加工中心主轴组件结构设计开题报告

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1、加工中心主轴组件结构设计1综述1.1本课题研究的意义装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济吋代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产"。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。因此，专家们预言：机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术；是制造业实现

2、自动化、柔性化、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；是国防现代化的重要战略物质；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施來发展口己的数控技术及其产业，而R在“高精尖”数控

3、关键技术和装备方而对我国实行封锁和限制政策。根据国民经济发展和国家重点建设工程的具体需求，设计制造“高、精、尖"重人数控装备，打破国外封锁，掌握数控装备关键技术，创出中国数控机床品牌,提高市场占有率是全面提升我国基础制造装备的核心竞争力的关键所在。1.2本课题要解决的问题主轴组件是机床的一个重要组成部分，它包括主轴，轴承以及安装在主轴上的传动件。主轴要求传递扭矩，直接承受切削力且还要满足通用机床，专用机床,数控机床各自不同的要求。主轴组件设计应满足的要求：1）旋转精度是指轴类工件在装配后，在无负载、低速

4、旋转的条件下，工件而端的径向跳动和轴向窜动量的大小。2）刚度指主轴组件在外力的作用下，仍能保持一定工作精度的能力。刚度不足时，不仅影响加工精度和表面质量，还容易引起振动。恶化传动件和轴承的工作条件。设计时应在其他条件允许的条件下，尽量提高刚度值。3）抗震性指主轴组件在切削过程中抵抗强迫振动和自激振动保持平稳运转的能力。抗震性直接影响加工表面质量和生产率，应尽量提高。4）温升和热变形温升会引起机床部件热变形，使主轴旋转屮心的相对位置发生变化，影响加工精度。并口温度过高会改变轴承等原件的间隙、破坏润滑条件，

5、加速磨损。5）耐磨性指长期保持其原始精度的能力。主要影响因素是材料热处理、轴承类型和润滑剂方式。设计时应综合考虑以上几点要求，注意吸收新技术，以获得满意的设计方案。1.3加工中心的发展现状1.31加工中心在国内的发展我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998〜2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39・3%34・9%。尽管如此，进口机

6、床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年屮国机床主机消费高达94.6亿美元，但进出口逆差严重，国产机床市场占有率连年下降，1999年是33.6%,2003年仅占27.7%。1999年机床进口额为8.78亿美元（7624台），2003年达27.1亿美元（23320台），相当于同年国内数控机床产值的2.7倍。国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方而与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可

7、以看出国产数控机床特別是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距。1.32数控机床发展趋势1高速化随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。（1）主轴转速：机床釆川电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达20

8、0000r/min；（2）进给率：在分辨率为0.01pm故大进给率达到240m/minH可获得复朵型面的精确加工；（3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、髙粘度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极人提高，使得当分辨率为0.1pm.0.01时仍能获得高达24-240m/min的进给速度；（4）换刀速度：目而国外先进加工中心的刀貝-交换时间普遍已在1s左右