卧式镗铣数控机床设计方案.doc

卧式镗铣数控机床设计方案 1绪论 1.1国内外发展现状 卧式镗铣床是一种加工范围极广、自由度很大的通用机床，主要用来加工中、小型箱体零件，并多用于孔加工，镗孔精度可达IT7除扩大工件上已铸出或已加工的孔外，还能铣削平面、钻削、加工端面和凸缘的外圆，以及切螺纹等，最大加速度达，位置精度。 武重的TR6513型卧式柔性加工单元，是目前国内同类产品中规格最大的产品，处国内领先水平。主轴直径，最高转速，三轴移动速度。配有2个交换工作台和1个回转工作台，交换工作台的定位精度在以内。刀库安装在立柱的侧面，随立柱移动，还可配备直角铣头、万能角铣头、两座标数控铣头、平旋盘等各种附件，一次装夹完成孔、面、曲面的加工。 与国外同类产品相比，国内厂家的产品主要还是设计上的差距，国外已经全部采用模块化设计，强化设计的“柔性化”，产品结构形式多样；其次，国内产品从机床性能和制造水平上讲，产品运行速度、进给速度与国外产品相比也还有很大差距。 1.2本文研究的目的与意义 通过此次毕业设计，主要了解当前卧式镗铣数控机床的国内外发展概况和发展趋势，弄清楚卧式镗铣数控机床的总体布局、主传动系统方案和进给系统方案，学习镗轴和铣轴双层主轴结构设计的实现方法，明白作为一名机械工程师在机械系统结构和传动系统设计中所承担的主要任务，掌握机床传动系统设计的一般方法以及机床其它基础件设计的要求并进一步提高应用计算机绘图的能力；此外，还应通过此次毕业设计加深对专业基本知识的理解，培养收集资料和调查研究的能力，为以后的学习、生活打下良好的基础。 1.3本文的主要内容 按照设计任务书要求，在本文中要完成一台中型卧式镗铣数控机床的总体设计、主传动系统及主轴进给系统设计：机床必须具有镗和铣的功能，立柱应能根据工件的大小移动而实现其粗定位；为在一次装夹中完成尽可能多的表面的加工，工件应能在回转工作台上实现精密分度；机床要求能实现四轴三联动。 要完成的主要任务： 1）绘制镗铣数控机床总装配图1张； 2））））） 2机床总体方案设计 2.1运动个数和形式的确定 零件的加工表面是由机床刀具和工件之间的相对运动形成的，因此不同的工件表面，往往需要采用不同类型的刀具与工件一起做不同的表面成形运动，就产生了不同类型的机床。 因为卧式镗铣床主要用来加工中、小型箱体零件，用来扩大工件上已铸出或已加工的孔铣削平面、钻削、加工端面和凸缘的外圆，以及切螺纹等三个方向的成形运动合成得到；而孔加工由镗刀与镗杆在轴向的进给（即方向的成形运动）即可合成得到。 　　　　　　 图1　平面和孔加工时的成形运动分析 因此，卧式镗铣床加工工件时只需要三个方向的直线成形运动即可满足加工要求（回转工作台的转动不包括在内）。 2.2运动的分配 加工工件所需的运动仅仅是相对运动，因此，对部件的运动分配可以有多种方案。铣削加工时，进给运动可以由工件运动也可以由刀具运动来完成，或者部分由工件运动，部分由刀具运动完成，这样就影响到了部件的配置和总体关系。 图2（a）是加工件较轻的升降台铣床，一般由工件完成三个方向的进给运动，分别由工作台、滑鞍和升降台来实现； 当加工工件较重或者尺寸较大时，则不宜由升降台带着工件作垂直方向的进给运动，而是改由铣头带着刀具来完成垂直进给运动，如图2（b）所示； 图2　数控铣床总体布局示意 图2（c）所示的龙门数控铣床，其工作台载着工件作一个方向的进给运动，其它两个方向的进给运动由多个刀架在立柱与横梁上移动来完成，这样的布局不仅适用于较重的工件加工，而且由于增多了铣头，使铣床生产效率得到很大提高； 当加工更大更重的工件时，由工件作进给运动在结构上就很难实现了，这种情况全部进给运动均由铣头运动来完成，如图2（d）所示，这种布局形式可以减小铣床的结构尺寸和质量。 本次设计的是中型卧式镗铣数控机床，加工时零件尺寸和质量可能都较大，但任务书未对生产效率提出特别的要求。因此综合考虑，采用由铣头带着刀具完成垂直进给运动，立柱带着主轴箱完成横向进给，工件只作纵向进给的运动分配方案。 2.3机床总体布局 机床总体布局应能同时保证机床具有良好的精度、刚度、抗振性和热稳定性等结构性能。如图3所示，为几种常见的数控卧式铣床布局结构。 在前面的运动分配中，已选择采用由铣头带着刀具完成垂直进给运动，立柱带着主轴箱完成横向进给，工件只作纵向进给的运动分配方案，此即为立柱移动式结构。此时若机床布局选择图3（c）和图3（d）方案，当工作台带着数控转台在横向（即X向）做距离移动和下滑板做Z向进给时，Z向床身的一条导轨将会承受很大的偏载。而在图3（a）和图3（b）方案中，立柱通过床身直接与地面接触，就没有这一问题了。 图3　几种常见的数控卧式铣床布局 因此机床总体布局选择图3（a）或图3（b）方案，T形床身设计。为简化设计，最终选择图3（b）方案