数控组合机床主轴设计论文
毕业论文论文题目：数控车床主轴系统设计
题目：数控车床主轴系统设计
班级： 10425
专业：数控技术
学生姓名：周欢
指导教师：蒋勇敏
日期： 2013 年 5 月 25 日
目录
内容摘要 (1)
Abstract (2)
第一部分
1.1前言 (3)
第二部分主轴组件设计
2.1主轴结构的初步拟定 (12)
2.2主轴的材料与热处理 (13)
2.3主轴的技术要求 (13)
(1)轴颈 (13)
(2)内锥孔 (14)
第三部分主轴组件的计算 (14)
3.1主轴直径的选择 (14)
3.2主轴前后支承轴承的选择 (15)
(1)主轴前支承轴承的选择 (15)
(2)主轴后支承轴承的选择 (16)
3.3主轴内孔直径 (16)
3.4主轴前端悬伸量 (17)
3.5主轴支承跨距 (18)
第四部分主轴结构图 (18)
第五部分主轴组件的验算 (18)
5.1主轴端部挠度 (19)
5.2支承的简化 (19)
5.3主轴的挠度 (20)
5.4主轴倾角 (20)
第六部分主轴组件的润滑和密封 (21)
6.1主轴轴承的润滑 (21)
6.2主轴组件的密封 (21)
(1)主轴组件密封装置的功用 (22)
(2)对主轴组件密封装置的要求 (22)
(3)主轴组件密封装置的类型 (22)
(4)主轴组件密封装置的选择 (22)
第七部分主轴组件中相关部件 (23)
7.1轴肩挡圈 (23)
7.2挡圈 (23)
7.3圆螺母 (23)
7.4套筒 (24)
7.5前、后支承的轴承盖 (25)
7.6主轴用套筒及其锁紧部分 (26)
7.7主轴尾部的内花键 (27)
第八部分主轴组件轴向调节机构 (28)
8.1丝杠螺纹 (28)
8.2丝杠轴承的选择 (28)
8.3丝杠螺母 (29)
8.4丝杠中段螺纹 (29)
8.5丝杠上的内隔套 (29)
8.6丝杠上调节用锥齿轮 (30)
第九部分箱体设计 (30)
参考文献 (32)
致谢 (33)
内容摘要
组合机床，是由大量的通用部件和少量专用部件组成的工序集中的高效率机床。其特点有：结构紧凑、工作质量可靠、设计和制造周期短、投资少、经济效果好、生产率高等。
本次设计首先针对所要加工的零件入手，对机床进行总体方案设计，进而确定机床的总体布局，随后，对主轴组件进行设计。在设计主轴组件时，以主轴为线索，在满足刚度、精度等要求下，完成其它（如轴承、轴向调节机构、锁紧机构等）所有零件的设计。
关键词：组合机床；主轴组件；主轴；轴承；轴向调节机构
ABSTRACT
Modular Machine, by the large number of common parts and a small number of specialized components of the process focused efficient machine. Its features include : compact, reliable quality, design and manufacturing cycle shorter, less investment and economic effects, and higher productivity .
This design, first in response to the processing of parts, the paper machine for the overall program design, which will determine the overall layout of the machine. Subsequently, the spindle components of the design. Spindle components in the design, a spindle for clues to meet stiffness and precision requirements, the completion of the other (eg, bearings, Axial adjustment, locking, etc.) all parts of the design.
Keywords:Modular Machine；spindle components；stiffness；bearings；axial adjustment
第一部分
1.1引言
金属切削机床中的组合机床，是根据工件加工需要，以大量通用部件为基础，配以少量专用部件组成的一种高效专用机床。它具有：生产率高；加工精度稳定；研制周期短，便于设计、制造和使用维护，成本低；配置灵活等。正是由于这些特点的存在，决定了组合机床在当今新形势下仍能被广泛应用于汽车、拖拉机、柴油机、电机、仪器仪表、军工及自行车等轻工行业和机床、机车、工程机械等制造业中。
此次设计的是铣削组合机床及主轴组件。首先，对机床进行总体设计，确定总体方案后得到机床总体布局图；再着重进行主轴组件的设计，其中包括主轴的设计、支承的选取、主轴轴向移动机构和主轴锁紧机构等的设计。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导
第二部分主轴组件设计
2.1主轴结构的初步拟定
主轴的结构主要决定于主轴上所安装的刀具、夹具、传动件、轴承和密封装置等的类型、数目、位置和安装定位的方法，同时还要考虑主轴加工和装配的工艺性，一般在机床主轴上装有较多的零件，为了满足刚度要求和能得到足够的止推面以及便于装配，常把主轴设计成阶梯轴，即轴径从前轴颈起向后依次递减。主轴是空心的或者是实心的，主要取决于机床的类型。此次设计的主轴，也设计成阶梯形，同时，在满足刚度要求的前提下，设计成空心轴，以便通过刀具拉杆。
主轴端部系指主轴前端。它的形状决定于机床的类型、安装夹具或刀具的形式，并应保证夹具或刀具安装可靠、定位准确，装卸方便和能传递一定的扭矩。
短圆锥法兰盘式主轴端部结构形式特点是：主轴端面上有四个螺孔，用来固定和传递扭矩给刀具。主轴是空心的，前端有锥度为7:24的锥孔，结构如下所示：
图2-3 短圆锥法兰盘式主轴端部结构
2.2主轴的材料与热处理
主轴材料主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素选择。
主轴的刚度与材料的弹性模量E值有关，钢的E值较大（2.1×107N/cm2左右），所以，主轴材料首先考虑用钢料。钢的弹性模量E的数值和钢的种类和热处理方式无关，即不论是普通钢或合金钢，其弹性模量E基本相同。因此在选择钢料时应首先选用价格便宜的中碳钢（如45钢），只有在载荷特别重和有较大的冲击时，或者精密机床主轴需要减少热处理后的变形时，或者轴向移动的主轴需要保证其耐磨性时，才考虑选用合金钢。
当主轴轴承采用滚动轴承时，轴颈可不淬硬，但为了提高接触刚度，防止敲碰损伤轴颈的配合表面，不少45钢主轴轴颈仍进行高频淬火（HRC48～54）.有关45钢主轴热处理情况如下表2-2所列：
表2-2 使用滚动轴承的45钢主轴热处理等参数
此次设计的机床主轴，考虑到主轴材料的选择原则，选用价格便宜的中碳钢（45钢）。查表2-2中，因工作中承受轻、中负荷，且要求局部高硬度，故热处理采用高频淬火，HRC52～58。
2.3主轴的技术要求
主轴的精度直接影响到主轴组件的旋转精度。主轴和轴承、齿轮等零件相连接处的表面几何形状误差和表面粗糙度，关系到接触刚度，零件接触表面形状愈准确、表面粗糙度愈低，则受力后的接触变形愈小，亦即接触刚度愈高。因此，对主轴设计必须提出一定的技术要求。
（1）轴颈
此次设计的主轴，应首先考虑轴颈。支承轴颈是主轴的工作基面、工艺基面和测量基面。主轴工作时，以轴颈作为工作基面进行旋转运动；加工主轴时，为了保证锥孔中心和轴颈中心同轴，一般都以轴颈作为工艺基面来最后精磨锥孔；在检查主轴精度时，以轴颈作为测量基面来检查各部分的同轴度和垂直度。采用滚动轴承时，轴颈的精度必须与轴承的精度相适应。轴颈的表面粗糙度和硬度，将影响其与滚动轴承的配合质量。
对于普通精度级机床的主轴，其支承轴颈的尺寸精度为IT5，轴颈的几何形状允差（圆度、圆柱度等）通常应小于直径公差的1/4～1/2。
（2）内锥孔
内锥孔是安装刀具或顶尖的定位基面。在检验机床精度时，它是代表主轴中心线的基准，用来检查主轴与其他部件的相互位置精度，如主轴与导轨的平行度等。由于刀具和顶尖要经常装拆，故内锥孔必须耐磨。
锥孔与轴承轴颈的同轴度，一般以锥孔端部及其相距100～300毫米处对轴颈的径
向跳动表示；其形状误差用标准检验锥着色检查的接触面积大小来检验。
第三部分主轴组件的计算
主轴组件的结构参数主要包括：主轴的平均直径D（初选时常用主轴前轴颈的直径D
1
来表示）；主轴内孔直径d；主轴前端部的悬伸量a；以及主轴支承跨距L等。一般步
骤是：首先根据机床主电机功率或机床的主参数来选取D
1
，在满足主轴本身刚度的前提下，按照工艺要求来确定d，根据主轴前端部结构形状和前支承的结构型式来确定a,最后根据D、a和主轴前支承的支承刚度来确定L。
主轴轴承的配置型式，对主要结构参数的确定很有关系，故在设计过程中常需交叉进行，最终以主轴组件刚度等性能来衡量其设计的合理性。
3.1主轴直径的选择
主轴直径对主轴组件刚度的影响很大，直径越大，主轴本身的变形和轴承变形引起的主轴前端位移越小，即主轴组件的刚度越高。
但主轴前端轴颈直径D
1
越大，与之相配的轴承等零件的尺寸越大，要达到相同的公差则制造越困难，重量也增加。同时，加大直径还受到轴承所允许的极限转速的限制，甚至为机床结构所不允许。
通常，主轴前轴颈直径D
1
可根据传递功率，并参考现有同类机床的主轴轴颈尺寸确
定。几种常见的通用机床钢质主轴前轴颈的直径D
1
，，如下表2-3所示：
已知主电机功率P
E =4KW，机床类型是铣床，查上表中对应项，初取D
1
=80。
主轴后轴颈直径D
2和前轴颈直径D
1
的关系，可根据下列经验公式来定：
D
2
=（0.7～0.85）D
1
因此，有
D
2=（0.7～0.85）D
1
=（0.7～0.85）×80=56～68，取D
2
=65。
表2-3 主轴前轴颈直径D的选择
3.2主轴前后支承轴承的选择
（1）主轴前支承轴承的选择
根据前述关于轴承的选择原则，选取主轴前支承的双列向心短圆柱滚子轴承型号为
3182116。其中，d=80，D=125，B=34，D
1=91，D
2
=117，D
3
=117，r=1。具体结构参数如
图2-4所示：
图2-4 双列向心短圆柱滚子轴承（GB285-87）结构参数及安装尺寸再选取主轴前支承的推力球轴轴承型号为8215。其中，d=75，d
1
=75.2，D=110，H=27,
D 1=86, D
2
=99，r
g
=1。具体结构参数如图2-5所示：
（2）主轴后支承轴承的选择
选取主轴后支承的圆柱滚子轴承型号为2213。其中：d=65，D=120，B=23，D
1
=77，
D
2=110，r
g
=1.5。具体结构参数如图2-6所示：
3.3主轴内孔直径
该组合机床用于铣削加工，其主轴需有一通过铣刀拉杆的孔，该主轴内孔直径应取在一定范围内，才不致影响主轴刚度。一般，主轴内孔直径受到主轴后轴颈的直径所限制。
图2-5 推力球轴承（GB301-84）结构参数及安装尺寸
图2-6 圆柱滚子轴承（GB283-87）结构参数及安装尺寸 由材料力学可知，刚度K 正比于截面惯性矩I ，它与直径之间有下列关系：
实空K K =实
空I I =64/64/)(444D d D ππ-=1-（D d ）4=1-ε4 根据此式可得：当ε<0.3时，空心与实心截面主轴的刚度很接近；当ε=0.5时，空心主轴的刚度为实心主轴刚度的90%，对刚度影响不大；ε≥0.7时，则主轴刚度急剧下降，故一般应使ε<0.7，即d<0.7D 。
由以上分析可得：
d<0.7 D 2=0.7×65=45.5
考虑到此组合机床主轴为铣削主轴，铣刀拉杆的直径比较小，故可将ε取小些，即取ε=0.5，即：
d<0.5 D 2=0.5×65=32.5
将其圆整，d 最后取为φ30。
3.4主轴前端悬伸量
主轴前端悬伸量a 指的是主轴前支承支反力的作用点到主轴前端受力作用点之间的距离，它对主轴组件刚度的影响较大。悬伸量越小，主轴组件刚度越好。
主轴前端悬伸量a 取决于主轴端部的结构形状及尺寸，一般应按标准选取，有时为了提高主轴刚度或定心精度，也可不按标准取。
另外，主轴前端悬伸量a 还与前支承中轴承的类型及组合型式、工件或夹具的夹紧方式以及前支承的润滑与密封装置的结构尺寸等有关。
因此，在满足结构要求的前提下，应尽可能减小悬伸量a ，以利于提高主轴组件的刚度。
初算时，可查表2-4：
表2-4 主轴的悬伸量与直径之比
根据上表所列，所设计的组合机床属于Ⅱ型，所以取a/ D
1
为1.25～2.5，即：
a=（1.25～2.5）D
1
=（1.25～2.5）×80=100～200
初取a=120。
3.5主轴支承跨距
主轴支承跨距L是指主轴前、后支承支承反力作用点之间的距离。
合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大；支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。
有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考：
（1） L
合理=（4～5）D
1
；
（2） L
合理
=（3～5）a，用于悬伸长度较小时；
（3） L
合理
=（1～2）a，用于悬伸长度较大时。
根据此次设计的组合机床刚性主轴的悬伸量较大，取L
合理
≤2.5a为宜。即此次设计的主轴两支承的合理跨距
L
合理
≤2.5a=2.5×120=300
初取L=280。
第四部分主轴结构图
根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图2-7所示：
图 2-7 主 轴 结 构 图
第五部分主轴组件的验算
主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与一般轴着重于强度的情况不一样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。
刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷一定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括：主轴端部挠度和主轴倾角的计算。
5.1主轴端部挠度
主轴端部挠度直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，一般计算主轴 。
端部最大挠度
max
5.2支承的简化
对于两支承主轴，若每个支承中仅有一个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图2-8所示；若前支承有两个以上滚动轴承，
图2-8 主轴组件简化为简支梁
可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如下图2-9所示：
图2-9 主轴组件简化为固定端梁
此次设计的主轴，前支承选用了一个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图2-9所示。
5.3主轴的挠度
查表，对图2-9作更进一步的分析，如下图2-10所示：
根据图2-10，可得此时的最大挠度
m ax B =-EI
Fl 33
其中，
F —主轴前端受力。此处，F=F Z =1213.1N
l —A 、B 之间的距离。此处，l=a=12cm
图2-10 固定端梁在载荷作用下的变形
E —主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.1×107N/cm 2
I —主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D ，内孔直径为d 时，
I=64)
(44d D -π。此处，D=2
128128+=133 故可计算出，主轴端部的最大挠度：
m ax B ω=-1.87×104- mm
5.4主轴倾角
主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴前支承处的倾角。若安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的使用寿命。
根据图2-10，可得此时的最大倾角
B θ=-EI
Fl 22
其中，
F —主轴前端受力。此处，F=F Z =1213.1N
l —A 、B 之间的距离。此处，l=a=12cm
E —主轴材料的弹性模量。45钢的E=2.1×107N/cm 2
I —主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为D ，内孔直径为d 时，
I=64)
(44d D -π。此处，D=2
128128+=133 故可计算出，主轴倾角为：
B θ=-2.3×106 rad
当
x 最大≤0.0002L mm
最大θ≤0.001 rad
时，刚性主轴的刚度满足要求。
此处的x 最大，最大θ即为最大挠度和最大倾角，L 为主轴支承跨距。
将已知数据m ax B ω和B θ代入，即可得：
初步设计的主轴满足刚度要求。
第六部分 主 轴 组 件 的 润 滑 和 密 封
6.1主轴轴承的润滑
润滑的作用是降低摩擦，减小温升，并与密封装置在一起，保护轴承不受外物的磨损和防止腐蚀。润滑剂和润滑方式决定于轴承的类型、速度和工作负荷。如果选择得合适，可以降低轴承的工作温度和延长使用期限。
滚动轴承可以用润滑油或润滑脂来润滑。试验证明，在速度较低时，用润滑脂比用润滑油温升低。所以，此次设计的主轴支承均采用润滑脂。同时，主轴是装在主轴套筒内的，为防止使用润滑油时泄漏，也应采用润滑脂润滑。
加润滑脂时，应该注意润滑脂的充填量不能过多，不能把轴承的空间填满，否则会引起过高的发热，并使润滑脂熔化流出而恶化润滑效果。
6.2主轴组件的密封
密封对主轴组件的工作性能与润滑影响也较大。机床主轴密封不好，将使润滑剂外流，造成浪费，加速零件的磨损，还会严重地影响到工作环境及机床的外观。
（1）主轴组件密封装置的功用
密封装置的功用是：防止润滑剂从主轴组件及传动部件中泄漏，从而避免浪费，保护工作环境，防止冷却液及杂物（如灰尘、脏物、水气和切屑等）从外面进入部件内，以减少机床零件的腐蚀及磨损，延长其使用寿命。
（2）对主轴组件密封装置的要求
对主轴组件密封装置的要求是：在一定的压力、温度范围内具有良好的密封性能；由密封装置所形成的摩擦力应尽量小，摩擦系数应尽量稳定；耐腐蚀、磨损小、工作寿命长，磨损后，在一定程度上能自动补偿；结构简单、装卸方便。对具体的主轴组件及传动部件，应根据实际情况选择有效而又经济密封装置。
（3）主轴组件密封装置的类型
主轴组件密封装置的类型，主要有以下几种：具有弹性元件的接触式密封装置；皮碗（油封）式密封装置；具有金属和石墨元件的接触式密封装置；挡油圈式和螺旋沟式密封装置；圈形间隙式、油沟式和迷宫式密封装置；立式主轴的密封装置等。
（4）主轴组件密封装置的选择
选用密封装置时，应考虑到主轴组件的下列具体工作条件：密封处主轴颈的线速度；所用润滑剂的种类及其物理化学性质；主轴组件的工作温度；周围介质的情况；主轴组件的结构特点；密封装置的主要用途等。
综合考虑上述因素，主轴前支承处，为了更好地防止外界的灰尘屑末等杂物进入，故考虑选用迷宫式密封，形成一条长而曲曲折折的通道，径向尺寸不超过0.3mm，中填润滑脂，轴向尺寸不超过1.5mm。
此次选用的迷宫式密封装置的结构参数如下图2-11所示：
图2-11 迷宫式密封装置的结构参数
其中，
d=80，D=130，e=1
第七部分主轴组件中相关部件
7.1轴肩挡圈
前支承双列向心短圆柱滚子轴承和推力球轴承之间所用的挡圈，此次选用的挡圈的结构参数如下图2-12所示：
图2-12 轴肩挡圈的结构参数
其中，
D=95，d=80，H=6
7.2挡圈
两推力球之间用的挡圈为非标准件，径向尺寸依主轴套筒尺寸而定，轴向尺寸可初取为6mm。
7.3圆螺母
锁紧靠主轴后支承一边的推力球轴承以及锁紧两推力球轴承内的套筒，分别采用两个圆螺母，为了增加可靠性，再加一止动螺钉。圆螺母具体的参数结构如下图2-13所示：
图2-13 圆螺母（GB812-88）
其中，锁紧靠主轴后支承一边的推力球轴承用的圆螺母，
D×p=M80×2，d
K =115，d
1
=103，m=15，h
m ax
=10.36，h
m in
=10，t
m ax
=4.75，t
m in
=4，
C=1.5，C
1
=1
锁紧两推力球轴承内的套筒用的圆螺母，
D×p=M72×2，d
K =105，d
1
=93，m=15，h
m ax
=10.36，h
m in
=10，t
m ax
=4.75，t
m in
=4，
C=1.5，C
1
=1
7.4套筒
两推力球轴承之间用的套筒，根据以上计算，可知，轴向尺寸取为92，径向厚度取为2.5mm，一端加工出长为26的外螺纹M80×1.5，一端用一紧定螺钉锁紧在主轴上，套筒结构如图2-14所示；紧定螺钉的结构参数如图2-15所示；主轴上的小孔的结构参数如图2-16所示：
其中，紧定螺钉的参数有：
M8×1.25，l=10，d
p =5.5，n=1.2 , t=2
图2-14 两推力球轴承内用套筒结构参数轴上固定螺钉用的孔的参数有：
d 1=6，c
1
=5，h
1
≥5
图2-15 开槽平端紧定螺钉
图2-16 轴上固定螺钉用的孔
7.5前、后支承的轴承盖
为了保证轴承的正常运转，防止外界杂物进入影响轴承的使用寿命，前、后轴承应安装上轴承盖，并将其固定在套筒上，与主轴配合处采用间隙配合，初步设计如下图2-17、2-18所示：
图2-17 前支承用轴承盖
其中，
d=124，D=153
图2-18 后支承用轴承盖
其中，
d=64，D=153，a=5，b=55
数控车床主轴传动系统的研究与设计(含CAD图纸+答辩ppt)
数控车床主轴传动系统的研究与设计 （开题报告） 一、本课题的研究目的和意义： 数控机床是用数控指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它广泛应用于机械制造和自动化领域，数控机床的应用不但给传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控机床的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业（IT 汽车轻工医疗等）的发展起着越来越重要的作用。 二、文献综述（国内外研究情况及其发展）： 国内数控技术发展现状：我国数控技术起步于20世纪50年代末期，经历了初期的封闭式开发阶段，“六五”、“七五”期间的消化吸收、引进技术阶段，“八五”期间建立国产化体系阶段，“九五”期间产业化阶段，现已基本掌握了现代数控技术，建立了数控开发、生产基地，培养了一批数控专业人才，初步形成了自己的数控产业。但是由于系统技术含量低，产生的附加值少，不具备与进口系统进行全面抗衡的能力，只在低端市场占有〃，还不能为我国数控产业起到支撑的作用，与国外相比，还有不小的差距。主要问题有以下几方面： (1)技术创新成分低、消化吸收能力不足目前我国数控技术的研究主要还是依照国外开发的一些模 三、本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式： 本课题主要研究数控车床主轴传动系统； 对主轴传动系统中主轴箱进行设计； 完成所设计主轴箱的零件图、装配图，分别为A3和A0图纸。 四、拟解决的关键问题： 1、车床主传动变速系统的设计； 主传动功率、运动的调速范围。 2、主轴组件的设计； 了解主轴主件的性能要求、主轴主件的刚度计算、主轴轴承及其润滑与密封等。
1、五、车床主传动系统分级变速箱的设计： （1）分级变速箱的设计； （2）主电动机恒功率调速范围及额定功率的选定； 2、主轴主件的确定： 对主轴主件的性能要求：（1）回转精度（2）刚度（3）抗振性（4）温升（5）耐磨确定主轴主件的类型：（1）只作旋转运动的主轴组件； （2）既有旋转运动又有轴向调整移动的主轴组件； （4）既有旋转运动又有径向进给运动的主轴部件； （5）主轴作旋转运动又做行星运动的主轴部件；
数控车床的主传动系统设计
第一章概论 一、数控系统发展简史1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 二、国内数控机床状况分析 （一）国内数控机床现状 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。（二）国内数控机床的特点 1、新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。 2、数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。 2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。金切机床行业产值数控化率从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。 3、数控机床发展的关键配套产品有了突破。 三、数控系统的发展趋势 1.继续向开放式、基于PC的第六代方向发展基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 2.向高速化和高精度化发展这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。 3.向智能化方向发展随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。（1）应用自适应控制技术数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。（2）引入专家系统指导加工将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。 （3）引入故障诊断专家系统（4）智能化数字伺服驱动装置可以通过自动识别负载，而自动调整参 数，使驱动系统获得最佳的运行。 四、机床数控化改造的必要性（一）微观看改造的必要性从微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。1、可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。
机床设计论文六篇
机床设计论文六篇 机床设计论文范文1 构成数控机床的主体结构，有掌握面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位，系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理，从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中，掌握面板充当了一个人机交换的媒介，传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用，它是一个双方面信息交换空间，不仅要实现与掌握中心的信号进行交换，还要与数控机床的开关信号进行交换，所以它的信息存量特殊大。信息交换的地址不能随便的删除或者更换，都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块，分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。 2、煤矿机械数控机床的设计 应综合考虑系统应用的场合，所需掌握的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后，再选择使用合适的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU，例如8080，8031，Z80等。应用于一般数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价，而且有用性和普及都是很强的，此外，对于它们的制造和修理也都是很便利的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气掌握系统的目的就是为了满意被控对象工艺，有效的促进产品的质量和生产效率的进一步
提升。在设计PLC掌握系统的过程中，要根据下列原则进行。一、坚持完整性原则，也就是说，要确保可以满意工业生产过程和机械设备的需要。 二、经济性原则，就是产品一经设计出可以做到简洁有用。三、牢靠性原则，就是PLC掌握系统在设计完成后可以稳定牢靠的运行。四、进展性原则，就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给将来的进展留出肯定的空间。通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响，在设计中还要考虑其经济性，利用原来的电动机拖动机床的传动，达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中，考虑到变换了切削转矩以及机床电压，会使得电机转速也发生变化，使得生产精度提高，其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统，用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会依据指令进行相应设定的工作，之后会进行机械的加工处理，从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定，同时，开环掌握是对驱动系统进行改造的过程中不行缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发觉，现代机床具有更高的稳定性，而且自身发生故障的可能性越来越低，工作中消失的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成，修理人员要从内到外认真的检查，最大限度的排解由于随便的卸载造成的机床性能降低。此外，对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消退的作用，这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中，对数据库的整理也是很有必要的，它是远
毕业论文组合机床设计
毕业设计 题目:两缸柴油机机体8-M8螺纹底孔组合钻床的总体设计及主轴箱设计 学科部：___________________________________ 专业：____________________________________ 班级：____________________________________ 学号：____________________________________ 学生姓名：_________________________________ 指导教师：_________________________________
起讫日期：_________________________________ 中文摘要 本次设计是对卧式单面8 轴组合钻床的设计，设计的内容包括组合钻床的总体设计以及多轴箱的设计。组合钻床的总体设计主要是“三图”的设计。三图的设计包括：被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图。多轴箱的设计关键是传动系统方案的确定。再根据传动系统图确定手柄轴和油泵轴的位置安排，然后进行坐标计算，绘制多轴箱装配总图，箱体补充加工图，前盖补充加工图、最后根据上面的内容设计组合钻床。 关键子字：组合钻床、多轴箱、被加工零件工序图、加工示意图、机床联系尺寸图。 外文摘要 This design is to horizontal axis combination drilling machine of single and design, the design of content including combination drilling machine of the overall design and the design of the spindle box. Combination drilling machine of the overall design mainly is the "three figure" design. The design of the three figure includes: processing parts process diagram, processing schemes, machine tool contact size figure. The design of the spindle box is key to the scheme determination of transmission system. Again according to the transmission system graph determine the handle axis and oil pump shaft placement, and then coordinate calculation, draw spindle box of general assembly, the casing is added processing figure, the front cover added processing diagram, according to the content of the above design combination drilling machine. Key son word : combination drilling machine, spindle box, be processing parts process diagram, processing schemes, machine tool contact size figure. 、尸■、亠 前言 组合机床是用按系列化标准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机床。组合机床是由万能机床和专用机床发展来的，它既有专用机床结构简单的特点，又有万能
数控车床主轴设计
数控车床主轴系统分 析报告 学院：机械工程学院 班级：09创新一班 姓名： 学号：0910100xxx
MJ-50数控车床主轴结构 下图为MJ-50数控车床主轴结构。交流主轴电动机通过带轮15把运动传给主轴7 。主轴前支承由一个双列圆柱滚子轴承1 1和一对角接触球轴承1 0组成，轴承11用来承受径向载荷，两个角接触球轴承分别承受两个方向的轴向载荷，另外还承受径向载荷。松开螺母8的锁紧螺钉，就可用螺母来调整前支承轴承的间隙。主轴的后支承为双列圆柱滚子轴承14，轴承间隙由螺母1和螺母6来调整。主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长，前后支承所用双列圆柱滚子轴承的支承刚性好，允许的极限转速高。前支承中的角接触轴承能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高。主轴所采用的支承结构适宜高速大载荷的需要。主轴的运动经过同步带轮16、同步带轮3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。脉冲编码器用螺钉5固定在主轴箱体9上。 1、主传动系统的传动方式： 机床主传动系统可分为无极变速传动和有级变速变速传动。与普通机床相比，数控车床的主传动采用交、直流主轴调速电动机，电动机调速范围大，并可无级调速，使主轴箱结构大为简化。为了适应不同的加工需要，数控车床的主传动系统有一下三种传动方式： 1.1由电机直接驱动：主轴电机与主轴通过联轴器直接连接，或采用内装式主轴电动机直接驱动，如下图a所示。采用直接驱动大大简化了主轴箱结构，能有效提高主轴刚度。这种传动的特点是主轴转速的变化、出去转矩与电机的特性完全一致。但由于主轴的输出功率和转矩特性直接决定于主轴电动机的性能，因而使这种变速传动的应用受到了一定的限制。 1.2采用定比传动：主轴电动机经定比传动传递给主轴，如下图b所示。定比传动可采用带传动或齿轮传动，带传动具有传动噪声小、振动小的有点，一般应用在中小型数控车床上。采用定比传动扩大了直接驱动的应用范围，即在一定程度上能满足主轴功率与转矩的要求，但其变速范围仍与电动机的调速范围相同。
数控组合机床设计 机电一体化毕业论文
摘要 目前，先进制造技术已广泛应用到工业，民用各个领域中，如汽车制造，船舶制造，石油化工等。计算机技术的飞速发展使先进制造技术的发展如虎添翼，并有了质的飞跃。因此，市场对先进制造技术中的生产设备——数控机床的需求也大大提升。数控机床是国家工业化道路上的必然选择。 随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快。复合加工机床已成为机床发展的一个重要方向。因为复合加工机床突出体现了工件在一次装卡中完成大部分或全部加工工序，从而达到减少机床和夹具，免去工序间的搬运和储存，提高工件加工精度，缩短加工周期和节约作业面积的目的。本文简单介绍了数控机床的发展趋势，以及未来组合机床的发展重点和组合机床的特点。 针对被加工零件做了组合机床的总体设计，由零件图绘制被加工零件工序图，机床联系尺寸图，以及绘制过程的重要点和注意点。由零件孔的位置和动力确定主轴箱内各轴的齿轮之间的传动关系，由各种参数绘制主轴箱总图。最后设计硬件电路图控制刀具的运动。 关键词：组合机床主轴箱数控
目录 第一部分数控组合机床的发展趋势及特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．01 1.1 数控组合机床的发展趋势及特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．01 1.2 组合机床与同类不同机床相比的优点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．01 第二部分组合数控机床工艺方案的拟定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．03 2.1 工艺基准面的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．03 2.1.1 已给定工艺基准及夹压部位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．03 2.1.2 选择工艺基面的原则及注意事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．03 2.2 加工工艺分析计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．04 第三部分数控组合机床的总体设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．05 3.1 被加工零件的工序图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．05 3.2 加工示意图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．05 3.2.1 刀具的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．06 3.2.2 切削用量的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．06 3.2.3 接杆的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．07 3.2.4 导向结构的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．08 3.2.5 动力头工作循环及其行程的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．09 3.3 机床联系尺寸图的绘制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.3.1 动力部件的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 3.3.2 绘制机床联系尺寸图应考虑的注意事项．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 3.3.3 组合机床床身设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
立式单面8轴数控组合钻床主轴箱设计-开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目：立式单面8轴数控组合钻床主轴箱设计 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 填表日期：
一、选题的依据及意义： 正确合理地选题是做好毕业设计的首要环节，此次毕业设计选题紧紧围绕高等教育大纲的培养目标进行。选题依据有以下几点： 1.选题符合本专业培养目标和教学的基本要求，可以使我们在所学专业的基础上能够结 合运用所学知识和技能，解决工程技术.产品开发设计问题。 2.选题具有科学性.技术先进性.实用性.工艺性及可行性。该选题结合生产.科研和社会 实践等具有实际运用价值的课题，可以增强我们的责任感.紧迫感和经济观念。 3.选题既注意课题内容的先进性和经济上的可行性，又符合学生实际能力；既有理论分 析.设计计算.图纸设计，又有一定试验.制作加工.上机. 选题的主要意义有： （1）选题是毕业设计和毕业论文的写作的战略起点一切科学研究，都是先提出问题，经过对问题的分析和研究，最后解决问题，折射事物发展的客观规律。 （2）选题可以规划论文与设计的方向，叫的和范围同其他科学一样，学毕业论文不外乎两个问题，一个是写什么一个是怎样写。只这两个问题明确下来了，设计方案就容易确 定，毕业论文就好写了。在写什么与怎样写这两个问题中，解决写什么是前提，（3）选题是确立毕业设计方案和论文的质量与价值的重要方面选题不仅仅给设计与论文下个题目和简单的划个范围，而是作者初步研究所得成果或已获取知识的一种“确定”。 （4）通过选题可以提高设计与论文的质量影响设计与论文质量的因素是多方面的，其中一个重要因素是取决于作者的主观能动性的发挥程度。而选题是调动与发挥人的主观能 动性的一个重要环节。 二国内外研究现状及发展趋势： 市场的开放性和全球化使机床产品的竞争日趋激烈。而决定机 床产品竞争力的指标是产品的开发时间(Time ) ，产品(Quality)，成本(Cost)，创新能力(Creation)和服务(Service)。用户在追求高质量产品的同时，会更多的追求较低的价格和较短的交货周期。美国制造业在20世纪50至60年代主要以扩大生产规模作为企业竞争力的第一要素，而在70年代竞争力的第一要素为降低生产成本，80年代为提高产品质量，90年代为市场响应速度。所以现代企业都期望通过提高自身的科技含量，增强竞争力。 机床制造业是国家重要的基础工业之一，机床制造业的基础是机床。机床是众多机械制造的母机，它的发展水平，与制造业的生产能力和制造精度有着直接关系，关系到国家机械工业以至整个制造业的发展水平.机床是先进制造技术的基本单元载体，机械产品的质量、更新速度、对市场的应变能力、生产效率等在很大程度上取决于机床的效能。因此，机床制造业对于一个国家经济发展起着举足轻重的作用我国是世界上机床产量最多的国家.根据德国机床工业协会(VD W )2000年机床统计资料，在主要的机床生产国家中，中国排名为世界第五位。但是在国际市场竞争中仍处于较低水平:即使在国内市场也面临着严峻的形势:一方面国内市场对各类机床产品有着大量的需求，而另一方面却有不少国产机床滞销积压，国外机床产品充斥市场。 近年来组合机床在汽车，柴油机，电机，仪器，仪表，航空，纺织机械等部门已经获得广泛的应用。组合机床及其自动线将获得更加迅速的发展。其发展方向： 1.提高生产率为了减少自动线的停车损失，提高自动线的柔线，采用电子计算机进行 自动线的管理。 2.扩大工艺范围现在组合机床及其自动线一般不是完成一个工件的某几道工序，而常 常是用于完成工件的全部加工工序。 3.提高加工精度为了自动线能稳定地保证加工精度，已广泛采用自动测量和刀具自动 补偿技术，做到调刀不停车。 4.提高自动化程度组合机床向全自动方向发展。重点是解决工件夹压自动化和装卸自动 化。 5.创制超小型组合机床为了适应仪器仪表工业小箱体加工需要，创制超小型组合机床。
数控组合机床主轴设计论文
毕业论文论文题目：数控车床主轴系统设计 题目：数控车床主轴系统设计 班级： 10425 专业：数控技术 学生姓名：周欢 指导教师：蒋勇敏 日期： 2013 年 5 月 25 日
目录 内容摘要 (1) Abstract (2) 第一部分 1.1前言 (3) 第二部分主轴组件设计 2.1主轴结构的初步拟定 (12) 2.2主轴的材料与热处理 (13) 2.3主轴的技术要求 (13) (1)轴颈 (13) (2)内锥孔 (14) 第三部分主轴组件的计算 (14) 3.1主轴直径的选择 (14) 3.2主轴前后支承轴承的选择 (15) (1)主轴前支承轴承的选择 (15) (2)主轴后支承轴承的选择 (16) 3.3主轴内孔直径 (16) 3.4主轴前端悬伸量 (17) 3.5主轴支承跨距 (18) 第四部分主轴结构图 (18) 第五部分主轴组件的验算 (18) 5.1主轴端部挠度 (19) 5.2支承的简化 (19) 5.3主轴的挠度 (20) 5.4主轴倾角 (20) 第六部分主轴组件的润滑和密封 (21) 6.1主轴轴承的润滑 (21) 6.2主轴组件的密封 (21) (1)主轴组件密封装置的功用 (22)
(2)对主轴组件密封装置的要求 (22) (3)主轴组件密封装置的类型 (22) (4)主轴组件密封装置的选择 (22) 第七部分主轴组件中相关部件 (23) 7.1轴肩挡圈 (23) 7.2挡圈 (23) 7.3圆螺母 (23) 7.4套筒 (24) 7.5前、后支承的轴承盖 (25) 7.6主轴用套筒及其锁紧部分 (26) 7.7主轴尾部的内花键 (27) 第八部分主轴组件轴向调节机构 (28) 8.1丝杠螺纹 (28) 8.2丝杠轴承的选择 (28) 8.3丝杠螺母 (29) 8.4丝杠中段螺纹 (29) 8.5丝杠上的内隔套 (29) 8.6丝杠上调节用锥齿轮 (30) 第九部分箱体设计 (30) 参考文献 (32) 致谢 (33)
数控车床主轴控制设计
前言 本论文主要介绍数控车床主轴控制的设计，根据电气控制的要求，设计了的电气原理图。根据电气元件参数的设定，来确定各元器件的选择。根据设计要求及强电控制线路和控制要求，编写PMC程序，介绍了FANUC、 PLC、FANUC系统的指令以及编程；最后，针对所设计的内容进行总结。
一、绪论 1.1选题背景与意义 数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Compute Numerical Control），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。 数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平，数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。 在数控机床中，主轴是机床里的一个非常重的部分，对于它的控制的好坏一定程度上反应一个机床的控制柔性的程度。主轴驱动系统控制数控车床主轴的旋转运动，为车床主轴提供驱动功率以及所需的切削力。目前在数控车床中，主轴驱动常使用交流电动机，直流电动机已逐渐被淘汰，由于受永磁体的限制，交流同步电动机功率做得很大时，电动机成本太高。因此目前在数控机床的主轴驱动中，均采用笼型异步电动机。为了获得良好的主轴特性，设计中采用矢量变频控制的交流主轴电动机，矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，后者具有更高的速度控制精度，在数控车床中无速度传感器的矢量变频器已符合控制要求 近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。 论文以我所在常熟车床加工有限公司数控车间的永进TC15数控车床为研究对象，结合所学知识参考数控设备应用与维护综合实训，论文主要研究永进TC15数控车床的主轴控制系统、电气原理设计，PMC程序的设计等内容。 在实习期间培养了自己的职业能力，激发学习主动性，培养社会生存能力，锻炼自己理论与实践相结合的能力，回顾、运用所学的理论知识，并为将来走上工作岗位奠定基础。 1.2数控机床对主轴驱动系统的要求 主轴驱动系统也叫主传动系统，是在系统中完成主运动的动力装置部分。主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。它是零件加工的成型运动之一，它的精度对零件的
数控机床主轴设计
绪论 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。 现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。 本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数 1.1 题目 本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴 脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。 主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在 设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数 床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
毕业设计(论文)-数控车床主轴卡盘液压装置设计
毕业设计（论文）-数控车床主轴卡盘液压装置设计大 XX大学 毕业设计(论文) 数控车床主轴卡盘液压装置设计 所在学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日 I 摘要 通过对数控车床的液压系统的分析和了解，结合已掌握的液压方面的知识对原有系统进行优劣分析并提出改进方案;最终使液压系统实现车床的变档及卡紧，使其满足旋转精度，刚度，温升，抗震性等主要性能，以提高整机性能，并保证该液压系统执行上述二个动作时的可行性与可靠性，充分体现现代液压技术应用于数控机床的优越性。 关键词:主轴，卡盘，液压装置，液压系统 全套设计请加 197216396或401339828
II Abstract Through the analysis and understanding of the hydraulic system for numerical control lathe, combined with the available hydraulic knowledge analysis of the original system and the improved scheme is put forward; and the hydraulic system and the locking gear lathe, make it meet the rotary accuracy, rigidity, temperature rise, the main performance of shock resistance etc., to improve the performance of the whole machine, and ensure the feasibility and reliability of the hydraulic system for executing the two action, fully reflects the superiority of the application of the modern hydraulic technology in CNC machine tool. Keywords: spindle, chuck, hydraulic equipment, hydraulic system III
数控车床的主传动系统设计及控制论文
数控车床的主传动系统设计及控制 第一章：绪论 1.1数控车床简介 数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。 主机，他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。 数控设置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。 编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。 “CNC”是英文Computerized Numerical Control（计算机数字化控制）的缩写。数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。 这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件。
数控机床的设计与应用研究论文(共2篇)
数控机床的设计与应用研究论文（共2篇） 一、数控机床的设计与应用研究 数控机床是一种以数字信号控制机床运动和加工过程的机床。 数控机床采用计算机编程语言编写指令控制机床的动作，具有高精度、高效率、高柔性和高自动化程度等优点。数控机床广泛应用于 航空航天、汽车制造、模具加工、电子设备制造等领域，成为现代 工业的重要生产工具。本文将主要介绍数控机床的设计与应用研究。 一、数控机床的设计 数控机床的设计分为硬件设计和软件设计两种。硬件设计主要 包括机械结构设计、传动系统设计、控制系统设计等方面。软件设 计则是对机床控制系统的编程语言进行设计。 1. 机械结构设计 数控机床的机械结构设计是机床的基础，直接影响到机床的加 工精度、稳定性和寿命。机械结构设计包括选材、设计刚度、减振 和驱动系统的设计。 选材是机械结构设计的第一步，不仅要考虑机械性能，还要考 虑加工性、成本和生产周期。钢材是机械结构设计的一种主要材料，需要考虑选用什么牌号、什么规格的钢材。为使机床的极限用力不 至于变形，设计刚度必须达到一定的标准。减振是机械结构设计的
重点，应选用合适的减振装置来减少机械振动。驱动系统的设计也 非常关键，包括伺服驱动、步进驱动等。 2. 传动系统设计 数控机床的传动系统设计，包括了数控机床的各种传动装置， 如伺服电机、导轨和轴承等等。针对轴心和轴向的传动，需要根据 机床的加工精度要求来选取不同的传动方式。 3. 控制系统设计 数控机床的控制系统设计是数字信号控制机床运动和加工过程 的核心。控制系统的设计应该能够实现计算机与机床的全面通讯， 并能够处理数控机床的各种异常情况。 二、数控机床的应用研究 数控机床已经广泛应用于各种领域，特别是在机械加工、汽车 制造和工业生产中，数控机床已经成为现代工业的生产工具。数控 机床的应用研究可以分为如下三个方面： 1. 进行数字化仿真与分析 在机床设计和加工过程中，进行数字化仿真与分析可以有效地 避免不必要的失误和浪费。数控机床的仿真可以主要分为机械仿真、流体仿真、热力仿真等。通过利用计算机模拟出加工过程中的不同 情况，并进行分析优化，可以有效地提高机床的加工效率和加工精度。
数控加工中心主轴和工作台的结构设计
毕业设计（论文） 题目：数控加工中心主轴和工作台的结构设计 （英文）： 数控加工中心主轴和工作台的结构设计 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。 本课题是关于数控加工中心主轴和工作台的设计，课题研究目的是在现有资
料的基础上，对数控加工中心主轴和工作台整体进行设计，并通过所学知识尝试对其部分结构和工艺进行优化，提高其使用效率。 关键词：数控加工中心；主轴；工作台；结构设计
目录 1概述 (7) 1.1国内外发展状况 (7) 1.2课题的目的和意义 (7) 2主轴 (8) 2.1主轴的主要技术指标 (8) 2.2课题拟解决的关键问题 (8) 2.3解决上述问题的策略 (9) 2.4方案拟定 (9) 2.4.1数控加工中心主轴组件的组成 (9) 2.4.2机械系统方案的确定： (9) 2.5主轴电动机的选用 (11) 2.5.1主电动机功率估算 (11) 2.6主轴 (12) 2.6.1主轴结构设计 (12) 2.6.2主轴轴径的确定： (13) 2.6.3主轴受力分析 (15) 2.6.4主轴的强度校核 (19) 2.6.5主轴的刚度校核 (20) 2.7主轴组件的支承 (21) 2.7.1主轴轴承 (21) 2.7.2主轴轴承的配置 (22) 2.7.3主轴轴承的预紧 (23) 2.7.4主轴支承方案的确定 (24) 2.7.5轴承的配合 (24) 2.7.6主轴轴承设计计算 (25) 2.8同步带的设计计算 (27) 2.8.1设计功率Pd (27) 2.8.2选定带型和节距 (27)
CA6140机床主轴箱零件设计毕业论文
CA6140机床主轴箱零件设计毕业论文 目录 一、设计目的 (4) 二、设计步骤 (4) 1.运动设计 (4) 1.1已知条件 (4) 1.2结构分析式 (4) 1.3绘制转速图 (5) 1.4绘制传动系统图 (7) 2.动力设计 (8) 2.1确定各轴转速 (8) 2.2带传动设计 (9) 2.3各传动组齿轮模数的确定和校核. (10) 3.齿轮强度校核 (11) 3.1校核 a 传动组齿轮. (12) 3.2校核 b 传动组齿轮 (14) 3.3校核 c 传动组齿轮 (15) 4.主轴挠度的校核 (15) 4.1确定各轴最小直径 (15) 4.2轴的校核 (15) 5.主轴最佳跨距的确定 (16) 5.1选择轴颈直径,轴承型号和最佳跨距 (16) 5.2求轴承刚度 (16) 6.各传动轴支承处轴承的选择 (16) 7.主轴刚度的校核 (17) 7.1主轴图 (17) 7.2计算跨距 (17) 三、总结 (18) 四、致谢 (19) 五、参考文献 (20)
一、设计目的 通过机床主运动机械变速传动系统得结构设计，在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件计算、编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并具有初步的结构分析、结构设计和计算能力。 二、设计步骤 1.运动设计 1.1已知条件 （1）确定转速范围：主轴最小转速n min= 31.5r/ min （2）确定公比=φ=1.41 （3）转速级数Z=12 1.2结构分析式 ⑴12＝3×2×2 ⑵12＝2×2×3 ⑶12＝2×3×2 从电动机到主轴主要为降速传动，若使传动副较多的传动组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足传动副前多后少的原则，因此取12＝2×2×3方案。在降速传动中，防止齿轮直径过大而使径向尺寸常限制最小传动比i min≥¼；在升速时为防止产生过大的噪声和震动常限制最大转速比i max≦2。在主传动链任一传动组的最大变速范围R max= i min/i max）≦8~10。在设计时必须保证中间传动轴的变速范围最小根据中间传动轴变速范围小的（ 原则选择结构网。从而确定结构网如下：
主轴的加工工艺及数控程序设计毕业设计
毕业设计（论文） 课题 主轴的加工工艺及数控程序设计 系部：机电工程系 专业：机电一体化
摘要 在机械领域中，车床是应用最广泛为、最为频繁的一种机床，它的应用非常的普遍。所以它的加工精度就极其的重要，工件能否达到加工要求就取决于车车床本身的精度，而决定车床加工质量的就是它的主轴。车床主轴是把旋转运动及扭矩通过主轴端部的夹具传递给工件和刀具，要求有很高的强度及回转精度，其结构为空心阶梯轴，外圆表面有花键、电键等功能槽及螺纹。故，生产主轴的工艺以及加工方法，对整个机械加工来说都有着非常重要的作用，机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械装备。而加快产品上市的时间，提高质量，降低成本，加强服务是制造业追求的永恒主题。 此篇论文主要内容是对主轴加工工艺路线进行的研究、设计，其中包括了各道工序的加工方法，机床、刀具、夹具、辅具、量具的选择，准面的选取，定位和夹紧方案的拟定。本文详细阐述了主轴的工艺过程、加工程序的设计、加工余量、切削用量以及生产中所涉及的重要夹具 关键词车床；主轴；主轴工艺；夹具；装配图；工艺；数控加工
Abstract In the machine realm, the lather is an application most extensively is,the most multifarious tool machine, especially the lathers, its application is very widespread.So it processes accuracy for the very importance, the work piece the accuracy that can attain to process to request and then be decided by the car lather, but decide the0 lathers processing quality is its principal axis.The lather principal axis is revolve sport and twist to carry a department through a principal axis of the tongs deliver to have for the work piece and the knife, requesting very high strength and turning round accuracy, its structure is a hollow stairs stalk, outside circle the surface contain the function slots, such as HUA JIAN4 and the electricity key...etc. and thread.Past, produce the craft of the principal axises and process a method, process to the whole machine to say that all have a count for much function, Machinery manufacturing is one of the pillar industries which a national technological progress and social development need, both traditional industries and burgeoning industries can not be separated from sundry mechanical equipment. And speed up product listed time and improve quality, reduce costs, enhance services for the manufacturing industry is the eternal theme. This thesis is the main content of the Main axle of engine lath case machining line for the research, design, Including the Road processes processing methods, machine tools, cutlery, fixtures, a Catholic, measuring instrument choice, datum selection, positioning，this text elaborates the craft processes of the0 principal axises,process amount of remaining and slices to pare dosage and produces in detail medium the important tongs involve。 Keywords: Axle Fixture Assembly dranwing Travel chart