（毕设全套）五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计（含CAD图纸）

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五轴高速加工中心总体布局及主轴部件设计摘要丝杠尺寸向快速移动速度,向快速移动速度主轴最大转速主轴电机最大功率刀库容量把定位精度土.重复定位精度土.主轴锥孔换刀时间间次外形尺寸。随着国民经济飞速发展，制造业向着高精尖方向发展，特别是汽车船舶纺织电子技术航空航天的迅猛发展，对机床的精度和生产率要求也越来越高，急需大批加工精度高主轴转速以上快移速度大于的高效高精机床。所谓多轴铣，即是在加工过程中，除提供沿方向的线性移动外，还提供绕轴轴轴的转动，具有四轴铣加工和五轴铣加工的数控机床统称为多轴铣加工机床。双旋转工作台式五轴机床，该机床是通过工作台的旋转和翻转来实现五轴联动加工的。通常被用于小型五轴机床，由于是工作台的转动，所以节省了轴的线性行程。这类机床通常适合加工小型工件，例如叶轮，模具等。.五轴高速加工中心总体布局方案初步拟定方案采用立式加工中心，龙门式结构。二个转动坐标轴均由复合主轴头来实现，即主轴头回转，主轴头摆动。主轴前端是个回转头，能自行环绕轴度，成为轴，回转头上还有带可环绕轴旋转的轴，般可达度以上，实现除底面剩余五个面的加工。这种方案的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。缺点是主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。图济南二机床集团公司开发生产的龙门移动式大型五轴联动数控铣床方案二采用立式加工中心，龙门式结构，三轴移动式，对于旋转轴，采用工作台回转和工作台摆动来实现，是中小型五轴加工机床采用较多的种结构型式。优点是有精确较高的机械传动精度以及较高的转速及精度。其缺点是在需要工作台有较高的转动进给速度和加速度时，所承受的工作重量受到定限制见图.图工作台回转的五轴加工中心.五轴高速加工中心总体布局方案比较方案优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。缺点是主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。方案二优点是有精确较高的机械传动精度以及较高的转速及精度。其缺点是在需要工作台有较高的转动进给速度和加速度时，所承受的工作重量受到定限制.加工中心的总体布局应当使机床能够实现加工所需的运动要求和加工功能，并且具有良好的精度刚度抗振性和热稳定性等结构性能。还要尽量使其便于操作结构简单紧凑外形美观等。经过对不同运动方案和各部件的设计方案的定性分析比较确定该教育型小型立式加工中心的总体设计方案为采用固定立柱，电主轴通过安装座安装在立柱导轨的滑座上，立柱导轨采用滚动导轨，可以实现方向的进给运动。由双向精密数控工作台带动工件完成,两个方向的进给运动三个方向的进给运动均滚珠丝杠，并由交流伺服电机驱动。导轨滚珠丝杠有相应的润滑防护等装置。考虑到卧式加工中心品种较多加工范围较广，所以确定基本机型为立式如图所示为加工中心的基本型简图，图加工中心的基本型简图其由数控动力单元模块工作台模块刀库模块电器柜模块底座模块冷却积屑模块等组成。立式数控动力单元模块该模块由水平面内十字拖板及立柱主轴箱组成立柱在十字板上作向移动，主轴箱在立柱上作向移动，它包括了加工中心的主运动和个直线坐标运动，由于立柱移动，运动部件质量较大，为此，选用了大扭矩进给伺服电机，丝杆则用预拉结构以提高进给系统的刚度，并适当加大导轨面之间的跨距，保证立柱在全程上均无悬伸现象。工作台模块由于采用动柱式结构，工作台不再有直线的坐标运动，该模块由工作台座和固定工作台组成。刀库模块采用斗笠式结构带来的优点是由于主轴本身能进行轴的进给运动，由机械手就能直接换刀，刀库可以采用固定的链式刀库，无任何附加运动，换刀的可靠性大大提高同时由于刀具结构的简单，降低了成本，使机床具有较高的性能价格比。共个刀位，基本满足加工的要求。.五轴高速加工中心总体结构布局典型的金字塔式结构，宽的导轨和低的重心，适合线性轴的高速运动和高加速运动。坐标的运动速度可在.秒内由加速到。该设计是三直线轴加二旋转轴机床，直线轴的运动惯量保持恒定，这是因为考虑到高速运动的特殊性。这样机床承重大机床的运动单元的惯量是常数，线性轴电机直在最佳的工作状态下运行，即不因改变加工工件的大小而改变电机的特性。考虑到高速运动的特殊性，在保证机床足够刚性的前提下尽量减少运动惯量，以便最大程度提高坐标固有频率，从而得到更高的闭环增益，使得机床在高速加工中的跟踪误差趋于最小值，最终提高加工的精度和质量。为保证机床的精度稳定，床身立柱滑座主轴箱等都采用有限元分析，应用高阻尼性能的优质铸铁制造合理的截面设计和筋格布置，尽量避免行程中出现不合理的悬臂状态导轨采用高刚性滚柱导轨，安装基面精密刮研。采用立式加工中心，铸铁床身，采用可调螺栓支撑形式。本设计打破通常机床结构形式，床身采用三点支撑，高刚性设计，使机床调整简单，不依赖于地基，机床可不需特殊地基而直接安装在水泥地坪上。床身用基于无弯矩的力流原理的特殊筋板设计，保证其上构件在运动过程中，负载重心和切削点始终不离开