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1、 镗床主轴系统三维设计和运动分析镗床主轴系统三维设计和运动分析摘要：随着当前科学技术的飞速发展，各种机床也在逐步的变化之中。镗床是通过镗刀对弓箭已有与指控进行镗削的机床。是当前工业生产中的主要设备之一。本文是应用三维软件 ug 对镗床主轴系统进行零件实体设计和运动分析的研究。通过虚拟设计的方法和相关数据的分析以及研究，得到更多的设计制造或者优化设计的信息数据资料。通过镗床主轴系统三维设计和运动分析来对当前镗床发展的趋向和设计过程进行阐述。关键词：双主轴由于军用的需要，镗床在工业发展过程中一直都处在领先的地位。在近代社会发展的过程中，随着计算机技术的飞速发展和各种信息技术的逐步应用，镗床也逐步出
2、现了跨越式发展过程。镗床的功能越来越强大更多的人青睐于采用有限单元法来研究机床主轴系统的动态性能。随着数控技术的出现，镗床主轴振动也开始了智能化控制古城，通过限制机床加工质量来提高生产效率。镗床主轴系统是在三向同频率简谐力的激励下振动，而与激振力密切相关的主轴滚动轴承的刚度又不是一个定值，而是载荷的函数它随载荷的增加而增长。为了能够更好的实现国产镗床的生产效率和生产质量问题，完善新机型和缩短产品开发周期是当前镗床设计和制造的主要任务。所以通过对数控镗床主轴系统动态特性分析 以便为其动态性能的进一步优化提供基础。一、三维设计已广泛应用在镗床主轴设计中目前国内机械产品的研发正逐步由以 autoca
3、d 为代表的二维绘图软件转向以 ug 为代表的三维设计软件。组合机床主轴三维 cad系统选择三维设计软件 ug 为软件开发平台，采用了 ug/open api接口，visual 编译环境，windows 2000/xp 操作系统，利用 ug 快速、灵活、方便的三维参数化造型功能，保证系统顺利进行设计，三维是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础，是培育创新型人才的重要手段。在当前三维设计作品制造业全球化协作分工的大背景下，我国企业广泛、深入应用三维设计技术、院校加大三维创新设计方面的教育，已是大势所趋。三维技术普及化是必然的趋势，三维培训必须全面铺开。1.机床主轴系统通常采用一根动力轴带
4、动多根主轴的工作方式，由于各传动轴必须在有限的箱体空间内得到适宜的分布位置并避免干涉，且各轴的设计又必须保证其转速、转向、强度和刚度，因此多轴箱设计难度大、周期长，往往成为组合机床设计的瓶颈，改变这一局面的措施是采用计算机辅助模块化设计。模块化设计是一种标准化、组合化设计，它不是面向某一具体产品，而是面向某一类产品系统以至有相似功能的相邻产品系统，它不必对每种产品施以单独设计，而是精心设计出多种模块，用巧妙、灵活而多变的方式组合出多样化的产品。为此，我们开发了支持模块化设计的组合机床 cad 系统，将 cad 技术和模块化设计方法用于组合机床多轴箱的设计，不仅可以缩短多轴箱的设计和制造周期，降
5、低成本，而且有助于保证多轴箱的质量，增强企业的竞争能力。2.模块是产品、自然物或其混合物中，具有特定功能的基本单元，它具有标准化、系列化、互换性等特点。模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的需求。在进行多轴箱模块化设计时，首先要把多轴箱划分成若干模块，由于多轴箱的具体结构取决于被加工零件的具体要求，如孔的数量、形状、分布位置以及被加工零件的数量等，因此它不属于通用件。但通过对多轴箱的组成零件进行分类，可以实现多轴箱零件的通用化，例如，多轴箱的箱体和前后盖是按轮廓
6、尺寸和外形分类的;主轴按照用途分类，分为钻孔类、镗孔类、攻丝类等;齿轮则按照模数、齿数和孔径分类等，利用这些通用化的零件可以配置成各种不同结构形式的多轴箱。二、镗床株主轴系统特点及注意事项在镗床的施工过程中，主轴是加工产品的主要运输方式，是对将产品运进机床的辅助设备之一。因此在让床的设计过程中，主轴设计是其设计的重点。在机床的设计工作中，需要用到电主轴时，一般可以通过两种途径来获得电主轴：是通过数据控制系统来对镗床中的各个部件进行系统性的控制方法。其二是通过向其他商场直接购买成品电主轴，这样子的做法容易产生成本的浪费并且由于主轴与镗床型号的部队称等造成外观和施工效率中的影响。本机床采用第一种方
7、案，电主轴(右主轴箱)自行开发设计这样不仅可以使成本大为降低，同时还能满足机床的整体布局要求。因机床数控系统采用 s 主 emens 840d，因此具体结构采用德国 lph2 型电主轴，将其与主轴箱、主轴等零件组装在一起。通过转子与主轴的过盈配合，使动力直接作用在丰轴上。2.在电主轴设计和制造过程中，需要解决两个技术难题，一是电主轴的动平衡问题，二是电主轴的发热问题。由力学原理可知，当电主轴运转过程中，其微小的不平衡量，都产生很大的离心力，造成机床的振动，使得加工精度和表面质量受到严重的影响。对电动主轴进行严格的动平衡变得十分必要。主轴及其部件的加工、装配和调校工作都得十分精密，这样才能使主轴
8、组件动平衡精度达到 03 级以上的水平。3.在设计多轴箱箱体时，要求用户选择多轴箱类型，多轴箱类型分为卧式和立式两种，其区别在于前盖的厚度，然后选择箱体尺寸，在主控程序中，提供了所有多轴箱的箱体尺寸，避免了查表，便于选择标准化多轴箱。4.在设计电主轴时，要采取必要的措施，来保证主轴的动平衡，通过平衡环的设计达到这一效果。在一定方位上，转动平衡螺钟，并调整其深度，知道达到平衡精度，达到平衡精度后，利用氧化树脂将其固定。在采取必要措施的同时，还必须严格遵守结构对称性原则机床主轴与电动机转子之闻扭矩的传递要通过过盈配合来实现，按照过盈量来计算所传递的扭矩，其值有时高达00701lmm。在电主轴的内部
9、装由电动机，这就使得电动机的散热成为一项亟待解决的难题，因电动机与主轴装在一起，电动机所散发的热量会直接影响轴承的工作精度，如果这个问题解决的不好，会降低机床的可靠性。为了解决这一问题，本机床设计了一套外循环水冷冷却系统。我们将带螺旋槽的冷却套套在主电动机定子的外，当机床工作时，在螺旋槽中连续流动冷却水会将主轴电机所产生的热量及时、迅速地带走。通过计算主电动机的发热量，确定冷却水的流量。三、结语本文结合镗床在组合的过程中对主轴多种选择和设计的总体要求和方案进行讨论和分析，利用各种先进的理念和科学技术对镗床设计进行分析。划分并设计了多轴箱的功能模块，在三维软件ug 平台上，利用多轴箱模板的三位参数母性来取代传统的设计方案和设计方法。使得设计直观命了，有利于提高设计质量。缩短多轴箱的设计和制造周期，降低成本，而且有助于保证主轴系统的质量，增强企业的竞争能力。
