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1、精选优质文档-倾情为你奉上1. 开发XXX型号数控车床的目的和理由 国内数控车床经过十几年的发展，已形成较为完整的系列产品，但用户要求越来越高，对价格性能比更为看重，尤其对某些小型零件的加工，其所需负荷较小，调速范围不宽，加工工序少，效率高，但目前国内数控车床功能多，价格高，造成很大浪费，而我厂现有的数控车床，虽然在这方面做得较好，其加工范围的覆盖面也较宽，但针对上述零件加工的机床还是空白，对用户无法做到“量体裁衣”。随着市场经济的发展和产品升级换代，上述零件加工越来越多，市场对其具有较高效率，价格较低的排刀式数控车床的要求量越来越大，综上所述，为适应市场要求，扩大我厂数控车床在国内机床市场上
2、的占有量，特进行N-089型数控车床的开发。2 机床概况、用途和使用范围2.1 概述： XXX型号是结合我厂数控机床和普通机床的生产经验，为满足高速、高效和高精度生产而设计成铸造底座、平床身、滚动导轨，可根据加工零件的要求自由排刀的全封闭式小规格数控车床。本机床采用SIEMENS 802S系统，主电机为YD132S-2/4双速电机。主传动采用富士FRN5.5G9S-4型变频器进行变频调速，进给采用德国SIEMENS公司生产的110BYG-550A和110BYG-550B步进电机驱动的半闭环系统，两轴联动。2.2 用途： XXX型号型数控车床可以完成直线、圆锥、锥面、螺纹及其它各种回转体曲面的车
3、削加工，适合小轴类、小盘类零件的单件和批量生产，特别适合于工序少，调速范围窄，生产节拍快的小轴类零件的批量生产。2.3 使用范围： 本机床是一种小规格，排刀式数控车床，广泛用于汽车、摩托车、纺织、仪器、仪表、航空航天、油泵油嘴等各种机械行业。3 XXX型号型数控车床的主要技术参数：3.1 切削区域： a. 拖板上最大回转直径75mm b. 最大切削长度180mm c. 纵拖板的最大行程250mm d. 横拖板的最大行程300mm3.2 主轴： a. 主轴头部GB59001-86-A24 b. 主轴前轴承内径70mm c. 主轴通孔直径42mm d. 最大通过棒料直径25mm3.3 主传动： a
4、. 主电机功率4.5/5.5kw b. 主轴转速3200(4000)r/min c. 主轴最大扭矩32Nm3.4 进给运动： a. 快进速度：X向3m/min Z向6m/min b. 最小进给单位：X向0.0025mm Z向0.005mm c. 进给力（额定）：X轴13000N Z轴10000N3.5 排刀： a. 根据特定零件安排相应刀具 b. 刀具安装尺寸：外圆刀具1616 内孔刀具163.6 机床重量：约1800kg3.7 机床外形尺寸（长宽高）：170011401550(mm)4 传动系统的确定和分析4.1 主传动方案的拟定： 本机床采用YD型双速电机变频调速，为提高扭矩，降速比为1:
5、1.2。4.1.1 主轴最高和最低转速的确定： 该机床主要用于加工小轴类零件和有色金属件，这样就有较高的速度要求。 根据市场调研和分析： 转速nmax=33003400r/min nmin=190r/min4.1.2 主电机功率的确定 主电机主要满足负荷切削的要求，现假设如下切削条件： 试件：材料：45钢；热处理：正火；工件直径：65mm 切削速度：V=150m/min 切削用量：ap=1.5mm；f=0.3mm/n；P=200kgf/mm a. 主切削力 Fz=Pfap=2000.31.5=90kgf=900N b. 切削扭矩 M切=FzR=29.25Nm c. 切削功率 M切=FzV=2.
6、25kw 该主传动效率为h=0.8 则N主/N切=2.8125kw d. 根据材料考虑本机床现有一定的转速要求，又有较高的扭矩要求，而该机床定位较低，故选用普通YDS132S-2/4双速电机额定输出功率4.5/5.5kw，额定转速1440/2900r/min采用1:1.2降速提高扭矩，并用交流变频器进行875HZ的低速档变频和866HZ的高速档变频，变速比为1:1.2时，主轴转速和输出扭矩： 低速档： n额=1200r/min n低=192r/min n高=1800r/min 额定扭矩M=32.23Nm 高速档： n额=241.6r/min n低=386r/min n高=3190r/min 额
7、定扭矩M=19.56Nm 其主轴输出功率、扭矩见图1。 对于那些对主轴转速要求较高的用户，我们在设计中考虑采用调整其变速比的方法来满足，即将原降速比1:1.2改为1:1。实际调整就是将主传动中皮带轮的尺寸由120mm调整为150mm，仍用交流变速器进行8HZ75HZ的低速档变频和8HZ70HZ高速档变频，额定输出功率为4.5/5.5kw，额定转速1440/2900r/min。 这样在1:1传动时主轴低速档及额定输出扭矩： n额=1440r/min n低=230r/min n高=14401.5=2160r/min M额=26.86Nm 主轴高速档及额定输出扭矩： n额=2900r/min n低=
8、464r/min n高=4060r/min M额=16.3Nm 其主轴输出功率、扭矩见图2。4.1.3 三角皮带轮的校核 根据设计结构要求，选d1=125mm，考虑皮带的滑动率e， 则大轮直径d2= e皮带滑动率 I传动比 取：e=1%；I=1.2 计算得：d2=148.5，取d2=150mm a. 中心距确定： Dm=137.5mm D=12.5mm 假定：a=660mm 带长：L=pDm+2a+=3.14137.5+2660+=1752mm 按标准取：L0=1800mm 则：a= = =683.9mm，取a=684mm b. 小轮包角： a1=180120 c. 带速： n=26.5m/s
9、25m/s n1：小轮最高转速n=4060r/min 由计算所提，机床最高转速时，带速略超许用带速，考虑综合因素，仍选用A型带， d1=125mm d. 单根V型带的基本额定功率 根据d1=125mm、n1=1440r/min，由机械设计手册第3册中的表22.1-13d查得（A型带）： N1=1.93kw 考虑到传动比的影响i1，额定功率的增量DN1由表22.1-13d查得： DN=0.13kw e. 带的根数： Z= Nc计算功率：Nc=KAN=1.15.5=6.05 N机床传递功率 KA工作情况系数，考虑到本机床直接传动运转平稳，无冲击，故取KA=1.1 DN1功率增量 Ka包角系数，由表
10、22.1-10查得Ka=0.99486 KL带长系数，由表22.1-11查得KL=0.99 Z=2.9 取三根A型带Z=3 f. 张紧力： F= q：V型带每米长质量查表q=0.1kg/m F=188.42N g. 径向载荷： Q=2ZF0Sin=1130.53Sin=1112.8(N)4.1.4 主轴直径的选择： a. 由于本机床采用的A24主轴，根据经验取前支承直径70mm，因为考虑到最大棒料（通过）为25，取后轴径65mm。 b. 求支承的径向刚度： 主轴的输出扭矩：由扭矩转速图1可查得： 在nmin=192r/min Mmax=35.8Nm 若取Dmax=70mm 则Fz=1022.8
11、5N Fy=0.5Fz=511.4N 则F=1143.58N 受力情况如图3。图 3图 4 支承情况如图4，设计中根据需要a=68.5， 取=3，则l=3a=368.5=205.5 由前面计算的切削力，根据力和力矩的平衡， Fa=1524.8N Fb=381.2N 在实际设计中，根据经验，前后轴承分别选取哈轴的46114、36114二个自成组轴承和36113二个自成组轴承，这样前轴既有较高的承载力和能满足较高的转速要求。因此，向心推力球轴承间隙为零时的径向弹性位移量： do= Qr滚动体上的径向载荷 Qr= Fr轴承径向载荷，此处为支反力 i滚动体列数 Z每列滚动体数 Qra=217.2N Qrb=51.6N a：向心推力轴承推力角；36接触角15；46接触角25 dQ：滚动体直径 则：doa=7.4mm dob=2.79mm 设：46114轴承的预紧量为18mm（由工艺推荐）也可以通过相关样本查的 63113轴承的预紧量为22mm 相对位移量：=2.43
