车铣加工中心毕业设计论文(2)

天津工业大学毕业设计成绩考核表

学生姓名 题目 学院名称 机械工程学院 专业班级 机自1009 车铣加工中心机床教学模型设计 1．毕业设计（论文）指导教师评语及成绩： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 2．毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩： 成绩： 答辩主席（或组长）签字： 年 月 日 3．毕业设计（论文）总成绩： a.指导教师 给定成绩 b.评阅教师 给定成绩 c.毕业答辩成绩 总成绩 (a×0.5+b×0.2+c×0.3)

摘 要

在现代社会中，复合于一体的机床已经成为机床行业发展的一个必然趋势，仅仅是立式铣床就能在一次装卡后，可以通过换刀不动工件位置来完成铣，钻，镗，扩，和攻螺纹等多种工序的加工，它是一种集自动化程度高，工序高度集中的机电一体化设备，更何况如果能将本就占有很大的比重的车床和铣床结合在一起，那么毫无疑问可以在很大程度上提高机床的工作效率，缩短生产周期，加大准确精度和加工范围。

在上个世纪中期，复合加工技术是兴起的一种先进制造技术，后期随着工业技术的蓬勃发展，对于零件形状趋于复杂化，追求零件精度和提高效率的各种大背景下，复合于一体的机床从此诞生，它可以一次装卡完成多工序或全部工序的需求。

本文的设计主要是以机械传动部分为主，电控部分为辅，机械部分包括三大部分，第一部分，车床主轴的设计，带有三爪卡盘的主轴与伺服电机之间的传动关系，第二部分，回转工作台的设计，带动回转工作台X,Y轴方向运动的丝杠设计，第三部分，铣床的主轴设计。想通过设计出这样一个小型的带有车床运动机构和铣床运动机构的能够车削铣削零件的机床作为教学上的教具，以便于当代大学生切身能在保证安全的情况下近距离接触，了解这二种机床的运动原理。对于车床，铣床乃至先进的车铣一体复合机床的发展带有很大的推动作用！

关键词：车铣一体机床，机械传动机构，教具设计

ABSTRACT

In modern society, the complex in one of the machines has become an inevitable trend in

the development of the machine tool industry , just after the vertical milling machine can be installed in a card , can be accomplished by milling tool change position is not working member , drilling, boring , expanding processing a variety of processes , and tapping , etc., it is a set of high degree of automation , process highly concentrated electromechanical integration equipment , let alone if it can account for a large proportion of the lathes and milling machines together, then There is no doubt in large part to improve the efficiency of machine tools , shorten production cycles , increase accuracy and precision machining range .

In the middle of last century , the rise of composite processing technology is an advanced manufacturing technology , under the latter with the vigorous development of industrial technology, the part shape tends to complicate the pursuit of precision parts and improve the efficiency of various background, complex in one machine was born , it can demand more than one card to complete installation process or all processes .

This design is mainly based on mechanical transmission parts based, supplemented by electric control part , the mechanical part consists of three parts , the first part of the transmission relations , design lathe spindle , spindle and servo motors with three-jaw chuck between the first two parts, the design of the rotary table , the rotary table drive X, Y -axis direction of the screw design , and the third part of the milling spindle design . Want to design such a small organization with a lathe and milling machine motion movement mechanism for turning and milling parts of the machine can be used as teaching aids in order to facilitate the vital energy of contemporary college students in close contact to ensure a safe situation , to understand these two machine movement principle . For lathes, milling machines and even the development of advanced composite milling machine with one big boost !

Key words：One milling machine, mechanical transmission, aids design

目 录

第一章 绪论 ..................................................... 1

1.1研究的背景目的及意义 ................................................. 1

1.2国内外相关现状 ....................................................... 2 1.3课题研究的主要内容 ................................................... 3

第二章 机床设计方案分析及确定 .................................... 4

2.1伺服进给系统的基本要求 ............................................... 4

2.2驱动方案的分析及确定 ................................................. 4 2.3传动方案分析及确定 ................................................... 5 2.4铣削主轴系统方案分析及确定 ........................................... 5 2.5 车削主轴系统方案分析及确定 ........................................... 6 2.6 车铣一体整体三维结构布局示意图 ....................................... 6

第三章 车削主轴系统设计 .......................................... 8

3.1主轴电机的选择 ....................................................... 8 3.2轴的设计与计算 ....................................................... 9 3.3 轴的校核 ............................................................ 11

第四章 铣削主轴系统设计 ......................................... 15

4.1铣削功率及铣削力计算 ................................................ 15 4.2电主轴的选择 ........................................................ 17 4.3 V带传动的选择与计算 ................................................ 17

第五章 滚珠丝杠设计计算与校核 .................................. 20

5.1 滚珠丝杠特点介绍 .................................................... 20

5.2滚珠丝杠的设计与计算 ................................................ 20

第六章 结论 ..................................................... 29 参考文献 ........................................................ 31 附录 英文文献翻译 ............................................... 32 致谢 ............................................................ 64

天津工业大学2014届本科生毕业设计

第一章 绪论

1.1研究的背景目的及意义

车铣一体技术是20世纪末发展起来的复合技术，是一种在仪器精密技术和机械设计技术基础上，集成了当代CAD/CAM应用技术，先进控制，精密测量技术的一种先进新型的机械加工技术。这种加工控制技术的本质是基于当代工业技术，工艺水平，发达的科技等各种创新所引发的产品质量提升，工艺进步，效率提高，缩短工作周期的新技术。

现如今，这种车铣中心发展飞快，不论是在硬件还是软件上，功能都十分的强大。在硬件功能上，有标准库，功能模块标准配置，还有可定义自选的模块，如WFL的N系列可选模块带径向自动进给的角度头模块等等。在软件功能上，具备自动对刀，温度补偿，在线监测，刀具路径的实时监控，自动生成模态代码等等。

在全球机床金属加工领域，复合技术正在蒸蒸日上的发展着和被工业国家各生产制造公司所应用。复合加工技术技术的机床功能范围随着时代不同而不同，甚至在某一时期曾出现过吧加工中心成为复合技术加工机床，可是，大多数加工中心不能满足超过某种切削范围加工的需求，当代人口中的复合技术机床早已不是那时候人们口中的复合加工机床，具有天壤之别，譬如在车削机床上装带有铣削功能的回转刀具，在加工中心上装有车削功能的三爪卡盘模块，听说最近少数国家有研制出不同原理的加工集激光加工与刀具切削于一体的加工方法等，这些全能进一步提高机床的复合化程度，提高加工质量与效率。有利于社会工业化的发展推动人类文明的前进。

从1835年美国的转塔车床到1910年美国为汽车生产制造的第一台机床，在至1954年三轴数控铣床的问世，在至1959年七月美国KT研制出加工中心，这些都有力的开启了机床史上的新篇章。其实，复合机床加工技术至今已有百余年历史，只是每个时代对复合的概念不一样，但是真正认识到复合并且得到广泛应用的还是在二十世纪九十年代左右，数控机床和数控CAM技术的主流后出现的，中后期随着加工中心功能的完善与人们对其结构的更加了解，显示了这种工序集中不频繁装卸零件的数控机床的优越性，开始了车铣一体的车削中心等等，九十年代后期又发展起了有激光，超声波，电火花线切割等特种加工拘束的复合机床，将复合技术加工工艺的发展推到了另一个新篇章。

通过以上背景的介绍，我想我们已可想而知，在当今社会，特别是在中国，中国是发展中国家，工业帝国正是急需发展的关键时期，是奔向小康社会必经之路，所以说我们是必须要学号机床的运动机构及原理，为国家的发展贡献我们的力量，我此次设计的车铣于一体的机床教学模具正是为了方便大学生深刻理解机床加工零件过程，运动机构原理，运动的先后过程及每道工序之间的联系，我设计的教具可以保证学生在近距离接近机床了解机床运动及结构组成的情况下是安全的，不像真正的机床存在一定的安全风险，不便于学生近距离研究。

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