1、 机电工程学院机电工程学院 毕 业 设 计 方 案毕 业 设 计 方 案 论 证 报 告论 证 报 告 设计题目设计题目: : VMC4032VMC4032 加工中心立柱主轴设计加工中心立柱主轴设计 2012 年年 3 3 月月 2020 日日 1 目目 次次 1、任务分析 1 2、课题关键问题及难点 2 2.1 主传动系统组成. 2 2.2 主轴部件的要求. 3 2.3 支撑件. 4 2.4 导轨. 4 2.5 进给传动系统. 5 3、方案论证与选择 6 3.1 主轴电动机 6 3.2 传动方案. 6 3.3 自动夹紧 9 3.4 主轴准停装置 10 3.5 切屑清除 12 3.6、加工中心
2、的支撑系统. 12 3.7、进给传动系统. 14 4、结论 16 参考文献参考文献 17 1 VMC4032VMC4032 加工中心立柱设计论证报告加工中心立柱设计论证报告 1、任务任务分析分析 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：主轴伺服电机功率 7.5/11KW，主 轴转速 06000r/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。 2 2、课题关键问题及难点课题关键问题及难
3、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。 2.1 主传动系主传动系统统组成组成 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
4、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） 。图
