毕业设计_车铣复合加工机床W轴进给机构.doc文档44页在线阅读

采用背对背和串联的角接触球轴承来固定滚珠丝杠，滚珠丝杠的支撑方式两端采用双推的方式，并且使用垫板防止两端轴承的中心高不致，采用直线滚动导轨，使机构具有更高定位精度和高灵敏度，并对此次轴进给机构零部件进行了经济成本分析。

关键词数控机床车铣进给系统轴结构设计毕业设计说明书论文外文摘要前言第章绪论车铣复合加工机床的发展车铣复合加工技术概述车铣复合加工的发展趋势车铣复合加工机床的优势本次课题设计的内容本次设计内容的分析方法第二章进给系统的总体设计轴进给系统的设计要求轴进给系统传动方案的选择与设计轴进给传动方案的设计与布局传动类型的选择轴承的选择轴承的配置方式轴承的润滑与密封轴承端盖的设计电机与滚珠丝杠副联接方式的选择轴进给传动导轨类型的选择第三章车铣复合机床轴进给系统的结构设计与计算伺服电动机型号的确定轴进给力的计算轴惯量匹配的计算第四章车铣复合机床轴滚珠丝杠副的选型及校核滚珠丝杠副工作原理滚珠丝杠副的选型滚珠丝杠副的间隙消除与预紧轴滚珠丝杠预拉伸量的计算滚珠丝杠副的润滑与密封第章技术经济分析技术经济分析的目的与意义成本计算依据成本材料构成标准件外购费用非标准件总结致谢前言车铣复合技术是在传统机械与精密制造两者的基础上，融入了先进控制技术精密测量技术与应用技术，是在九十年代之后逐步发展起来的先进机械加工技术。

车铣复合机床作为世界范围内最先进的机械加工设备之，现已成为各类加工机床之中的佼佼者，集铣削与车削于身，可在台车铣复合加工机床上，只通过次装夹，便可完成全部车铣钻镗攻丝等多种加工，大大节省了非加工时间，提高加工效率。

本课题主要研究设计车铣复合机床轴进给机构，轴进给机构作为第二主轴轴向的运动执行机构，该机构不仅要实现机床第二主轴的轴向进给，还要实现进给运动的速度自动控制，保证机床第二主轴的准确定位。

通过分析与研究使自己了解到轴进给机构的重要性，轴进给轴作为第二主轴的进给机构对于整个进给系统来讲，是不可缺少的个组成部分。

设计轴进给机构的传动方案，综合各方面因素，考虑采用滚珠丝杠进行传动，分析轴承润滑与密封对丝杠的影响，减小由摩擦引起的温升对工作造成的故障。

分析研究得出两端固定轴承支承方式和直联刚性伺服电动机与滚珠丝杠的连接方式对轴的定位精度和加工精度影响较小，计算进给力和惯量匹配避免过大的负载对轴进给机构造成故障。

由于时间和经验等方面的因素，在本次设计中难有不当之处，敬请纠正。

第章绪论车铣复合加工机床的发展我国数控机床的研制工作起步相对较晚，目前来说，数控机床发展历程大致可以分为以下三个阶段至年为第阶段，我国于年在清华大学和北京第机床厂共同努力下，联合研制成功了中国第台数控铣床，并于同年试制成功第台电子管数控机床。

从年开始，我国集合各方面的科技人才开始大力研制晶体管数控系统，终于在末期至初成功研制出第台晶体管数控系统。

由于当时国内环境相对落后，西方国家对我国数控技术的封锁，我国数控的研究工作迎来了巨大的挑战，由于尚未掌握技术与参数，只能采取着封闭式摸索着前进。

在数控机床的些关键技术上仍然依靠着发达国家的支持，列如电气液等核心技术，由于早期发展技术相对不太成熟，整个发展过程都处于初级阶段，很大程度上要西方发达国家学习借鉴，远远达不到可靠性要求，因此故障频出，大大影响了加工制造水平。

年至年为第二阶段，邓小平同志提出了改革开放的政策，国内响应号召，大力发展重工业，西方发达国家的先进数控技术迅速被我国引进，或通过购买实验样机，进行拆卸之后分析内部构造，大量科研前辈学习了国外的先进产品开发技术操作技术与维修技术等，以提高我国本土的数控技术水平。

从八十年代后，我国先后从日本德国美国西班牙等西方发达国家引进先进的数控系统，合作开放研制生产各种机电液气等基本零部件，很大程度上提高了产品的整体质量，与之前的相比有了个质的变化。

我国的数控机床在这段时间内取得了长足的进步，国内批机床生产厂家看到机床广阔的发展前景，加强了与西方国家厂家的技术合作，数控机床的势头发展迅猛，努力缩短与国外先进国家的差距。

但令人遗憾的是，我国数控机床技术在这阶段，借鉴与仿制仍占很大比重，依靠自主研发与自主生产的数控机床占相对少数部分。

年至今为第三阶段，我国工业化战略全面打响，只有大力发展科技方可兴国，数控机床技术进入自主研发的时期，国家的科学和技术正全面加速发展，科研技术人员的增加和科研资金的大量投入是我国数控机床水平得到了显著的提高，数控机床的产值比重也逐渐增大，我国数控机床在数量上得到很大的增大，在质量方面更是取得了较大的进步，相对于发展早期，现在整个行业的良性竞争非常激烈，进步的脚步也正在加快，特别是在些核心的关键技术上，我国的数控机床水平已经接近或者领先于世界水平，成为行业旗帜，离不开我国代数控人的努力。

科学技术的发展离不开我们当代每位科研人员的努力，正因为有你们不畏艰险的付出，我国的数控机床技术与国外发达国家的距离越来越短。

车铣复合加工技术概述车铣复合加工技术是种将现代先进控制技术精密测量技术和应用技术于三者集体的先进机械加工技术，经过次装夹之后，可对零件多个表面或复杂形面加工，便可减少装夹次数，很大程度上简化刀具系统的复杂性，缩短非生产时间，提高生产效率。

车铣复合加工技术不仅能够在绿色节能减排的前提下，减少零件传送和库存与占地面积等方面的需求，同时也可保证较高的加工生产效率，以达到可持续发展的目的，并且具有较强的加工能力和较广的工艺范围，已然成为目前全球范围内最为先进的机械加工设备之。

列如在航空航天军工产业远洋船舶和医疗设备等制造领域的发展，车铣复合加工技术都在先进制造技术的舞台上扮演着十分重要角色之，特别对些形状复杂的异形零件更具有得天独厚的优势。

目前随着航空航天军工船舶等领域的产品更新换代速度愈加迅猛，工序分散的加工设备势必将会被淘汰，工序集中优势由此更加凸显，车铣复合加工机床将会迎来更为广阔的发展的发展前景，应用方向也更为宽泛。

举例，车铣复合加工机床如图所示图车铣复合加工机床车铣复合加工的发展趋势随我国国民经济的迅猛发展，国防建设对数控机床技术也提出了较高的要求，因此我国的高端数控机床产生了较大的刚性需求，发展数控机床刻不容缓。

经过科研前辈的艰难探索实践，研究国外的先进技术并加以大力创新，我国数控机床产业终于在科研工作者的努力下取得了较大的成就。

些机床生产厂家在研究车铣复合加工机床方面取得了很大的突破，尤其是沈阳机床厂更是打破了外国对我国的核心技术的封锁，取得了质的突破。

但是，国内与国外相比，在数控机床总体制造技术差距仍然较为明显，核心竞争力较弱，尤其是在进给速度主轴转速加工精度等方面有着大约年的差距。

总的来说，数控机床会朝着高速化精密与超精密化开放化技术集成化与技术复合化智能化等方向，大型化和微小化两个极端发展，机床配套装置和功能也日益完善。

车铣复合加工机床的优势合理选择产品制造工艺，缩短工艺链，提高生产效率。

车铣复合加工可在刀库中安装各种专用工具和合理的刀具安排，大大缩短刀具更换时间，实现次装夹完成全部或者大部分加工工序，已提高加工效率，最大程度上增加客户效益。

减少装夹次数，从而提高机床的加工精度。

过多的装夹次数会产生定位基准转化的误差积累，易生产出不合格的零部件，增加了非加工时间。

减少占用空间，大大地降低了生产成本。

车铣复合加工机床具有紧凑的外观设计，能够充分合理利用空间，机床在发生故障之后，保养维护修理较为方便。

本次课题设计的内容轴进给机构在车铣复合加工机床中，是第二主轴轴向的运动执行机构。

该驱动伺服进给系统不仅要实现机床第二主轴的轴向进给，还要实现进给运动的速度自动控制，保证机床第二主轴的准确定位。

通过分析与研究使自己了解到轴进给机构的重要性，轴进给轴作为第二主轴的进给机构对于整个进给系统来讲，是不可缺少的个组成部分。

了解滚珠丝杠副传动的工作原理，减小惯量，提高进给机构的定位精度，研究轴承和滚珠丝杠摩擦发热对机构的影响，考虑伺服电动机与滚珠丝杠的连接方式，计算进给力和滚珠丝杠的惯量匹配。

本次设计内容的分析方法采用比较法，文献分析法对车铣复合加工机床轴进给机构课题进行分析与研究。

在设计过程中，我直与设计小组成员积极探讨机构结构组成，相互学习，分析工作原理，选择更为合理的传动方式，上网查阅专业期刊文献保证以本次设计的内容的准确性。

第二章进给系统的总体设计轴进给系统的设计要求车铣复合机床在进给系统中位置调节提出了较高的要求，其中在静态设计方面能够克服摩擦力和负载，能够在负载较大的工作场合中正常运转较小的进给位移量，保证加工精度较高的静态扭转刚度足够的调速范围，满足快进工进和快退时的速度需要进给速度均匀，工作平稳，无低速爬行现象。

在动态设计方面足够的加速度和制动力矩，保证快速启动与制动良好的动态传递性能，保证轨迹精度和较高的表面质量尽可能小的轨迹误差，保证较高的加工精度对于数控机床机械中的传动部件，则有如下要求加速过程中，运动部件产生较小的惯量高的刚度良好的阻尼在拉伸和压缩刚度扭转刚度摩擦阻尼和部件间隙等方面，传动件应有较小的非线性要求。

轴进给系统传动方案的选择与设计轴进给传动方案的设计与布局轴进给传动如图所示图进给系统结构简图传动类型的选择在众多数控机床的进给驱动系统中，使用频率较高的机械传动装置如下滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副传动减小运动件之间的摩擦以提高进给系统的快速响应性和运动精度。

滚珠丝杠副具有较高的传动效率，由于滚动摩擦的动静摩擦系数相差较小，因此低速不易爬行，可以保证平稳的高速运转。

为了提高滚珠丝杠的轴向刚度，并且机床具有较高的定位精度和加