论文总字数：15481字

摘 要

数控车床在工业应用中的普及应用，人们对数控车床的加工要求越来越高，主轴箱作为数控车床的一个主要的部件，是影响数控机床加工精度的主要因素，其内部的主轴组件直接承受切削力，转速范围又很大，因而数控机床的加工质量很大程度上要靠主轴组件保证。为满足人们对精度越来越高的需求，本项目主要是进行研究精密车床主轴箱设计，参考一般数控车床的结构和设计参数，分析其影响加工精度的主要因素，最后发现支撑方式对加工精度有很大的影响并且相对比较容易改进。传统的主轴由几组滑动轴承支撑，这样的支撑配置不但限制了主轴的最大转速而且对其加工精度影响很大，而滚动轴承高精度、高效率、最大转速高的特点恰能很好地解决该问题，从而能大大提高其最高转速和加工精度，并且相对滑动轴承震动减小了，加工精度明显提高。主轴结构和支撑配置设计好，完成主轴的设计分析，接下来对整个主轴箱组件进行选用设计，最后指出零件图和装配图，完成精密车床主轴箱的部件设计。

关键词：数控车床；精密；主轴箱；结构设计

Design of High Speed Precision Spindle Box Components for NC Lathe

Abstract

With the popularization and application of NC lathe in industrial application, people have higher and higher requirements for NC lathe processing. Its internal spindle assembly bears cutting force directly and has a large rotational speed range. Therefore, the processing quality of NC lathe depends largely on spindle components. In order to meet the increasing demand for precision, this project mainly studies the spindle box design of precision machine tools, refers to the structure and design parameters of general NC machine tools, and analyses the main factors affecting the processing accuracy. Finally, it is found that the support mode has a great impact on the processing accuracy and is relatively easy to improve. The traditional spindle is supported by several groups of rolling bearings, which not only limits the maximum speed of the spindle, but also has a great impact on its processing accuracy. The characteristics of high precision, high efficiency and high maximum speed of sliding bearings can solve this problem well, thus greatly improving its maximum speed and processing accuracy. Referring to the above analysis, this design focuses on the spindle support configuration. Design and detailed design of sliding bearing. After testing, the deformation of the spindle of the designed spindle box is within the scope required by the design task book, and the vibration of the bearing is reduced, and the processing accuracy is improved significantly. Next, the whole spindle box components are selected and designed. Finally, the part drawings and assembly drawings are pointed out to complete the parts design of the precision lathe spindle box.

Keywords: CNC lathe, Precision, Spindle box, Structure design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1数控车床的发展 1

1.2主轴箱作用 1

第二章 主轴电动机的选取 2

2.1电机的选取 2

2.2转速分配图及传动图 2

第三章 带传动设计与计算 4

3.1材料选择 4

3.2参数计算 4

第四章 主轴组件的设计 9

4.1主轴组件的设计要求 9

4.1.1主轴刚度 9

4.1.2主轴的耐磨性 9

4.2主轴尺寸参数计算及材料的选择 9

4.2.1传动轴的估算 9

4.2.2主轴材料的选择计算 12

4.3轴的强度验算 12

第五章 主轴轴承的选择 14

5.1轴承的选择和轴承的精度 14

5.2选取轴承 14

5.3轴承寿命校核 14

第六章 键的选择与计算 16

6.1主轴上的键 16

6.2主电机上的键 16

第七章 经济效益分析 18

7.1成本分析 18

7.2成本材料分析 18

7.2.1非标件成本材料分析 18

7.2.2标准件成本材料分析 18

7.3成本计算 19

致谢 20

参考文献 21

第一章 引 言

1.1数控车床的发展

近年来我国企业数控车床的需求量越来越大，在大中小企业均已开始普遍使用。我国生产的数控高速精密车床无论是从产品的种类和技术的水平，还是产品数量和质量保证上都达到了一个质的飞跃，并且在其他重要的技术领域也取得了非常大的突破。但是由于国产的数控车床并不能满足市场的所有需求，所以我国数控车床的进口额度也是呈逐年上升的趋势，当然，这些年来我国数控车床数的出口量也还是相当大的。目前为止，我国的经济发展正处于结构化改善期和增长速度减缓期的交叠时期，所以数控高速精密车床行业想要发展就得从实际出发，满足市场需求，调整和优化产品的结构，加快速度完成转型和升级。

数控车床属于金属切削机床制造业，并且从上世纪末开始那些工业发达的国家军用、民用等机械制造企业已经开始广泛的普及。国外制造业将数控技术与传统的机械制造工业中进行了融合升级改造，生产出来的产品大受各个国家各个企业的追捧，也加快了国家经济的发展。而我们在数控技术改造传统产业方面并没有那么先进，所以目前在国家振兴机械制造业和开拓国际市场得引领下以及车床行业的需求带动下，我国数控车床的产量保持着告诉的增长，并且随着国家经济结构的调整和对机械制造业方面的重视，数控车床以及数控系统技术类的企业将有着高成长的发展趋势。总而言之，数控车床的进步和优化将为我国现代化制造企业的发展创造了非常有利的条件，促使了机械制造业朝着人性化的方向发展。这也就从宏观上说明了车床数控化改造的必要性，这必定会是改变传统制造企业的新契机。
  想要提高车床数控化的效率，目前有两种方法，一种是进口新的数控车床来研究；另一种是研究新车床的构造并对现有的旧车床进行改造。两者相比再根据实际情况看来，无疑对现有旧车床改造来提高车床数控化效率是一个非常恰当的途径，既掌握了方法，又降低了成本。数控系统是数控车床的核心，想要改造旧车床首先要研究数控系统，现代数控装置多采用CNC形式，而该领域国内的市场份额还很小，所以大部分还是要靠进口，目前国内使用的数控系统多为日本三菱系统和德国西门子系统。虽然我国机械自动化技术起步晚，但是我国对技术非常重视，加上现在都是自动化生产，目前在这一方面取得了巨大的成就。

1.2主轴箱作用

数控车床主要用于加工轴、套和其他具有回转表面的工件，在机械加工中具有不可或缺的地位。车床的主轴箱则是车床中最为重要的部件之一，主要用于安装传动零件以及传输传动扭矩的作用，实现主运动的启动、停止、换向等，所以一个车船的加工效果怎么样主要就看车床主轴箱的性能好坏。数控车床高速精密主轴箱部件是机床加工是直接带动工件做旋转运动的，所以该部件性能的好坏直接影响工件的加工质量和切削生产力，也是决定该车床的性能和技术经济的关键因素。为使车床主轴具有良好的稳定性，硬度、强度和韧性的良好配合，这就需要对车床主轴进行恰当的加工和热处理，使得主轴具有良好的使用性能。

第二章 主轴电动机的选取

2.1电机的选取

设计数控车床主轴箱其中最重要最关键的一点就是如何正确的选择电动机的类型型号及容量，因为它直接影响着整个车床的结构布置、寿命长短和使用性能。在选择电动机时首先要满足该车床的使用功能性、结构设计的合理性和工作状况的方面，然后再根据要求选择电动机的转速和所需功率。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：15481字