车铣复合加工中心的主轴机械结构设计毕业设计(论文).doc

1、XXX毕业设计(论文)图书分类号：密 级：毕业设计(论文)车铣复合加工中心的主轴机械结构设计THE DESIGN OF SPINDLE MECHANICAL STRUCTURE FOR TURN-MILLING MACHINING CENTER学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师XXX学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签

2、名： 日期：日XXX学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。XXX有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。XXX可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日IIXXX毕业设计(论文)摘要本设计主要是针对于车铣复合加工中心主轴机械结构部分。当前机械制造业涉及了机床技术，加工工艺

3、技术，数控技术以及计算机技术等多领域，是一个的综合产业。目前由于机械零件制造呈小批量，复杂工艺过程的特点，因此，相比传统的机械加工模式，这将对机床的加工效率，加工精度，自动化程度提出了更高的要求。近些年，复合加工技术成为了机械制造业的热门发展方向，车铣复合加工中心作为具体实现装置，它可以减少装夹工件的次数，并且以此提高加工精度及效率。主轴作为机床的重要组成部分，它很大程度上决定了机床的性能，本论文主要对车铣复合加工中心的主轴机械结构进行设计，其内容包括了总体的主轴结构方案分析设计、具体主轴尺寸参数确定和校核、电机和轴承选型与计算校核以及根据主轴的承载重量、切削力等相关参数，进行主轴的动平衡计算

4、，强度、刚度校核。关键词 车铣复合加工中心；主轴；机械结构；设计AbstractThis design is mainly the spindle mechanical structure of turn-milling machining center. Currently, machinery manufacturing industry is related to the comprehensive processing technology, machine tool technology, CNC technology, computer technology, and other

5、areas. Compared to conventional machining modes, current characteristics due to mechanical parts manufacturing were small batches, complex process, for the machining efficiency, precision, a higher degree of automation requirements. In recent years, composite processing technology has become a hot d

6、evelopment direction of machinery manufacturing industry, turn-milling machining center as a concrete realization means that it can reduce the number of workpiece clamping, and in order to improve the precision and efficiency. As an important component part of the machine, the spindle of machine has

7、 a decisive influence performance. This paper mainly focuses on the spindle mechanical structure design of the turn-milling machining center, including the entire spindle mechanical structure of turn-milling machining center, specific spindle size parameter determination and verification, selection

8、and check the motor and bearings, and calculating and checking spindle balancing, strength, stiffness, according to the load weight of the spindle, cutting forces and other relevant parameters.Keywords Milling machining centers Spindle Mechanical structure Design全套图纸 外文翻译扣扣: 1411494633目 录摘要IAbstract

9、II1 绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 车铣复合加工中心的现状及发展趋势11.3 本设计的研究内容22 车铣复合加工中心主轴机械结构方案的确定42.1 车铣复合加工中心的整体结构分析42.2 车铣复合加工中心的主要技术参数拟定52.3 车铣复合加工中心主轴部件传动方案的总体设计52.3.1 主轴的传动方式52.3.2 主轴传动件的布置72.3.3 主轴端部结构72.3.4 主轴的支承方式82.4 主轴的准停与锁紧装置92.4.1主轴的准停92.4.2主轴的锁紧102.5主轴的润滑与密封装置112.5.1主轴的润滑112.5.2主轴的密封112.6主轴的材料选择与热处理122.6.1主

10、轴的材料122.6.2主轴的热处理123 电机的计算与选型133.1 主传动的功率估算133.2 确定电机153.2.1电机选型153.2.2电机校核164 同步带的计算与选型184.1 同步带的设计功率184.2 同步带型号的确定184.3 同步带轮直径确定194.4同步带轮键的选择及校核204.4.1键的选型204.4.2键的计算校核204.5 同步带轮中心距确定214.5 同步带带宽距确定225 主轴结构参数的确定245.1 主轴直径的确定245.2 主轴内孔直径的确定255.3 主轴悬伸量的确定255.3 主轴支承跨距的确定265.4 主轴校核275.4.1主轴受力分析275.4.2校

11、核296 轴承选择与校核316.1径向载荷的计算316.2轴向载荷的计算316.3轴承校核327 Pro/E三维建模337.1车铣复合加工中心的主轴零件建模337.2 车铣复合加工中心的主轴零件装配35结论37致谢38参考文献39391 绪论1.1 课题背景及研究意义零件机械加工，少则需要一两道工序，多则上百道工序，往往要经过多台设备进行加工，加上工件装夹以及换刀，必将消耗大量时间，严重影响加工效率和加工精度。当今，机械制造业受到了各国的高度重视，为快速发展工业和国民经济，对高质量、高精度、高效率、自动化先进机床的需求更为紧迫。为此，更为精密高效的机械加工工艺方法一直是工艺人员所最求的。复合加

12、工技术就此应运而生，复合加工是一种先进制造技术，符合当今机械制造的发展潮流，目前已经成为国际上机械加工制造领域最为流行的加工方法之一。车铣复合加工中心承接复合加工技术，可以实现高效率的零件加工工艺，而且可以在提高加工效率的同时实现高精度生产。车铣复合加工中心作为复合加工机床的一种典型形式，具有复合机床的共性，可以经过一次装夹零件进行多种加工工序，大大地提高了加工效率和加工精度。具体来说，车铣复合加工中心很好地结合了车床和铣床的加工特点，并且运用数控技术可以提高自动化程度来实现铣削平面，加工回转类零件的表面，钻削，扩孔，镗孔等加工工序。具有车、铣、镗等复合功能的车铣复合加工中心可以解决大部分的工

13、序。车铣复合加工中心大致可以分为三大类：基于车床的复合加工机床，基于铣床的复合加工机床和其他复合加工机床。简单来说，就是在车床、铣床或者其他机床的基础上，增设可以进行其他工序的加工设备，所以便可在同一机床上实现多工序同时进行，在此基础上，再结合数控技术提高车铣复合机床的自动化程度。目前较为先进的车铣复合加工中心可以实现五轴联动，其结构更为复杂。作为机床制造业的高端产品，可以生产航天用零件，主要结构形状复杂和精度要求高的零件。本设计着重对车铣复合加工中心主轴的机械结构进行设计，涉及到车铣复合加工中心的主轴结构的设计与优化，具体的设计包括主轴部件的支承，主传动的变速方式，主轴的准停和夹紧装置。以期

14、待为车铣中心的相关设计提供一些技术参考。同时也是对自身本科四年的专业学习，包括机械设计，机械原理，理论力学，材料力学等相关的专业知识进行较为综合地运用，锻炼提高查阅资料、自主学习以及创新的能力，做到学以致用。1.2 车铣复合加工中心的现状及发展趋势在保证产品质量的前提下，提高加工效率，降低制造成本是机械制造业所追求的共同目标。在机械制造领域，于是复合加工技术得到了各国的青睐。复合加工的实质就是工序集中的一种加工方法。1845年，转塔车床问世。1818年，惠特尼设计出了第一台普通铣床。正由于复合加工理念的发展，车铣复合机床应运而生，实现了车、铣两种工序集中到一个机床上得以实现。19世纪后诸如此类

15、的各种复合功能机床在不断的研发与发展。目前，像日本的马扎克,德国的DMG这样的国际上一流的机床生产商掌握了世界上最先进的车铣技术，尤其高端五轴联动的车铣复合加工机床的技术，几乎形成技术垄断。在世界经济全球化的过程中，复合加工技术在我国也得到了很大的发展。2001年我国引进德国MAXMULLER的技术，我国成功地研制并且生产出第一台五轴的车铣复合机床。由于与国外的制造技术相比，我国的技术经验积累少，在高端的技术水平的差距仍然较大。国内市场上的铣方复合中心基本可以满足一些零件的加工质量需求，可是加工质量还没达到先进制造水品。在制造理念与日本、欧洲等制造先进国家接轨的同时，机械制造的相关产业，硬件设施以及技术人才仍然有待大力发展。图1-1所示的是HTM系列车铣复合加工中心，这系列的车铣中心是沈阳机床厂引进国外的先进技术自主开发设计的，它可以实现五轴联动，是一台设备上的高柔性机床，可以在同一装置上一次