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XK714數(shù)控銑床總體設(shè)計(jì)及床身設(shè)計(jì)
專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)老師： 職稱：
摘要
本文介紹了立式數(shù)控銑床XK714的一些基本概況，簡(jiǎn)述了機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)方面的原理和類型，分析了各種傳動(dòng)方案的機(jī)理，立式數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)包括了主軸電動(dòng)機(jī)、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)和主軸組件三部分組成。其次詳細(xì)介紹了XK714的設(shè)計(jì)過(guò)程，機(jī)床床身的整體設(shè)計(jì)，軸變速采用雙聯(lián)滑移齒輪。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。文中介紹了數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)各種優(yōu)缺點(diǎn)的比較，主傳動(dòng)方案的選擇和確定、床身是不是的設(shè)計(jì)計(jì)算、床身組件的設(shè)計(jì)、軸承的選用及其潤(rùn)滑、關(guān)鍵零件的校核等。
關(guān)鍵詞： 立式數(shù)控銑床 床身設(shè)計(jì) 鑲裝導(dǎo)軌 軸承 絲杠
一、緒論
（一）概述
1.數(shù)控銑床概述
數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作。過(guò)去的數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了一個(gè)由單一向多元轉(zhuǎn)換的一個(gè)過(guò)程，數(shù)控機(jī)床的快速發(fā)展是整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展的重要體現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代工業(yè)中占據(jù)著不可替代的位置，與我們生活的各個(gè)方面都有直接或間接的關(guān)系。未來(lái)數(shù)控機(jī)床將會(huì)有一個(gè)前所未有的發(fā)展，世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究和發(fā)展.
二、數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（一） 數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)組成
1.數(shù)控銑床組成
（1）主機(jī)，他是數(shù)控銑床的主題，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。
?。?）數(shù)控裝置，是數(shù)控銑床的核心，包括硬件以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。
?。?）輔助裝置，指數(shù)控銑床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控銑床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。
?。?）編程及其他附屬設(shè)備，可用來(lái)在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。
?。?）驅(qū)動(dòng)裝置，他是數(shù)控銑床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過(guò)電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。
數(shù)控銑床在制造工業(yè)，特別是在汽車、航空航天、以及軍事工業(yè)中被廣泛地應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)無(wú)論在硬件和軟件方面，都有飛速發(fā)展
2.XK714主傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定
為了適應(yīng)不同的加工要求，目前主傳動(dòng)系統(tǒng)分為三種變速方式：
（1）二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)；
（2）一級(jí)帶傳動(dòng)方式；
（3）調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式。
由于二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。通常使用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)二級(jí)變速的主傳動(dòng)系統(tǒng)?；讫X輪的移位大都采用液壓驅(qū)動(dòng)。因?yàn)閿?shù)控銑床使用可調(diào)無(wú)機(jī)變速交流、直流電動(dòng)機(jī)，所以經(jīng)齒輪變速后，實(shí)現(xiàn)分段無(wú)級(jí)變速，調(diào)速范圍增加。其優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍調(diào)速的能力。故本次設(shè)計(jì)采用二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng)。
三、數(shù)控銑床XK714床身設(shè)計(jì)
（一）床身設(shè)計(jì)
1.材料的選擇
灰鑄鐵材料
2.切削力的計(jì)算:Fc=CF?apxf?fzyf?aeμF?zd°qF?nwf=37.68N
3.導(dǎo)軌的選擇
由精度的選擇和型號(hào)的選擇最后得出選用的是鑲裝導(dǎo)軌
計(jì)算導(dǎo)軌的壽命L=fnfifcfgGafwp?u?k
(二)滾珠絲杠螺母副的確定
1.滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式
采用內(nèi)循環(huán)方式
2.滾珠絲杠間隙與調(diào)整預(yù)緊
3.滾珠絲杠的選定原則和選型
Pn=VmaxNmax
（三）軸承的選用
1.概述
滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代化機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐主動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，啟動(dòng)靈活，效率高，潤(rùn)滑方便和互換性好等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是抗干擾能力差，工作時(shí)有噪聲，工作壽命不及液體摩擦的滑動(dòng)軸承。
2.壽命計(jì)算
壽命計(jì)算公式：Lh=166671500×ft?Cfp?P?=18886.4h
滿足機(jī)床的設(shè)計(jì)要求
3.軸承的潤(rùn)滑
本設(shè)計(jì)采用脂潤(rùn)滑，其優(yōu)點(diǎn)是潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能夠承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，方便簡(jiǎn)潔。
4.軸承的密封
本次采用非接觸式密封中的迷宮密封，其優(yōu)點(diǎn)是在于工作中幾乎不產(chǎn)生摩擦熱沒(méi)有磨損，特別適用于高速和高溫場(chǎng)合。前段軸承受力較大，且要求較高故采取迷宮密封方式。
四、結(jié)論
本次設(shè)計(jì)任務(wù)是XK714的總傳動(dòng)系統(tǒng)及主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是數(shù)控銑床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該立式數(shù)控銑床主軸采用齒輪傳動(dòng)的，傳動(dòng)形式采用集中式傳動(dòng)，主軸變速采用多聯(lián)滑移齒輪變速。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。還對(duì)立式數(shù)控銑床各種傳動(dòng)系統(tǒng)做了對(duì)比，主傳動(dòng)方案的選擇與確定，主傳動(dòng)變速系統(tǒng)的計(jì)算，主軸組件設(shè)計(jì)，軸承的選用密封及潤(rùn)滑等，關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)校核。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中所有零件的設(shè)計(jì)與繪制均是在三維繪圖軟件solidworks中進(jìn)行的，然后完成所繪零件的裝配，完成主軸箱的三維繪制。最終與同組成員所繪制的部分進(jìn)行總體的裝配完成XK714的總體設(shè)計(jì)。最后按照要求對(duì)相應(yīng)的零部件進(jìn)行工程圖的生成并修改完成任務(wù)的要求。
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