XK714数控铣床总体设计及床身设计

XK714数控铣床总体设计及床身设计专业：机械设计制造及其自动化 学号： 姓名： 指导老师： 职称： 摘要本文介绍了立式数控铣床XK714的一些基本概况，简述了机床主传动系统方面的原理和类型，分析了各种传动方案的机理，立式数控铣床主传动系统包括了主轴电动机、主轴传动系统和主轴组件三部分组成。其次详细介绍了XK714的设计过程，机床床身的整体设计，轴变速采用双联滑移齿轮。齿轮传动具有传动效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，传动比准确等优点。文中介绍了数控铣床主传动系统各种优缺点的比较，主传动方案的选择和确定、床身是不是的设计计算、床身组件的设计、轴承的选用及其润滑、关键零件的校核等。关键词： 立式数控铣床 床身设计 镶装导轨 轴承 丝杠一、绪论（一）概述1.数控铣床概述数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作。过去的数控机床经历了一个由单一向多元转换的一个过程，数控机床的快速发展是整个世界经济、科技发展的重要体现。数控机床在现代工业中占据着不可替代的位置，与我们生活的各个方面都有直接或间接的关系。未来数控机床将会有一个前所未有的发展，世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展.二、数控铣床的结构设计（一） 数控铣床结构组成1.数控铣床组成（1）主机，他是数控铣床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。（2）数控装置，是数控铣床的核心，包括硬件以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。（3）辅助装置，指数控铣床的一些必要的配套部件，用以保证数控铣床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。（4）编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。（5）驱动装置，他是数控铣床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。数控铣床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展2.XK714主传动系统方案的确定为了适应不同的加工要求，目前主传动系统分为三种变速方式：（1）二级以上齿轮变速系统；（2）一级带传动方式；（3）调速电动机直接驱动方式。 由于二级以上齿轮变速系统变速装置多采用齿轮变速结构。通常使用滑移齿轮实现二级变速的主传动系统。滑移齿轮的移位大都采用液压驱动。因为数控铣床使用可调无机变速交流、直流电动机，所以经齿轮变速后，实现分段无级变速，调速范围增加。其优点是能够满足各种切削运动的转矩输出，且具有大范围调速的能力。故本次设计采用二级以上齿轮变速系统。三、数控铣床XK714床身设计（一）床身设计1.材料的选择灰铸铁材料2.切削力的计算:Fc=CFapxffzyfaeFzdqFnwf=37.68N 3.导轨的选择由精度的选择和型号的选择最后得出选用的是镶装导轨计算导轨的寿命L=fnfifcfgGafwpuk(二)滚珠丝杠螺母副的确定1.滚珠丝杠螺母副的循环方式采用内循环方式2.滚珠丝杠间隙与调整预紧3.滚珠丝杠的选定原则和选型 Pn=VmaxNmax（三）轴承的选用1.概述滚动轴承是现代化机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支撑主动零件的。与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，启动灵活，效率高，润滑方便和互换性好等优点，其缺点是抗干扰能力差，工作时有噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。2.寿命计算寿命计算公式：Lh=166671500ftCfpP=18886.4h满足机床的设计要求3.轴承的润滑本设计采用脂润滑，其优点是润滑膜强度高，能够承受较大的载荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长的一段时间，方便简洁。4.轴承的密封本次采用非接触式密封中的迷宫密封，其优点是在于工作中几乎不产生摩擦热没有磨损，特别适用于高速和高温场合。前段轴承受力较大，且要求较高故采取迷宫密封方式。四、结论本次设计任务是XK714的总传动系统及主传动系统的设计，主要是数控铣床主传动系统的设计，该立式数控铣床主轴采用齿轮传动的，传动形式采用集中式传动，主轴变速采用多联滑移齿轮变速。齿轮传动具有传动效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，传动比准确等优点。还对立式数控铣床各种传动系统做了对比，主传动方案的选择与确定，主传动变速系统的计算，主轴组件设计，轴承的选用密封及润滑等，关键零件的设计校核。本次毕业设计中所有零件的设计与绘制均是在三维绘图软件solidworks中进行的，然后完成所绘零件的装配，完成主轴箱的三维绘制。最终与同组成员所绘制的部分进行总体的装配完成XK714的总体设计。最后按照要求对相应的零部件进行工程图的生成并修改完成任务的要求。参考文献1 夏田.数控加工中心设计.北京：化学工业出版社，2006.2 陈秀宁，施高义.机械设计课程设计（第三版）.杭州：浙江大学出版社，2007.3 现代实用机床设计手册编委会.现代实用机床设计手册（上册）.北京：机械工业出版,2006.64 王为，汪建晓.机械设计.武汉：华中科技大学出版社，2007.5 戴曙.金属切削机床.北京：机械工业出版社，1993.56 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，2006.7 成大先.机械设计手册（第五版）第4卷.北京：化学工业出版社，20088 文怀兴，夏田.数控机床系统设计.北京：化学工业出版社，2005.9 中国南京工艺装备制造有限公司.中国工艺，2008版：7610 马贤智.实用机械加工手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.11 李金伴，马伟民.实用数控机床技术手册.北京：化学工业出版社，2007.12 黄如林.切削加工简明实用手册（第二版）.北京化学工业出版社，2009.13 胡占齐.机床数控技术.北京：机械工业出版社，200214 蔡厚德，李刚炎.数控机床构造.北京：北京理工大学出版社，200715 徐宏海，谢富春.数控铣床.北京：化学工业出版社，2006.1216 徐宏海，谢富春.数控铣床.北京：化学工业出版社，2003.1017 邓三鹏，刘朝华，田南平.数控机床结构及维护.北京：机械工业出版社，2003.118 沈兵.数控机床数控系统.北京：清华大学出版社，200119 李铁尧.金属切削机床.北京：机械工业出版社，199020 林其骏.机床数控系统.北京：中国科学技术出版社，1991