H099-立式加工中心主轴组件的结构设计 下载积分：50　资料编号： H099

作品包括:

Word版说明书一份，共84页，约28000字

CAD版本图纸，共22张:

目    录

摘要……………………………………………………………………  1

ABSTRACT………………………………………………………………  2

0 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

原文说明……………………………………………………………… 84

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

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