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臥式加工中心設計

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更新時間：2014-07-30
發布人： lengbingbing

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畢業設計臥式加工中心
摘　　要
本次設計任務是完成一臺臥式加工中心機械設計部分的設計。該機床在配以CNC系統就構成了一臺完整的臥式加工中心。在設計中主要對伺服系統和主軸系統進行設計計算，其中伺服系統包括伺服電機、滾珠絲杠副、軸承等。位置控制靠絲杠螺母結合驅動的線性運動來實現。工作臺隨螺母旋轉而移動，其螺母是磨損元件。電機軸上的聯軸器為傳動鏈提供合適的剛度，對線性或旋轉的定位控制中的各部件至關重要。理想情況下它可提供一定的靈活性，以補償軸的線性誤差。位置控制中的主要運動是線性運動旋轉運動對升降系統也至關重要，它可在機械手或固定裝卸系統中增加扭矩。設計中，采用齒輪箱來提高
主軸系統還包括主軸、齒輪、液壓缸等，同時對床身、導軌、工作臺進行了選型和設計，以及其他部件的選擇，機床整體布置的問題，最后對主軸、主軸軸承進行了校核計算。電機的扭矩以獲得更大的軸向輸出力。切面驅動實現旋轉運動，相切的齒輪系統用來滿足高速要求。傳動比設計有2：1和1：1兩種，效率可達到90%。

關鍵詞：臥式加工中心；伺服電機：滾珠絲杠；齒輪；液壓缸。
目　　錄
摘　　要 I
Abstract II
1 引言 1
1.1 加工中心發展簡史 1
1.2 加工中心優點 1
1.2 設計內容 2
2 設計總體方案的確定 3
2.1 臥式加工中心主要技術參數 3
2.2 主要內容 3
2.3 擬定方案 4
2.4 確定總體方案 4
2.5 機床總體布局的基本要求 4
3 機床的結構設計 6
3.1臥式加工中心的床身 6
3.2床身的支撐 6
3.3床身的肋板布置和截面的形狀 6
3.4床身材料的選擇 7
4 導軌的設計 8
4.1 導軌的設計和作用 8
4.1 導軌的結構類型 8
4.2.1 直線滾動導軌副 9
4.2.2 直線滾動導軌的結構特點及選擇 11
4.2.3 直線滾動導軌的潤滑與防護 13
5 立柱的設計 15
5.1 對立柱的設計要求 15
5.2 立柱的結構 15
5.3 立柱的導軌精度 18
6 工作臺的設計 19
7 主軸系統的設計 21
7.1 主軸部件 21
7.2 對主軸部件的基本要求 21
7.3 主軸部件的傳動方式及布置形式 24
7.4 主軸支撐的選擇與配置 25
7.5 主軸箱變速裝置 26
7.6 主軸軸頸的初步選定 26
7.7 主軸結構設計 27
7.8 齒輪尺寸及結構設計 28
8 主軸箱部件的校核 30
8.1 主軸箱齒輪強度的校核 30
8.2 主軸強度的校核 32
8.1 軸承壽命的校核 35
9 配重的設計 44
10 滾珠絲杠螺母副的選用與計算 47
10.1 X向滾珠絲杠螺母副的設計 47
10.2 Y向滾珠絲杠螺母副的設計 52
10.3 Z向滾珠絲杠螺母副的設計 52
11 電機的選型 53
11.1 對伺服機構控制電機的基本要求 53
11.2 控制電機類型選擇 53
11.3 伺服電機選型 53
11.3.1 X向伺服電機的選擇 54
11.3.2 Y向伺服電機的選擇 57
11.3.3 Z向伺服電機的選擇 59
11.3.4 X主軸電機的選擇 60
11.4 伺服電機于進給絲杠的聯結 61
12 液壓缸 63
12.1 換刀液壓缸設計計算 63
12.2 變速液壓缸的設計計算 66
12.3 與液壓缸相聯的拔叉的設計 67
結論 68
參考文獻 69
致謝 70

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