卧式加工中心设计
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- 毕业设计卧式加工中心
摘 要
本次设计任务是完成一台卧式加工中心机械设计部分的设计。该机床在配以CNC系统就构成了一台完整的卧式加工中心。在设计中主要对伺服系统和主轴系统进行设计计算，其中伺服系统包括伺服电机、滚珠丝杠副、轴承等。位置控制靠丝杠螺母结合驱动的线性运动来实现。工作台随螺母旋转而移动，其螺母是磨损元件。电机轴上的联轴器为传动链提供合适的刚度，对线性或旋转的定位控制中的各部件至关重要。理想情况下它可提供一定的灵活性，以补偿轴的线性误差。位置控制中的主要运动是线性运动旋转运动对升降系统也至关重要，它可在机械手或固定装卸系统中增加扭矩。设计中，采用齿轮箱来提高
主轴系统还包括主轴、齿轮、液压缸等，同时对床身、导轨、工作台进行了选型和设计，以及其他部件的选择，机床整体布置的问题，最后对主轴、主轴轴承进行了校核计算。电机的扭矩以获得更大的轴向输出力。切面驱动实现旋转运动，相切的齿轮系统用来满足高速要求。传动比设计有2：1和1：1两种，效率可达到90%。
关键词：卧式加工中心；伺服电机：滚珠丝杠；齿轮；液压缸。
目 录
摘 要 I
Abstract II
1 引言 1
1.1 加工中心发展简史 1
1.2 加工中心优点 1
1.2 设计内容 2
2 设计总体方案的确定 3
2.1 卧式加工中心主要技术参数 3
2.2 主要内容 3
2.3 拟定方案 4
2.4 确定总体方案 4
2.5 机床总体布局的基本要求 4
3 机床的结构设计 6
3.1卧式加工中心的床身 6
3.2床身的支撑 6
3.3床身的肋板布置和截面的形状 6
3.4床身材料的选择 7
4 导轨的设计 8
4.1 导轨的设计和作用 8
4.1 导轨的结构类型 8
4.2.1 直线滚动导轨副 9
4.2.2 直线滚动导轨的结构特点及选择 11
4.2.3 直线滚动导轨的润滑与防护 13
5 立柱的设计 15
5.1 对立柱的设计要求 15
5.2 立柱的结构 15
5.3 立柱的导轨精度 18
6 工作台的设计 19
7 主轴系统的设计 21
7.1 主轴部件 21
7.2 对主轴部件的基本要求 21
7.3 主轴部件的传动方式及布置形式 24
7.4 主轴支撑的选择与配置 25
7.5 主轴箱变速装置 26
7.6 主轴轴颈的初步选定 26
7.7 主轴结构设计 27
7.8 齿轮尺寸及结构设计 28
8 主轴箱部件的校核 30
8.1 主轴箱齿轮强度的校核 30
8.2 主轴强度的校核 32
8.1 轴承寿命的校核 35
9 配重的设计 44
10 滚珠丝杠螺母副的选用与计算 47
10.1 X向滚珠丝杠螺母副的设计 47
10.2 Y向滚珠丝杠螺母副的设计 52
10.3 Z向滚珠丝杠螺母副的设计 52
11 电机的选型 53
11.1 对伺服机构控制电机的基本要求 53
11.2 控制电机类型选择 53
11.3 伺服电机选型 53
11.3.1 X向伺服电机的选择 54
11.3.2 Y向伺服电机的选择 57
11.3.3 Z向伺服电机的选择 59
11.3.4 X主轴电机的选择 60
11.4 伺服电机于进给丝杠的联结 61
12 液压缸 63
12.1 换刀液压缸设计计算 63
12.2 变速液压缸的设计计算 66
12.3 与液压缸相联的拔叉的设计 67
结 论 68
参考文献 69
致 谢 70
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