数控管车床主轴箱传动轴设计修改

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1、摘 要随着科学技术的不断发展，机械加工过程中自动化程度越来越高，其中数控机床的普遍使用对自动化起着主导的作用。数控机床是指采用计算机控制能够进行自动加工的机床设备.数控机床在计算机控制系统的控制下按照一定的加工指令控制主轴系统、进给系统和刀具库系统、冷却系统等辅助设备的工作。下面我们简单介绍数控技术在我们国家的情况，并对QKA1212数控管螺纹车床主轴箱传动部分进行设计。关键词：凸轮机构、高副、自动化 AbstractCam is a widely used in a variety of automated machinery, apparatus and control devices t

2、o manipulate the mechanical parts. Cam has been the reason why such a wide range of applications, mainly due to a variety of cam mechanism can be achieved sports complex requirements, but also the structure of simple, compact. Cam cam can be a continuous rotation or move converted to Follower contin

3、uous or to move or swing. Compared with the linkage mechanism, cam mechanism to facilitate the realization of the given rules and track the movement; and compact structure is simple; but the cam and follower high-ah, deputy contact and easy to wear. In this paper, the design of cam need to understan

4、d the relevant terms and the need for the design of the cam and cam design parameters appear in the actual contours of the distortion curve and a sharp change, as well as the solution to the problem in the design should pay attention to the issue of the system Introduction and summary.Key words：Cam、

5、high deputy、automation目 录第一章 概述5第一节 金属切削机床及其在国民经济中的地位5第二节 数控机床的优越性5第三节 数控机床在我国的发展现状5第二章 数控车床简介7第一节 数控车床的工艺范围与分类7第二节 数控车床的分类7第三节 数控车床的组成、特点与发展8第三章 QKA1212数控管螺纹车床变速箱总体方案设计9第一节 主传动系统各级转速的计算及总体设计9第二节 主传动系统各轴计算转速的确定11第三节 主传动系统各轴效率和总效率的计算12第四节 各轴输出功率12第五节 各轴扭矩13第四章 轴的设计13第一节 轴的材料的选取13第二节 根据轴向定位的要求确定轴上各段直径

6、和长度13第三节 轴上零件的周向定位15第四节 确定轴上圆角和倒角尺寸15第五章 传动轴的强度计算16第一节 无需验算的轴和轴承16第二节 轴的弯曲强度计算16结束语17谢 辞19参考文献2023第一章 概述第一节 金属切削机床及其在国民经济中的地位金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，他是制造机器的机器，所以又被称为工作母机或工具机。机床的母机属性决定了它在国民经济中的地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，即为工业、农业、交通运输业

7、、科研和国防等部门提供各种机器、仪器和工具。为适应现代化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。可见，机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础，而机床则是机械制造工业的基础。一个国际机床工业的技术水平在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。第二节 数控机床的优越性 数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不

8、能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。第三节 数控机床在我国的发展现状我国是世界上机床产量最多的国家，但在国际市场竞争中仍处于较低水平；即使国内市场也面临着严峻的形势,一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求,而另一方面却有不少国产机床滞销积压,国外机床产品充斥市场。90年国外数控机床在我国市场的占有率仅达15%左右,而95年已达77%。严重影响我国数控机床自主发展的势头。这种现象的出现,除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等原因外,一个主要的原因是我国生产的数控机床品种、性能和结构不够先进,新产品(包括基型、变型和专用机床)的开发周期长

9、,从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品。具体地说,这个问题反映在下列五个方面：一我国机床厂目前开发基型产品的周期约为1518个月,其中设计时间约为58个月,占总周期的40%左右。而国外一些先进机床厂同类基型产品的开发周期为69个月,其中设计约1.52个月,只占25%。因此无论是产品开发的总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平有很大的差距。 二我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具(如分析和评价软件、整机结构有限元分析方法以及机床性能测试装置等),自行开发的新产品大多基于直观经验和类比设计,使设计一次成功的把握性降低,往往需要反复试制才能定型,从而可能错过新产品推向市场的良机。 三.用户根

10、据使用需要,在订货时往往提出一些特殊要求,甚至在产品即将投产时有的用户临时提出一些要求,这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。在国外,这项修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天至一周,而在我国机床厂用手工操作就至少需12个月,且由于这些图纸和文件涉及多个部门,常会出现漏改和失误的现象,影响了产品的质量和交货期。 四. 现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数,他们的专业知识和实际经验不足, 又担负着开发的重任。 五.由于长期以来形成的设计、工艺和制造部门分立,缺乏有效的协同开发的模式,不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见,容易造成产品的反复修改,延长了开发的周期。为解决这些问题,必须

11、对产品开发的整个过程综合应用计算机技术,发展优化和仿真技术,提高产品结构性能,并建立起基于并行工程(Concurrent Engineering)的使设计、工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环境,使用相应的产品虚拟开发软件，这样才能有效地解决产品开发的落后局面,使企业取得良好的经济效益。我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3%。近10年来，我国数控机床年产量约为0.60.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6%。我国机床役龄10年以上的占60%以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20%，FMC/FMS等自

12、动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60%以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以为尽快提高我国工业自动化生产在总生产中的比例，必须大力提高机床的数控化比率。第二章 数控车床简介第一节 数控车床的工艺范围与分类数控车床主要是用于车削加工，在车床上一般可以加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如内外圆柱面、圆锥面、成型回转表面及螺纹面等

13、。在数控车床上还可加工高精度的曲面与端面螺纹。数控车床上所用的刀具主要是车刀、各种孔加工刀具(如钻头、铰刀、镗刀等)及螺纹刀具。其尺寸精度可达IT5IT6，表面粗糙度Ra为1.6m以下。第二节 数控车床的分类和恒线速度切削等功能。 2.全功能型数控车床。全功能型数控车床就是通常所说的“数控车床”，又称标准型数控车床，即它的控制系统是标准型的，带有高分辨率的CRT显示器以及各种显示、图形仿真、刀具补偿等功能，而且带有通信或网络接口。全功能型数控车床采用闭环或半闭环控制的伺服系统，可以进行多个坐标轴的控制，具有高刚度、高精度和高效率等特点。3.车削中心。车削中心是以全功能型数控车床为主体，并配置有

14、刀库、换刀装置、分度装置、铣削动力头和机械手等，以实现多工序复合加工的机床。在工件一次装夹后，它可完成回转类零件的车、铣、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序。其功能全面，但价格较高。4.FMC车床。它实际上是一个由数控车床、机器人等构成的柔性加工单元。它能实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化。 第三节 数控车床的组成、特点与发展一数控车床的组成（1）主轴箱(床头箱)。它固定在床身的最左边。主轴箱中的主轴通过卡盘等夹具装夹工件。主轴箱的功能是支撑并传动主轴，使主轴带动工件按照规定的转速旋转，以实现机床的主运动。（2）转塔刀架。它安装在机床的刀架滑板上，加工时可实现自动换刀。刀架的作用是装夹

15、车刀、孔加工刀具及螺纹刀具，并在加工时能准确、迅速选择刀具。（3）刀架滑板。它由纵向(Z向)滑板和横向(X向)滑板组成。纵向滑板安装在床身导轨上，沿床身实现纵向(Z向)运动；横向滑板安装在纵向滑板上，沿纵向滑板上的导轨实现横向(X向)运动。刀架滑板的作用是使安装在其上的刀具在加工中实现纵向进给和横向进给运动。（4）尾座。它安装在床身导轨上，并沿导轨可进行纵向移动调整位置。尾座的作用是安装顶尖支撑工件，在加工中起辅助支撑作用。 （5）床身。它固定在机床底座上，是机床的基本支撑件。在床身上安装着车床的各主要部件。床身的作用是支撑各主要部件，并使它们在工作时保持准确的相对位置。（6）底座。它是车床的基础，用于支撑机床的各部件，连结电气柜，支撑防护罩和安装排屑装置。（7）防护罩。它安装在机床底座上，用于加工时保护操作者的安全和保护环境的清洁。 （8）机床的液压传动系统。它用来实现机床上的一些辅助运动，主要是实现机床主轴的变速、尾座套筒的移动及工件自动夹紧机构的动作。（9）机床润滑系统。它为机床运动部件间提供润滑和冷却。（10）机床切削液系统。它为机床在加工中提供充足的切削液，以满足切削加工的要求。