XK714數控銑床總體設計及床身設計

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XK714數控銑床總體設計及床身設計 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 學號： 姓名： 指導老師： 職稱： 摘要 本文介紹了立式數控銑床XK714的一些基本概況，簡述了機床主傳動系統(tǒng)方面的原理和類型，分析了各種傳動方案的機理，立式數控銑床主傳動系統(tǒng)包括了主軸電動機、主軸傳動系統(tǒng)和主軸組件三部分組成。其次詳細介紹了XK714的設計過程，機床床身的整體設計，軸變速采用雙聯(lián)滑移齒輪。齒輪傳動具有傳動效率高，結構緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比準確等優(yōu)點。文中介紹了數控銑床主傳動系統(tǒng)各種優(yōu)缺點的比較，主傳動方案的選擇和確定、床身是不是的設計計算、床身組件的設計、軸承的選用及其潤滑、關鍵零件的校核等。 關鍵詞： 立式數控銑床 床身設計 鑲裝導軌 軸承 絲杠 一、緒論 （一）概述 1.數控銑床概述 數控機床是數字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作。過去的數控機床經歷了一個由單一向多元轉換的一個過程，數控機床的快速發(fā)展是整個世界經濟、科技發(fā)展的重要體現(xiàn)。數控機床在現(xiàn)代工業(yè)中占據著不可替代的位置，與我們生活的各個方面都有直接或間接的關系。未來數控機床將會有一個前所未有的發(fā)展，世界上主要工業(yè)發(fā)達國家都十分重視數控加工技術的研究和發(fā)展. 二、數控銑床的結構設計 （一） 數控銑床結構組成 1.數控銑床組成 （1）主機，他是數控銑床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。 　?。?）數控裝置，是數控銑床的核心，包括硬件以及相應的軟件，用于輸入數字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 　?。?）輔助裝置，指數控銑床的一些必要的配套部件，用以保證數控銑床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 　　（4）編程及其他附屬設備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。 　?。?）驅動裝置，他是數控銑床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅動。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 　　數控銑床在制造工業(yè)，特別是在汽車、航空航天、以及軍事工業(yè)中被廣泛地應用，數控技術無論在硬件和軟件方面，都有飛速發(fā)展 2.XK714主傳動系統(tǒng)方案的確定 為了適應不同的加工要求，目前主傳動系統(tǒng)分為三種變速方式： （1）二級以上齒輪變速系統(tǒng)； （2）一級帶傳動方式； （3）調速電動機直接驅動方式。 由于二級以上齒輪變速系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速結構。通常使用滑移齒輪實現(xiàn)二級變速的主傳動系統(tǒng)。滑移齒輪的移位大都采用液壓驅動。因為數控銑床使用可調無機變速交流、直流電動機，所以經齒輪變速后，實現(xiàn)分段無級變速，調速范圍增加。其優(yōu)點是能夠滿足各種切削運動的轉矩輸出，且具有大范圍調速的能力。故本次設計采用二級以上齒輪變速系統(tǒng)。 三、數控銑床XK714床身設計 （一）床身設計 1.材料的選擇 灰鑄鐵材料 2.切削力的計算:Fc=CF?apxf?fzyf?aeμF?zdqF?nwf=37.68N 3.導軌的選擇 由精度的選擇和型號的選擇最后得出選用的是鑲裝導軌 計算導軌的壽命L=fnfifcfgGafwp?u?k (二)滾珠絲杠螺母副的確定 1.滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式 采用內循環(huán)方式 2.滾珠絲杠間隙與調整預緊 3.滾珠絲杠的選定原則和選型 Pn=VmaxNmax （三）軸承的選用 1.概述 滾動軸承是現(xiàn)代化機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支撐主動零件的。與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小，啟動靈活，效率高，潤滑方便和互換性好等優(yōu)點，其缺點是抗干擾能力差，工作時有噪聲，工作壽命不及液體摩擦的滑動軸承。 2.壽命計算 壽命計算公式：Lh=166671500ft?Cfp?P?=18886.4h 滿足機床的設計要求 3.軸承的潤滑 本設計采用脂潤滑，其優(yōu)點是潤滑膜強度高，能夠承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當長的一段時間，方便簡潔。 4.軸承的密封 本次采用非接觸式密封中的迷宮密封，其優(yōu)點是在于工作中幾乎不產生摩擦熱沒有磨損，特別適用于高速和高溫場合。前段軸承受力較大，且要求較高故采取迷宮密封方式。 四、結論 本次設計任務是XK714的總傳動系統(tǒng)及主傳動系統(tǒng)的設計，主要是數控銑床主傳動系統(tǒng)的設計，該立式數控銑床主軸采用齒輪傳動的，傳動形式采用集中式傳動，主軸變速采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動具有傳動效率高，結構緊湊，工作可靠，壽命長，傳動比準確等優(yōu)點。還對立式數控銑床各種傳動系統(tǒng)做了對比，主傳動方案的選擇與確定，主傳動變速系統(tǒng)的計算，主軸組件設計，軸承的選用密封及潤滑等，關鍵零件的設計校核。 本次畢業(yè)設計中所有零件的設計與繪制均是在三維繪圖軟件solidworks中進行的，然后完成所繪零件的裝配，完成主軸箱的三維繪制。最終與同組成員所繪制的部分進行總體的裝配完成XK714的總體設計。最后按照要求對相應的零部件進行工程圖的生成并修改完成任務的要求。 參考文獻 [1] 夏田.數控加工中心設計.北京：化學工業(yè)出版社，2006. [2] 陳秀寧，施高義.機械設計課程設計（第三版）.杭州：浙江大學出版社，2007. [3] 現(xiàn)代實用機床設計手冊編委會.現(xiàn)代實用機床設計手冊（上冊）.北京：機械工業(yè)出版,2006.6 [4] 王為，汪建曉.機械設計.武漢：華中科技大學出版社，2007. [5] 戴曙.金屬切削機床.北京：機械工業(yè)出版社，1993.5 [6] 孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，2006. [7] 成大先.機械設計手冊（第五版）第4卷.北京：化學工業(yè)出版社，2008 [8] 文懷興，夏田.數控機床系統(tǒng)設計.北京：化學工業(yè)出版社，2005. [9] 中國南京工藝裝備制造有限公司.中國工藝，2008版：76 [10] 馬賢智.實用機械加工手冊.沈陽：遼寧科學技術出版社，2002. [11] 李金伴，馬偉民.實用數控機床技術手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2007. [12] 黃如林.切削加工簡明實用手冊（第二版）.北京化學工業(yè)出版社，2009. [13] 胡占齊.機床數控技術.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [14] 蔡厚德，李剛炎.數控機床構造.北京：北京理工大學出版社，2007 [15] 徐宏海，謝富春.數控銑床.北京：化學工業(yè)出版社，2006.12 [16] 徐宏海，謝富春.數控銑床.北京：化學工業(yè)出版社，2003.10 [17] 鄧三鵬，劉朝華，田南平.數控機床結構及維護.北京：機械工業(yè)出版社，2003.1 [18] 沈兵.數控機床數控系統(tǒng).北京：清華大學出版社，2001 [19] 李鐵堯.金屬切削機床.北京：機械工業(yè)出版社，1990 [20] 林其駿.機床數控系統(tǒng).北京：中國科學技術出版社，1991