车铣复合机床电主轴系统结构设计开题报告

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1、南京工程学院工业中心本科毕业设计（论文）开题报告题目：车铣复合机床电主轴系统结构设计专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生姓名：XXX指导教师：XXX2015年3月2日本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名XXX学号231110428专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名XXX职称研究员级高工所在院系工业中心课题来源D课题性质A课题名称车铣复合机床电主轴系统结构设计毕业设计的内容和意义 采用了类比法，进行电主轴系统结构的设计，使其满足功能的要求实现加工。毕业设计的具体内容：1、熟悉课题及有关资料2、熟悉车铣复合加工机床的原理和结构，了解主轴箱的主要零件，例如：主轴箱体,主轴,轴承

2、,隔套,锁紧螺母,轴承盖，端盖，垫板等4、熟悉AutoCAD软件的操作，并利用软件绘制相关的零件图和装配图。5、对设计的结果进行经济以及成本分析。本课题研究的意义：本课题对车铣复合机床电主轴系统进行了设计，确定主轴切削扭矩、主轴受力分析及主轴最佳支承计算以及主轴前后轴承寿命计算。其意义如下：1、数控车床要具有铣的功能，那么这个机床的主轴就要具有准停或者连续进给功能，利用电主轴配高分辨率的光栅尺完成主轴转速的控制以及位置的控制使其具有C轴功能。2、通过对车铣复合机床系统结构的研究和设计，掌握一般机构设计的步骤和方法。提高自己的研究设计能力。如查阅文献和收集资料并进行分析、制定设计方案、

3、计算和CAD绘图，同时提高撰写论文的能力。3、通过毕业设计，对自己四年所学的知识有一个全面的总结，对自己的专业有更深入的了解，在今后的工作中运用到所学的知识。英文期刊文章引用：作者.题名.期刊名,出版年份，期号：起止页码文献综述数控机床是装备制造业的基本生产手段，机床工业是一个国家的基础性、战略性产业之一。作为机电一体化装备的数控机床，集高效、柔性、精密、复合、集成诸多优点于一身，已经成为装备制造业的主力加工设备和主流产品。新一代的数控机床只有通过高速化大幅度缩短切削工时才可能进一步提高其生产率。现在数控机床国内外发展趋势主要是往高速度、高精度化、多功能化、智能化、数控编程自动化、可

4、靠性最大化以及控制系统小型化发展。绿色机床已经成为人们研究的重点，在重视机床高速度、高精度的同时，现在越来越开始重视数控机床的环保性[1]。车铣复合加工中心是以单主轴或双主轴的数控车床为基础，将一般动力刀架转换为刀具带有动力源的刀架而形成的数控机床。数控车床能实现铣的功能主要是由于电主轴带动零件实现准停或者连续进给实现C轴功能变成进给轴，而刀具又能沿X,Y或者Z轴与主轴的C轴连动完成在数控车床铣功能的加工。在车铣复合加工中心上执行车削任务时，伺服主电机带动零件作回转运动的主轴就变为进给轴，原来的刀具轴变成了主轴。可谓是当今切削复合加工机床的佼佼者了[2]。车铣复合加工中心的主轴要实现

5、车铣复合，其主轴的控制必须是采用闭环控制，通过利用高精度高分辨率的圆光栅控制主轴的位移和转速，提高传动元件的精度和刚度，消除传动元件之间的间隙，将传动件的传动链缩到最短，实现零传动。同时为了提高传动零件的刚度，就要对轴承进行预紧[3]。预紧方式，高速电主轴是机床加工的核心功能部件，具有结构紧凑、惯性小、转速高、动态特性好等诸多优点，滚动轴承的预紧是指采用适当的方法使轴承滚动体和内外套圈之间产生一定的变形，以保持轴承内、外圈均处于压紧状态，使轴承带负游隙运行。为了提高主轴刚度，需要对轴承施加一定的预负荷。轴承预紧有3种方法：定位预紧，定压预紧、调压预紧。在进行电主轴定位结构的设计时，要

6、根据实际情况具体分析，在满足使用要求的前提下尽可能简化结构，以降低电主轴的制造成本[4]。在外载荷作用下构件的尺寸和形状将发生变化，称为变形。当外载荷超过一定限度时，构件将发生破坏。所以就要对主轴等零件进行受力分析，使得它们具有足够的刚度或强度，来承载机床的负载。为了保证机械或工程结构能正常工作，构件应有足够的能力负担起应承受的载荷，构件的这种承载能力主要由以下方面来衡量：构件应有足够的强度，构件应有足够的刚度，构件应有足够的稳定性[5]。本课题是车铣复合加工的电主轴设计。采用的是直接把电机的转子当成主轴，为了控制精度，所以从传动上考虑，为了确定主轴的位置和转速，就要采用到编码器（也

7、就是光栅尺等等）放在主轴上能通过读数头通过把角位移或直线位移转换成电信号，用来读取显示主轴的转速，实现转速和位移的控制。C轴功能，对于具有车、铣复合功能CNC车床，它控制系统的主轴通道，除了能够执行主轴代码，控制机床主轴变速旋转外，还要能够实现机床主轴可以精确分度的C轴功能和C与Z轴、C与X轴的联动功能。文献综述参考文献：1、王爱玲.现代数控机床.北京：国防工业出版社，2011.82、李雪梅王斌武.数控机床.北京：电子工业出版社，2010.13、文怀兴.数