立式加工中心主轴组件设计Word文档下载推荐.doc
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摘要……………………………………………………………………1
ABSTRACT………………………………………………………………2
引言…………………………………………………………………4
1概述…………………………………………………………………5
1.1加工中心的发展状况……………………………………………5
1.1.1加工中心的国内外发展………………………………………5
1.1.2主轴部件的研究进展…………………………………………6
1.2课题的目的及内容………………………………………………7
1.3课题拟解决的关键问题…………………………………………8
1.4解决上述问题的策略……………………………………………9
2方案拟定……………………………………………………………10
2.1加工中心主轴组件的组成………………………………………10
2.2机械系统方案的确定……………………………………………10
2.2.1主轴传动机构…………………………………………………10
2.2.2主轴进给机构…………………………………………………12
2.2.3主轴准停机构…………………………………………………13
2.2.4刀具自动夹紧机构……………………………………………15
2.2.5切屑清除机构…………………………………………………17
2.3伺服驱动系统方案的确定………………………………………18
2.4加工中心主轴组件总体设计方案的确定………………………19
3主轴组件的主运动部件……………………………………………22
3.1主轴电动机的选用………………………………………………22
3.1.1主电机功率估算………………………………………………22
3.1.2主电机选型……………………………………………………23
3.2主轴………………………………………………………………23
3.2.1主轴的结构设计………………………………………………23
3.2.2主轴受力分析…………………………………………………27
3.2.3主轴的强度校核………………………………………………32
3.2.4主轴的刚度校核………………………………………………33
3.3主轴组件的支承…………………………………………………34
3.3.1主轴轴承的类型………………………………………………34
3.3.2主轴轴承的配置………………………………………………37
3.3.3主轴轴承的预紧………………………………………………38
3.3.4主轴支承方案的确定…………………………………………41
3.3.5轴承的配合……………………………………………………41
3.3.6主轴轴承设计计算……………………………………………42
3.4同步带的设计计算………………………………………………44
3.5主轴组件的润滑与密封…………………………………………48
3.5.1主轴组件的润滑………………………………………………48
3.5.2主轴组件的密封………………………………………………49
3.5.3本课题的润滑与密封方案的确定……………………………51
3.6键的设计计算……………………………………………………52
3.6.1主轴上的键……………………………………………………52
3.6.2主电机上的键…………………………………………………53
3.7液压缸的设计计算………………………………………………54
4主轴组件的进给运动部件…………………………………………55
4.1进给电动机的选用………………………………………………55
4.1.1进给电动机功率的估算………………………………………55
4.1.2进给电动机的选用……………………………………………56
4.2联轴器的设计计算………………………………………………57
4.3垂直方向伺服进给系统的设计计算……………………………57
4.3.1切削力估算……………………………………………………57
4.3.2滚珠丝杠副的设计计算………………………………………58
5结论…………………………………………………………………65
小结……………………………………………………………………68
参考文献………………………………………………………………70
附录……………………………………………………………………72
译文……………………………………………………………………73
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
SpindleunitdesignofVerticalmachiningcenter
ABSTRACT
Machiningcenterevolvedfromtheneedtobeabletoperformavarietyofoperationsandmachiningsequencesonaworkpieceonasinglemachineinonesetup.Machiningcenterrequireslittleoperatorintervention,andoncethemachinehasbeensetup,itwillmachinewithoutstoppinguntiltheendoftheprogramisreached.Someoftheotheradvantagesthatmachiningcentersgiveamanufacturingshoparegreatermachineuptime,increasedproductivity,maximumpartaccuracy,reducedscrap,lessinspectiontime,lowertoolingcosts,lessinventoryandsoon.Becauseoftheirmanyadvantages,machiningcentersbecomewidelyacceptedbymanufacturingenterprisesintheworld.
Machiningcentersareequippedwithspindleunits,rotaryworkbench,movingworkbench,toolmagazinesandautomatictoolchangers,andothermechanicalfunctioncomponents.Spindleunitistheimportantmotionpartofthemetalcuttingmachinetool.Itsmovementbehavioraffectsthemachiningaccuracyandsurfaceroughnessofparttobemachined.Throughreferringtoavarietyoftechnicalliteratures,thecharacteristicsofsomekindsofspindleunitsarecomparedwitheachotherbasedonanalysisandresearchworkondifferentmachiningcenters.Areasonableschemecanbestudiedout.Meanwhile,themechanicalbehaviorsofprinciplepartssuchasthespindle,bearingsandleadscrewarediscussed.Theirrigidityandstrengtharecalculatedandexaminedhere.Morever,akindofadvancedceramicbearingsisintroducedintothespindleunit,whichcaneffectivelyenhancetherigidityofspindleunits.Theywillimprovethereliabilityandstabilityofmachiningcenters.
Keywords:
spindleunit,machiningcenter,NCmachinetool
立式加工中心主轴组件的结构设计
引言
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展高新技术产业和尖端工业(如:
信息技术及其产业,生物技术及其产业,航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。
制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术则是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
数控机床技术的发展自1953年美国研制出第一台三坐标方式升降台数控
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