毕业设计--XK5040数控铣床主轴箱、进给机构及控制系统设计

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1、第 1 页 共 64 页 引引 言言 数控机床是一种高技术设备,它可以通过改变数控程序,适应不同零件的自 动加工,而且可以采用较大的切削用量,利用软件进行精度校正和补偿,从而提高 生产效率、加工精度和加工质量,可以实现工序集中、一机多用,能完成复杂型面 的加工。数控机床是现代制造业的关键设备,一个国家的数控机床的产量和技术 水平在某种程度上反映了这个国家的制造业水平和竞争力。 因此数控机床是将来 机床研制的重点。 本文针对经济型数控立式铣床及其控制系统的设计作简要的讨 论。 数控铣床是机械和电子技术相结合的产物， ， 它的机械结构随着电子控制技术 的在铣床上的饿应用，以及铣床性能提出的新要求，

2、而逐步变化。与不同铣床相 比数控铣床用三个数控伺服系统替代了传统的机械进给系统， 其外形和结构与普 通铣床类似。 数控铣床的设计主要是进行主运动系统与进给系统的机械结构设计 和控制系统设计 第 2 页 共 64 页 第一章第一章 总体设计总体设计 1.11.1、铣床简介、铣床简介 铣床是一种用途广泛的机床。 它可以加工平面(水平面、 垂直面等)、 沟槽 （键 槽、T 型槽、燕尾槽等） 、多齿零件上齿槽（齿轮、链轮、棘轮、花键轴等） 、螺 旋形表面（螺纹和螺旋槽）及各种曲面。此外，它还可以用于加工回转体表面及 内孔，以及进行切断工作等。 由于铣床使用旋转的多齿刀具加工工件，同时有数个刀齿参加切削

3、，所以生 产效率高，但是，由于铣刀每个刀齿的切削过程是断续的，且每一个的切削厚度 又是变化的，这就使切削力相应地发生变化，容易引起机床振动，因此，铣床在 结构上要求有较高的刚度和抗振性。 铣床的类型很多，主要类型有：卧式升降台铣床、立式升降台铣床、龙门铣 床、工具铣床和各种专门化铣床等。 随着科学技术的进步，数控铣床得到了越来越广泛的应用，它一般分为立式 和卧式两种，一般数控铣床是指规格较小的升降台数控铣床，其工作台宽度多在 400mm 以下，规格较大的数控铣床，例如工作台宽度在 500mm 以上的，其功能 已向加工中心靠近，进而演变成柔性制造单元。数控铣床多为三坐标、两轴联动 的机床，也称两

4、轴半控制，即 X、Y、Z 三个坐标轴中，任意两个都可以联动。 一般情况下，在数控铣床上只能用来加工平面曲线的轮廓。对于有特殊要求的数 控铣床，还可以加进一个回转的 A 坐标或 C 坐标，即增加一个数控分度头或数 控回转工作台，这是机床的数控系统为四坐标的数控系统，它可用来加工旋转 槽、叶片等立体曲面零件。 我们本次设计过程中要接触到的为 XK5040 数控立式铣床。 它的工作台宽度 为 400mm。 第 3 页 共 64 页 1.21.2、 XK5040XK5040 型数控铣床的主要技术参数及总传动图型数控铣床的主要技术参数及总传动图 1.2.1.2.1 1 XK5040XK5040 型数控铣

5、床的主要技术参数型数控铣床的主要技术参数 机床设计的初使，首先需确定有关参数，它们是传动设计和就亿个度微 设 计的依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求，因此，参数拟定是机床设 计中的重要问题。 机床参数有主参数和基本参数。主参数是最重要的，它直接反映机床的加工 能力、特性、决定和影响其他基本参数的数值。如铣床的工作台宽度等。基本参 数是一些与加工工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数。可归纳为： 尺寸参数、运动参数和动力参数。 XK5040 型数控铣床的主要技术参数如下： 工作台： 工作台尺寸（长宽） 1600400mm 工作台最大纵向行程 900mm 工作台最大横向行程 375mm 工作台最大垂直行程 400mm 工作台 T 型槽数 3 工作台 T 型槽宽 18mm 工作台 T 型间距 100mm 主轴： 主轴锥度 50#（7：24） 主轴孔径 27mm 刀杆直径 32mm或 50mm 主轴前轴承直径 90mm 主轴轴向移动距离 70mm 部件间主要尺寸： 第 4 页 共 64 页 立铣头最大回转角度 45 主轴端面到工作台面的距离 50400mm 主轴中心线至床身垂直导轨距离