臥式車銑復(fù)合加工機(jī)床總體結(jié)構(gòu)及銑削動(dòng)力頭設(shè)計(jì)簡介

1、 臥式車銑復(fù)合加工機(jī)床總體結(jié)構(gòu)及銑削動(dòng)力頭設(shè)計(jì) 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化機(jī)電一體化 學(xué)號(hào)： 姓名：魏明 指導(dǎo)教師：劉洪芹 講師 王寶明 副教授 中文摘要 本次設(shè)計(jì)的題目是“臥式車銑復(fù)合加工機(jī)床總體結(jié)構(gòu)及銑削動(dòng)力頭設(shè)計(jì)”，包括總體方案的比較與制定、銑削動(dòng)力頭部件設(shè)計(jì)、銑削動(dòng)力頭關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)、相關(guān)機(jī)械部件的校核設(shè)計(jì)等。其中銑削動(dòng)力頭部件及其零部件的設(shè)計(jì)是核心內(nèi)容，主要包括：變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的選擇、同步帶的選擇及設(shè)計(jì)、軸承的選擇及計(jì)算、各零部件的工程圖的繪制。 關(guān)鍵詞：臥式車銑復(fù)合加工機(jī)床;銑削動(dòng)力頭;變頻調(diào)速電機(jī);軸承;同步帶 AbstractThe project topic

2、is The design of Horizontal lathe milling machine tool s over all stru- cture and Milling power head, including the comparison with the overall pr-ogram develop- ment, the design of Milling power head, the design of the important p-arts of Milling power head , control circuit design, mechanical comp

3、onents related to checking design. One the Milling power head and the design of key parts is the co-re content, including: the choice of frequency conversion motor,the synchronous belt selection and design, bearing selection and calculation,and drawing engineering chart of key parts.Key words：Horizo

4、ntal lathe milling machine tool Milling power head Frequency conversion motor Bearing Synchronous bell第一章 概述車銑復(fù)合加工不是單純的將車削和銑削兩種加工手段合并到一臺(tái)機(jī)床上, 而是利用車銑合成運(yùn)動(dòng)來完成各類表面的加工, 是在當(dāng)今數(shù)控技術(shù)得到較大發(fā)展的條件下產(chǎn)生的一種新的切削理論和切削技術(shù)。銑削頭是組合機(jī)床的重要部件，越來越受到人們的青睞，并且還有很大的發(fā)展空間，前景無限。第2章 總體方案的制定與比較1、設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)動(dòng)形式的分析機(jī)床具有數(shù)控車削和銑削復(fù)合加工功能。臥式車銑復(fù)合加工機(jī)床可進(jìn)行車

5、削加工、銑削加工、鉆孔加工及其復(fù)合加工等。適用于具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)類和盤蓋類零件的加工。主軸、銑削動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)均采用交流變頻調(diào)速電機(jī)-皮帶輪/齒輪-主軸的傳動(dòng)方式，主軸/副主軸轉(zhuǎn)速6000r/min,銑削動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速1006000r/min。回轉(zhuǎn)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)采用伺服電機(jī)渦輪副圓工作臺(tái)的傳動(dòng)方式。進(jìn)給脈沖當(dāng)量 0.001mm切削進(jìn)給速度 10r/min機(jī)床X、Z直線位移坐標(biāo):進(jìn)給移動(dòng)導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌（帖塑）或燕尾導(dǎo)軌，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)采用伺服電機(jī)聯(lián)軸器滾珠絲杠副工作臺(tái)/主軸單元的傳動(dòng)方式。2、 設(shè)計(jì)方案的制定 采用斜床身數(shù)控機(jī)床，采用傾斜角度為30。選用燕尾槽導(dǎo)軌。銑削動(dòng)力頭采用TX系列銑削頭的主軸支撐結(jié)構(gòu)形

6、式。銑削動(dòng)力頭采用同步帶傳動(dòng)。第三章 銑削動(dòng)力頭部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1、銑削動(dòng)力頭銑削功率與扭矩的計(jì)算 2、變頻電動(dòng)機(jī)的選型 選擇西安泰富西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的YVF2-132S2-2型變頻電機(jī)。 3、同步帶減速箱體的設(shè)計(jì) 選擇H型同步帶；算的實(shí)際中心距為a=270mm。 4、銑削動(dòng)力頭主軸設(shè)計(jì)及軸承的選擇 主軸斷面內(nèi)孔7:24圓錐連接是依靠其定心精確而不自鎖的性能，傳遞動(dòng)力依靠安裝在主軸端面上的鍵來實(shí)現(xiàn)。采用類似TX系列主軸支撐形式，前端采用雙列向心圓柱滾子軸承NN3015K和雙向推力角接觸球軸承MSP組合支撐。后端采用單向推力球軸承51305與深溝球軸承6205。銑削動(dòng)力頭主軸跨度總長為57

7、2mm，主軸較長，所以采用三級(jí)支撐，中間支撐選用深溝球軸承6209。 5、同步帶輪的設(shè)計(jì) 同步帶傳動(dòng)具有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：與電動(dòng)機(jī)相連的小同步帶輪的帶輪寬度為38.1mm，節(jié)徑為88.94mm，孔徑為38mm，輪轂外徑60mm，寬度為34mm。大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：與銑削動(dòng)力頭主軸相連接的同步帶輪寬度為38.1mm，節(jié)徑為101.06mm，孔徑為25mm，輪轂外徑為50mm，寬度為32mm，由于考慮到軸向固定的問題，用緊定螺釘進(jìn)行軸向固定。 6、銑削動(dòng)力頭主軸的剛度校核 7、銑削動(dòng)力頭主軸的撓度計(jì)算 8、電動(dòng)機(jī)與同步帶箱體連接螺栓的剪切強(qiáng)度的校核第四章 電氣控制原理

8、圖的設(shè)計(jì)此處采用華中數(shù)控HNC-210系列數(shù)控裝置HNC-210B，采用先進(jìn)的開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機(jī)、高性能 32 位中央處理器，配置彩色液晶顯示屏和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床工程面板，集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC 接口、支持工業(yè)以太網(wǎng)總線擴(kuò)展。銑削動(dòng)力頭采用變頻電機(jī)，所以CNC要與交流變頻器連接。采用交流變頻器控制交流變頻電機(jī)，可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)主軸的無級(jí)變速，這時(shí)需利用數(shù)控裝置的主軸控制接口（XS91）中的模擬量電壓輸出信號(hào)，作為變頻器的速度給定，采用開關(guān)量輸出信號(hào)控制主軸啟、停（或正、反轉(zhuǎn)）。第5章 其他1、 潤滑與密封 動(dòng)力頭主軸采用脂潤滑。銑削動(dòng)力頭主軸前端采用J

9、型無骨架橡膠油封，與擋圈配合安裝。主軸后端在后端蓋里嵌入一氈圈油封。2、 三維建模與仿真動(dòng)畫 見視頻。致謝 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將所學(xué)課本上的知識(shí)充分的得到了應(yīng)用，增強(qiáng)了理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，同時(shí)也學(xué)到了書本上沒有的知識(shí)，積累了經(jīng)驗(yàn)。掌握了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)步驟、基本理論以及實(shí)施的方法等。在本次設(shè)計(jì)過程中劉洪芹老師與王保民老師給與了很大的指導(dǎo)和幫助，在此向他們表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1.丁雪生. 金切機(jī)床復(fù)合化技術(shù)的發(fā)展J. 制造技術(shù)與機(jī)床， 2004,(2).2.復(fù)合加工誰執(zhí)牛耳J. 現(xiàn)代制造，2004,(21).3.黃玉美，王潤孝，梅雪松.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 高等教育出版社，2008年6月，24

10、0-241.4.安虎平, 趙俊友,CX6112車銑復(fù)合機(jī)床設(shè)計(jì)方案的研究與探討J制造技術(shù)與機(jī)床,2004,(5).5.YuHSeneviratneLDEarles5WE.ExponentiallyStableRobustControlLawforRobotManiPulatorsJ. IEE Transitions on，Control Theory Application，1994,141: 389-395 6.王禮健 車銑復(fù)合加工技術(shù)高速、高效、高質(zhì)、高柔性.2004(4).7.范真.加工中心. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20048.王懷棟 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架控制系統(tǒng)簡介(A) 電氣自動(dòng)化 2011(3)9.廖效果, 劉又午, 朱劍英.數(shù)控技術(shù).武漢湖北科學(xué)技術(shù)出版社,2002.10.王小華.機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199111.丁勇.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199712.YuHLloyd5.Variable Structure Adaptive Control of Robot ManipulatorsJ.IEE Transactions on，Control Theory Application，1997， 144: 167176 13.陳學(xué)軍, 數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架PLC控制