数控铣床主轴箱结构设计【机械毕业设计含8张CAD图+说明书,外文翻译开题报告】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览:(预览前20页/共42页)
编号:919604
类型:共享资源
大小:2.09MB
格式:ZIP
上传时间:2016-11-24
上传人:小***
认证信息
个人认证
林**(实名认证)
福建
IP属地:福建
50
积分
- 关 键 词:
-
数控
铣床
主轴
结构设计
机械
毕业设计
cad
说明书
仿单
外文
翻译
开题
报告
讲演
呈文
- 资源描述:
-
!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[16000字,42页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
设计说明书.doc[16000字,42页]
主轴.dwg
主轴平衡图.dwg
主轴箱装配图.dwg
块.dwg
大带轮.dwg
左压板.dwg
撑杆.dwg
数控铣床主轴箱结构设计-开题报告.doc
电机安装板.dwg
英文翻译
摘要:
本文是对数控铣床主轴箱结构做的设计。主轴箱是数控铣床的重要部件,而主轴是主轴箱内部件的重中之重。主轴箱是通过电机驱动带传动来带动主轴作回转运动,使得主轴获得了一定的转速和方向。主轴箱传动系统的设计以及内部组件的设计直接影响了数控铣床的性能。本设计是对主传动系统的分析研究以及对主轴箱内主轴、轴承、电机、带轮等组件的设计以及选型。并且对主轴轴承寿命以及预紧的大小做了深入的分析与计算,在轴承润滑剂的选用方面也做了深入的研究,还进行了零件的成本分析以及成本材料分析,对整个设计工作进行了总结,得到了很多有参考的价值。
关键词:数控机床 主传动 主轴 结构设计
毕业设计说明书(论文)英文摘要
Title CNC milling machine spindle box structure design
Abstract
This article is about the design of the CNC milling machine spindle box structure.Spindle box is an important part of a CNC milling machine, and the main shaft is the most important parts in the headstock.Spindle box is driven by motor driven belt drive spindle rotary motion, make the main shaft for a certain speed and direction.The design of spindle box transmission system and the design of the internal components directly affects the performance of the CNC milling machine.This design is the analysis of the main transmission system research and the main shaft, bearing, motor, belt wheel in the headstock and the design and selection of components.And on the size of the spindle bearing life and preload do a thorough analysis and calculation, in the selection of the bearing lubricant has also done in-depth research, also analyzed parts cost analysis and cost of materials, to the whole design work is summarized, got a lot of have the reference value.
Keywords The structure design The spindle Main drive
目 录
前 言 3
第一章 绪 论 4
1.1数控机床的产生与发展 4
1.1.1数控机床国内的发展现状及存在的问题 5
1.1.2数控机床国外的发展现状及存在的问题 6
1.2 数控铣床的功能和特点 6
1.2.1数控铣床的功能 6
1.2.2数控铣床的分类及特点 7
1.3数控铣床的组成 8
1.4数控铣床主传动系统的简介 8
第二章 主轴箱总体方案设计 10
2.1数控铣床总体布局形式 10
2.1.1卧式数控铣床的常用布局形式 10
2.1.2立式数控铣床的常用布局形式 10
2.2主传动的结构特点和传动方式? 10
2.2.1主传动的结构特点 10
2.2.2传动方式的分类及特点 11
2.3数控铣床的导轨主传动导轨类型及确定 11
2.3.1导轨的技术要求 11
2.3.2导轨的分类 11
2.4数控铣床主传动系统的配置方式及电机选取 13
2.4.1主传动系统的配置方式 13
2.4.2电机型号的选取 13
2.4.3 V带参数的计算 14
第三章 主轴组件的设计 17
3.1 对主轴组件的基本要求 17
3.2主轴的功用及结构设计 17
3.2.1主轴的功用 17
3.2.2主轴的结构设计 18
3.3 主轴主要参数的确定 18
3.3.1主轴参数的确定 18
3.3.2主轴强度校核 19
3.4主轴材料的选择及热处理 19
第四章 主轴轴承的选择 20
4.1轴承的选择及寿命计算 20
4.1.1轴承的功用及特点 20
4.1.2主轴轴承配置方式 20
4.1.3主轴轴承寿命的计算 21
4.2轴承的润滑及密封 23
4.2.1主轴滚动轴承的润滑 23
4.2.2主轴部件的密封 24
4.3轴承的预紧 24
4.3.1轴承预紧的意义 24
4.3.2轴承预紧方式 24
4.3.3轴承预紧力方式、大小的选择原则 25
4.3.4轴承预紧力大小的确定 25
第五章 技术经济分析 30
5.1 技术经济分析的目的与意义 30
5.2成本材料分析 30
5.2.1 非标准件的成本材料分析 30
5.2.2 标准件的成本材料分析 30
5.3成本计算依据 31
5.4.成本经济计算 32
第六章 结 论 33
致 谢 35
参 考 文 献 36
附件1:数控铣床主轴箱结构总装配图 37
附件2:数控铣床主轴箱结构零件图 38
附件3:毕业论文光盘资料 39










- 内容简介:
-
南京工程学院 工 业 中 心 本科毕业设计说明书(论文) 题 目: 数控铣床主轴箱结构设计 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: D 机加工 122 学 号: 231120404 学生姓名: 石佳倩 指导教师: 刘桂芝 起迄日期: 设计地点: 工程中心 5 I 毕 业设计说明书(论文)中文摘要 摘要: 本文是对数控铣床主轴箱结构做的设计。主轴箱是数控铣床的重要部件,而主轴是主轴箱内部件的重中之重。主轴箱是通过电机驱动带传动来带动主轴作回转运动,使得主轴获得了一定的转速和方向。主轴箱传动系统的设计以及内部组件的设计直接影响了数控铣床的性能。本设计是对主传动系统的分析研究以及对主轴箱内主轴、轴承、电机、带轮等组件的设计以及选型。并且对主轴轴承寿命以及预紧的大小做了深入的分析与计算,在轴承润滑剂的选用方面也做了深入的研究,还进行了零件的成本分析以及成本材料分析,对整个设计 工作进行了总结,得到了很多有参考的价值。 关键词: 数控机床 主传动 主轴 结构设计 业设计说明书(论文)英文摘要 is of NC is an of a is in is by a of of of NC is of in of on of do a in of of to is a of 京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 1 目 录 前 言 . 3 第 一章 绪 论 . 4 控机床的产生与发展 . 4 . 5 . 6 控铣床的功能和特点 . 6 控铣床的功能 . 6 控铣床的分类及特点 . 7 控铣床的组成 . 8 控铣床主传动系统的简介 . 8 第 二章 主轴箱总体方案设计 . 10 控铣床总体布局形式 . 10 式数控铣床的常用布局形式 . 10 式数控铣床的常用布局形式 . 10 传动的结构特点和传动方式 . 10 传动的结构特点 . 10 动方式的分类及特点 . 11 控铣床的导轨主传动导轨类型及确定 . 11 轨的技术要求 . 11 轨的分类 . 11 控铣床主传动系统的配置方式及电机选取 . 13 传动系统的配置方式 . 13 机型号的选取 . 13 带参数的计算 . 14 第三章 主轴组件的设计 . 17 主轴组件的基本要求 . 17 轴的功用及结构设计 . 17 轴的功用 . 17 轴的结构设计 . 18 轴主要参数的确定 . 18 轴参数的确定 . 18 轴强度校核 . 19 轴材料的选择及热处理 . 19 第四章 主轴轴承的选择 . 20 承的选择及寿命计算 . 20 承的功用及特点 . 20 轴轴承配置方式 . 20 轴轴承寿命的计算 . 21 承的润滑及密封 . 23 轴滚动轴承的润滑 . 23 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 2 轴 部件的密封 . 24 承的预紧 . 24 承预紧的意义 . 24 承预紧方式 . 24 承预紧 力方式、大小的选择原则 . 25 承预紧力大小的确定 . 25 第五章 技术经济分析 . 30 术经济分析的目的与意义 . 30 本材料分析 . 30 标准件的成本材料分析 . 30 准件的成本材料分析 . 30 本计算依据 . 31 . 32 第六章 结 论 . 33 致 谢 . 35 参 考 文 献 . 36 附件 1:数控铣 床主轴箱结构总装配图 . 37 附件 2:数控铣床主轴箱结构零件图 . 38 附件 3:毕业论文光盘资料 . 39 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 3 前 言 一个国家能够实现经济快速发展的重要一点就是制造业发展迅速 , 一个国家可以从它的 经济实力 以及 科技水平 等方面看出该国家的 发展 情 况以及有没有可以提升的空间 。 每个 国 家在 制造生产 方面以 及制造装备 方面存在着很大的 竞争 力,这些会直接影响到该国家的发展 。制造业 最 主要 的 设备 是机床 ,而数控机床是 最能表现出其 高精度、高效率的自动化生产设备。目前 我国 数控机床正向 着高性能、高精度、高效率、高自动化 等方向迅猛 发展。 虽然 我国数控机床的 一些相关 技术得到了 相对 的发展,但 是一 与国外 对比, 差距 还是 很大,主要体 现在 以下几点方面 : 可靠性 相对比较 差、应变能力 较 差、产品开发 时间比较长、设计 方式比较 落后等,这种差距 主要体 现在高精度、高速度 等 方面。 所以我们必须紧跟 着 国际机床技 术发展的前 端 , 进一步 发展机床的设计、制造等 方面的 技术。 数控机床 相比于 普通机床 存在着很多优点,比如说 适 用各种零件的加工 、能够自动生成程序并进行加工 、 操作数控机床的工人的工作 强度 也比较 低等 方面 。数控机床 应用范围最广的就是数控铣床,数控铣床的功能有很多 ,目前 大多数的 加工 方式 都是 通过 数控铣床 来实现加工 的, 我们一般都采用 铣削 的 方 法 。数控铣削 加工是 最 为复杂的 , 因为它的程序比较多而且存在的 技术问题 也特别多 , 需要我们一一去解决。所以我们 在开发 这方面的 软件时, 就需要 把铣削加工 放在第一位去考虑 。 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 4 第一章 绪 论 控机 床的产生与发展 随着数控技术的飞速发展,我国机械产品的精度以及效率得到了大幅度的提高。 数控机床适用场合:加工种类多批量小的零件、结构复杂、精度高的零件、需要经常改变形状的零件、需要缩短生产周期的零件等 1。 由于现在计算机技术发展越来越快,数控机床技术的发展也日益提升,适用于越来越多的场合,为了能够满足新的市场需求,使得数控技术能够适应更高的要求,那么当前数控技术及其设备就要朝着以下特点发展: ( 1) 高速化 :目前我国对数控机床加工的要求越来越高,为了满足其加工要求,就需要从以下几点去考虑。 1)主轴回 转速度; 2)进给率; 3)运算速度 :目前数控系统正向着高速、高精度方向发展,而由于微处理器的运算速度的较高 ,使得在加工过程中,分辨率比较低时候仍能获得高的进给速度 1; 4)换刀速度 :现如今国外刀具的装卸时间普遍比较短,有的甚至只有 。 ( 2)高精度化:如今我们对于数控机床精度的要求越来越高,不仅仅只有几何精度以及运动精度,热变形也成为了影响数控机床精度要求的因素之一。1)数控系统的控制精度需要提高 :可以采取插补技术 ,采用一段程序来保持持续进给 ,这样可以使数控系统的控制更加完善; 2)采用补偿 技术 :通过间隙补偿技术以及刀具误差补偿等技术来实现设备产生的一系列的误差。 3)我们可以通过使用网格解码器来查看工件的运动轨迹 ,以确保机床的定位精度要求 ,使其性能能够长时间保持稳定 ,并且完成各种各样的加工要求 ,还能保证零件的加工质量要求 3。 ( 3)控制智能化:为了能够加快生产步伐,满足生产的需求 ,数控机床的水平在不断地提升。 ( 4)极端化 4:这是为了实现超精密加工和超微型化加工提供技术支持。 ( 5)信息交互网络化:目前,企业竞争十分激烈 ,为了能够让信息在各个部门一路畅通,我们就需要实现数控机床高速双向 的通讯功能。 ( 6)新型功能部件: 1)高频电主轴 :通过无级变速来实现主轴的回转运动,南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 5 回转速度比较高等优点; 2)直线电动机 :目前直线电动机已经普遍应用 ,虽然其价格比传统的系统高一点 ,但是结构简单 ,提高了机床的工作性能。 3)电滚珠丝杆 :结构简单 ,传动方便。 ( 7)高可靠性:为了能使数控机床的性能提高 ,特别是可靠性,我们就需要明确设计并且完成目标,通过研究分析找出其较弱的环节 5。 ( 8)多媒体技术的应用 5:多媒体技术是由计算机、声像和通信组合而成的 ,这样使得计算机拥有处理各种问题的能力。除此之外 ,多媒体技 术还可以实现信息处理的综合化、智能化等各种功能。 控机床国内的发展现状及存在的问题 我国通过引进并且吸收国外的数控技术,使我国在数控方面取得了非常大的进步。但是我国的数控机床技术相比于国外的数控技术差距还是非常明显 ,我国的设备和以及各类部件十分依赖进口。从中可以看出我国数控机床特别缺乏市场竞争力 ,通过研究表明,形成这种情况最主要的原因是因为我国对数控机床的发展不够上心,研究开发比较少,制造的水平太低而且推广范围不广,对此有兴趣的人很少,数控机床方面的人才较少等 5目前针对国内数控机床的 发展提出了以下几点问题: (1)创新 能力不高 、 接收 能力不 够 。 目前 国内的 数控技术主要还是 仿照 国外的技术 。 自己 创新的 内容很少 , 十分依赖国外的技术 ,对 国外 技术的消化 吸收能力不足,一直保持着自己的想法, 没有 独立 开发 技术的 能力和创新能力。 为了能够 加快技术 的 发展 ,我们就必须独立创新数控技术 , 我们可以引进国外的技术作为参考,但不能一昧的依靠国外的技术,不做一点改变,这样根本改变不了 我国 的 数控技术 的 水平。 (2)技术创新环境不完善 。 我国 还没有建立适合 技术 发展 创新的环境。 我国技术创新 发展 的动力 来自于对 经济 效 益的追 求以及各种 竞 争压力, 因为我国的创新意识 还不够 强 , 还没有良好的技术创新 体系 , 所以 很难取得 很好的 成果。 (3)产品 的 可靠性 以及 稳定性不高 。 国外数控系统 与 国产数控系统 相比, 平均无故障时间 长的多, 这使得国外技术 的 可靠性 以及 稳定性 比国内好的多。 (4)体系结构不够“开放” 。 目前国内的 数控产品体系结构 十分封闭 , 只有少数 的产品“ 开放 ”,但是也只能是半成品状态 。 现如今 ,我国数控机床的发展在劳动力、资源等方面相比于其他国家具有很大的优势 ,但是我国在技术创新方面以及独立开创方面相比于国外还是有着很大南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 6 的差距。我们不能安于如今的状态 ,应该努 力发展自己的技术 ,加强数控人才的培训力度 ,尽可能缩短与其他国家的差距。争取早日实现数控机床产品的蜕变。 控机床国外的发展现状及存在的问题 数控机床国外发展现状: (1)目前 数控机床 已经朝着 高速高精 度加工方向发展,纳米控制技术是其中的代表之一。 (2)目前 机器人应用 于机床已经普及 , 它有着 结构形式 种类多 ,应用范围 广 ,运动速度 快等优点 。 (3)目前国外在数控机床 监测与管理 方面取得的很好的效果, 可 以及时 获 得机床本身 的 信息,分析 有关 数据, 预知其 状态, 可以 提前 保护它 ,减少 了 机床 出现的问题 ,提高 了 机 床的 效益 。 (4)最新的 术 给 数控机床的加工 带来了极高的效益 ,提高 了机床加工 的 效率。 (5)刀具技术发展 十分 迅速, 大部分的 刀具设计 包含 了整个加工过程,并且满足 了 抗振性的要求。 存在的问题: ( 1)不能只局限于一种控制技术,要多去研究开发其他技术,以便提高数控机床的发展。 ( 2)由于机器人的应用普及,会有越来越多的国家运用此类技术,所以不能这一种技术方式上下功夫。 ( 3)目前数控机床一般都使用 是随着越来越快的发展技术, 控铣床的功能和特点 数控铣床的功能 ( 1)点位控制功能: 能够满足 位置精度要求很高的孔加工。 ( 2)连续轮廓控制功能: 能够满足 直线 与 圆弧的插补 以 及非圆曲线的加工。 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 7 ( 3)刀具半径补偿功能: 在编程时不用加入 刀具的 直径 , 方便了我们计算尺寸而且编程也简单 。 ( 4)刀具长度补偿功能: 能够 自动补偿刀具的长 度 , 来满足 加工 过程 中对刀具长度的要求。 ( 5)镜像 比例 加工功能:镜像加工 功能是可以通过 坐标轴对称 来实现 , 我们只需要 一个象限的程序, 就能得出 其 它 象限的轮廓。比例功能 就是把 程序 段按照 1: 1、 2: 1等 比例 进行加工的方法 。 ( 6)旋转功能: 能够将 编 写 的 程序段以任意角度来实现 。 ( 7)子程序调用功能: 可以让 零件在 各个 位置重复加工 上一次的程序 , 这样 就可以完成 对整个 零件的加工。 ( 8)宏程序功能: 可以用一个总指令来代替任意一种指令,实现 变量 计算 ,使程序更 加方便灵活 。 数控铣床的分类及特点 ( 1) 按主轴的位置分类。 1)数控立式铣床。数控立式铣床是我国应用范围最广的数控机床。从数控机床的坐标数目来说,目前三坐标数控立铣是应用最多的一种机床; 2)数控卧式铣床。其主轴轴线水平。卧式数控铣 床一般通过添加数控转盘来实现其他坐标加工。 3)立卧两用数控铣床。现如今此类数控铣床已经不被使用,但是此类铣床具有很多优点,包括其主轴方向可以随意改变,既可以实现立式加工,又可以实现卧式加工,而同时拥有两种功能的机床,其应用范围更广,功能更齐全,给加工带来了不少的方便。 ( 2)按构造上分类。 1)工作台升降式数控铣床。此类数控铣床采用是工作台移动、主轴不动的方法。不适用于小型数控铣床。 2)主轴头升降式数控铣床。此类数控铣床采用工作台移动、主轴上下运动的方法。主轴头升降式数控具有精度良好、承载力大等优点,已经成为 数控铣床的主要部分。 3)龙门式数控铣床。此类数控铣床的主轴可以实现在横向、纵向移动。龙门式数控铣床一般用于大型的数控铣床,因为大型的数控铣床需要考虑行程以及占地面积等方面的问题,所以采用龙门式数控铣床是最合适不过的。 数控铣床具有以下几点特点: ( 1)可以加工出一般机床加工不出或者很难加工出来的零件; ( 2)能够加工在装夹定位后还需要进行多次工序的零件; 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 8 ( 3)加工精度高、加工质量可靠、生产能力强。数控加工减少了工人的操作失误、减轻了工人的劳动强度。 ( 4)生产效率高。 数控铣床加工通常不使用专用夹具,在 装拆工件时只要改变数控装置中有关于装拆工件时所用到的数据就行,使得生产周期短,提高了生产效率。再者, 数控铣床 还具备其他种类机床的功能,使得工序大幅度的提升,提高了生产效率。而且, 数控铣床 是通过无极变速来实现主轴的转速以及进给速度的,方便 我们选择最适合加工的切削用量; ( 5)从切削原理上讲,数控铣床的切削方式不像车削那样能够进行持续切削,所以我们对刀具的要求比较高,要求具有良好耐磨性、刚度、硬度以及韧性。在某些情况下还需要有良好的红硬性。 控铣床的组成 ( 1) 机床本 身 柱、主轴箱、铣头等 机械部件 。 ( 2) 数控系统 主要的部分 ,包 含 各种电子元器件、监视器以及 键盘等。 ( 3) 伺服驱动 动 部 分 ,包 含 主电机、进给伺服电机等。 ( 4) 辅助装置 置 ,包 含 液压和气动装置 、冷却和润滑装置以及排屑装置等 。 控铣床主传动系统的简介 数控铣床主传动系统 与普通机床主传动系统相比 , 结构 更加 简单,这是 由于数控铣床 主轴电动机 采用的是 无级 变速 。 不再需要复杂的 齿轮变速 。 数控铣床对主传动的要求: ( 1) 范围: 不同的 数控 机床对 速度 范围的要求 也不经相同 , 用途比较广 的机床, 就 要求主轴的 速度 范围大, 而且还要求主轴 转距 大 还要 求 高的 主轴转 速。 ( 2)热变形:主轴电动机、传动系统以及主轴组件都有着比较高的温度。所以我们要求降低温升,减少热变形来达到主传动系统的要求。 ( 3) 旋转精度 : 是指 主轴在 低速 轻载的情况下,所 测量 得到的轴向、径向值。 ( 4) 运动精度 :是指 主轴在以工作 转速回 转时 ,所 测量 的以上 两 种的 精度。南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 9 数控机床的旋转精度 及 运动精度 就比较高 。 ( 5)主轴的静刚度:因为数控机床的加工精度比普通机床高的多,而且主轴的工作转速也很高。主轴组件存在的一系列因素会对主轴的静刚度产生很大的影响。 ( 6)主轴的抗振性:与主轴静刚度的理由一样,都是因为主轴组件存在的一系列因素对其造成的影响。 ( 7) 耐磨性 :为了使主轴组件能够长时间 保持精度 要求,那么主轴组件就必须拥有足够的耐磨性 。 特别是摩擦比较大的部位就需要 有足 够的 耐磨性 , 而且 轴承 处 应 保持 良好的润滑 效果 。 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 10 第二章 主轴箱总体方案设计 控铣床总体布局形式 式数控铣床的常用布局形式 主轴轴线平行于水平面。适用于垂直水平面的各种加工,为了能够对工件侧面进行连续轮廓加工,我们就需要装配上万能数控转盘,这样就可以一次性加工工件的表面。我们经常通过添加数控转盘来完成四、五轴的加工。这样,工件在加工过程中,我们就可以通过数控转盘来改变位置,并进行各个方位的加工,这样卧式数控铣床在加工过程中比一般的机床优势明显大得多。 式数控铣床的常用布局形式 主轴轴线垂直于水平面。是最常用的布局形式之一,其应用范围最广,特别是以三轴联动铣床为主。其各坐标的控制方式有以下几种: ( 1) 工作台横向、纵向移动并且升降,而主轴采取不动的方式。适用于小型数控铣床。 ( 2) 工作台横向、纵向移动,而主轴采取升降的方式。适用于中型数控铣床。 ( 3) 龙门架移动式,其主轴可以实现在横向、纵向移动。一般用于大型的数控铣床。 传动的结构特点和传动方式 传动的结构特点 ( 1)回转速度 高,功率 比较 大, 适用于 切削 功率大以及 切削 速度高的场合 ,加工效率比较高 。 ( 2)因为主轴能够实现无极变速,所以 主轴 的回转速度转变 可靠, 使得 切削 加工过程能在 最佳状态下进行 加工 。 ( 3) 主轴上 一般都有设计 刀具自动装卸 功能 , 这样就可以快速 实现刀具 的自动装卸, 而且, 主轴 还需要设计 定向停止 装置以及排屑 装置。 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 11 动方式的分类及特点 ( 1) 二级以上变速的主传动系统 可以实现各类切削运动的转矩的输出,并且具有良好的调速能力。但是因为二级以上变速的主传动系统结构十分复杂,需要添加温度控制装置以及润滑装置,这样就导致了我们所需成本的提高,另外,在制造和维修过程中,也会存在较多的问题,解决起 来比较困难。 ( 2) 一级变速器的主传动系统 现如今,数控机床大部分都通过带传动来实现机床的运动。因为带传动的结构相对其他传动方式更加简单,安装调试起来也比较方便,而且能够满足数控机床所要达到的转速以及输出转矩的要求。这种传动方式可以降低数控机床工作时产生的振动与噪音,一般都用于要求转矩较低的主轴。 ( 3) 调速电动机直接驱动的主传动系统 相比于其他两种传动方式,调速电动机直接驱动的主传动系统的优点是:结构比较紧凑,使用范围较少,频率比较高。不过其转速的变化以及转矩的输出和普通电动机的特点完全相同,所以一般不使用这种传动方 式。 控铣床的导轨主传动导轨类型及确定 轨的技术要求 数控铣床对导轨的要求 有以下几点方面: ( 1) 导向精度高 。 导向精度是指机床导轨 在运动过程中产生 的直线度或 者圆度。 在加工过程中,不管是在运动还是 空载,导轨都 必须 有 着 足够的导向精度,这是 最基本的要求 。 ( 2) 精度保持性好。精度保持性是指导轨 在运动过程中 能否 长时间保证其一开始的 精度。导轨的磨损 是导致精度保持性降低的主要因素 , 另外, 导轨的结构 以 及支承件的材料 也是影响精度保持性的因素之一 。 为了能够保证精度,我们 应 采取 摩擦因素 较 小的导 轨。 ( 3) 足够的刚度。 因为导轨会受到 各 个 运动部件 带来的外 力, 如果 导轨受南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 12 运动部件带来的外 力后变形过 于 大, 就会降低 了 导轨的 导向精度, 使得 导轨的工作条件 恶劣,不便于零件的加工 。导轨的刚度主要取决于导轨 的 类型 选择 、结构尺寸 的 大小等。 ( 4) 良好的摩擦特性。 为了保证数控铣床的精度, 数控铣床导轨的摩擦因素要 经可能的 小, 这样就可以 减少 工件的 摩擦 以及 导轨 产生的 变形, 在 运动 时能够实现 平稳 、 低速无爬行 的状态 。 轨的分类 ( 1) 按导轨的摩擦性 能 分 为: 滑动导轨、滚动导轨 以及 静压导轨。 1) 滑动导轨 。优点: 结构 较 简 单 而且 制造 很 方便 ,其 刚度 较好而且抗振能力 强, 是应用最广泛 的一种导轨。我们 一般对导轨进行淬火 以及 磨削加工 ,这样就可以提高导轨的耐磨性 以及 精度 要求 。 滑动导轨有三角形、矩形、燕尾形以及圆形等类型。 2) 滚动导轨 。优点: 摩擦 因 数小 ,能够实现平稳、低速无爬行 ,精度要求较 高 而且 精度保持性好, 其 寿命 比较 长。缺点 :抗振 性 比较 差 而且 对 于其保护的 要求 比较 高。 3) 液压导轨 。 静压导轨 是机床使用最多的一种 。 其 摩擦 因数最小 并且 功率 最 小。 而且其 精度保持性好,寿命 比较 长。 能够保持 平稳,无爬行 的状态 。 ( 2) 按导轨的运动性质分:主运动导轨、进给运动 导以及移置导轨。 ( 3) 按导轨的受力情况分:开式导轨和闭式导轨。 本设计采用的是矩形式的滑动导轨。利用压板压紧导轨与箱体,用螺钉及刹铁调整间隙。如图 2 图 2动导轨的结构形式 1 2 3 4南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 13 控铣床主传动系统的配置方式及电机选取 传动系统的配置方式 ( 1) 带有变速齿轮的主传动 适用于 大中型数控机床。 其传动方式是将 几对齿轮进行 降速,使 其能够进行 变速 来保证在 低速 运行 时 能够 拥有足够 大 的扭矩 来 满足主轴输出扭矩 的要求 。 ( 2) 通过带传动的主传动 适用于 中小 型 数控机床 。其传动方式 可以 降低传动时产生的 振动和 噪音 ,但 是其 只适用于主轴 输出扭矩要求较低的场合 。 ( 3) 由调速电动机直接驱动的主传动 其 传动方式结构 简单 ,主轴部件的刚度 较高 。但 是 主轴输出扭矩 较低 ,电动机 运动时产生的 热量 会影响主轴的精度要求 。 调速电动机的 驱动系统速度精度 高、 刚度 高 ,转距 高以及 恒功率运动范围 广 。 机型号的选取 电动机 型号的选取 直接影响着机床的结构 及 寿命, 选取 时要 考虑 机床的功能 及 结构 设计 等 方面 ,然后选 取合适的电机型号 13。 根据设计要求,主电机功率 定转速为 1500r/定转矩为 5 0 ( 2 图 2出功率和扭矩图 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 14 选取型号为 图 2主轴电动机 1 带参数的计算 本次设计选用 V 带传动。 V 带传动的运动原理是依靠带与带轮之间的摩擦力进行传递运动和动力的。 V 带传动的摩擦力比较大,适用于传递功率较大的场合。 动平稳,是带传动中应用最广泛的传动之一。 实现过载保护,具有缓冲吸振能力,运行时平稳无噪音,适用于距离较远传动并且制造安装精度要求不高 。缺点:存在弹性滑动,使得传动比不恒定。结构尺寸较大、不紧凑,容易打滑,使得带的寿命较短。 参 数计算: ( 1) 计算功率: ( 2 ( 2) 小带轮直径: 00801 ,取 80 ( 2 ( 3) 大带轮直径: 1 7)1(12 ,取 112 ( 2 ( 4) 带速: 0 060 ( 2 满足 )/3025(/5m a x 要求。 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 15 ( 5)初定轴间距: )( )(,即 a,0 ( 6) 基准长度: )(2220122100 ( 2 基准长度10 ( 7) 实际中心距: 32 00 ( 2 实际中心距取 204 ( 8)安装时最小轴间距: 6 90 1 ( 2 张紧或调整最大轴间距: 8 a x ( 2 ( 9)小带轮包角: 2 a 2 满足要求。 ( 10)带的根数: 2)( 11 2P 带传递额定功率,取 P i 的额定功率增量,取 K m m ( 11)带的张紧力: )( ( 2 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 16 ( 12)作用在轴 上的力: r 11832s ( 2 以上公式都由机械零件设计手册提供。 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 17 第三章 主轴组件的设计 主轴组件的基本要求 ( 1) 旋转精度:是指主轴前端定位面的径向、轴向和端面的跳动值。 ( 2) 刚度:是指主轴组件在 受外 部力量的 作用时,抵抗 其 所受到的 变形的能力。 为了能够降低主轴所受到的变形,我们就需要提高 主轴组件的刚度 。如果 主轴组件的刚度不 够高的话 , 那么在外力的 作用下,主轴 就会受到严重的 变形, 这样, 不仅 降低了 工件的 加工 质量, 而且还会使 磨损 速度变快从而 降低 主轴的 精度。 ( 3) 抗振性:是指主轴组件在受到振动时还能保持平稳运转的能力。 ( 4) 温升和热变形:主轴组件在工作时会因为产生的摩擦以及损耗等因素而形成温升。而热变形是由于温升使得主轴组件的形状以及位置发生了改变。如果 温升过高 就是产生很严重的后果, 主轴组件 会因为温度过高而发生严重的变形 , 那么 机床 上的 其他 部 件的 位置 就会随着主轴组件的变形而发生改变,严重 影响 了工件的 加工精度 。还有, 轴承 也 会因 为 温度过高 ,其 间隙 大小也会发生改变,而且其 润滑 方式也会不合适 ,影响 了 轴承 精度 。 ( 5) 耐磨性:是指能够长时间保证其一开始精度的能力。 主轴 组 件 要求 有足够的耐磨性, 不然无法 长 时间 保持 所需要达到的 精度 要求 。为了 能够 提高 主轴组件的 耐磨性, 我们应该在 主轴 上容易磨损的 部位 进行 淬硬 处理 或者 进行 氮化处理 。 主轴轴承 还应具有 良好的润滑 效果 , 这样可以 提高 轴承的 耐磨性。 轴的功用 及结构设计 轴的功用 主轴是数控铣床组成部分的重中之重,它 的选择直接影响到铣床的精度要求。 主轴部件在 受 外力作用 时,很容易 产生 严重 的变形,降低 了工件 加工精度要求以及零件的 表面质量。 我们在选择 主轴 时必须考虑主轴的 刚度 、 变形 、 噪音等 性能, 特别是 主轴部件的变形。带传动 在主轴传动中运用最多的 一种传动方式 , 是 依靠 带 与带轮 之 间的摩擦力来传递运动和动力的,带传动的 传动 方式南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 18 具有结构 简单 、传动 效率高 的特点 。 轴的结构设计 本次设计采用是“背对背”式的角接触球轴承。此 类 角接触球 轴承可 以 承受径向和轴向载荷, 但是 在承受径向载荷 同 时 会 引起 轴承 内部 的 轴向力, 所以在选择轴承时就需要 成 对 使用, 轴承 配置方式 的 有“背对背”、“面对面”、“串联”和“多联”等 配置方式 , 我们需要通过轴承 预紧 来 提高主轴的刚度。 主轴主要参数的确定 主轴参数的确定 ( 1) 主轴直径 如果选择很大的 主轴直径 ,那么 轴承 的尺寸以及 轴上其他零件的尺寸 也会相应变 大 ,但是这样主轴的刚度会很高 12。而且主轴直径越大, 轴承的直径 也会 越大 ,如果 前、后 轴承直径相差不大,那么 主轴的刚度 会变 高, 其 性能也 会变 好。 根据主轴鼻端尺寸是 定 前轴承处直径为 75轴承处直径为 60 ( 2) 主轴内孔直径 主轴的内孔用来 放置 刀具夹紧装置。主轴 内孔直径越大 , 那么 主轴部件的重量也 会 越轻。主轴刚度的 大小会直接影响到主轴内孔直径的大小 。根据设计要求, 由于 主轴是空心转轴, 因此根据设计, 取 2, 0872mm,75805 图 3轴结构 南京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 19 主轴强度校核 主轴的疲劳强度安全系数校核计算: s= s ( 3 s _许用安全系数; s= 1 1 ( 3 1-=2701- =155k=k= = =m=, )1(32 43 , )1(16 43 3 所以 s=22 s= 所以主轴设计符合要求。 以上公式都是由机械零件设计手册提供。 轴材料的选择及热处理 本次设计选择的主轴材料为 20且经过渗碳淬火处理至其有着很高的表面硬度、冲击韧性以及心部强度,热处理变形比20 22 京工程学院工业中心毕业设计说明书(论文) 20 第四章 主轴轴承的选择 承的选择及寿命计算 轴承的功用及特点 ( 1) 深沟球轴承 该类轴承承载的载荷性质可以是径向载荷也可以是轴向载荷,使用还是非常广泛的,主要用在高速,承受双向载荷的场合 9。 ( 2) 角接触球轴承 这类轴承的载荷性质也可以是径向或者轴向载荷,它角接触角度的大小,可以影响其承载能力和转速,在机床上运用的极为广泛。 ( 3) 调心球轴
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。