立式加工中心垂直工作台及主轴设计方案选型

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1、一拖学院论文题目：立式加工中心垂直工作台及主轴设计方案选型专业：机械设计与制造I摘要V符号表V目录目　　录第1章绪论11.1加工中心11.2加工中心的发展11.3我国机械加工中心发展的现状分析21.4我国机械加工中心的发展趋势3第2章加工中心概述52.1加工中心的结构特点52.2加工中心的分类62.3加工中心的用途82.4加工中心的构成82.5JCS—018A型加工中心的传动系统102.6JCS—018A型加工中心主运动传动系统102.7JCS—018型加工中心进给传动系统112.8JCS—018型加工中心主轴部件12

2、2.9JCS—018A型加工中心主轴准停装置132.10JCS—018型加工中心进给伺服系统13第3章立式加工中心主传动系统方案的确定173.1确定主运动的配置形式及变速方式173.2加工中心主轴组件总体设计方案的确定193.2.1主轴端部的结构形式193.2.2主轴轴承的选择203.2.3滚动轴承的间隙与预紧213.2.4滚动轴承的精度213.2.5主轴轴承的支撑形式213.2.6主轴的准停23第4章立式加工中心垂直工作台进给传动链方案选择244.1机床对垂直工作台的要求244.2垂直工作台的组成结构选型254.2.

3、1进给系统机械部分的组成254.2.2进给系统机械部分方案确定26V目录V第1章绪论第1章绪论1.1加工中心加工中心(ComputerizedNumericalControlMachine)简称cnc，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心又叫电脑锣。加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、

4、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。1.2加工中心的发展（1）高速化加工中心的高速化，主要是指主轴转速、进给速度、进给单元的加速度、自动换刀装置和自动托盘交换装置的高速化。目前，日本新泻铁工机床厂生产的USH10型数控铣床主轴的最高转速可达100000r/min。1996年日本还研制出了一台卧式加工中心，其最大进给速度可达80m/min。德国目前也已研制出加速度为2.5g（普通机床的进给加速度只有0.1～

5、0.3g），主轴转速为60000r/min，进给速度为60m/min的高速机床。（2）进一步提高精度进一步提高精度就是使工件加工精度逐渐接近坐标镗床。例如，瑞士迪克西(DIXI)公司的DIX1280TCA型精密加工中心，其坐标定位精度已达到每500mm行程±0.003mm，B坐标(回转工作台)精度已达到3″。（3）功能的完善3第1章绪论加工中心功能的完善首先表现在愈来愈完善的自诊断功能。为了尽可能地减少加工中的故障，现代加工中心大多配备完善的自诊断功能。例如，位置检测传感器、刀具破损检测装置、切削异常检测功能、适应控

6、制功能、备用刀具选择功能、温度传感器、声传感器和电流传感器等。这些功能和传感器使机床具有一定的人工智能。其次，加工中心的性能，在很大程度上取决于数控系统的性能，所以不断开发出相对高精度、高速度、高效率要求的数控装置，把控制机器人、测量、上下料等功能纳入到CNC内。例如，德国WERNER公司的TC系列卧式加工中心，它采用了主轴功率监控、切削负荷监控、刀具长度监控和声纳技术检测刀具破损情况等新技术，从而使加工中心的使用更加安全、可靠。1.1我国机械加工中心发展的现状分析加工中心最初是从数控铣床发展而来的。第一台加工中心是

7、1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科，是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。2009年3月在上海举行的“中国

8、数控机床展览会”上，展出了多台国内生产的五轴加工中心。如济南二机床集团公司展出的龙门式五轴联动加工中心，工作台长6m,宽2m，采用立式主轴回转，A轴转角±100度，C轴转角±200度，这个庞然大物吸引了许多参观者，它标志着中国数控机床工业达到了先进水平。上海第三机床厂、第四机床厂制造的立卧加工中心，工作台630mm2，采用高速内冷