设计简介
目 录
1 绪论…………………………………………………………………………………1
1.1 数控机床的产生和发展……………………………………………………………1
1.1.1 数控机床的产生…………………………………………………………………1
1.1.2 数控系统的发展…………………………………………………………………1
1.1.3 国内外数控机床的发展…………………………………………………………2
1.1.4 数控机床的发展趋势……………………………………………………………2
1.2 数控铣床的主要功能及特点………………………………………………………2
1.3 数控铣床的分类和应用……………………………………………………………3
1.3.1 数控铣床的分类…………………………………………………………………3
1.3.2 数控铣床的应用…………………………………………………………………3
2 数控铣床总体的结构设计 ………………………………………………………4
2.1 基本参数的确定……………………………………………………………………4
2.2 确定机床的总体布局………………………………………………………………4
2.2.1 机床的运动分配…………………………………………………………………4
2.2.2 机床结构布局……………………………………………………………………4
2.2.3 机械系统的传动、支承、导向方式………………………………………………5
3 数控铣床的主轴的设计与校核…………………………………………………6
3.1 确定主轴传动功率…………………………………………………………………6
3.2 电机的选择…………………………………………………………………………7
3.3 主轴主要结构参数的确定…………………………………………………………8
3.3.1 选择轴的材料和热处理方法……………………………………………………8
3.3.2 主轴最小直径的估算……………………………………………………………9
3.3.3 主轴内孔直径d及拉杆直径的确定……………………………………………9
3.3.4 主轴前端悬伸量的确定…………………………………………………………10
3.3.5 主轴支承跨距L的确定…………………………………………………………10
3.3.6 计算主轴传递的扭矩……………………………………………………………11
3.4 轴的结构设计………………………………………………………………………11
3.4.1 拟定轴上零件的装配方案………………………………………………………11
3.4.2 确定轴各段的直径………………………………………………………………12
3.4.3 确定各轴段的长度………………………………………………………………12
3.4.4 轴向零件的周向固定……………………………………………………………13
3.5 主轴刚度的计算……………………………………………………………………13
3.5.1 主轴的简化和弯曲刚度的计算…………………………………………………13
4 工作台的和支撑件的设计………………………………………………………15
4.1 工作台的设计………………………………………………………………………15
4.2 床身的设计…………………………………………………………………………15
4.3 Z轴立柱的设计……………………………………………………………………16
5 进给系统机械部分设计…………………………………………………………18
5.1 铣削工件时铣削力的计算…………………………………………………………18
5.1.1 首先初步估算工作台的重量……………………………………………………18
5.1.2 铣刀主要结构参数选择…………………………………………………………18
5.1.3 铣削用量选择……………………………………………………………………18
5.1.4 铣削力的计算……………………………………………………………………19
5.2 滚动导轨选择计算…………………………………………………………………20
5.2.1 导轨概述…………………………………………………………………………20
5.2.2 齿滚动直线导轨副的计算………………………………………………………21
5.3 滚珠丝杠副的选择…………………………………………………………………24
5.3.1 滚珠丝杠副的介绍………………………………………………………………24
5.3.2 滚珠丝杠副的计算………………………………………………………………24
5.3.3 滚珠丝杠副的校验………………………………………………………………28
6 标准件的选型设计……………………………………………………………33
6.1 齿轮传动设计与计算………………………………………………………………33
6.1.1 主要参数的选择…………………………………………………………………33
6.1.2 齿轮的设计与计算………………………………………………………………33
6.1.3 主要尺寸的计算…………………………………………………………………35
6.1.4 校核齿面接触疲劳强度…………………………………………………………35
6.1.5 验算齿轮圆周速度………………………………………………………………36
6.2 轴承的设计与计算…………………………………………………………………36
6.2.1 轴承当量动载荷的计算…………………………………………………………36
6.2.2 验算两轴承的寿命………………………………………………………………36
6.3 圆弧齿同步带的设计………………………………………………………………38
6.3.1 确定圆弧齿同步带的基本参数…………………………………………………38
6.3.2 确定带的中心距…………………………………………………………………39
6.3.3 选择带的类型……………………………………………………………………40
结论……………………………………………………………………………41
致谢………………………………………………………………………………………42
参考文献 …………………………………………………………………………………43
1 绪论…………………………………………………………………………………1
1.1 数控机床的产生和发展……………………………………………………………1
1.1.1 数控机床的产生…………………………………………………………………1
1.1.2 数控系统的发展…………………………………………………………………1
1.1.3 国内外数控机床的发展…………………………………………………………2
1.1.4 数控机床的发展趋势……………………………………………………………2
1.2 数控铣床的主要功能及特点………………………………………………………2
1.3 数控铣床的分类和应用……………………………………………………………3
1.3.1 数控铣床的分类…………………………………………………………………3
1.3.2 数控铣床的应用…………………………………………………………………3
2 数控铣床总体的结构设计 ………………………………………………………4
2.1 基本参数的确定……………………………………………………………………4
2.2 确定机床的总体布局………………………………………………………………4
2.2.1 机床的运动分配…………………………………………………………………4
2.2.2 机床结构布局……………………………………………………………………4
2.2.3 机械系统的传动、支承、导向方式………………………………………………5
3 数控铣床的主轴的设计与校核…………………………………………………6
3.1 确定主轴传动功率…………………………………………………………………6
3.2 电机的选择…………………………………………………………………………7
3.3 主轴主要结构参数的确定…………………………………………………………8
3.3.1 选择轴的材料和热处理方法……………………………………………………8
3.3.2 主轴最小直径的估算……………………………………………………………9
3.3.3 主轴内孔直径d及拉杆直径的确定……………………………………………9
3.3.4 主轴前端悬伸量的确定…………………………………………………………10
3.3.5 主轴支承跨距L的确定…………………………………………………………10
3.3.6 计算主轴传递的扭矩……………………………………………………………11
3.4 轴的结构设计………………………………………………………………………11
3.4.1 拟定轴上零件的装配方案………………………………………………………11
3.4.2 确定轴各段的直径………………………………………………………………12
3.4.3 确定各轴段的长度………………………………………………………………12
3.4.4 轴向零件的周向固定……………………………………………………………13
3.5 主轴刚度的计算……………………………………………………………………13
3.5.1 主轴的简化和弯曲刚度的计算…………………………………………………13
4 工作台的和支撑件的设计………………………………………………………15
4.1 工作台的设计………………………………………………………………………15
4.2 床身的设计…………………………………………………………………………15
4.3 Z轴立柱的设计……………………………………………………………………16
5 进给系统机械部分设计…………………………………………………………18
5.1 铣削工件时铣削力的计算…………………………………………………………18
5.1.1 首先初步估算工作台的重量……………………………………………………18
5.1.2 铣刀主要结构参数选择…………………………………………………………18
5.1.3 铣削用量选择……………………………………………………………………18
5.1.4 铣削力的计算……………………………………………………………………19
5.2 滚动导轨选择计算…………………………………………………………………20
5.2.1 导轨概述…………………………………………………………………………20
5.2.2 齿滚动直线导轨副的计算………………………………………………………21
5.3 滚珠丝杠副的选择…………………………………………………………………24
5.3.1 滚珠丝杠副的介绍………………………………………………………………24
5.3.2 滚珠丝杠副的计算………………………………………………………………24
5.3.3 滚珠丝杠副的校验………………………………………………………………28
6 标准件的选型设计……………………………………………………………33
6.1 齿轮传动设计与计算………………………………………………………………33
6.1.1 主要参数的选择…………………………………………………………………33
6.1.2 齿轮的设计与计算………………………………………………………………33
6.1.3 主要尺寸的计算…………………………………………………………………35
6.1.4 校核齿面接触疲劳强度…………………………………………………………35
6.1.5 验算齿轮圆周速度………………………………………………………………36
6.2 轴承的设计与计算…………………………………………………………………36
6.2.1 轴承当量动载荷的计算…………………………………………………………36
6.2.2 验算两轴承的寿命………………………………………………………………36
6.3 圆弧齿同步带的设计………………………………………………………………38
6.3.1 确定圆弧齿同步带的基本参数…………………………………………………38
6.3.2 确定带的中心距…………………………………………………………………39
6.3.3 选择带的类型……………………………………………………………………40
结论……………………………………………………………………………41
致谢………………………………………………………………………………………42
参考文献 …………………………………………………………………………………43
