立式加工中心主轴箱部件的结构设计

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1、目录1概述41.1加工中心的发展状况41.1.1加工屮心的国内外发展41.1.2主轴部件的研究进展51.2课题的目的及内容61.3课题拟解决的关键问题61.4解决上述问题的策略72方案拟定82.1加工中心主轴组件的组成82.2机械系统方案的确定82.2.1主轴传动机构82.2.2主轴准停机构92.2.3刀具自动夹紧机构112.2.4切屑清除机构132.3加工中心主轴组件总体设计方案的确定133主轴组件的主运动部件163.1主轴电动机的选用163.1.1主电机功率估算16(1)计算主铳削力处16(2)主电机功率估算[6]1

2、63.1.2主电机选型173.2主轴173.2.1主轴的结构设计173.2.1.1主轴轴径的确定173.2.1.2主轴内孔直径〃的确定18321.3主轴端部形状的选择183.2.1.4主轴悬伸量Q的确定193.2.1.5主轴支承跨距/的确定193.2.2主轴受力分析203.2.3主轴的强度校核243.2.4主轴的刚度校核253.3主轴组件的支承263.3.1主轴轴承的类型263.3.2主轴轴承的配置283.3.3主轴轴承的预紧293.3.4主轴支承方案的确定313.3.5轴承的配合313.3.6主轴轴承设计计算323.3

3、.6.1轴承受力分析323.3.6.2轴承7017AC寿命计算333.3.6.3轴承7015AC寿命计算333.4带的设计计算343.4」带轮的结构和尺寸353.5主轴组件的润滑与密封373.5.1主轴组件的润滑373.5.2主轴组件的密封373.5.3本课题的润滑与密封方案的确定393.6键的设计计算393.6.1主轴上的键393.6.2主屯机上的键403.7液压缸的设计计算41结论43参考文献44小结与致谢45引言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高新技术产业和尖

4、端工业（如：信息技术及其产业,牛物技术及其产业，航空、航天等国防工业产业）的重要技术和最基木的装备。制造技术和装备是人类生产活动的最基本的牛产资料，而数控技术则是当今先进制造技术和装备最核心的技术。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。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，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。数控机床技术的发展自1953年美国研制出第一台三坐标方

5、式升降台数控铳床算起，至今已有53年历史了。20世纪90年开始，计算机技术及相关的微电子基础工业的高速发展，给数控机床的发展提供了一个良好的平台，使数控机床产业得到了高速的发展。我国数控技术研究从1958年起步，国产的第一台数控机床是北京第一机床厂牛产的三坐标数控铳床。虽然从时间上看只比国外晚了几年，但由于种种原因，数控机床技术在我国的发展却一直落后于国际水平，到1980年我国的数控机床产量还不到700台。到90年代，我国的数控机床技术发展才得到了一个较大的提速。目前，与国外先进水平相比仍存在着较大的差距。总之，大力发展

6、以数控技术为核心的先进制造技术己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。1概述1.1加工中心的发展状况1.1.1加工中心的国内外发展对于高速加工中心，国外机床在进给驱动上，滚珠丝杠驱动的加工屮心快速进给大多在40m/min以上，最高已达到90m/mino采用直线电机驱动的加工屮心已实用化，进给速度可提高到80-100/77/min,其应用范围不断扩大。国外高速加工中心主轴转速一般都在12000〜25000/7min,由于某些机床采用磁浮轴承和空气静压轴承，预计转速上限可提高到100000/7mi

7、no国外先进的加工屮心的刀具交换时间，目前普遍已在Is左右，高的已达0.5$,甚至更快。在结构上，国外的加工屮心都采用了适应于高速加工要求的独特箱屮箱结构或龙门式结构。在加工精度上，国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系统，加工精度比较稳定。国外加工屮心定位精度基本上按德国标准验收，行程1000〃"以下，定位精度可控制在0.006-0.01mmZ内。此外，为适应未來加工精度提高的要求，国外不少公司还都开发了坐标镇精度级的加工中心。相对而言，国内生产的高速加工屮心快速进给大多在30m/min左右，个别达到60m/mino

8、而直线电机驱动的加工屮心仅试制出样品，还未进入产量化，应用范围不广。国内高速加工中心主轴转速一般在6000-18000r/min,定位精度控制在0.008-0.015mmZ内，重复定位精度控制在0.005〜0.01加加Z内。在换刀速度方面，国内机床多在4〜5s,无法与国际水平相比“〜。虽然国产数控机床在近几年屮取得了