卧式镗铣数控机床设计方案.doc

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1、卧式镗铣数控机床设计方案1绪论1.1国外发展现状卧式镗铣床是一种加工围极广、自由度很大的通用机床，主要用来加工中、小型箱体零件，并多用于孔加工，镗孔精度可达IT7；除扩大工件上已铸出或已加工的孔外，还能铣削平面、钻削、加工端面和凸缘的外圆，以及切螺纹等。卧式镗铣床在发展早期，主轴多采用经典的镗轴与铣轴组成的双层主轴结构，为保证刚性与高精度加工，主轴前端由双列圆柱滚子轴承与推力球轴承支承。近年来，随着电子技术、新材料和新工艺的广泛应用，以及零件加工对机床提出的更高的要求，卧式镗铣床发展呈现出新的特点，在提高进给速度和快速移动的同时，又出现了提高加速度这一概念，使得卧式镗铣床

2、采用电主轴设计成为新的追求。但是，电主轴的结构单一，仅能提高加工速度与效率，而不适合重切削，更不能替代卧式主轴镗杆伸缩移动，进行深孔加工，其加工能力受到了限制，可谓顾此失彼。针对这个问题，德国DorriesScharmann公司生产的ALPHA系列卧式加工中心对此给出了完美的解决方案。ALPHA系列卧式加工中心立柱采用斜面概念的设计，刚性极高，具有卧式主轴和电主轴可交换使用的功能，具有“一机两用”之功效，大大提高了机床的工艺性能，也降低了制造成本，这一创新引领着卧式镗铣床的发展方向。该机的最大特点是高效、高精，快速移动最高达，最大加速度达，位置精度。武重的TR6513型卧

3、式柔性加工单元，是目前国同类产品中规格最大的产品，处国领先水平。主轴直径，最高转速，三轴移动速度。配有2个交换工作台和1个回转工作台，交换工作台的定位精度在以。刀库安装在立柱的侧面，随立柱移动，还可配备直角铣头、万能角铣头、两座标数控铣头、平旋盘等各种附件，一次装夹完成孔、面、曲面的加工。与国外同类产品相比，国厂家的产品主要还是设计上的差距，国外已经全部采用模块化设计，强化设计的“柔性化”，产品结构形式多样；其次，国产品从机床性能和制造水平上讲，产品运行速度、进给速度与国外产品相比也还有很大差距。1.2本文研究的目的与意义通过此次毕业设计，主要了解当前卧式镗铣数控机床的国

4、外发展概况和发展趋势，弄清楚卧式镗铣数控机床的总体布局、主传动系统方案和进给系统方案，学习镗轴和铣轴双层主轴结构设计的实现方法，明白作为一名机械工程师在机械系统结构和传动系统设计中所承担的主要任务，掌握机床传动系统设计的一般方法以及机床其它基础件设计的要求并进一步提高应用计算机绘图的能力；此外，还应通过此次毕业设计加深对专业基本知识的理解，培养收集资料和调查研究的能力，为以后的学习、生活打下良好的基础。1.3本文的主要容按照设计任务书要求，在本文中要完成一台中型卧式镗铣数控机床的总体设计、主传动系统及主轴进给系统设计：机床必须具有镗和铣的功能，立柱应能根据工件的大小移动而

5、实现其粗定位；为在一次装夹中完成尽可能多的表面的加工，工件应能在回转工作台上实现精密分度；机床要求能实现四轴三联动。要完成的主要任务：1）绘制镗铣数控机床总装配图1；2）绘制主轴箱及主轴传动系统总成部件装配图1；3）绘制典型零件的零件图若干（总绘图工作量：折合0#图纸不少于3）；4）编制开题报告1份；5）翻译有关外文资料1份（5000汉字）；6）编写设计计算说明书1份（10000字以上）。2机床总体方案设计2.1运动个数和形式的确定零件的加工表面是由机床刀具和工件之间的相对运动形成的，因此不同的工件表面，往往需要采用不同类型的刀具与工件一起做不同的表面成形运动，就产生了不

6、同类型的机床。因为卧式镗铣床主要用来加工中、小型箱体零件，用来扩大工件上已铸出或已加工的孔，以及铣削平面、钻削、加工端面和凸缘的外圆，以及切螺纹等，而不需要加工曲面或圆弧面。归纳起来，卧式镗铣床的加工可分为平面和孔加工两大类。如图1所示，平面的加工可由铣刀头与三个方向的成形运动合成得到；而孔加工由镗刀与镗杆在轴向的进给（即方向的成形运动）即可合成得到。　　　　　　图1　平面和孔加工时的成形运动分析因此，卧式镗铣床加工工件时只需要三个方向的直线成形运动即可满足加工要求（回转工作台的转动不包括在）。2.2运动的分配加工工件所需的运动仅仅是相对运动，因此，对部件的运动分配可以有

7、多种方案。铣削加工时，进给运动可以由工件运动也可以由刀具运动来完成，或者部分由工件运动，部分由刀具运动完成，这样就影响到了部件的配置和总体关系。图2（a）是加工件较轻的升降台铣床，一般由工件完成三个方向的进给运动，分别由工作台、滑鞍和升降台来实现；当加工工件较重或者尺寸较大时，则不宜由升降台带着工件作垂直方向的进给运动，而是改由铣头带着刀具来完成垂直进给运动，如图2（b）所示；图2　数控铣床总体布局示意图2（c）所示的龙门数控铣床，其工作台载着工件作一个方向的进给运动，其它两个方向的进给运动由多个刀架在立柱与横梁上移动来完成，