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（图纸+论文）数控龙门铣床设计（全套完整）

修比较复杂。.混合控制机床它集中了上述三种控制方式的特点。同样尺寸的轴承，线接触的滚子轴承比电接触的球轴承的刚度要高，但极限转速要低多个轴承的承载能力比单个轴承的承载能力要大不同轴承承受载荷类型及大小不同还应考虑结构要求，如中心距特别小的组合机床主轴，可采用滚针轴承。为了提高主轴组件的刚度，通常采用轻型或特轻型系列轴承，因为当轴承外径定时，其孔径即主轴轴颈较大。通常情况下，中速重载采用双列圆柱滚子轴承配双向推力角接触球轴承如配推力轴承，则极限转速低，或者成对圆锥滚子轴承，其结构简单，但是极限转速较低，如配空心圆锥滚子轴承，其极限转速显著提高，但成本也相应的提高了。高速轻载采用成组角接触球轴承，根据轴向载荷的大小分别选用或的接触角。轴向载荷为主且精度要求不高时，选用推力轴承配深沟球轴承，精度要求较高时，选用向心推力轴承。该设计的主轴不仅有刚度高的要求，而且有转速高的要求，所以在选择主轴轴承时，刚度和速度这两方面都要考虑。主轴前轴承采用型轴承个，后支承采用型和型轴承各个。各轴结构的设计轴的端与电动机相连，将其结构草图绘制如下图所示图轴安装滑移齿轮，其结构如草图所示图轴其结构完全按标准确定，根据轴向的尺寸将结构简图绘制如下图所示图主轴组件的刚度和刚度损失的计算最佳跨距的确定取弹性模量.，主轴截面惯距截面面积.主轴最大输出转矩床身上最大回转直径约为最大加工直径的，即。故半径为.故总切削力为.估算时，暂取,即取.前支承支反力后支承支反力取则则因在上式计算中，忽略了的影响，故应稍大点，取计算刚度损失取,χ.因在上式计算中，忽略了的影响，故应稍大点，取计算刚度损失取,χ.表由公式弹性主轴弹性支承总柔度总刚度弯曲变形剪切变形前支承后支承悬伸段跨距段悬伸段跨距段由引起的刚度损失约为.,可知，主轴刚度损失较小，选用的轴承型号及支承形式都能满足刚度要求。.零件的校核齿轮强度校核校核轴齿轮校核齿数为的即可，确定各项参数.,Ⅱ轴扭矩.确定动载系数.齿轮精度为级，由机械设计查得使用系数非对称查机械设计得确定齿间载荷分配系数.由机械设计查得.确定动载系数查表计算弯曲疲劳许用应力，由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限图查得.,.故满足要求。传动轴挠度的验算轴的校核通过受力分析，在轴的三对啮合齿轮副中，中间的两对齿轮对轴中点处的挠度影响最大，所以，选择中间齿轮啮合来进行校核已知，.。.本章小节本章主要讲述了龙门铣床的主轴箱的设计，其主要内容包括传动比的确定电机的选择，轴的设计和强度校核，齿轮的参数的确定等内容。第章进给伺服系统设计.对进给伺服系统的基本要求带有数字调节的进给驱动系统都属于伺服系统。进给伺服机床的个重要组成部分，也是数控机床区别齿轮模数的估算有两种方法，第种是按齿轮的弯曲疲劳进行估算，第二种是按齿轮的齿面点蚀进行估算，而这两种方法的前提条件是各个齿轮的齿数必须已知，所以必须先给出各个齿轮的齿数。根据齿轮不产生根切的基本条件齿轮的齿数不小于，在该设计中，即最小齿轮的齿数不小于。而由于,这对齿轮有最大的传动比，各个传动齿轮中最小齿数的齿轮必然是。取则。从转速图上直接看出直接可以看出的计算转速是。根据齿轮弯曲疲劳估算公式.根据齿轮接触疲劳强度估算公式计算得.由于受传动轴轴径尺寸大小限制，选取齿轮模数为，对比上述结果，可知这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，而且考虑到两传动轴的间距，故取同变速组中的所有齿轮的模数都为。现将各齿轮齿数和模数列表如下表齿轮的估算齿数和模数列表齿轮齿数模数.主轴箱展开图的设计主轴箱展开图是反映各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸的图纸。因此设计从画展开图开始，确定所有零件的位置，结构和尺寸，并以此为依据绘制零件工作图。设计的内容和步骤这阶段的设计内容是通过绘图设计轴的结构尺寸及选出轴承的型号，确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点，计算轴的强度和轴承的寿命。有关零部件结构和尺寸的确定传动零件，轴，轴承是主轴部件的主要零件，其它零件的结构和尺寸是根据主要零件的位置和结构而定。所以设计时先画主要零件，后画其它零件，先画传动零件的中心线和轮廓线，后画结构细节。传动轴的估算这步在前面已经做了计算。齿轮相关尺寸的计算为了确定轴的轴向距离，齿轮齿宽的确定是必须的。而容易引起振动和噪声，般取齿宽系数。这里取齿宽系数,则齿宽.现将各个齿轮的齿厚确定如表所示表各齿轮的齿厚齿轮齿厚齿轮的直径决定了各个轴之间的尺寸，所以在画展开图草图前，各个齿轮的尺寸必须算出。现将主轴部件中各个齿轮的尺寸计算如表所示表各齿轮的直径齿轮分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径由表可以计算出各轴之间的距离，现将它们列出如表所示表各轴的中心距轴ⅠⅡⅡⅢ距离确定齿轮的轴向布置为避免同滑移齿轮变速组内的两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距，应大于滑移齿轮的宽度，般留有间隙，所以首先设计滑移齿轮。Ⅱ轴上的滑移齿轮的两个齿轮轮之间必须留有用于齿轮加工的间隙，插齿时，当模数在范围内时，间隙必须不小于,当模数在.范围内时，间隙必须不小于，且应留有足够空间滑移，据此选取该滑移齿轮三片齿轮之间的间隙分别为,。由滑移齿轮的厚度以及滑移齿轮上的间隙可以得出主轴上的齿轮的间隙。现取齿轮之间的间距为和。图齿轮的轴向间距轴承的选择及其配置主轴组件的滚动轴承既要有承受径向载荷的径向轴承，又要有承受两个方向轴向载荷的推力轴承。轴承类型及型号选用主要应根据主轴的刚度，承载能力，转速，抗振性及结构要求合理的进行选定。导轨副，轴与轴采用大直径预压滚珠丝杠副加硬导轨副，且导轨滑动部分贴有工程塑料，避免低速时产生爬行现象，而且导轨部分设计有斜镶条可调装置。这样设计使机床的整体进给性能得以协调，各轴的进给速度和进给力得到了最佳匹配。主轴箱的上下垂直运动轴采用滚珠丝杠副传动。由于本机床不是高速铣床，轴的进给系统为伺服电动机通过传动比为的平行轴定比齿轮箱带动滚珠丝杠旋转。轴的安全问题。首先选用带电磁刹车的伺服电动机，其次在滚珠丝杠上装有双向超越离合器，防止滚珠螺母自转引起主轴箱机械式下垂。当然，为了保护轴进给机构的精度，还在滑台上装有两个平衡油缸。平衡力等于主轴箱部件质量的。主轴箱的左右移动为轴，为了保证轴的传动精度，并使丝杠只受水平轴向力，故采用伺服电动机与滚珠丝杠直联方式。笔者选用的联轴器带有过载保护装置，在过载时联轴器会自动脱开。数控系统选型数控系统采用的是西门子，因为此系统提供了龙门轴的同步功能。使用此功能，本机床可以对龙门框架进给轴，实现无机械偏差的位移。运动的实际值可进行连续比较，即使最小的偏差也可以得到纠正，因此提高了轴的运动精度。图数控龙门铣床总装图主视图图数控龙门铣床总装图右视图.本章小节本章主要讲解了数控龙门铣床的总理方案设计，其主要内容有机械部分的设计和数控部分设计，根据所给要求制定出总体设计方案。第章机床主轴箱的设计.主轴箱的设计要求.具有更大的调速范围，并实现无级调速。.具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。.良好的抗震性和热稳定性。.主传动系统的设计主传动功率机床主传动的功率可由下式来确定式中机床主传动的功率切削功率主传动链的总效率数控机床的加工范围般都比较大，可根据有代表性的加工情况，由下式确定式中主切削力的切向力切削速度切削扭矩主轴转速主传动的总效率般可取为，数控机床的主传动多用调速电机和有限的机械变速来实现，传动链比较短，因此，效率可以取较大值。主传动中各传动件的尺寸都是根据其传动的功率确定的，如果传动效率定的过大，将使传动件的尺寸笨重而造成浪费，电动机常在低负荷下工作，功率因数太小从而浪费能源。如果功率定的过小，将限制机床的切削加工能力而降低生产率。因此，要较准确合适的选用传动功率。驱动源的选择机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速向上至最高转速是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速向下至最低转速是调节电枢电压的方法来调速的，属于恒转矩交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。根据主轴要求的最高转速，最大切削功率.,选择北京数控设备厂的型交流主轴电动机，最高转速是。数控,龙门,铣床,设计,毕业设计,全套,图纸本科毕业设计论文数控龙门铣床设计燕山大学年月摘要从研究数控龙门铣床着手，借鉴国内外先进经验，设计了台用于板材及多种工件加工的数控龙门铣床，满足了生产和设计的要求。整个龙门铣床主要包括横纵向进给机构立柱横梁底座工作台等主要组部件。其中所有进给机构均采用滚珠丝杠进行传动，并由伺服电机进行驱动。主轴箱安装在龙门架上，运用类比法自行设计了滚珠丝杠螺母副的制动装置。全面阐述了数控龙门铣床的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。详细介绍了数控龙门铣床的结构设计及校核，并进行了分析。另外汇总了有关技术参数。其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产应用等环节进行了介绍。包括种类选择参数选择精度选择循环方式选择与主机匹配的原则以及厂家的选择等。关键词龙门铣床数控伺服电机滚珠丝杠背景.数控技术的应用与发展数控技术的发展趋势.数控机床的分类按工艺用途分类按运动方式分类按控制方式分类.经济型数控机床经济型数控机床的概念经济型数控机床的分类经济型数控机床的特点.数控机床的组成及工作原理数控机床的组成.本章小节第章数控龙门铣床总体方案设计.机床的设计要求.设计方案.本章小节第章机床主轴箱的设计.主轴箱的设计要求.主传动系统的设计主传动功率驱动源的选择转速图的拟定传动轴的估算齿轮模数的估算.主轴箱展开图的设计设计的内容和步骤有关零部件结构和尺寸的确定各轴结构的设计主轴组件的刚度和刚度损失的计算.零件的校核齿轮强度校核.本章小节第章进给伺服系统设计.对进给伺服系统的基本要求.进给伺服系统的设计要求.滚珠丝杠的选择滚珠丝杠副的导程.同步齿形带的选择.伺服电机的选择.滚珠丝杠副的安全使用润滑防尘使用安装.伺服进给系统结构图的设计.本章小节第章床身横梁导轨和工作台.床身结构对床身结构的基本要求床身的结构.导轨导轨的润滑与防护导轨的安装调整.工作台.本章小节结论参考文献致谢第章绪论.背景二十世纪中期以来，由于航空和航天技术的快捷发展，对于各种飞行器的加工提出更好更快的要求。这些零件形状大都相当复杂，材料多为难加工的合金，用传统的机床和工艺方法进行加工，不能保证精度，也很难提高生产效率