XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 立柱設(shè)計(jì) 床身設(shè)計(jì)【三維SW建?！俊竞珻AD圖紙和畢業(yè)論文全套】
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XK714 數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及立柱的設(shè)計(jì) 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 姓名 指導(dǎo)老師 職稱 摘要 本文是以 XK714 型立式數(shù)控銑床立柱的設(shè)計(jì)為研究對(duì)象 主要進(jìn)行立柱傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的參數(shù)的要求 對(duì)進(jìn)給傳 動(dòng)結(jié)構(gòu)和各部件 導(dǎo)軌 絲杠 支撐軸承 驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行具體計(jì)算 并選型 再逐一對(duì)選定的部件進(jìn)行強(qiáng)度 壽命校核確定各設(shè) 計(jì)部件的可靠性和可行性 導(dǎo)軌采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 摩擦系數(shù)小 反應(yīng)速度快 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好 進(jìn)給傳動(dòng)采用雙螺母滾珠絲杠 確 保高定位精度 同時(shí)滾珠絲杠采用預(yù)拉伸裝置 補(bǔ)償熱膨脹 最后通過(guò)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的誤差計(jì)算與分析從理論上確定所設(shè)計(jì)的各部 件符合設(shè)計(jì)要求 利用 solidworks 繪制出立柱部分總裝配圖和關(guān)鍵零件圖 關(guān)鍵詞 立式數(shù)控銑床 導(dǎo)軌 絲杠 校核 一 緒論 一 概述 1 我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)一些專家在對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了分析 得出了如下的結(jié)論 一是我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化低 與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)相比仍有很大差距 二是高速 柔性 精密機(jī)床配套技術(shù)的自主研發(fā)能力低 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 制造的配套環(huán)節(jié) 集 成技術(shù)和制造工藝等方面比較落后 三是適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需求的以企業(yè)為主體 產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系尚未形成 無(wú)法有效整合相關(guān)技術(shù) 產(chǎn)業(yè)和資源優(yōu)勢(shì) 形成合力開展聯(lián)合攻關(guān) 共同打造技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái) 四是缺乏吸引高層次 高素質(zhì)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的環(huán)境 造成數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域共性關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新能力不足 五是對(duì)國(guó)外技術(shù)重引進(jìn) 輕消化吸收的問(wèn)題仍很突出 2 我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 目前 世界先進(jìn)制造技術(shù)不斷興起 超高速切削 精密加工等技術(shù)的應(yīng)用 柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計(jì) 算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷成熟 對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求 當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展 1 高速度 高精度化 速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo) 它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量 2 多功能化配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的各類數(shù)控銑床 能在同一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削 鏜削 鉆削 車削 鉸孔 擴(kuò)孔 攻螺紋等多種工序加工 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床還采用多主軸 多面體切削 即同時(shí)對(duì)一個(gè)零 件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工 3 智能化現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床將引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù) 根據(jù)切削條件的變化 自動(dòng)調(diào)節(jié)工作參數(shù) 使加工過(guò) 程中能保持最佳工作狀態(tài) 從而得到較高的加工境地和較小的表面粗糙度 同時(shí)也能提高刀具的使 用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率 二 數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)組成 1 數(shù)控銑床組成 數(shù)控銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由 1 主傳動(dòng)系統(tǒng) 2 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 3 支撐件 4 輔助裝 本次設(shè)計(jì)的銑床 采用工作臺(tái)移動(dòng) 主軸升降轉(zhuǎn)動(dòng)的布局形式 2 XK714 主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定 為了適應(yīng)不同的加工要求 目前主傳動(dòng)系統(tǒng)分為三種變速方式 1 二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng) 2 一 級(jí)帶傳動(dòng)方式 3 調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式 由于二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu) 通常使用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)二級(jí)變速的主傳動(dòng)系統(tǒng) 滑移齒輪的移位大都采用液壓驅(qū)動(dòng) 因?yàn)閿?shù)控銑床使用可調(diào)無(wú)機(jī)變速交流 直流電動(dòng)機(jī) 所以經(jīng)齒輪變速后 實(shí)現(xiàn)分段無(wú)級(jí)變速 調(diào)速范圍增加 其優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出 且具有大范圍調(diào)速的能力 故本次設(shè)計(jì)采用二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng) 三 數(shù)控銑床立柱部分總體方案設(shè)計(jì)思路 一 計(jì)算切削功率 1 切削功率的計(jì)算 銑削時(shí)切削公式 103 主切削力 機(jī)械效率 取 0 8 v 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和初選 用一下公式初選電動(dòng)機(jī)的功率 3 1 其中 為銑床傳動(dòng)總的機(jī)械效率 0 90 則主軸電動(dòng)機(jī)選用 3 1KW 額定轉(zhuǎn)速為 2500r min 最高轉(zhuǎn)速為 6000r min 一 滾珠絲杠覺得設(shè)計(jì)計(jì)算 1 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的軸向負(fù)載力 最大軸向負(fù)載力 282 65 最小軸向負(fù)載力 0 15 45 2 滾珠絲杠的動(dòng)負(fù)荷計(jì)算與直徑估算 確定滾珠絲杠的導(dǎo)程 0 0 3 計(jì)算滾珠絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速 絲杠螺母副的平均轉(zhuǎn)速 1100 1 2100 2 100 560 4 確定滾珠絲杠預(yù)期的額定動(dòng)載荷 按預(yù)定工作時(shí)間估算 360 100 4529 6 5 數(shù)控銑床滾珠絲杠的計(jì)算 切削方式 軸向載荷 N 進(jìn)給速度 m min 時(shí)間比例 備注 強(qiáng)力切除 282 65 1 0 6 10 1 粗加工 71 98 2 0 8 30 2 20 精加工 29 58 3 1 50 3 5 快移和鉆 鏜定位 15 45 4 8 10 4 四 總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)主要是立式數(shù)控銑床總體方案設(shè)計(jì)及立柱部分的設(shè)計(jì) 立柱是承載主軸箱實(shí)現(xiàn)機(jī)床 Z 向進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)的重要部件 在其上擬設(shè)計(jì) Z 向的導(dǎo)軌 在兩導(dǎo)軌間擬設(shè)計(jì)安裝 Z 方向的滾珠絲杠裝置 因此 立柱的設(shè) 計(jì)同樣要解決好提高剛性的問(wèn)題 總體方案設(shè)計(jì)的思路主要是對(duì)立柱上 Z 向進(jìn)給傳動(dòng)的重要部件 滾珠絲杠螺母副的類型 絲杠支撐方式 以及軸承 聯(lián)軸器 電機(jī) 導(dǎo)軌的選擇 以及銑床 Z 向傳動(dòng)主要精度的提高措施 1 選用內(nèi)循環(huán)雙螺母滾珠絲杠螺母副作為 Z 軸向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 2 為了使設(shè)計(jì)的數(shù)控機(jī)床達(dá)到預(yù)定的精度 剛度的要求 滾珠絲杠采用兩端固定式 F F 的支撐方式 3 為了保證其高速 高精度可靠性 及經(jīng)濟(jì)因素 選用 接觸角推力角接觸球軸承 兩端選用 DF 型安600 裝 4 選用利用夾緊螺絲固定的單節(jié)夾緊螺絲固定式聯(lián)軸器 使電機(jī)與滾珠絲杠直接 實(shí)現(xiàn)無(wú)鍵傳動(dòng) 無(wú)反 向間隙 還可以調(diào)節(jié)安裝時(shí)間軸度 5 交流伺服電動(dòng)機(jī)具有響應(yīng)迅速 精度和效率高 負(fù)載能力大 控制性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn) 被廣泛使用在閉 環(huán)或半閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng)中 故本設(shè)計(jì)選用交流伺服電機(jī) 6 在立柱兩側(cè)設(shè)置有支撐主軸箱的導(dǎo)軌 導(dǎo)軌采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 導(dǎo)軌滑塊為四個(gè) 導(dǎo)軌采用楔塊進(jìn)行 固定安裝 7 在 Z 向?qū)к?設(shè)計(jì)了伸縮式不銹鋼防護(hù)罩 以防 Z 向?qū)к壓蜐L珠絲杠 8 提高立柱的剛度是設(shè)計(jì)立柱部分的關(guān)鍵 立柱采用長(zhǎng)方體開式結(jié)構(gòu) 在其內(nèi)腔合理布筋 以加強(qiáng)立柱 部件的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度 參考文獻(xiàn) 1 夏田 數(shù)控加工中心設(shè)計(jì) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 2 陳秀寧 施高義 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第三版 杭州 浙江大學(xué)出版社 2007 3 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) 現(xiàn)代實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 上冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版 2006 6 4 王為 汪建曉 機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢 華中科技大學(xué)出版社 2007 5 戴曙 金屬切削機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1993 5 6 孫恒 陳作模 葛文杰 機(jī)械原理 第七版 北京 高等教育出版社 2006 7 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第五版 第 4 卷 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 8 文懷興 夏田 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 9 中國(guó) 南京工藝裝備制造有限公司 中國(guó)工藝 2008 版 76 10 馬賢智 實(shí)用機(jī)械加工手冊(cè) 沈陽(yáng) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 2002 11 李金伴 馬偉民 實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2007 12 黃如林 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè) 第二版 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2009 13 胡占齊 機(jī)床數(shù)控技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 14 蔡厚德 李剛炎 數(shù)控機(jī)床構(gòu)造 北京 北京理工大學(xué)出版社 2007 15 徐宏海 謝富春 數(shù)控銑床 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 12 16 徐宏海 謝富春 數(shù)控銑床 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 10 17 鄧三鵬 劉朝華 田南平 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及維護(hù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 1 18 沈兵 數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng) 北京 清華大學(xué)出版社 2001 19 李鐵堯 金屬切削機(jī)床 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 20 林其駿 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng) 北京 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社 1991
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