology (two)information processing,processing and transmission technology:(three)automatic technology；（four）servo driving technological;(five)sensing technology;(six) software technology,etc.the computer to traditional service trade the manufacturing industry,has changed completely.and has become industrialized,and because of the information technology,manufacturing into a rising industry,have broad development of the world.
Numerical Control machine tools are the processes of the various steps and the tool relative to the workpiece between the amount of displacement is the use of digital code to represent information media .by controlling figures into a special area of the computer .computer for the processing of information and instructions to control the machine tools or other enforcement servo system components and tools automatically processed out the work.
Key words:Mechanical design,Numerical Control three coordinates of milling
目录
1绪论 1
1.1数控铣床的现状和发展 1
1.2毕业设计的目的和意义 1
2 设计方案的确定 2
2.1 整体方案的确定 2
2.2 主轴传动方案的类型和选择 2
3 轴类零件的设计和计算 4
3.1主轴的材料选择 4
3.2主轴主要结构参数的确定 4
3.2.1 主轴最小直径的估算 4
3.2.2主轴内孔直径d及拉杆直径的确定 4
3.3.3主轴支承跨距L的确定 5
3.3.4初选轴承 5
3.3主轴的结构设计 5
3.3.1 拟定轴上零件的装配方案 5
3.3.2确定轴各段的直径 6
3.3.3 确定各轴段的长度 6
3.3.4主轴刚度的计算 7
4 轴承的设计与计算 9
4.1 轴承当量动载荷的计算 9
4.1.1 切削力的计算 9
4.1.2 径向力的确定 9
4.1.3. 计算两轴承的派生轴向力s 10
4.1.4 计算两轴承的轴向载荷 10
4.1.5 计算两轴承的当量动载荷P 10
4.2 验算轴承的寿命 11
5 碟形弹簧的设计和计算 12
5.1 碟形弹簧的设计与计算 12
5.2 碟形弹簧的校核 13
6进给机构的设计 15
6.1滚珠丝杆副设计步骤 15
6.2滚珠丝杠的计算 15
6.2.1丝杠导程的计算 15
6.2.2滚珠丝杠精度 17
6.2.3滚珠丝杠选择 17
6.3滚珠丝杠支承选择 18
6.4滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧 21
7伺服电机的选择 23
7.1最大的切削负载转矩计算 23
7.2负载惯量计算 23
7.3空载加速转矩计算 24
8气体缸的选择 26
致谢 28
参考文献 29
1．设计（论文）拟解决的主要问题
? 通过调研和分析确定铣床的传动方案、总体布置和机械部分的详细结构设计，设计的各部分间能有机结合，相互协调，共同完成整个机床的机械部分的大部分图样。
? 加强综合训练，全面提高工程应用能力和开发创新能力，培养相互协作配合的团队精神。
? 重点解决主轴箱部件有关的技术问题
2．设计（论文）的主要内容和基本要求
技术参数：最大主电机功率1.5Kw，主轴转速范围100-2000rpm，工作台三向行程450*250*250mm。
? 设计任务：
机床总装配图、部件装配图、主要自制件零件图，总图量不小于3 张A0。
开题报告、文献综述、外文翻译、设计计算书各一份。
? 设计要求：
图样全部用计算机绘制，符合最新制图标准；投影正确，表达完整，布局合理。
注重工作性能和结构、装配工艺性，外观造型，力求简洁、明快；功能满足，实用可靠。
理论分析完整清楚；设计推导简明扼要；计算正确可靠。避免冗长，杜绝抄袭。
3．推荐参考文献
[1] 陈心昭.现代实用机床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.8
[2] 李洪.实用机床设计手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1999.1
[3] 文怀兴，夏田.数控机床系统设计[M]. 北京: 化学工业出版社，2005.5
[4] 吴玉厚.数控电主轴单元技术[M].北京：机械工业出版社，2006.3
[5] Paul Kenneth.21st Century Manufacturing[M].Prentice Hall and TingHua University Press,2002
[6] Robert L. Norton:Design of Machinery An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and Machines[M]. McGraw-Hill Education companies, Inc., and Chine Machine Press.2003.
4．进度安排
2010.11.16~2010.12.24 接受任务，熟悉内容，完成文献综述和英文翻译；
2010.12.25~2011.02.20 完成开题报告，毕业实习、方案确定；
2011.02.23~2011.04.20 完成设计图样和说明书初稿；
2011.04.20~2011.04.30 修改图样、说明书，完成二稿；2011.05.01~2011.05.10 修改、检查全部资料，打印、上交资料；
2011.05.11~2011.05.25 准备论文答辩。
毕业设计（论文）
开题报告
设计（论文）题目： SK—125立式数控铣床传动系统关键部件设计
一、 研究的基本内容与拟解决的主要问题（或研究的主要内容及预期目标）：
1.研究的内容：
本次设计的主要内容是完成SK125主轴箱整体总体设计及床身部件设计。
总体设计包括机械、电气和工作液系统三大部分设计，机械系统主要由床身部件、铣床工作台部件、线架部件及储丝筒部件等组成，主要完成机械系统各部件的结构设计，并注意各部分间能有机结合和协调，完成整个铣床机械部分的大部分图样。这是数控主轴箱铣床的重点设计部分，也是难点。
床身部件设计主要研究内容为床身结构设计和传动方案设计，达到所需的加工精度。
2.解决的问题：
（1）通过调研和分析确定主轴箱铣床的传动方案、总体布置和具体结构，注意各部分间能有机结合和协调，共同完成整个铣床机械部分的大部分图样。
（2）理论联系实际，加强综合运用和训练，全面提高工程应用能力和开发创新能力，培养相互协作配合的团队精神。
（3）重点解决总体方案和进给系统的结构设计，工艺性、技术要求等技术问题。
主要实现以下技术要求：
技术参数：最大主电机功率1.5Kw，进给最大速度4m/s
二、 研究的方法与技术路线（或研究步骤、方法和研究措施）：
1.研究方法：
总体结构设计应用结构化设计方法，其基本思路是：按照所实现功能的不同，将整机分为若干个相对独立的部件，各个部件之间有确定的联系尺寸，保证部件之间的正确位置。并要求电气及控制系统与相应的机械部件相匹配，保证整机正常运转
为提高产品开发成功率，保证产品质量，便于组织生产，在实现产品功能及结构创新过程中，也要用继承和简化原则指导具体设计，以提高产品的标准化和系列化水平。
2.技术路线：
1、在设计初期，根据课题要求认真阅读与SK125相关的文献资料和新闻杂志，做到在理论上对课题有初步的了解。
2、对所掌握的资料进行概括和总结，从而掌握SK125的基本知识，为本课题设计打下基础。同时，将有疑问和不懂的向指导老师说明，通过指导老师的讲解加深对SK125铣床的了解，并明确自己设计的方向。
3、进行主轴箱整机的总体结构设计，首先需要解决的问题是：
（1）确定主轴箱整机以及进给机构实现的主要功能；
（2）确定主轴箱整机和进给机构的总体结构设计思想。
深入了解明确线主轴箱实现的主要功能和总体结构设计思想，确定并画出总体结构图。根据总体结构图，对整个铣床机械系统的各个部件进行结构设计，重点进行床身部件的设计和传动方案的设计，并进行必要的强度、刚度的计算校核。利用CAD画出各个部件的图样，并进行总配，确保各部分间能有机结合和协调
本次立式数控铣床要达到的技术要求：电机功1.5W，进给速度为4m/s，换刀的时间靠打刀缸的性能来保证。工作台面积为840x300的行程480x250x250，工作台所加工零件的类型为铝件和一些钢件。主轴采用BT50、的刀柄和拉抓。
本次立式数控铣床具有加工中心的特点，能够实现自动换刀，自动变速，变速方法采用无级变速。由中空电机连接主轴直接转动，本次设计选择采用的是有欧非机械有限公司型号为O口-FK的中空电机，它的额定扭矩为179N.m,额定转速为400rpm
本次立式数控铣床主轴部件的设计主要有轴以及轴上零件、拉杆的设计；气缸的选择，首先根据换刀所要达到的时间，其次，根据碟形弹簧拉紧刀柄的力，气缸动作是所产生的力应稍大于弹簧的拉紧力。
2.2 主轴传动方案的类型和选择
数控机床的调速是按照控制指令自动执行的，因此变速机构必须适应自动操作的要求。在主传动系统中，目前多采用交流主轴电动机和直流主轴电动机无级凋速系统。为扩大调速。
为了适应不同的加工要求，目前主传动系统主要有三种变速方式
1． 具有变速齿轮的主传动 如上图a所示
这种配置方式大中型数控铣床中比较普遍。它通过少数几对齿轮进行降速，使之能够够分段变速，确保低速时拥有足够的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性。但也有一小部分数控铣床也采用这种传动方式，以获得强有力切削时所需要的扭矩。
2． 通过带传动的主传动 如上图b所示
主要应用字中小数控铣床上，可以避免齿轮传动引起的振动和噪声，但它只能适用于地扭矩特性要求的主轴。同步带有多楔带，齿形带，圆弧带等，是一种综合了带传动和链传动有点的新型传动。带的工作面及带轮外圆上均制成齿形，通过带轮和轮齿相嵌合，做吴华东的齿合运动。带内采用了承载后无弹性伸长的材料做强力层，以保持带的节距不变，使主动和从动带轮可做无相对滑动的同步传动。与一般带传动相比，同步带传动具有以下优点;
1.无滑动，传动比准确。
2,传动效率高，可达98%以上
3。出动平稳可靠，噪音小。
4.使用范围广泛，速度可叨叨50m/s，速比可达10左右，传动功率由几瓦到数千瓦。
5.维修保养方便，不需要润滑。
但是同步带也有不足之处，其安装时中心距要求严格，带与带轮制造工艺较复杂，成本高。
3． 由调速电机直接驱动的主传动 如上图c所示
这种主传动方式打打简化了主轴箱和主轴的结构，有效地提高了主轴部件的刚度。但主轴输出扭矩小，电动机转动时发出的热量对主轴的精度影响比较大。在低于额定转速时为恒转输出，高于额定转矩时为恒功率输出。使用这种电动机可以实现电气定向。我们把机床主轴驱动与一般工业的驱动相比较，便可以知道机床要求其驱动系统有较高的速度精度和动态刚度，而且要求具有能连续输出的高转矩能力和非常矿的恒功率运动范围。随着功率电子，计算机技术，控制理论，新材料和电动机设计的进一步发展和完善，矢量控制交流主轴电动机驱动系统的性能已经达到了甚至超过了直流电动机驱动系统，交流主轴驱动系统正逐步取代直流系统。
总的来说，第一第二两种类型对减速配置要求很高，第三种类型要考虑它的转动惯量。本次设计是有中空电机通过键连接主轴，直接带动主轴转动，这样既简化了主轴箱体与主轴的结构，也有效地提高了主轴部件的刚度。此设计方案利用电机控制转速，因此对减速配置要求不高，又由于电机在主轴外部连接，也不需考虑转动惯量，而且成本更低。
综上讨论，所以，本次设计选择这种主转动方案。
4、整理设计资料和完善图样，完成设计计算说明书。
一、 研究的总体安排与进度：
2011.11.16~2011.12.24 接受任务，熟悉内容，完成文献综述和英文翻译；
2012.12.25~2012.02.20 完成开题报告，毕业实习、方案确定；
2012.02.23~2012.04.20 完成设计图样和说明书初稿；
2012.04.20~2012.04.30 修改图样、说明书，完成二稿；2012.05.01~2012.05.10 修改、检查全部资料，打印、上交资料； 2012.05.11~2012.05.25 准备论文答辩。
二、 论文提纲：
目录
绪论 1
第一章 数控加工技术概论 3
第二章 数控铣床主传动系统 7
第三章 主轴电动机的选取 10
第四章 同步带传动 11
第五章 主轴组件的设计 14
第六章 主轴轴承的选择 21
第七章 进给机构的设计
第八章 气缸选择
第九章 结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
附录 37
三、 主要参考文献：
[1] 陈心昭.现代实用铣床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.8
[2] 李洪.实用铣床设计手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1999.1
[3] 文怀兴，夏田.数控铣床系统设计[M]. 北京: 化学工业出版社，2005.5
[4] 吴玉厚.数控电主轴单元技术[M].北京：机械工业出版社，2006.3
[5] Paul Kenneth.21st Century Manufacturing[M].Prentice Hall and TingHua University Press,2002
[6] Robert L. Norton:Design of Machinery An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and Machines[M]. McGraw-Hill Education companies, Inc., and Chine Machine Press.2003.
川公网安备: 51019002004831号