数控铣床的主轴箱结构设计
数控铣床主轴箱结构设计
摘要数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术是用数字化信号对机床运动极其加工过程进行控制的一种方法,随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。
数控机床是装有程序控制系统的机床。
该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。
数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业的渗透形成的机电一体化产品，起技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感技术；(6软件技术等。
计算机对传统机械业的渗透，完全改变了制造业。
制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业，具有广阔的发展天地。
数控机床就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。
通过控制介质数字信息送入专用区域通用的计算机。
计算机对输入的信息进行处理，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。
关键词：机械设计数控三坐标铣床主轴数控系统AbstractDigital control is a kind of automatic control technology developed in recent years is a method of using the digital signals of the machine is the machining process control, with the rapid development of science and technology, numerical control machine tool is an important standard of mechanical industry of a country level.NC machine tool is provided with the program control system of machine tool. The system can be logically processing with the use of numbers, or other symbols coded instructions procedures.NC machine tool is the penetration of the new technology of numerical control technology as the representative of the traditional manufacturing industries form the integration of mechanical and electrical products, technical scope covers many fields: (1) mechanical manufacturing technology (2) information processing, processing, transmission technology; (3) the automatic control technology; (4) servo drive technology; (5) sensor technology; (6 software technology. The computer penetration of the traditional mechanical industry, completely changed the manufacturing industry. The manufacturing industry is not only to become a symbol of industrialization, and because the penetration of information technology, the manufacturing industry is a sunrise industry, has the broad development world.NC machine tools is the relative displacement between the various steps required to process as well as the tool and workpiece are using digital codes to represent. By controlling the medium of digital information into the special area for general computer. The computer processes the input, servo system sends commands to control the machine tool or other executive element, make the machine tool workpiece needed.Keywords: mechanical design, CNC three axis milling machine spindle CNC system目录绪论 (1)第一章数控加工技术概论 (7)1.1 数控技术及数控加工的基本概念 (7)1.2 数控机床的组成与分类 (8)1.3数控机床的特点与数控机床的发展方向 (10)第二章数控铣床主传动系统 (11)2.1 数控机床对主传动的要求 (11)2.2 数控铣床主传动的配置方式 (11)第三章主轴电动机的选取 (14)第四章同步带传动 (15)4.1 材料选择 (15)4.2 参数计算 (15)第五章主轴组件的设计 (18)5.1 主轴组件的设计要求 (18)5.2 主轴材料的选择及尺寸、参数的计算 (20)5.3 主轴传动装置箱体的作用 (24)5.4 主轴箱体的截面形状和壁厚计算 (24)第六章主轴轴承的选择 (25)6.1 轴承的选择和轴承的精度 (25)6.2 轴承预紧力的要求 (26)6.3 主轴轴承的润滑与密封 (26)6.4 轴承寿命校核 (27)第七章联接键的选择和碟形弹簧的选择与计算 (29)7.1联接键的选择 (29)7.2碟形弹簧的选择与计算 (29)7.3碟形弹簧材料及热处理、厚度和脱碳 (30)7.4碟形弹簧的强压处理、表面强化处理和防腐处理 (30)第八章螺钉联接的设计 (32)第九章液压缸与密封件的设计 (34)9.1液压缸安装时应注意的问题 (34)9.2液压缸各部分的结构及主要尺寸的确定 (35)9.3强度校核 (35)9.4 密封件的作用及其意义 (36)9.5 密封的分类及密封件的材料要求 (36)9.6防尘圈设计要求 (37)结论 ............................................... 错误！未定义书签。
(完整版)数控车床主轴设计
绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。
数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。
它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。
现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。
实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。
可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。
本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。
通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。
通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。
通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。
它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。
我主要设计的是主轴部分。
主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。
主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。
1.2参数床身回转空间400mm尾架顶尖与主轴端面距离1000mm主轴卡盘外径Φ200mm最大加工直径Φ600mm棒料作业能力50～63mm主轴前轴承内和110～130mm最大扭矩480N·m二、主轴的要求及结构2.1主轴的要求2.1.1旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。
主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。
数控机床结构结构图
可编程控制器
数控车床 数控车床的工艺用途 的组成 数控车床的组成
影响车床布局形式的因素
操作面板
输入输出设备 CNC装置
伺服单元、驱动装置和测量装置
PLC、机床I/O电路和装置 机床主机
数控车床 主轴箱和尾座的布局形式 水平床身配置水平滑板
数 的布局 床身和导轨的布局形式
倾斜床身配置倾斜滑板 水平床身配置倾斜滑板
按照技术水平的高低分类 1.数显及打字型 2.带有小型电子计算机
进行数据处理型 3.计算机数字控制型
其他分类方法 大型、中型、小型；精密型、生产型
三
三坐标测量 机的构成
坐
三坐标测量机的主体 三坐标测量机的测量系统 三坐标测量机计算机控制系统和软件
标
三坐标测量机
直接测量方法 程序测量方法
测 的测量方式
床概述 数控冲床的工作原理
数控冲床的
数控冲床的组成
主机
数控装置
冲 组成与结构 数控冲床的结构
床
典型数
ZX数控冲床 性能特点
技术参数
控冲床
伺服复合小型精密钣金加工冲床
主要特点 技术参数
三坐标测 量机概述
三坐标测量机的功能 按照工作方式分类 1.点位测量法 2.连续扫描测量方式 三坐标测量机的类型 按照结构形式分类 1.悬臂式 2.桥式 3.龙门式 4.立柱式 5.坐标镗床式
冷却润滑技术（冷却
轨
数控机床导轨的类型与特点 滚动导轨
静压导轨
数控机床自动排 屑装置
平面链式排屑装置 刮板式排屑装置 螺旋式排屑装置 磁性排屑器
摩擦阻力小
位置检测装置
位置检测装置的要求（4点） 数字式与模拟式
的要求与类型
定梁式数控龙门铣床整体结构设计
科技风2019年1月科技创新DOI ：10.19392/j . cnki . 1671-7341.201902005定梁式数控龙门铣床整体结构设计徐梓童汪秣张普天吉林农业科技学院机械与土木工程学院吉林吉林132101摘要:根据国内与国外对于龙门铣床的研究情况来看，此次设计一种可以用于加工各种复杂的零件的龙门数控铣床，符合 实际的生产需要。
其结构主要包括了横向进给机构、纵向仅给机构、工作台以及立柱等的组成部分。
其运行是采用伺服电机然后 是滚珠丝杠进行传动。
总体上讲述了其所包含的结构、特点以及其工作原理。
并且具体的阐述了此铣床的整体结构以及校核的 方法对其进行了分析。
关键词：龙门铣床;数控;伺服电机；滚珠丝杠1机床的设计要求数控龙门铣床的总体方案设计主要包括了 ：(1) 总体布局设计:各个部件的位置、各个部件的运动进行 分析、还有其整体的外观。
(2) 技术参数设计:各个部件的尺寸、刀具的转速和进给 量、电机的功率和所能承载的力。
(3) 结构优化设计:整个机床的刚度、运动特性、受热性 能等。
此机床符合国家的标准，其参数为:工作台的整体尺寸为: 3000x 1200mm ，工作台所能承受的最大载荷为2吨，能够具有 高的速度和效率，结构简单稳定，精度高且用于铣削较为复杂 的零件。
2设计方案我所设计的铣床主要是工作台能够做纵向移动的数控龙 门铣床。
这种工作台移动的数控龙门铣床主要的特点包括了(1)成本低，生产较为简单。
这种龙门铣床的整体的长度必须 比工作台行程的长度多两倍。
而移动式的龙门铣床的整体的 长度就得是龙门架的侧面宽度与纵向行程之和。
（2)这种机床 的动态响应好。
这种机床的龙门架是固定在立柱上的，所以当 工作台移动时其所切屑的稳定性好，这样便保证了机床所加工 零件的精度和动态响应性。
我所采用的为西门子425的数控系统，因为这个数控系 统具有龙门轴的同步功能。
这一项功能能够让龙门框架的进 给轴（X 1，X 2)达到无机械偏差的位移的目的。
XK5040数控铣床主轴箱进给机构及控制系统设计
XK5040数控铣床主轴箱进给机构及控制系统设计XK5040数控铣床是一种高精度的数控加工设备，其主轴箱、进给机构及控制系统的设计对整个机床的性能与精度至关重要。
首先，我们来看主轴箱的设计。
主轴箱是整个数控铣床的核心部件，负责转动刀具进行加工。
在设计主轴箱时，需考虑以下几个关键因素：主轴转速范围、刚性和稳定性、换刀系统和冷却系统。
对于主轴转速范围，需要根据实际加工要求和材料特性来确定。
主轴转速的选择要考虑到加工效率和加工质量。
另外，还需考虑主轴的刚性和稳定性，以确保在高速转动时不产生振动和弯曲。
此外，还需设计一个高效的换刀系统，实现自动化的换刀操作，以提高生产效率。
冷却系统的设计也很重要，可通过冷却液使主轴和刀具保持适宜的温度，确保长时间连续运行时不会过热。
接下来是进给机构的设计。
进给机构是用来控制工件在坐标轴方向上的运动，使刀具能够按照预定的路径进行加工。
在设计进给机构时，需考虑以下几个因素：进给速度、精度、刚性和传动方式。
进给速度的确定需要结合加工要求和材料特性，确保在一定的时间内完成加工任务。
精度是指进给机构能够按照预定的路径进行精确的移动，需考虑进给机构的定位精度和反复定位精度。
为了保证加工质量，进给机构的刚性也很重要，可以通过选用合适的材料和结构来提高刚性。
传动方式的选择要考虑到进给的平滑性和稳定性，常见的传动方式有滚珠丝杠和直线导轨等。
最后是控制系统的设计。
控制系统是整个数控铣床的大脑，负责对机床各个部件进行协调和控制。
在控制系统的设计中，需考虑以下几个方面：控制方式、控制精度、编程方式和人机界面。
综上所述，XK5040数控铣床的主轴箱、进给机构及控制系统设计是一个复杂的过程，需要考虑多个因素。
合理的设计将直接影响到机床的性能和加工效率。
因此，在设计过程中需要充分考虑实际需求和技术限制，确保设计出符合要求的数控铣床。
TK6920型数控铣镗床主轴箱的计算机辅助分析及改进设计
根据设 计 、 程实 际及 计算 要求 ， 如下 简化 假设 ： 工 做 忽 略温度变化 的带来 的变形 及 应力 影 响 ， 于 可靠 性地 偏
简 化 螺 孔 、 槽 及 圆 角 等 细 部 结 构 的 离 散 化 处 理 。 主 凹
图 ２ 最 大 位 移 变 形 云 图
轴箱为 铸 造 结 构 ， 料 为 Ｈ ３ ０ 材 Ｔ ０ ，其 密 度 为 ７ ０ ｋ／ ４ ０ ｇ
图 ３ 应 力 分 布 图
虑 主轴 箱在 铣 削 刚度 最 薄 弱 时 的工 况 ， 行 空 间 力 进 系静 力分析 和计 算 ， 出 主 轴 箱 所 承 受 的作 用 力 主 得 要 有 加 工 时 的切 削 力 、 锤 拉 力 、 枕 压 力 、 轴 箱 重 滑 主
自身 重 力 等 。 采 离 散 化 模 型 及 边 界 条 件 所 示 施 加 载
孔 、 螺 纹 、 沟 槽 以 及 平 面 的 铣 削 加 工 ； 用 回 转 切 切 可 台进 行 相 对 方 向 镗 孔 和 多 面 加 工 ， 可 以 用 小 直 径 还
，
主 要 用 于 布 置 机 床 主 轴 及 变 速 机 构 、 纵 机 构 和 操
润 滑 系 统 等 。 主 轴 箱 除 了 保 证 运 动 参 数 外 ， 具 有 应 较 高 的 传 动 效 率 和 足 够 的 刚 强 度 ， 应 噪 声 低 、 动 还 振
计 ， 试 了新 的 改 变 约 束 的 方 法 ， 初 始 设 计 进 行 对 比 分 析 ， 主 轴 箱 的 结 构 设 计 及 改 造 提 供 理 论 依 尝 与 为
据 。
关键 词 ： 主轴 箱 ； 限元 ； 力分析 ； 束 ； 化 有 静 约 优
中 图 分 类 号 ： Ｈ１３ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ
数控铣床电主轴系统设计说明书
目录引言 (1)1.数控铣床简介 (3)1.1.数控铣床组成 (3)1.2.数控铣床的工作原理 (4)1.3数控铣床加工的特点 (4)1.4数控铣床加工的主要对象 (4)2.电主轴概述 (5)2.1电主轴的基本概念 (5)2.2电主轴单元关键技术 (6)2.2.1高速精密轴承技术 (6)2.2.2高速精密电主轴的动态性能和热态性能设计 (7)2.2.3高速电动机设计及驱动技术 (8)2.2.4高速电主轴的精密加工和精密装配技术 (8)2.2.5高速精密电主轴的润滑技术 (9)2.2.6高速精密电主轴的冷却技术 (9)2.3高速电主轴发展及现状 (9)2.3.1高速电主轴技术的发展及现状 (9)2.3.2主轴单元结构形式研究的发展 (11)2.4电主轴对高速加工技术及现代数控机床发展的意义 (12)2.5内装式电主轴系统的研究 (13)3.电主轴工作原理及结构 (16)3.1电主轴的基本结构 (16)3.1.1轴壳 (16)3.1.2转轴 (16)3.1.3轴承 (17)3.1.4定子及转子 (17)3.2电主轴的工作原理 (17)3.3电主轴的基本参数 (19)3.3.1电主轴的型号 (19)3.3.2转速 (19)3.3.3输出功率 (19)3.3.4 输出转矩 (19)3.3.5电主轴转矩和转速、功率的关系 (20)3.3.6 恒转速调速 (20)3.3.7 恒功率调速 (20)3.3.8 轴承中径 (20)3.4自动换刀装置 (21)4. 电主轴结构设计 (22)4.1主轴的设计 (22)4.1.1.铣削力的计算 (22)4.1.2 主轴当量直径的计算 (23)4.2高速电主轴单元结构参数静态估算 (23)4.2.1 高速电主轴单元结构静态估算的内容及目的 (23)4.2.2轴承的选择和基本参数 (23)4.3轴承的预紧 (24)4.4主轴轴承静刚度的计算 (24)4.4.1 主轴单元主要结构参数确定及刚度验算 (26)4.4.2主轴单元主要结构参数确定 (27)4.4.3主轴强度的校核 (32)4.4.4主轴刚度的校核 (34)4.4.5主轴的精密制造 (35)4.5主轴电机 (36)4.5.1电机选型 (36)4.6主轴轴承 (37)4.6.1轴承简介 (37)4.6.2陶瓷球轴承 (38)4.6.3陶瓷球轴承的典型结构 (40)4.7主轴轴承精度对主轴前端精度影响 (40)4.8拉刀机构设计 (41)4.8.1刀具接口 (41)4.8.2拉刀杆尺寸设计 (42)4.8.3夹具体结构尺寸设计 (43)4.8.4 松、拉刀位移的确定 (45)4.8.5碟型弹簧的设计及计算 (46)4.9HSK工具系统结构特点分析 (48)4.10HSK工具系统的静态刚度 (52)4.10.1 HSK工具系统的变形转角及极限弯矩 (52)5.电主轴的润滑及冷却 (55)5.1润滑介绍 (55)5.1.1润滑的作用和目的 (55)5.1.2 电主轴润滑的主要类型 (55)5.1.3 油气润滑的原理和优点 (57)5.2电主轴的冷却 (58)5.2.1电主轴的热源分析 (58)5.2.2电主轴的冷却方法 (59)5.3电主轴的防尘和密封 (60)6.电主轴的驱动和控制 (61)6.1恒转矩变频驱动和参数设置 (61)6.2恒功率变频驱动和参数设置 (62)6.3矢量控制驱动器的驱动和控制 (64)6.4普通变频器原理 (65)6.5本设计采用的变频器原理 (67)6.6主轴准停 (69)6.6.1主轴的准停功能 (69)6.6.2主轴准停的工作原理 (69)6.6.3主轴准停控制方法 (70)7．主轴动平衡 (72)7.1动平衡介绍 (72)7.2动平衡设计 (73)总结 (75)致谢 (76)参考文献 (77)引言高速机床是实现高速切削加工的前提和条件。
数控机床的机械结构
8.1 概 述
1-主轴电动机；2,3-伺服电动机
图8.1 HM-077数控车床传动系 统
7
主轴电动机1主要采 用变频电动机，主轴电 动机的动力通过带传动 传递至主轴 。
机床的Z向和X向进给 由两套伺服系统分别驱动， 伺服电动机3和2分别通过 同步齿形带传动滚珠丝杠 螺母副，实现床鞍和滑板 作纵向和横向运动。
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8.2 数控机床的主传动系统
2.主轴轴承配置 ❖ 合理配置轴承可以提高主轴精度，降低温升，简化支承结 构。在数控机床上配置轴承时，前后轴承都应能承受径向 载荷，支承间距离要选择合理，并根据机床的实际情况配 置承受轴向力的轴承。 ❖ 滚动轴承的精度有E级(高级)、D级(精密级)、C级(特精 级)、B级(超精级)四种等级。
❖ 这就要求换刀时主轴必须准确停在某个径向位置上，保证 每次换刀时刀柄上的键槽对准主轴的端面键，为了满足主 轴准停这一功能要求而设置的装置称为主轴准停装置。
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8.2 数控机床的主传动系统
1-主轴；2-同步带；3-主轴电动机；4-永久磁铁；5-磁传感器
图8.16 电气控制式主轴准停装置
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8.2 数控机床的主传动系统
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8.2 数控机床的主传动系统
❖ 要求主轴部件的精度要高，包括运动精度和安装刀具或夹 持工件的夹具的定位精度，要求主轴部件结构刚度要好， 要有较好的抗振性及热稳定性，因此数控机床主轴部件在 结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具自动装夹、主轴 的定向停止等问题。
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8.2 数控机床的主传动系统
1.主轴轴承
13
8.2 数控机床的主传动系统
8.2.2 主传动类型
★ 数控机床主传动可以分为无级变速、分段无级变速两种 传动方式。 ★ 分段无级变速传动方式通常采用在无级变速电动机之后 串联机械有级变速，以满足数控机床要求的宽调速范围和转 矩特性，如图8.4（a）所示。 ★ 无级变速传动方式电动机本身的调速就能够满足要求， 不用齿轮变速，如图8.4（b）、（c）、（d）所示。
CA6140型车床主轴箱操纵机构及轴的毕业设计（可编辑）
摘要此次毕业设计要求综合的运用机械制图、机械设计、机械原理、机械制造技术、金属切削机床设计等相关知识对CA6140型卧式车床进行了传动设计,主要对其主轴箱的结构和传动原理进行深入的了解。
CA6140车床是我国设计制造的典型的卧式车床,在我国机械制造类行业中使用极为广泛。
近些年,虽然随着电子计算机的发展,数控技术和数控机床得到的较大的发展,但通过对普通车床的研究和设计,可以开阔我们的视野,增强我们的实践经验,加强我们自己动手的工作能力,巩固所学知识,在我们马上要走上工作岗位之际,对提高我们的专业素质有很大的帮助。
本次毕业设计的研究内容、方法、成果:1、通过绘制车床主轴箱操纵机构的装配图,进一步深入的了解了主轴箱的结构和其传动原理;2、通过运用机械原理和机械设计等知识对车床进给箱中的轴进行设计和校核;3、最后运用机械制图知识绘出CA6140型卧式车床主轴箱操纵机构,并运用AutoCAD制图软件绘制进给箱中的014轴,进一步熟练了CAD的使用。
关键词:CA6140型车床;主轴箱;传动系统;轴的设计;轴的绘制;ABSTRACTThe integrated design uses a mechanical drawing,mechanical design, mechanical principles, machinery manufacturing technology, Metal Cutting Machine design knowledge to CA6140 horizontal lathe design of the drive, Headstock mainly on the structure and box drive principle in-depth understanding. CA6140 lathe is the design and manufacture of a typical horizontal lathe. China's machinery manufacturing industries, is widely used. In recent years, although the development of electronic computers, technology and CNC machine tool CNC is the larger development, But through Lathe of research and design, broadening our horizons, enhance our practical experience, strengthen our own hands the ability to consolidate knowledge, we all got to go to work when to improve the professional quality of our great helpThe graduation of the study design, methods, results :1. Drawing spindle lathes me through manipulation of the assembly, further in-depth understanding of the structure of the spindle box and its drive principle2. Through the use of mechanical principles and mechanical design knowledge to design and check the shaft in lathe3. Finally the use of AutoCAD software rendering the machine spindle and operating mechanism , and the use of CAD to render the 014 shaft in lathe;Further skilled in the use ofCADKeywords : CA6140 lathe; Headstock; Transmission; Axis designs; Axis drawing.目录第一章绪论 11.1 毕业设计的目的及意义 11.2毕业设计的内容 11.3设计步骤 21.4设计时应注意的事项3第二章 CA6140型卧式车床的简介 42.1 CA6140车床的用途 42.2 CA6140车床的分类 52.3 CA6140工艺范围52.4 CA6140车床的布局 5第三章 CA6140型车床传动系统83.1车床传动路线及传动分析83.2 主轴箱的传动链 103.3 主轴箱的主要构造12第四章 CA6140型车床齿轮传动设计184.1分级变速传动链设计184.2动力计算224.3计算转速244.4机床的功率转矩特性24第五章 CA6140型卧式车床主轴箱结构设计265.1轴的设计及轴上零件的定位265.2 轴承、密封、润滑285.3齿轮305.4操纵机构315.5箱体34第六章 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核396.1轴的结构设计原则396.2轴的强度计算406.3轴的材料及选择416.4 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核45参考文献50致谢 51第一章绪论1.1 毕业设计的目的及意义毕业课题(论文)教学过程是实现本科培养目标要求的重要阶段,是基础理论学习深化与升华的重要环节,是全面检验学生综合素质与实践能力培养效果的主要手段,是学生毕业及学位资格认证的重要依据,是衡量高等学校教育质量和办学效益的重要评价内容。
第2章 数控铣床的组成及操作
第2章 数控铣床的组成及操作 章
图2.1 XK5025型数控铣床的布局图 1—底座 2—强电柜 3—变压器箱 4—垂直升降（Z轴）进给伺服电机 5—主轴变速手柄和 按钮板 6—床身 7—数控柜 8、11—保护开关（控制纵向行程硬限位） 9—挡铁（用于纵 向参考点设定） 10—操纵台 12—横向溜板 13—纵向（X轴）进给伺服电动机 14—横向 （Y轴）进给伺服电动机 15—升降台 16—纵向工作台
第2章 数控铣床的组成及操作 章
10.“主轴松开”按钮 在“手轮模式”和“JOG模式”下，用手抓住刀柄，按下主轴箱 上的此按钮，则主轴上的刀具被松开后可以取下，在重新装上 新刀具时只要再按下该按钮，刀具又被重新锁紧。 11.“循环启动”按钮 在“记忆模式”下按下此钮，程序将被启动，机床由程序控制 进行运动。此操作只能在程序调试好、对刀完成后才可进行， 否则容易打刀。 12.“进给保持”按钮 在按“循环启动”按钮将程序启动后，随时可以用此按钮来中 止程序的执行；若要继续执行该程序，再按一次“循环启动” 按钮，则“进给保持”灯熄灭，程序又接着往下执行。 14.指示灯说明 15.机床上方警示灯说明
（2）“MDI”方式下的自动运转。该方式适于由CRT/MDI操 作面板输入一个程序段，然后自动执行，操作步骤如下。 ①将方式选择开关置于“MDI”的位置。 ②按主功能的“PRGRM”键。 ③按“PAGE”键，使画面的左上角显示MDI，如图2.4所示。 ④由地址键、数字键输入指令或数据，按“INPUT”键确认。 ⑤按“START”键或操作面板上的“循环启动”键执行。
该机床由六个主要部分组成，即床身部分、铣头部分、 工作台部分、横向进给部分、升降台部分、冷却、润滑部分。
第2章 数控铣床的组成及操作 章
2.1.2 CRT/MDI操作面板的组成及操作方法 图2.2所示为FANபைடு நூலகம்C 0-MD系统的CRT/MDI操作面板，
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西南科技大学网络教育毕业设计（论文）题目名称：论数控铣床的主轴箱结构相关设计年级：层次：□本科□√专科学生学号：指导教师：学生姓名：技术职称：讲师学生专业：机电一体化技术学习中心名称：西南科技大学网络教育学院制毕业设计（论文）任务书题目名称论数控铣床的主轴箱结构相关设计题目性质□√真实题目□虚拟题目学生学号指导教师学生姓名专业名称机电一体化技术技术职称讲师学生层次学习中心名称年月日毕业设计（论文）内容与要求：1.设计部件名称：数控铣床的主轴箱2．运动设计：根据所给定的转速范围及变速级数，拟定机床主运动传动结构方案(包括传动结构式、转速分布图)和传动系统图，确定各传动副的传动比，计算齿轮的齿数，主轴实际转速及与标准转速的相对误差。
3.根据数控铣床中的重要部件，做出电路图。
4．动力计算：选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如皮带、齿轮、主轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。
5．结构设计进行主传动系统的轴系、变速机构、主轴组件等的布置和设计并绘制展开图、剖面图、主要零件工作图。
毕业设计领导小组负责人：（签字）年月日毕业设计（论文）成绩考核表2、论文评阅教师评语4、毕业设计领导小组推优评语摘要数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术是用数字化信号对机床运动极其加工过程进行控制的一种方法,随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。
数控机床是装有程序控制系统的机床。
该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。
数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业的渗透形成的机电一体化产品，起技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感技术；(6)软件技术等。
计算机对传统机械业的渗透，完全改变了制造业。
制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业，具有广阔的发展天地。
数控机床就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。
通过控制介质数字信息送入专用区域通用的计算机。
计算机对输入的信息进行处理，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。
关键词：机械设计；主轴；数控系统。
ABSTRACTHave already measured a national machine the important of level manufacture industry the making along with the bad of fast and fierce development, few machine of science technique.The numerical control engine bed is the numerical control system as representative’s new technology the tradition machine manufacture industry some companies also have own mailing, It’s technical scope duplicate Ge Henduo domain (1) machine manufacture technology;(2) information processing, processing, transmission technology; (3) automatic control technology ;(4) the serve actuates the computer to the tradition machine manufacture industry .（5）The manufacturing industry. (6)The manufacturing industry . The manufacturing industry is not only become the industrialization the symbol, moreover as a result of the information technology seepage.Cause the manufacturing industry just like the sunrise industry to the have the broad development world.At the same time, in order to satisfy the modern industry the multiversity the small batch auto-mobile production, the urgent need nimble, is general, can adapt to the product, trequent change numerical control engine bedThe numerical control engine bed is between each kind of operation and the stop as well as the cutting tool and the work piece relative, displacement quantity, which needs the processing of all uses digitized the code to indicate that sends in through the control medium the numerical information special-purpose or the general computer.The computer carried on to the input information processing and the engine bed the seno-system of other functional elements, cause work-piece, which the engine bed automatically processes needs.Key Ward:：mechanical design; CNC milling; spindle; CNC system。
目录引言 (1)第一章数控铣床的介绍 (2)1.1 数控铣床的组成 (2)1.2 数控铣床的工作原理 (3)1.3数控铣床加工的特点 (3)第二章数控铣床主传动系统的配置方式 (4)第三章主要设计零件的计算和验算 (5)3.1轴承的选择和轴承的精度 (5)3.2主轴箱体的计算 (5)3.2.1主轴材料的选择及尺寸、参数的计算 (5)3.2.2主轴箱体的截面形状和壁厚计算 (8)3.2.4 轴承寿命校核 (8)3.3碟形弹簧的计算 (9)3.3.1 碟形弹簧的特点 (9)3.3.2碟形弹簧的强压处理 (10)3.3.3 表面强化处理和防腐处理 (10)第四章数控铣床主轴箱设计 (12)4.1 数控铣床的主轴箱 (12)4. 2 主轴箱传动系统 (12)4.3 获取原始数据 (13)第五章控车床主轴变速电路的改进设计 (13)5.1数控铣床电气控制 (13)5.1.1 动力电路 (14)5.1.2电源控制线路 (15)5.1.3交直流控制线路 (15)5.2主轴电动机控制 (17)5.3冷却电动机控制 (17)第6章液压缸及密封件设计 (17)6.1封件的作用及其意义 (17)6.2压缸各部分的结构及主要尺寸的确定 (18)6.3强度校核 (18)6.4 密封的分类及密封件的材料要求 (19)6.5 防尘圈的设计要求 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)引言数控技术，简称数控（Numerical Control）。
它是利用数字化信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。
用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控机床（NC）。
数控技术包括：数控装置，可编程控制器，主轴驱动及进给装置等部分。
数控机床是机、电、液、气、光，高度一体的产品。
要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。
例如，进给速度，主轴转速，主轴正反转，换刀，冷却液的开／关等。
这些信息按一定的格式形成加工文件存放在信息载体上，然后由机床上数控系统读入，通过对其译码，从而使机床动作和加工零件。
在机械加工工业中大批量零件的生产宜采用专用机床或自动化生产线。
对于小批量产品的生产过程中产品品种的变换频繁批量小，加工方法的区别大，宜采用数控机床。
随零件复杂程序和零件批量的变化，通用机床，普通机床和数控机床的动用情况。
当零件不太复杂，生产批量较小时，宜采用通用机床；当生产批量大时宜采用专用机床；而当零件复杂程度较高时，宜采用数控机床。
这是由数控机床的特点决定的。
加工零件的适应性，灵活性好。
数控机床能完成很多普通机床难以胜任，或者根本不可能加工出来的复杂型面的零件，这是由于数控机床具有多坐标轴联动功能，并可按零件加工的要求变换加工程序。
因此，数控机床在航空航天等领域获得广泛的应用。
控机床可以获得较高的加工精度，加工质量稳定。
数控机床的传动件，特别是滚珠丝杠精度很高。
机床导轨采用滚动导轨或粘接有摩擦系数很小的合成塑料，因而减少了摩擦阻力，消除了低速爬行。
闭环、半闭环伺复系统，装有精度很高的位置检测元件，并随时把位置误差反馈给控制系统，使之能够及时进行误差校正。
数控机床的一切操作都是由程序装配的，没有人为干扰，因而加工质量稳定。
数控技术的发展，对我国国民经济的发展起着巨大的作用，特别是对我国要机械制造工业的现代化起到至关重要的作用。
为此，我们要加大数控机床的研究和探讨，把三坐标铣床主轴设计作为我的毕业设计，也是对我大学期间学习成果的一次全方位的检验。
第一章数控铣床的介绍1.1 数控铣床的组成数控铣床的基本组成见图 1.1，它由床身、立柱、主轴箱、工作台、滑鞍、滚珠丝杠、伺服电机、伺服装置、数控系统等组成。
床身用于支撑和连接机床各部件。
主轴箱用于安装主轴。
主轴下端的锥孔用于安装铣刀。
当主轴箱内的主轴电机驱动主轴旋转时，铣刀能够切削工件。
主轴箱还可沿立柱上的导轨在Z 向移动，使刀具上升或下降。
工作台用于安装工件或夹具。
工作台可沿滑鞍上的导轨在X 向移动，滑鞍可沿床身上的导轨在Y 向移动，从而实现工件在X和Y 向的移动。