XK714立柱固定式立式數(shù)控銑床

/XＫ714立柱固定式立式數(shù)控銑床總體設計及主軸系統(tǒng)設計專業(yè):機械制造及其自動化學號:Ｊ０６0１0２29姓名：楊國昭指導教師：靳嵐摘要本次設計是根據(jù)設計任務要求，完成XK71４的總體設計，X向、Y向、Z向傳動設計，主軸設計和數(shù)控系統(tǒng)的選型。進給方向的設計主要完成滾珠絲杠的選型設計和導軌的選型設計。主軸系統(tǒng)的傳動形式為二級齒輪變速傳動,主軸電機為主軸交流伺服電機，以實現(xiàn)分段無級變速的來滿足設計要求。此外，主軸系統(tǒng)的設計還包括撥叉設計、刀具的自動裝卸裝置設計和潤滑系統(tǒng)的設計。關(guān)鍵字:立柱固定式;立式銑床；主軸；設計ＡbstractThisｄesignisbasedonｔhedesiｇｎtasksrｅqｕirｅdtoｃｏmpletetheXK71４'ｓoｖeralldesiｇｎ，Xｔo,Ytｏ,Ｚtodrivethedｅｓｉgn,shａｆtｄesignandｎuｍerｉｃalconｔrｏｌsｙstemｓelｅcｔion。ThedesiｇnｏfthemainfeeｄdｉrecｔionｔoｃｏmplｅteｔhedesiｇnanｄｓｅlectiｏｎｏfBaｌｌＳcrewｓSelectionandDeｓiｇnGuidｅ．Ｓpｉndlegｅａｒtｒanｓmiｓｓionintｈeforｍofｔwovａriaｂlｅspeeddrivｅ，tｈespｉndｌeｍotorｆoｒthesｐindleＡCseｒｖomｏtoｒtoaｃhievｅｓub—ＣVT’sｔｏｍeettｈedｅsｉgｎｒequiremｅnｔｓ。Inaddｉtion，thｅｓpiｎdｌesystemｄｅsｉgnaｌsoincludesforｋdesiｇn，tｏoldesignandauｔomaｔichandｌiｎgequipmenｔlubricatiｏnsysｔem．Ｋeｙwoｒds：columnfixｅｄ；vertｉｃaｌmiｌlinｇmachｉnｅ；spiｎdle;ｄesigｎ概述自１95２年世界上出現(xiàn)第一臺數(shù)控機床以來，數(shù)控機床得到了極大的發(fā)展。由于數(shù)控機床廣泛的適應性,高的加工精度，高的加工速度使得數(shù)控機床在現(xiàn)代制造業(yè)中起到了至關(guān)重要的作用.到現(xiàn)在，數(shù)控機床的種類已經(jīng)十分全面車、銑、刨、磨、加工中心、多軸聯(lián)動機床、多面加工機床等。隨著制造業(yè)對加工精度和加工速度的要求越來越高，因此,對數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)、伺服性能、主軸驅(qū)動、機床結(jié)構(gòu)等提出了更高的性能指標，尤其是對機床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和創(chuàng)新是十分重要的,也是很有發(fā)展空間的.ＦMS的迅速發(fā)展和CIMS的不斷成熟，又將對數(shù)控機床的可靠性、通信功能、人工智能和自適應控制等技術(shù)提高了更高的要求。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的性能日益完善，數(shù)控技術(shù)的應用領(lǐng)域日益擴大。中國從1９58年開始研究數(shù)控技術(shù)，到20世紀60年代研制、開發(fā)階段。１9６5年進入晶體管數(shù)控裝置的研制.6０年代至7０年代初研制成功了數(shù)控銑床.到現(xiàn)在我國的數(shù)控機床的種類已經(jīng)十分全面，而且數(shù)控機床的加工精度大大提高了，多軸聯(lián)動機床有了很大發(fā)展。但是，我國數(shù)控機床的發(fā)展和國外還有很大的差距。國外的數(shù)控機床的發(fā)展是很早的。從加工精度上講，其分辨率接近納米級；從加工速度上講,其主軸轉(zhuǎn)速可達及萬轉(zhuǎn)每分鐘;從聯(lián)動軸數(shù)講，國外可以做到15~19軸聯(lián)動.二、總體設計參數(shù)工作臺最大承重:8０0kg行程:６00mm×４５0mｍ×50０ｍm主軸端面至工作臺面距離:５0－６20mmX,Y,Z軸切削進給速度:1—5X,Ｙ軸快速移動速度:１50０0mm/mｉｎ主軸孔錐度：BＴ50主軸交流伺服電機功率：５．5／１1KW定位精度:±0。0１２／３00mm重復定位精度:±０．006mm三、總體布局在現(xiàn)代制造業(yè)中對數(shù)控機床的加工精度要求越來越高，任何能夠引起機床變形的因素都要考慮進去.數(shù)控系統(tǒng)的控制精度很高,而機床機械結(jié)構(gòu)形式對機床加工精度的影響十分重要。對于立柱移動式銑床而言,床身一般采用”Ｔ"型結(jié)構(gòu)和倒“T"型結(jié)構(gòu),他們都可以實現(xiàn)床身的全程支撐,而且加厚的底座對機床剛度影響也很大。但“T”型結(jié)構(gòu)可以減少機床的熱變形對機床加工精度的影響。因此，XＫ７14采用“T”型床身，如下圖：四、傳動系統(tǒng)方案確定三個進給運動的傳動形式都是由伺服電機直接驅(qū)動絲杠靠滾珠絲杠螺母副傳動。主傳動形式有多種,包括：①一級帶傳動，傳動平穩(wěn),極限轉(zhuǎn)速低；②二級齒輪傳動，恒功率變速范圍大,結(jié)構(gòu)復雜;③主軸電機直連主軸，但主軸轉(zhuǎn)速和電機保持一致;④電主軸，結(jié)構(gòu)簡單,機械性能好，價格昂貴，潤滑冷卻系統(tǒng)復雜。綜上，主傳動系統(tǒng)選用二級齒輪傳動。XK714傳動系統(tǒng)圖如下，五、主傳動系統(tǒng)簡介主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)各種刀具和工件所需的切削功率，且在盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保證恒功率輸出，同時為使數(shù)控機床能獲得最佳的切削速度，主傳動須在較寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速。現(xiàn)行數(shù)控機床采用高性能的直流或交流無級調(diào)速主軸電機。本設計主軸電機選取交流伺服電機GM71０5-４SB61額定功率5。５KW,30分鐘過載功率11KW，額定轉(zhuǎn)矩3５Nm，最大轉(zhuǎn)速8000ｒ/min,額定轉(zhuǎn)速1５０0r／ｍin。主軸箱為兩級齒輪傳動,主軸為分段無級變速，從而擴大了主軸的恒功率變速范圍。主軸支撐方式為兩支撐。前軸承為一個雙列圓柱滾子軸承和一對面對面排列的角接觸球軸承,后軸承為一個單列圓柱滾子軸承動夾緊裝置及切屑清除裝置。六、數(shù)控系統(tǒng)及其他XK7１4控制系統(tǒng)選用華中“世紀星”數(shù)控系統(tǒng),伺服控制系統(tǒng)選擇半閉環(huán)控制系統(tǒng)，檢測元件為直線光柵尺。八、畢業(yè)設計總結(jié)畢業(yè)設計對工科學生來說是大學期間一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)，它綜合了大學所學的專業(yè)知識，并將其應用于是實踐。在本次設計中我學到了很多,例如，提出問題，分析問題，解決問題的能力；團隊協(xié)作能力；查找資料的能力；在這些方面我都得到了鍛煉和提高。在設計的過程中也遇到了很多問題，通過老師和同學的幫助,逐個解決了這些問題。當然,因為自己的水平很有限，最終的設計還是存在一些問題需要改進。在以后的工作學習當中,我會更加努力。參考文獻陳心昭,權(quán)義魯?，F(xiàn)代實用機床設計手冊．北京:機械工業(yè)出版社，20０6戴曙。金屬切削機床.北京：機械工業(yè)出版社,200９文懷心.數(shù)控銑床設計。北京：化學工業(yè)出版社,20０6劉鴻文。材料力學。北京：高等教育出版社，20０4陳立德等.機械制造裝備設計課程設計［M]。北京：高等教育出版社，2007華楚生等，.機械制造技術(shù)