文档介绍：机电工程学院
毕业设计方案
论证报告
设计题目: VMC4032加工中心立柱主轴设计
学生姓名: 王毅可
学号: 200848050315
专业班级: 机制F0802
指导教师: 朱红瑜
2012 年 03月14日
目次
1、任务书分析 1
2、课题关键问题及难点 2
主传动系统组成 2
主轴部件的要求 3
支撑件设计 4
导轨设计 4
进给传动系设计 5
3、方案论证 6
主轴电动机 6
传动方案 6
自动夹紧 9
主轴准停装置 10
切屑清除 11
加工中心的支撑系统设计 12
、进给传动系设计 14
4、本设计方案选择 16
5、进度安排 17
参考文献 18
VMC4032加工中心立柱主轴设计论证报告
1、任务书分析
本设计任务书主要要求是完成V400性柔性制造单元主轴主轴箱部分方案选择,结构设计及零件设计,同时对于主轴支撑系统如立柱,Z方向进给系统如导
给定的条件和要求,主要参数要求如下:,主轴转速0~6000r/min,自动无级变速,主轴内锥孔采用BT40#,具有定向停止功能,立柱、主轴箱具有较好的刚度,与床身联接尺寸协调。通过这次毕业设计对于机械的设计方案有一定的了解对于已经学习的课程做一个总结,学会整合所学习的知识,能够灵活运用。同时使自己检索文献的能力也有所提高,培养自己的自学能力独立解决问题的能力。对于三维软件的练习也是本次设计中所应当注意到的方面。
2、课题关键问题及难点
主轴组件是加工中心的关键部件,包括主轴,主轴轴承及安装在主轴上的传动件,密封件等。对于加工中心,为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持,还必须具有刀具自动加紧装置,主轴定向装置和主轴锥孔清理装置等结构。对于加工中心的进给系统及加工中心的丝杠导轨系统的精度设计,立式主轴的准停机构。立柱的刚度等都要做详细的论证。
主传动系统组成
在加工中心上,为了实现刀具在主轴上的自动装卸,并保证刀具在主轴中正确定位,主轴必须设计有刀具自动夹紧、切屑清除和主轴准停装置。
在自动换刀机床的刀具自动夹紧装置中,刀杆常采用7:24(BT40#)的大锥度锥柄,既利于定心,也为松刀带来方便。用碟形弹簧通过拉杆及夹头拉住刀柄的尾部,使刀具锥柄和主轴锥孔紧密配合,夹紧力达10000N以上。松刀时,通过液压缸活塞推动拉杆来压缩碟形弹簧,使夹头涨开,夹头与刀柄上的拉钉脱离,刀具即可拔出进行新旧刀具的交换;新刀装入后,液压缸活塞后移,新刀具又被碟形弹簧拉紧。在活塞推动拉杆松开刀柄的过程中,压缩空气由喷气头经过活塞中心孔和拉杆中的孔吹出,将锥孔清理干净,防止主轴锥孔中掉入切屑和灰尘,把主轴孔表面和刀杆的锥柄划伤,保证刀具的正确位置。
自动清除主轴孔中的切屑和灰土是换刀操作中的一个不容忽视的问题。如果在主轴锥孔中掉进了切屑或其他污物,在拉紧刀杆时,就会划伤锥孔和锥柄表面,甚至会使刀杆发生偏斜,破坏刀具正确定位,影响加工零件的精度,甚至使零件报废。
对自动换刀数控镗铣床,切削扭矩是通过刀杆的端面键来传递的。为了保证自动换刀时使刀杆的键槽对准主轴上的端面键,主轴需停在一个固定不变的方位上,这由主轴准停装置来实现。
制动装置。由于滚珠丝杠副的传动效率高,无自锁作用,故必须装有制动装置(特别是滚珠丝杠处于垂直传动时)。。当机床工作时,电磁铁线圈通电吸住压弹簧,打开摩擦离合器。此时
伺服电动机受控制系统的指令脉冲后,通过液压转矩放大器及减速齿轮,带动滚珠丝杠转动,主轴电磁铁线圈亦同时断电,在弹簧作用下摩擦离合器压紧,使得滚珠丝杠不能自由转动,主轴箱就不会因自重而下沉了。超越离合器也可用作滚珠丝杠的制动装置。
主轴部件的要求
回转精度高。
当主轴作回转运动时,线速度为零的点的连线称为主轴的回转中心线。回转中心线的空间位置,在理想的情况下应是固定不变的,称为理想回转中心线。实际上,由于主轴部件中各种因素的影响,回转中心线的空间位置每一瞬间都是变化的,这些瞬时回转中心线的平均空间位置称为瞬时回转中心线。瞬时回转中心线相对于理想回转中心线的距离,就是主轴的回转误差。而回转误差的范围,就是主轴的回转精度。径向误差、角度误差和轴向误差很少单独存在,当径向误差和角度误差同时存在时,构成径向跳动,而轴向误差和角度误差同时存在时构成端面跳动。
刚度大。
主轴部件的刚度是指受外力作用时,主轴部件抵抗变形的能力。主轴部件的刚度越大,主轴受力后的变形越小。若主轴部件的刚度不足,在切