lw850高速高精度立式加工中心设计

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1、LW850高速高精度立式加工中心设计Abstract:ThispaperdescribesthetypicalCNCsystemsusedforCNCmachinetools,machiningcenterraystructure,spindledrivesystem,servodrivesystemandautomatictoolchanger.Onthisbasis，researchinganddevelopingtheLW850high-speedprecisionverticalmachiningcenterbasedonNumC

2、NCsystemasconstructioncenter・Keyword:CNCsystem,Machiningcenter,DesignandSelectiono引言数控机床是当今机械制造业中实现机电一体化的代表性先进装备。以数控技术为核心的数控系统装配和制造水平已经成为衡量一个国家制造水平的标志。根据十一五期间，国家对装备制造业的要求，自主开发高速精密加工中心，研究其相关的设计和制造技术，对国家在高端装备领域的核心竞争力起到至关重耍的影响。结合当前国内外数控加工中心的最新技术动态，木文在对典型数控系统进行比较的基础上，以Num数控系统

3、作为整个加工中心构建的核心，配备相关组件，研究并开发了一套高速高精度立式加工中心。1数控系统选型数控系统通常由人机界而、数字控制以及机床逻辑控制三个功能模块组成。其屮主控制器内的插补模块即是根据所读入的零件程序，通过译码、编译等处理后，进行相应的刀具轨迹插补计算，并通过与坐标伺服系统的位置、速度反馈信号的比较，从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器PLC完成，它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调，按各检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件有条不紊地顺序工作⑴。在数控系统选型时，要考虑数控系统的髙纶产性，节能性

4、，同时要求系统易于开发，输入输出单元易于扩展。从设计如度出发，要求侑良好的人机接口，便于设计人员开发、修改程序、更改参数等。数控系统的开放性高，利于进行二次开发，建立开放式数控平台囚。目前，国外比较典型的数控系统有法国Num,徳国SIEMENS,日本FANUC、三菱数控系统等。国内有广州数控与华中数控等。其中Num,SIEMENS,FANUC甜种齐全，性能可靠，有较髙的性价比。我国从事数控系统开发、设计和生产的公司起步较晚，与Num,SIEMENS,FANUC有较大差距。而Num系统相对于其他两种系统而言，山于Motorola比Intel

5、的CPU处理速度快，性能稳定，相比Z下，NumPower1040的硕件特性最佳，SIMENS840D次之，FANUC0T最差；NumPower1040比SIMENS840D的软件功能多，FANUC0T最差。因此本文选用Num数控系统作为整个加工屮心构建的核心。2加工中心光机选型在加工中心上加工零件时，耍求机床既能承受粗加工时的戢大切削功率，又能保证精加工时的高精度，所以机床结构必须具冇很高的强度、刚度和抗振性。另外，机床的结构必须有很高的可靠性，才能保证机床运行功能匸确执行。所以加工中心的光机必须具支承件刚度高、传动机构简约、传动元件精密

6、等特点〔現经过对国内加工屮心牛产金业专业性及产品质量的综合考虑，本文选用昆明兴台正机械冇限公司L85O型加工中心光机，结构如图1所示，性能参数如表1所示：图1L850光机结构表1L850型加工心光机的性能参数型号L850行程X800mmY500mmZ550mm主轴端面至工作台距离最大680mm最小130mm工作台尺寸950mmx460mm工作台T型槽18mm,3条主轴中心至Z轴导轨而距离575mm主轴锥度BT40/BT50导轨重载矩形导轨主轴最高转速8000RPM主轴功率7.5kw刀具最大重量8kg切削进给速度0-12m/minX/Y/Z

7、轴快进速度12nVmin定位荊度±0.01mm重复定位精度±0.005mm机床尺寸占地面积（长x宽）2550x2200mm机床高度高度2550mm工作台最大承重量750kg3主轴驱动系统设计造门动化要求作为底层加工系统的数控机床具有高效、高精度、高柔性等特性。这对数控机床的主轴驱动系统提出了高速及超高速、宽调速范围、快速响应、精确的准停功能等高要求叫3・1主轴电机选型（1）典型工艺参数下的主轴切削力已知条件：加工中心主轴对工件进行精加工、主轴转速6000r/min^顺铳、工件为45钢、刀具为高速钢立铳刀。典型工艺参数下主轴切削力由公式⑸（

8、1）计算：F严6知層严孑严Za'N（1）式中：C厂材料系数；◎■背吃刀量僦削深度）；Z■铳刀齿数；■铳刀直径；❻•侧吃刀量（铳削宽度）；乙•每齿进给量；你■铳削条件改变时，修正系数。查表⑸：