车铣复合机床设计
车铣复合机床设计方案的研究与探讨
车铣复合机床设计方案的研究与探讨摘要现代制造业中，车铣复合机床具有重要的地位，本文就针对特殊螺杆的加工，对数控机床改造为车铣复合机床进行设计，同时分析了设计方案的特点。
通过设备改造提高了数控机床的加工能力，扩展了数控机床的加工范围，减少了设备更新费用。
关键词车铣复合机床；设计；大螺距偏心曲面螺杆1 车铣复合加工的优点1）车铣加工时，刀具进行间断性切削，对于任何材料形成的工件都能够得到比较短的切削，易于自动除屑。
并且间断切削能够让刀具有充分的时间冷却，减少工件的热变形，还能够提高刀具的使用寿命。
2）与传统的数控机床相比，车铣加工的转速较高，切削的产品质量较好，并且降低了切削力，提高薄壁杆件和细长杆件的精度，工件成型质量高。
3）由于切削的速度可以分解为工件的旋转速度和刀具的回转速度，根据力学特点，可以在提高刀具的回转速度，降低工件的旋转速度也能达到同样的加工效果，这个特点对于大型锻件毛坯加工特别有效，因为锻件毛坯速度降低可以消除工件偏心而引起的震动或径向切削力的周期变化，从而保证工件的切削平稳，减少工件加工出现的误差。
4）车铣复合机床在对工件加工时，工件的转速低可以有效降低工件的离心力，避免工件出现变形，有利于提高零件的加工精度。
5）车铣加工中使用较大的纵向给进也可以得到精确的切割，表面粗糙度也可以得到有效保证6）车铣复合机床可以采用车、铣、钻、镗等不同方法实现工件的加工，工件也能够一次装夹而完成多面加工任务，保证加工精度。
2 大螺距偏心曲面螺杆的形成原理及特点1）螺杆偏心曲面的形成原理。
大螺杆偏心曲面螺杆是一类细长杆件，其螺距比较大，螺旋面在1个定螺距下，具有两个中心：工件绕其轴心形成回转中心；铣削工具的回转中心。
2个中心有1个恒定的偏心距离，并且它们都围绕各自的圆心独立运动，同时，动点又在设定螺距下面进行复合运动，最终形成结构复杂的曲面，这类曲面可以看作是偏心曲面，螺杆偏心曲面部分的形状为麻花状，其形成原理为对于螺杆整个长度上，螺距一定，而在每一个螺距上，所有相邻的直径都相同，并且按照一定规律逐步偏移形成一系列圆的集合，过渡自然，形成的曲面光滑。
车铣复合机床的制作方法
车铣复合机床的制作方法下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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卧式车铣复合机床数控系统的研发和精度检测
卧式车铣复合机床数控系统的研发和精度检测卧式车铣复合机床是一种集车削和铣削功能于一体的数控机床，其研发和精度检测是数控机床领域的重要研究方向，对于提高机床的加工效率和加工精度具有重要意义。
一、卧式车铣复合机床数控系统的研发卧式车铣复合机床的数控系统是实现整个机床运行控制和加工程序控制的核心部件，其研发涉及控制系统软硬件的设计和开发、运动控制算法的优化等方面。
1. 控制系统硬件设计与开发：卧式车铣复合机床的数控系统硬件设计与开发包括选择适用的工控机、选用合适的控制卡和驱动器等，以实现对机床各轴的运动控制和信号采集。
2. 控制系统软件设计与开发：控制系统软件的设计与开发是卧式车铣复合机床数控系统研发的关键环节，包括开发运动控制算法、自动编程、用户交互界面等。
运动控制算法的优化可以提高机床的定位精度和运动平滑度，而自动编程和用户交互界面的设计则可以提高机床的操作便捷性和效率。
3. 运动控制算法的优化：为了提高卧式车铣复合机床的加工精度，需要对运动控制算法进行优化，减小运动误差和震动。
运动控制算法优化的关键在于减小加工过程中的路径误差和实现快速且平滑的轨迹规划。
常用的优化算法包括PID控制、自适应控制、模糊控制等。
二、卧式车铣复合机床的精度检测卧式车铣复合机床的精度检测是为了验证机床在设计要求范围内的精度指标，包括位置精度、重复定位精度、线度精度、圆度精度等。
精度检测包括机床自身的精度检测和零件加工后的精度检测。
1. 机床自身精度检测：机床自身的精度检测主要包括加工台面平面度、立柱垂直度、主轴定位精度、主轴振动等。
这些指标的检测可以通过量具和测量仪器进行，如平面度仪、激光测量仪等。
2. 零件加工后精度检测：在零件加工过程中，需要检测其位置精度、重复定位精度、线度精度、圆度精度等。
这些指标的检测一般通过三坐标测量机进行，通过与设计图纸进行对比，从而评估加工精度是否符合要求。
三、结语卧式车铣复合机床的数控系统研发和精度检测是机床领域的重要研究方向。
卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计简介
卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计专业：机械设计制造及其自动化机电一体化学号：11010218 姓名：魏明指导教师：刘洪芹讲师王宝明副教授中文摘要本次设计的题目是“卧式车铣复合加工机床总体结构及铣削动力头设计”，包括总体方案的比较与制定、铣削动力头部件设计、铣削动力头关键零部件设计、控制电路设计、相关机械部件的校核设计等。
其中铣削动力头部件及其零部件的设计是核心内容，主要包括：变频调速电动机的选择、同步带的选择及设计、轴承的选择及计算、各零部件的工程图的绘制。
关键词：卧式车铣复合加工机床;铣削动力头;变频调速电机;轴承;同步带AbstractThe project topic is "The design of Horizontal lathe milling machine tool ’s over all stru- cture and Milling power head", including the comparison with the overall pr- ogram develop- ment, the design of Milling power head, the design of the important p -arts of Milling power head , control circuit design, mechanical components related to checking design. One the Milling power head and the design of key parts is the co- re content, including: the choice of frequency conversion motor,the synchronous belt selection and design, bearing selection and calculation,and drawing engineering chart of key parts.Key words：Horizontal lathe milling machine tool Milling power head Frequency conversion motor Bearing Synchronous bell第一章概述车铣复合加工不是单纯的将车削和铣削两种加工手段合并到一台机床上, 而是利用车铣合成运动来完成各类表面的加工, 是在当今数控技术得到较大发展的条件下产生的一种新的切削理论和切削技术。
数控机床技术：车铣复合中心机床结构设计
数控机床技术：车铣复合中心机床结构设计简介车床是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。
在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。
现有技术的车床存在以下几个问题：1、车床的主轴部件导轨水平设置，造成车床的整体的高度和宽度太大，体积大的车床安装和运输占用空间大，刚性也不好，且不利于排屑。
2、主轴电机为线圈定子的结构，存在耗电大、功率低、冷却差的问题。
3、驱动部件当冷热不均匀时，丝杆轴向的伸缩不一样，冬天温度低的时候伸缩小，夏天温度高的时候伸缩大，造成加工精度不一致。
车铣复合中心机床结构设计车床所处的空间坐标系的X轴、Y轴、Z轴设定如下：以正面来看，X轴水平摆放，指向左右方向；Y轴水平摆放，指向前后方向；Z 轴竖直摆放，指向上下方向。
设置有车床包括床身1、主轴部件2、刀座部件18、导轨部件和驱动部件。
导轨部件包括主轴部件导轨17、下移动座导轨22、上移动座导轨23和刀座导轨24。
刀座部件18包括下移动座19、上移动座20和刀座21。
替换高清大图主轴部件2包括主轴箱3、主轴电机和主轴座16，主轴电机包括定子组件和转子组件。
主轴电机安装在主轴箱3上。
定子组件包括定子5、轴承6、永磁体7和密封圈10。
定子5的外表面上开有密封槽8和冷却槽9。
冷却槽9为螺旋形，环绕定子5的外表面，冷却效果好。
密封槽8设置在冷却槽9的前后两端。
密封圈10安装在密封槽8上。
轴承6的外圈和永磁体7固定在定子5内，轴承6设置在永磁体7的前后两端。
转子组件包括转子11和钢片12。
钢片12固定套装在转子11的外表面上。
转子组件转动安装在定子组件内。
转子11的两端转动安装在轴承6的内圈上。
钢片12转动设置在永磁体7内，通过钢片12和永磁体7的配合使得主轴转动，耗电小、功率高。
定子组件固定在主轴箱3内。
密封圈10与主轴箱3接触，将冷却槽9的前后两端密封住，防止冷却油泄露。
主轴箱3上开有冷却油入口13和冷却油出口14。
毕业设计---卧式车铣复合加工中心主轴自动卡盘设计[管理资料]
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目录毕业设计任务-----------------------------------------2 中文摘要，中文关键字---------------------------------5 英文摘要，英文关键字---------------------------------6 第一章卧式车铣复合加工中心发展概述----------------7 第二章总体方案设计-------------------------------12 第三章自动卡盘的设计与计算-----------------------16 第四章电气控制原理图的设计-----------------------36 参考文献--------------------------------------------46 外文原文--------------------------------------------48 外文翻译--------------------------------------------59 致谢------------------------------------------------75毕业设计任务书题目2：卧式车铣复合加工中心主轴自动卡盘设计学生姓名：XXX 班级：XXX 学号：XXX题目类型：工程设计指导教师：XXX 教授一、设计参数1、机床具有数控车削和铣削复合加工功能，可实现直径Φ800—1250mm、长度为1500—3000mm大型精密零件的数控车削和铣削加工。
同时具有双刀架、自动对刀、自动换刀功能。
2、机床主轴（C轴）驱动采用交流变频调速电机—皮带轮—主轴的传动方式主轴电机调速范围≥3000rpm自动主轴卡盘3、机床圆工作台（B轴）驱动采用伺服电机—蜗轮副—圆工作台的传动方式进给脉冲当量≤°切削进给速度≤10rpm4、机床X、Y、Z直线位移坐标进给移动导轨采用滚动导轨（贴塑）或燕尾导轨进给驱动采用伺服电机--（齿轮）同步带—滚珠丝杠副—工作台/主轴单元的传动方式进给脉冲当量≤切削进给速度≤2000mm/min快速进给速度≤5000mm/min5、吃刀深度≤4mm6、动力刀具最高转速≥8000rpm二、设计内容及要求设计内容根据任务书给定的主要设计参数和技术指标，完成以下设计任务：1、总体方案设计包括：前立柱与主轴单元、工作台与两轴转台、尾架、床身、控制系统电控柜的外型结构及整机总体布局；2、主轴自动卡盘设计；3、主轴自动卡盘关键零件设计；4、控制电路设计（包括辅助电路及操作系统）；5、相关机械部件的校核设计。
车铣复合加工中心毕业设计方案
广泛应用于航空航天、汽车制造 、模具制造、能源装备等领域， 适用于复杂零件的高效、高精度 加工。
车铣复合加工中心的发展趋势
高速化
随着切削速度的提高，车铣复合加工 中心将向更高速度、更高效率的方向 发展。
智能化
采用环保材料、节能技术等措施，降 低车铣复合加工中心的能耗和排放， 实现绿色制造。
高精度化
关键技术与创新点
关键技术
重点解决车铣复合加工中心在高速、高精度加工过程中的关 键技术问题，如热误差补偿、动态性能优化、高精度传动等 。
创新点
提出具有自主知识产权的创新性设计，如新型主轴结构、高 性能直线电机驱动技术等，提升车铣复合加工中心的加工效 率和精度。
04
机械系统设计
主轴箱设计
主轴结构
采用高性能电主轴，具有高转速、高精度和低振动等特点。
设计目标与要求
设计要求 实现多轴联动控制，提高加工精度和效率。
优化机床结构，降低振动和噪音。
设计目标与要求
01
选用高性能切削刀具， 提高切削效率。
02
集成自动化上下料系统 ，提高生产效率。
03
完善安全防护措施，确 保操作安全。
设计流程与步骤
需求分析
明确设计任务和目标，收集相关资料，进行 需求分析。
随着制造技术的不断进步，车铣复合 加工中心的加工精度将不断提高，满 足更高精度的加工需求。
绿色化
引入人工智能、大数据等先进技术， 实现车铣复合加工中心的智能化、自 动化生产。
03
毕业设计方案总体设计
设计思路与方案选择
设计思路
基于车铣复合加工中心的加工需求， 结合现有技术和资源条件，提出一种 高效、高精度、高稳定性的设计方案 。
数控车铣复合编程实例
数控车铣复合编程实例一、引言数控车铣复合编程是现代制造业中常用的一种加工方式，它可以在同一台机床上完成车削和铣削等多种加工工艺，提高了加工效率和精度。
本文将以一个实例为例，详细介绍数控车铣复合编程的实现方法和注意事项。
二、实例介绍假设我们要加工一件零件，它需要进行以下几个工序：1. 首先，在该零件上面进行面铣；2. 然后，在该零件上进行径向孔的钻孔；3. 接着，在该零件上进行挖槽；4. 最后，在该零件上进行车削。
三、程序设计1. 面铣程序设计（1）首先设置坐标系，确定机床原点；（2）然后设置刀具半径，并选择铣刀；（3）接着设置切削速度、进给速度、切削深度等参数；（4）最后编写面铣程序。
2. 钻孔程序设计（1）首先设置坐标系，确定机床原点；（2）然后选择钻头并设置钻头直径、进给速度等参数；（3）接着编写钻孔程序。
3. 挖槽程序设计（1）首先设置坐标系，确定机床原点；（2）然后选择铣刀并设置刀具半径、进给速度等参数；（3）接着编写挖槽程序。
4. 车削程序设计（1）首先设置坐标系，确定机床原点；（2）然后选择车刀并设置车刀直径、进给速度等参数；（3）接着编写车削程序。
四、注意事项1. 在进行复合加工时，需要对每个工序的坐标系进行设置，以确保加工精度；2. 在进行挖槽时，需要注意铣刀的形状和尺寸，以避免出现过深或过浅的情况；3. 在进行车削时，需要注意车刀的选择和安装位置，并根据零件的尺寸和形状进行合理的进给速度和切削深度设定。
五、总结数控车铣复合编程是一种高效、精准的加工方式，在现代制造业中得到了广泛应用。
通过以上实例介绍和程序设计方法，相信读者们已经对数控车铣复合编程有了更深入的了解。
在实际应用中，我们还需要根据具体情况进行灵活调整和优化，并不断提高自身的编程技能和加工经验。
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摘要复合机床己成为机床产品发展趋势之一，作为机床中占有相当比重的车床与铣床如果能够结合起来，无疑将大大提高机床的加工范围和工作效率，提高加工精度等等。
自上个世纪车铣复合加工机床诞生以来，这类机床得到了飞速的发展并得到了广泛的应用。
本文设计了一种通用型数控五轴联动车铣复合加工机床，并完成了对XYZ进给系统的PRO-E三维建模。
机床车削主轴采用主轴电机直联联轴器的方式，通过一级变速驱动主轴。
铣削主轴采用电主轴直接驱动使其具有较强的铣削加工能力和很好的可控制性。
它的铣削部分可实现X、Y、Z三个方向直线进给以及A、C两个摆角转动的联动，同时铣削电主轴采用HSK-A63刀柄自动装夹系统，从而既可以装夹车刀进行车削，也可以装夹铣刀进行铣削。
X，Y进给系统采用直线电机进给，Z轴进给采用滚珠丝杠。
A、C双摆铣头采用内装力矩电机驱动。
关键词数控；车铣复合机床；五轴联动Multiple machine tools have been becoming a tendency. As the two important kinds ofMachine tool，if the turning machine and the milling machine can be joined, it must be helpful for a machine tool to broaden the range of work., raise the availability , improve the working accuracy, and so on.This paper designed a universal NC Five-axis turn-mill machine tools, And completed the machine PRO-E 3D modeling.Turning Spindle of the machine tool use a spindle motor to drive the belt directly. Because the turning spindle is also a C-axis with precision, it can provide an accurate angle for milling. The milling principal axis is an electricity principal axis，so it has stronger milling process capability and good controllability. Its milling system can carry out X, Y and Z three directions of allied move, the milling principal axis can also carry out to move with uniting of milling principal axis at the same time. thus the machine has more complicated process capability out of the simple turning and milling . The carry system adopts servo dynamo to directly drive silk Gang. In this way it wipe - out the c hange of the drive compares’ impact to the accuracy.Keywords NC; turn-mill machine; Five-axis目录摘要 (1)Abstract (1)第一章绪论 (1)1.1车铣复合加工机床的发展 (1)1.2车铣复合加工机床特点及其发展 (3)第二章机床设计方案分析及确定 (4)2.1机床整体布局方案分析及确定 (4)2.2进给系统方案分析及确定 (5)2.2.1伺服进给系统的基本要求 (5)2.2.2进给伺服系统的设计要求 (6)2.2.3驱动方案分析及确定 (7)2.2.4传动方案分析及确定 (7)2.3车削主轴系统方案分析及确定 (9)2.4铣削主轴系统方案分析及确定 (9)第三章车削主轴系统设计 (11)3.1主轴电机的选择 (11)3.1.1主轴电机初选 (11)3.1.2主轴电机功率校核 (11)3.2主轴尺寸选择 (12)3.3车削力计算 (13)第四章铣削主轴系统设计 (15)4.1铣削力及铣削功率计算 (15)4.2电主轴的选择 (16)第五章进给系统设计 (18)5.1X、Y方向进给系统设计 (18)5.2 Z方向进给系统设计 (20)第六章双摆铣头设计 (23)6.1双摆铣头结构设计 (23)6.2内装力矩电机选择 (23)第七章测量及限位装置的选择 (24)7.1光栅尺的选择 (24)7.2限位器的选择 (25)结论 (26)参考文献 (27)附录1 (30)附录2 (38)附录3 (47)第一章绪论1.1车铣复合加工机床的发展车铣复合技术是20世纪90年代发展起来的复合加工技术，是一种在传统机械设计技术和精密制造技术基础上，集成了现代先进控制技术、精密测量技术和CAD/CAM应用技术的先进机械加工技术。
这种加工技术的实质是一种基于现代科技技术和现代工业技术的工艺创新并引发相关产业工艺进步和产品质量提升的新技术。
进入21世纪以来，五轴车铣中心发展非常迅速，不仅规格齐全，在硬件功能上十分完善，且软件功能也十分强大，如WFL的M系列和MAZAK的E-H系列等。
在规格上，WFL的M系列从M30到M150，共有7个规格系列，基本上涵盖了直径从300mm到1500mm，长度最长到6500mm的所有工件，而MAZAK的E-H系列则基本上覆盖了车削直径从610mm到920mm的中型规格工件。
在硬件功能上，除了标准的功能模块配置外，还有一些可选模块。
如WFL的M系列可选模块有辅助周模块、下刀塔模块、长镗刀杆模块和对刀尖的ATC更换模块、带径向自动进给的镗刀杆模块、角度头模块。
而MAZAK的E-H系列的可选模块有副主轴模块、下刀塔模块、长镗刀杆模块和对其刀尖的ATC更换模块。
在软件功能上，都具备在线检测功能、刀具在线实时监控及适合控制功能、自动对刀功能、温度补偿功能、CAD/CAM自动编程功能等。
目前，最先进的五轴车铣加工中心出了可以进行车、铣、钻、镗、攻丝等加工外，还可以进行镗型腔、钻深孔、滚齿、铣叶片以及进行磨削加工和工件的在线测量，实现各种误差补偿、刀具在线监控和适应控制等。
然而同样的设计理念，在众多的生产厂家中，所走的路线却各不相同，各有各的特点，产品的应用场合也有较大区别。
主要分为两大流派。
一个是欧式风格，以WFL、NILES、沈阳数控为代表，一个是以DMG、MAZAK为代表的日式风格。
两种流派的机床设计在考虑车铣效率时，实现的手段是不一样的，日式车铣复合加工中心是以高速、小切深、大进给为基础来确定机床的参数的，利用了刀具的上线切削速度，适合于模具圆角和材料较软的被加工零件切削。
欧式车铣复合加工中心是以重切削为条件，即大切深、大进给、高线速度来确定机床参数的。
两种高效切削方式实现方法明显不一样。
以高速为基础的方式实现高效，从经济上考虑，刀具寿命低，零件制造成本相对提高；以重切削为基础设计的机床，刚性好，刀具使用中高转速寿命长，经济性好。
目前机械式动力主轴转速已达9000r/min，有效地解决了小圆角切削线速度低的问题。
图1-1DMG数控加工中心1.2车铣复合加工机床特点及其发展车铣复合机床拥有如下优点：1、高精度：避免了工序分散的人为、机床误差；2、高效率：有效减少了生产准备时间，提高了机床使用率；3、减小成本：可实现双主轴同时工作，减少了机床数，从而更易于规划生产，节省了投资成本和车间面积。
正是由于车铣复合加工机床所具有的如此之多的优点，更重要的是这些优点都符合现代金属加工行业对高效率、高利润、低成本加工方式的需求。
所以车铣加工机床的发展必然会在市场的推动下走上更高的层次。
综合现在车铣复合机床的发展现状及市场对这类机床的性能要求我们不难发现车铣复合加工机床的发展放向。
1、以现有机床为基础的改进型车铣复合机床，以较低成本获得相对较高的企业效益。
对原CK0630数控车床进行改造，使其由一个普通的数控车床通过相对低的投入转化为一个具有车、铣双重功能的复合机床。
在未来几年甚至一二十年内相信这类机床会在一定范围内备受青睐。
2、车铣复合机床将朝着更大工艺范围、更高效率、大型化以及模块化发展。
而且极有可能与其他加工方式进行更高层次的复合，从而形成新一代功能更强大加工精度更高的复合机床。
预计主轴转速将达到40000r/min，最大进给速度120m/ min，最大加速度3m/s2。
在另一方面，这种机床也会朝着小型、微型化发展，以满足微型零件加工的要求。
第二章机床设计方案分析及确定2.1机床整体布局方案分析及确定采用传统的龙门式五轴加工中心布局，3D预览图如下图2-1 龙门式布局该方案的优点在于：龙门式联动机床的移动质量降低到了极限，尤其适合于大型工件的加工。
独特的机身构造使加工中产生的震动减小到最低，因此保证了最高的尺寸精度、最佳的表面质量和最大的切削效率。
通过装夹HSK-A63刀柄的自动换刀电主轴，既可装夹车刀进行车削，又可装夹铣刀进行铣削，避免二次装夹带来的精度损失2.2进给系统方案分析及确定2.2.1 伺服进给系统的基本要求带有数字调节的进给驱动系统都属于伺服系统。
进给伺服系统不仅是数控机床的一个重要组成部分，也是数控机床区别于一般机床的一个特殊部分。
数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为：定位精度要高；跟踪指令信号的响应要快；系统的稳定性要好。
(1) 稳定性：所谓稳定的系统，即系统在输入量改变、启动状态或外界干扰作用下，其输出量经过几次衰减振荡后，能够迅速的稳定在新的或原有的平衡状态下。
它是进给伺服系统能够正常工作的基本条件。
它包含绝对稳定性和相对稳定性(稳定裕度)。
进给伺服系统的稳定性和系统的惯性、刚度、阻尼以及系统增益都有关系。
适当的选择系统的机械参数( 主要有阻尼、刚度、谐振频率和失动量等 )和电气参数，并使它们达到最佳匹配，是进给伺服系统设计的目标之一。
(2) 精度：所谓进给伺服系统的精度是指系统的输出量复现输入量的精确程度(偏差)，即准确性。
它包含动态误差，即瞬态过程出现的偏差；稳态误差，即瞬态过程结束后，系统存在的偏差；静态误差，即元件误差和干扰误差。