2009年成人高考物理化学试题及答案上(高起点)

XH7645卧式加工中心总体设计及主轴系统设计机械设计制造及其自动化 学号: 姓名:张童 指导教师：靳岚 副教授摘 要本论文通过对XH7645卧式加工中心的总体设计，确定了其主传动系统、进给传动系统方案。在此基础上，对主轴系统进行设计。主轴系统由主轴箱，主轴电动机，主轴，变速装置，轴承等零件组成。主轴的启停，变速等动作均有数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。因为主轴是加工中心的关键部件，所以对所设计的卧式加工中心主轴结构进行了优化和改进，同时为卧式加工中心的整体结构设计提供了一定的参考数据。关键词：加工中心，总体设计，主轴系统，数控系统，变速，切削。 Abstract This paper, by XH7645 horizontal processing center to the overall design, to decide its main transmission system, to the transmission system into solution. On the basis of main shaft system design. Spindle system consists of spindle box, spindle motor, spindle, shifting device, bearing parts. The rev. Stop, the action such as variable speed are numerical control system, and through the packed in the cutting tool spindle participate in sports, is cutting processing of power output components. Because the spindle is the key parts processing center, so the design of horizontal processing center spindle structure optimization and improvement, at the same time for horizontal processing center the overall structure design provides some reference data. Key words: processing center, overall design, spindle system, the numerical control system, shifting, cutting. 一、 引言卧式加工中心是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加工箱体类零件。他的工作原理是工件在加工中心上经一次装夹后，电脑能自动选择不同的刀具，自动改变机床主轴转速，依次完成工件多个面上多工序的加工。他的优势是能够大大提高生产效率，但是占地大、成本高。XH7645卧式加工中心带有自动交换工作台，在对位于工作位置的工作台上的工件进行加工的同时，可以对位于装卸位置的工作台上的工件进行装卸，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。本论文根据毕业设计要求，对XH7645卧式加工中心进行总体设计及主轴系统设计，设计内容主要有机床主传动系统类型的选择、主传动系统的具体设计计算、主轴箱体设计等。二、 XH7645卧式加工中心总体方案设计（一）总体方案设计XH7645卧式加工中心总体方案设计内容主要包括XH7645的主传动系统设计和进给传动系统设计。机床的主传动系统采用主轴伺服电动机配合机械齿轮变速箱以实现机床主轴的无级调速。进给传动系统设计采用伺服电动机与滚珠丝杠直接相连。X/Y/Z进给驱动选用大惯量宽调速交流伺服电机与滚珠丝杠直联，联轴器采用进口无间隙联轴器，保证无隙传动，同时其良好的刚性与优化的减振性能，极大的改善了传动系统的动态刚性，可实现快速准确移动。机床各向坐标运动的丝杠副全部消除间隙，以提高机床运动部件的运动刚度。在床身结构选择上，采用国际流行的“T ”型移动立柱式整体床身结构，刚性好、稳定性高。机床导轨采用滑动导轨，与其相配合的运动导轨面粘贴聚四氟乙烯导轨软带，并采用间歇集中润滑装置对导轨进行间歇润滑，导轨副精度保持性好，高速进给震动小，低速无爬行现象。XH7645卧式加工中心总体设计如图1所示：（二）主传动系统设计1.主传动系统选型本设计采用：带有变速齿轮的主传动方式。 2.主传动系统的设计计算（1）变速范围的计算：（2）调速电机的选择：12S FANUC-S：额定转速1500r/min，最高转速6000r/min，重量110kg，连续负载11kw，短时负载15kw。（3）求XH765的计算转速：nj=196r/min 。 （4）传动主体设计3.主传动件的设计与计算（1）各传动轴的直径设计、计算 按扭转刚度计算轴的直径（mm）：计算得： , ，。（2）齿轮参数的设计、计算抗弯强度公式计算齿轮模数：由计算得到齿轮各参数如表2.1。表1 各齿轮具体参数值（单位:mm）序号齿数Z模数m齿宽b分度圆d齿顶圆齿根圆齿顶高齿根高1482.522120125113.752.53.1252722.520180185173.752.53.1253332.52282.587.577.5252.53.1254722.522180185173.752.53.1255482.520120125113.752.53.1256872.520217.5222.5211.2502.53.125主轴装配展开图如图2所示：（三）进给传动系统设计1.数控机床进给传动系统设计要求 低惯量低摩擦阻力高的传动精度与定位精度宽的进给调速范围无传动间隙响应速度要快稳定性好、寿命长使用维护方便2.XH7645卧式加工中心进给系统设计 床身及立柱形式：采用立柱移动式“T”形床身。 进给系统驱动形式：采用滚珠丝杠与伺服电机直连驱动方式。三、 XH7645卧式加工中心数控系统 其它辅助装置的选择（一）机床数控系统的选择采用FANUC-0iMA数控系统。（二）机床辅助装置的选择1.润滑系统的选择本设计采用多种润滑方式。2.机床排屑装置本机床的排屑系统将选用螺旋式排屑装置。3.自动换刀装置本设计选用刀库，盘式刀库容量24把，刀库安置于立柱的左侧，沿轴向安放，以使结构紧凑。选用180回转式换刀装置。四、 结论通过对XH7645卧式加工中心的总体设计，可以得出如下结论：1.XH7645卧式加工中心的主传动系统采用带有变速齿轮的主传动方式。这种主传动方式可以确保低速大扭矩，满足主轴输出转矩特性的要求。2机床的进给传动系统采用滚珠丝杠与伺服电机直连驱动方式。此类传动方式传动效率高、定位精度高、同步性好、使用寿命长，可以很好的满足设计要求。3机床的床身及立柱形式采用立柱移动式“T”形床身。该形床身刚性好、稳定性高。4机床导轨采用淬火磨削加工，表面粘贴塑料板，并采用间歇集中润滑装置对导轨进行间歇润滑，导轨副精度保持性好，耐磨性好。参考文献1 夏田.数控加工中心设计.北京：化学工业出版社，2006.2 文怀兴，夏田.数控机床系统设计.北京：化学工业出版社，2005.3 林宋等.现代数控机床.北京：化学工业出版社,2004.4 现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册（上册）.北京：机械工业出版,2006. 726,737,7355 现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册（下册）.北京：机械工业