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数控铣床的主传动系统设计


课 程 设 计 说 明 书

学生姓名: 学 专 题 院: 业: 目:

学 号: 机械工程与自动化学院 机械设计制造及其自动化 数控技术课程设计

——数控铣床的主传动系统设计

1.设计目的:
通过本课程设计的训练,使学生在完成数控机床及金属切削机床的结构课程学习之 后,让学生能够运用所学的知识,独立完成数控机床传动系统的设计,从而使学生进一 步加深和巩固对所学知识的理解和掌握,并提高学生的分析、设计能力,同时巩固《金 属切削机床》课程的部分知识。 1) 运用所学理论及知识, 进行数控机床部分机械结构设计, 培养学生综合设计能力; 2)掌握数控机床传动系统的设计方法和步骤; 3) 掌握设计的基本技能, 具备查阅和运用标准、 手册、 图册等有关技术资料的能力; 4)基本掌握编写技术文件的能力。

2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等) :
参数:数控铣床,其主轴最高转速 n max ? 2500 r / min ,最低转速 n min ? 25 r / min ,最 大切削功率 Pn η =0.9。 设计内容: (1)电机的选择; (2)分级变速机构设计; (3)主轴变速系统其它参数的计算; (4)串联分级变速机构的转速图和功率转矩特性曲线图。
max

? 10 kW

,在最低转速工作时的功率 Pn

min

? 3 kW

,主传动机械总效率系数

设计参数: 设计参数包括车床的部分技术参数和车床拟实施数控化改造所需要的参数。 以 CA6140 型车床的改造,设计参数如下: 最大加工直径:在床面上,400mm;在床鞍上, 210mm。 最大加工长度:1000mm。 行程:纵向,1000mm。 快速进给:纵向,2400mm/min 最大切削进给速度:纵向,500mm/min 溜板及刀架质量:纵向,81.63kg 主电动机功率:7.5kw

定位精度:0.04mm/全行程 重复定位精度:0.016mm/全行程 程序输入方式:增量值、绝对值通用 控制坐标数:2 脉冲当量:纵向,0.01mm/脉冲

2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等) :
参数:数控铣床,其主轴最高转速 n max ? 2500 r / min ,最低转速 n min ? 25 r / min ,最 大切削功率 Pn η =0.9。 设计内容: (1)电机的选择; (2)分级变速机构设计; (3)主轴变速系统其它参数的计算; (4)串联分级变速机构的转速图和功率转矩特性曲线图。
max

? 10 kW

,在最低转速工作时的功率 Pn

min

? 3 kW

,主传动机械总效率系数

工作台、工件和夹具的总质量 m=918kg,其中,工作台的质量 510kg;工作 台的最大行程 Lp=600mm;工作台快速移动速度 20000mm/min;工作台采用贴 塑导轨,导轨的动、静摩擦系数均为 0.15,工作台的定位精度为 30μ m,重复定 位精度为 20μ m;机床的工作寿命为 20000h(即工作时间为 10 年) 。机床采用 主轴伺服电动机,额定功率为 5.5kw,机床采用端面铣刀进行强力切削,铣刀直径 125mm,主轴转速 300r/min。

2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等) :
对于立式数控铣床工作台(X 轴)进给传动系统,给定工作台、工件和夹具的总质 量 m=1200kg,主轴伺服电动机额定功率 PE=6.5kW,其余参数参考课程设计指导书[1],完 成其选型计算。

2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等) :

要求设计立式数控铣床工作台(X 轴)的进给传动系统。技术要求:工作台、工件 和夹具的总质量 m=918kg,其中,工作台的质量 510kg;工作台的最大行程 Lp=600 mm; 工作台快速移动速度 20000mm/min;工作台采用滚动直线导轨,导轨的动摩擦系数为 0.15,静摩擦系数为 0.2;工作台的定位精度为 30μ m,重复定位精度为 10μ m;机床的 工作寿命为 20000h 即工作时间为 10 年) 机床采用主轴伺服电动机, ( 。 额定功率为 5.5kw, 机床采用端面铣刀进行强力切削,铣刀直径 125mm,主轴转速 300r/min。 具体内容如下: (1)进给传动系统的轴向负载计算; (2)导轨的设计与选型; (3)滚珠丝杆螺母副的选型与计算; (4)进给传动系统的刚度计算; (5)驱动电动机的选型与计算; 绘制相关图纸,撰写设计说明书。必须以负责的态度对待自己所作的技术决定、 数据和计算结果。注意理论与实践的结合。


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