GXC800数控滚铣车复合机床设计-车削部分(含CAD图,PROE三维图)(论文说明书19000字,CAD图7张,PROE三维图)
摘要
本篇论文阐述了数控机床在国内外的发展趋势以及它重要的发展地位，根据国内数控机床的发展情况，对斜床身数控车床进行了设计计算，并应用Pro/E Engineer和Pro/E Mechanica软件验证了它的可行性。
本篇论文的主要工作内容如下：
1 根据现代数控机床设计的总体要求，完成了数控车床的主轴传动系统的总体设计以及传动图、转速图、总体结构图和尺寸联系图的绘制；结合现代机电一体化的设计方法，完成了对主轴传动系统的参数设计与校核计算。
2 对进给传动系统进行设计，进给传动系统是实现车床车削进给的关键部件，良好的进给系统可以提高车削精度，同时使车削表面得到很好的表面粗糙度。本课题在通过分析车床车削的工况，分析了其对进给系统的要求，提出了由交流伺服电机-丝杠-轴承系统组成的进给驱动形式。根据斜床身数控车床的结构特点设计出进给系统的结构形式、总体布局等；并根据车削工况采用机电一体化的设计方法选择进给伺服电机、丝杠、轴承等部件。
3 运用Pro/E Engineer软件对机床进行了三维建模，并利用Pro/E Mechanica对机床关键部件进行了模态分析。
关键词：斜床身数控车床 机电一体化 进给传动系统 模态分析
The Design of GXC800 Rolling-Milling-Turning NC Multiple Machine Tool------Turning Part
Abstract
This paper presents the tendency and the important status of CNC machine in Industry at home and abroad. Based on the development of domestic CNC machine,the slant bed CNC lathe has carried on the design and the calculation,with the utilization of Pro/E Engineer and Pro/E Mechanica software, these theories were available．
The main tasks of this paper as follows：
1 According to the general requirements on the modern machine design, the spindle transmission system design of CNC lathe, the transmission diagram, the speed diagram, constructional drawing as well as size contact chart have be finished. Based-on modern Mechatronics integration design method，the spindle transmission system parameter Design and Check were fulfilled by using the theory of stable figure method．
2 Design the feed transmission system,the feed transmission system is a key component of turning feed.Good feed system can improve the turning accuracy and surface roughness of the grinding surface.This issue analyzes turning force require the feed system and proposes the drive form of the AC servo motor-screw-bearing with analyzing gear grinding conditions.According to the slant bed CNC lathes' structure features,it designs the structure and overall layout of the feed system;according to the turning conditions ,it utilizes mechatronics to choose servo motor,lead screw,bearings.
3 Using the Pro/E Engineer for the 3D modeling of the machine,and it conducts modal analysis on the key structure using the Pro/E Mechanica.
Key Words: Slant bed CNC lathe；Mechatronics design；Feed transmission system；Modal Analysis
2.4 车床主要参数的确定
机床的主要参数是代表机床规格大小的一种参数。现将其主要参数列如表2-1所示。
表2-1 数控车床的技术参数
技术参数 数控车床
两向行程（X、Y） 650×400 mm
最大加工直径 200 mm
最大加工长度 600 mm
X方向脉冲当量 0.0005 mm/脉冲
续表2-1
技术参数 数控车床
Y方向脉冲当量 0.01 mm/脉冲
主轴转速 100-4000 rpm
主电机功率 6.9 Kw
切削速度 30-300 m/min
进给量 0.6 mm/r
定位精度 ±0.013 mm
重复定位精度 ±0.005 mm
床身斜角 45 °
目 录
摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.1.1 数控机床的简介 1
1.1.2 国内外数控机床的发展情况 1
1.1.3 国内外数控复合机床的发展情况 2
1.2 选题的背景及其意义 4
1.3 本篇论文研究的内容和思考 5
1.4 总结 5
第2章 数控车床总体设计 6
2.1 机床产品的主要评定指标 6
2.2 车床的总体设计 7
2.2.1 设计目标 7
2.2.2 总体设计 7
2.3 斜床身数控车床的总体结构图 8
2.4 车床主要参数的确定 8
2.5 斜床身数控车床的尺寸联系图 11
2.6 总结 11
第3章 主传动系统设计 12
3.1 主轴驱动电机的选择 12
3.2 转速图的绘制 12
3.3 传动轴的估算 15
3.4 齿轮模数的估算 17
3.5 V型带的选择 17
3.5.1 确定中心距 和带的基准长 18
3.5.2 验算主动轮上的包角 18
3.5.3 确定带的根数z 18
3.5.4 V带速度的验算 18
3.6 各零件结构和尺寸设计 19
3.6.1 设计内容和步骤 19
3.6.2 轴的估算 19
3.6.3 齿轮相关尺寸的计算 19
3.6.4 轴承的选择及其配置 21
3.7 主轴的强度校核 21
3.8 主轴部件的刚度计算 25
3.8.1 主轴悬伸量a的确定 25
3.8.2 主轴最佳跨距L的选择 25
3.9 传动轴挠度的验算 26
3.10 齿轮强度校核 27
3.11 轴承寿命校核 28
3.12 总结 29
第4章 伺服进给系统的设计与计算 30
4.1 X向伺服进给系统的设计计算 30
4.1.1 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 30
4.1.2 刚度的验算 31
4.1.3 压杆稳定性校核 32
4.1.4 交流伺服电机的计算与选型 32
4.2 Y向伺服进给系统的设计计算 34
4.2.1 滚珠丝杠螺母副的计算、选型及相关校核 34
4.2.2 交流伺服电机的计算与选型 36
4.3 总结 38
第5章 机床的三维建模及主要零件的有限元分析 39
5.1 车床的主要零件的三维建模 39
5.2 常用的有限元分析软件及其特点 43
5.3 机床拖板有限元模型的建立和计算 44
5.3.1 三维几何模型的建立 44
5.3.2 定义材料属性 44
5.3.3 定义约束 45
5.3.4 划分网格 45
5.3.5 建立分析任务，进行有限元计算 45
5.4 有限元模态分析结果 45
5.5 总结 48
结束语 49
参考文献 50
致谢 52
|
