数控加工中心—主传动系统设计学位论文.doc

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1、济南大学毕业设计1前言1.1数控加工中心概述数控加工中心是带有刀库和换到系统的数控机床。其特点是数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续的对工件各个加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、铣削的多种工序的加工。概括有以下几点：1．全封闭防护；2．工序集中，加工连续进行；3．使用多把道具，自动进行道具交换；4．使用多个多个工作台，自动进行工作台交换；5．功能强大，趋向复合加工；6．高自动化、高精度、高效率、高投入；7．在适当的条件下才能发挥最佳效益。数控加工中心主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。例如，箱体类工件，复杂曲面类工件，异

2、形件，盘、套、板类工件等。数控加工中心分为立式加工中心，卧式加工中心和龙门式加工中心三大类。图1.1为大型立式数控加工中心尽管现在出现了各种类型加工中心，外形结构各异，但总体来看大体有以下几部分组成：1—数控柜；2—刀库工作台；3—主轴箱；4—操作面板；5—驱动电源；6—工作台装置；7—滑枕；8—床身；9—进给伺服电机；10—换刀机械手图1.1大型立式加工中心-28-济南大学毕业设计1．基础部件由床身、立柱和工作台等组成，基础部件要承受加工中心的静载荷和加工时的动载荷。所以必须选择刚度很高的材料做基础组件，同时它也是整个加工中心质量和体积最大的组件

3、。2．控制系统加工中心的控制系统由CNC装置、伺服驱动装置、可编程控制器以及电机等组成。它是加工中心的控制中心。3．主轴组件它由主轴电机、主轴箱、主轴和轴承等零件组成。数控系统控制它的运动、停止和转动等动作。是切削加工的功率输出部件。4．自动换刀装置由刀库、机械手和驱动机构等部件组成，数控装置控制换刀过程，由电机和液压驱动刀库和机械手实现刀具的选择与交换。5．伺服系统伺服系统的功能是把数控装置的信号转为数控加工中心移动部件的移动，其性能的好坏影响加工中心的加工精度、表面质量和生产效率。6．辅助系统由润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机监测系统等部分组

4、成。它不直接参与切削运动，但它保障了加工中心的效率、加工精度和可靠性。1.2选题背景与意义1.2.1国内外研究现状数控加工中心作为一种高自动化、高柔性、高精度、高效率的机械加工设备已广泛应用在机械工业各个领域。特别是在装备制造业中它已经成为主要角色,发挥着越来越重要的作用[1]。自1952年美国研制出第一台试验性数控系统以来，数控技术的发展十分迅速，数控系统也由原先的硬连接数控发展成为今天的计算机数控(CNC)[2]。当今世上在数控机床科研、设计、制作和应用上,技巧最先进、经验最多的国家是美、德、日。美国生产的数控机床的主机设计、制作及数控系统基础

5、扎实，且一贯器重科研和创新,故其高性能数控机床技巧在世界也一直领先。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。日本也和美、德两国类似,充分发展大批大批生产主动化，继而全力发展中小批柔性生产主动化的数控机床。近年来，我国数控加工技术发展迅速，国产数控车床已完全能满足国内市场需要。高性能的卧式车削中心和车铣复合中心，通过合资、引进技术和自主开发，某些产品已能满足部分国内高端用户要求。但是，卧式车铣复合加工中心、带Y轴或C轴的卧式车削中心、双主轴卧式车削中心和高精度卧式车削中心仍然主要依靠进口[3]。

6、数控加工中心具有广泛的加工艺性能。能够在一次装夹中完成多道工序的加工，其主传动系统具有传递切削功率的重要功能，因而加工中心对主传动系统的要求是很高的。不仅要有强力的转矩输出，又要有较宽的调速范围[4]-28-济南大学毕业设计。随着机床产品设计越来越理性化，在进行主传动系统设计时各主要技术参数和特性参数的要求更加的高。1.2.2选题的目的及意义数控加工中心已广泛应用在机械工业各个领域，特别是在装备制造业中它已经成为主要角色，发挥着越来越重要的作用。数控加工中心的主传动亦即主轴传动系统具有传递切削功率的重要功能，因而数控机床对主传动系统的要求是很高的[

7、4]。数控加工中心的主传动系统应该具有一定的转速和变速范围，以便采用不同材料的刀具加工不同材料，不同尺寸，不同要求的工件，并且能够方便的实现运动的开停，变速，换向和制动。所以此次设计的目的是根据给定的技术参数对加工中心的主传动系统的结构进行设计，得出最优的主传动系统设计方案，使之达到高自动化、高柔性、高精度、高效率的性能。通过本次设计培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能及能力得到训练和提高。1.3课题研究内容1.3.1设计内容研究数控加工中心的主传动系统是用来实现机

8、床主运动的传动系统，是数控加工中心的关键部件之一，对加工精度起着决定性的作用。它应该具有一定的转速和变速范围，以便采用不同