数控立式铣床主轴箱的设计与制造简介.doc

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1、数控立式铳床主轴箱的设计与制造简介1•课题背景我国作为世界上最大的发展中国家，工业的发展深深地影响着我国经济的增长。机械加工技术水平代表着我国工业的发展速度，数控技术作为机械加工技术的先进加工技术。本文采用Soilworks软件和Mastercam软件对零件进行三维实体设计与数控加工。Soilworks软件具有良好的曲面造型和实体造型功能。Mastercam软件有数控编程加工方法多，编程方便，安全性好等优点。2.本课题研究的意义数控铳床是一种新型精密加工数控机床，用于加工精密零件。作为精密加工母机的主要部分，该主轴箱的主轴应有足够高的刚度和冋转精度，能够加工出精密机械的零件;有足够高的转

2、速和大的功率，以适应高效率加工的需要；主轴转速的变速迅速可靠，一般能自动变速；最后该主轴转速范围应很广，能够满足多种加工。目前，随着技术的进步，机械零件的加工对机床的要求越來越趋于柔性化、数控化,使得数控铳床已广泛用于各种加工车间，但是目前市场上数控铳床的加工只能满足一般精度要求，而加工精度高的铳床造价昂贵，如何实现造价低、精度高和性能高的数控铳床已经成为研究人员孜孜不倦追求的冃标。数控铳床虽然能够解决一般精度加工，但是对于高精度的加工显得很是不足，对于高精度机械零件，急需一种能够实现高精密加工的数控铳床来完成加工。针对这种需求,现在出现了一种新型数控铳床，实现了高精密加工的革命行颠覆。

3、这种精密数控铳床的创新之处在于其支撑由静压轴承支撑。这样设计的精密数控铳床是主要控制铳床主轴转动精度高，使得加工零件精度高，本设计考虑用静压力轴承支撑主轴，来提高主轴的回转精度和降低端而跳动课差，从而提高加工精度，而对于主轴动力的传动，改变传统的尺寸链传动，而直接用联轴器将伺服电动机和主轴直接连接，从而可以使主轴只受扭矩而不受弯矩，提高其工作性能。3.本课题研究主要内容木课题的研究主要包括三方面的设计：首先是根据设计题目所给定的铳床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿

4、数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据铳床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。之后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。最后，完成零件建模，运动仿真以及仿真加工。2.数控立式铳床主轴箱的传动系统设计主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，他应具有一定的转速和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工

5、不同的材料、不同尺寸、不同要求的工作、并能方便的实现运动的开停、变速、换向和制动等。数控铳床的主传动系统要求有较大的调速范围，以保证进行加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产效率、加工精度和表面质量。机床参数为工作时所需功率为2.2kw,主传动电动机转速1430r/mino根据机床的参数可得到运动参数和动力参数，如表1表1运动参数和动力参数表轴名I轴II轴III轴IV轴转速（r/min）•1440600300106输入功（kw）2.952.532.362.2输入转（N.m）19.5640.2775.03198.08效率0.970.970.980.980.97由运动参数与动力参数可

6、以的得到铳床的传动简图，如图1轴四轴三轴二轴一图1传动简图电动机—》81/19430/4224/4824/4819/5330/42然后就是各轴与各齿轮转速的确定，由转速可得到传动比为1.41,根据传动比可以得到每个齿轮的齿数。最后可以得到铳床主运动传动结构式，IIL60/30IV（主轴）□8/72J2.数控立式铳床主轴箱的结构设计主轴箱的组成以齿轮和轴为主。主轴箱的结构设计主要包括了同步带的设计、各传动轴的设计、齿轮的设计、密封设计和润滑设计，同步带是连接电动机与一轴的重要零件，传动轴的设计分别从三根传动轴和主轴去设计，主轴与传动轴的结构不同。齿轮的设计分别从齿面接触强度和齿根弯曲强度去

7、设计，密封设计：因I轴轴颈较小，线速度较低，为了保证密封效果，采用皮碗式接触密封。而主轴貢径大、线速度较高，则采用了非接触式密封。卸荷皮带轮的润滑采用毛毡式密封，以防止外界杂物进入。润滑方式采用的是油脂润滑方式。轴承选用的是滚动轴承。6.基于SolidWorks主轴箱三维实体设计与动态仿真在设计过程中采用虚拟设计的方法，使用的工具软件是SolidWorks2010.迈迪工具集。介绍了solidworks的基本功能和特点，SolidW