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1、摘 要在传统的立式钻床、铣床与新型数控机床技术的基础上，开发了以钻削为主，并兼有攻丝、铣削等功能，且备有刀库并能够自动更换刀具来对工件进行多工序加工的数控机床钻削中心。本文主要针对钻削中心的主轴系统进行设计。在本设计中，主轴调速取消了齿轮变速机构，而是由交流电动机来调速；主轴与电机轴之间采用多楔带传动；主轴内部刀具的自动夹紧，则采用了碟形弹簧与气压传动技术；主轴的垂直进给采用了半闭环伺服进给系统；主轴的支承采用了适应高刚度要求的轴承配置。总之，通过对主轴系统的设计，使系统满足了钻削中心高效、高加工精度的要求。关键词：数控技术；钻削中心；主轴系统AbstractIn the traditiona
2、l vertical drilling machine, CNC milling machine and new technology on the basis of developing a drilling mainly, and both tapping, milling, and other functions, With cutting tool can automatically replace the multi-process workpiece machining CNC machine tools Drilling Center.This paper is concerne
3、d with the drilling spindle system design. In this design, the spindle speed of the complete elimination of the variable speed gear, and a fully by the AC motor is to be achieved. Wedge Belt Drive is used between spindle and motor shaft. Internal spindle automatic tool clamping, the use of a disc sp
4、ring with pressure transmission technology;The vertical axis feed using a semi-closed-loop servo control system; The supporting of spindle uses high stiffness requirements of the bearing arrangement.In short, through the spindle system design, allowing the system to meet the drilling center efficien
5、t, high-precision processing of the request.Keywords：NC technology；Drilling Center；Spindle system目 录摘 要错误!未定义书签。Abstract错误!未定义书签。第1章 绪论错误!未定义书签。1.1 数控机床的概念错误!未定义书签。1.2 数控机床的组成错误!未定义书签。1.3 数控技术发展状况及发展趋势错误!未定义书签。1.4 设计的目的与意义错误!未定义书签。第2章 总体设计方案的确定错误!未定义书签。2.1 设计方案错误!未定义书签。2.2 方案的可行性分析错误!未定义书签。2.2.1 钻销中
6、心的设计特点错误!未定义书签。2.2.2 本设计的创新之处错误!未定义书签。第3章 钻削中心主轴部件结构设计错误!未定义书签。3.1 主轴的结构设计错误!未定义书签。3.1.1 主轴的基本尺寸参数的确定错误!未定义书签。3.1.2 主轴端部结构错误!未定义书签。3.1.3 主轴刀具自动夹紧机构错误!未定义书签。3.1.4 主轴的验算错误!未定义书签。3.1.5 主轴材料和热处理的选择错误!未定义书签。3.2 主轴传动部件的设计错误!未定义书签。3.2.1 传动方式的选择错误!未定义书签。3.2.2 多楔带带轮的设计计算错误!未定义书签。3.2.3 多楔带的选择及带轮尺寸参数的确定错误!未定义书
7、签。3.2.4 传动带在主轴上的位置错误!未定义书签。3.3 主轴轴承错误!未定义书签。3.3.1 主轴轴承的选用错误!未定义书签。3.3.2 主轴轴承的配置错误!未定义书签。3.3.3 滚动轴承调整和预紧方法错误!未定义书签。3.3.4 主轴轴承的润滑错误!未定义书签。3.4 碟形弹簧的设计错误!未定义书签。3.4.1 钻削力分析错误!未定义书签。3.4.2 碟形弹簧设计计算错误!未定义书签。3.4.3 碟形弹簧的校核错误!未定义书签。3.5 气缸的设计错误!未定义书签。3.5.1 气缸的结构设计错误!未定义书签。3.5.2 气动回路选择错误!未定义书签。第4章 主轴进给系统的设计错误!未定
8、义书签。4.1 概述错误!未定义书签。4.1.1 伺服进给系统的组成错误!未定义书签。4.1.2 伺服进给系统的类型错误!未定义书签。4.2 进给系统设计计算错误!未定义书签。4.2.1 主要参数的设定错误!未定义书签。4.2.2 切削力的估算错误!未定义书签。4.2.3 滚珠丝杠副设计计算错误!未定义书签。4.2.4 丝杠的校核错误!未定义书签。4.2.5 选伺服系统和检测装置错误!未定义书签。4.2.6 伺服电机选择错误!未定义书签。结 论错误!未定义书签。致 谢错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。CONTENTSAbstract错误!未定义书签。CONTENTSChapter 1
9、 Introduction11.1 The concept of NC machine tool11.2 The composition of CNC machine tools11.3 CNC technology development status and development trend11.4 The purpose of design and meaning4Chapter 2 The overall design scheme52.1 Design scheme52.2.1 Thedesign characteristics of drilling center62.2.2 T
10、he innovation of the design7Chapter 3 Spindle nd components design83.1 Spindle structure design83.1.1 The decision of the basic parameters of the spindle83.1.2 Spindle structure93.1.3 Spindle tool automatically clamping institutions103.1.4 Checking of the spindle123.1.5 Spindle material and heat tre
11、atment options163.2 Spindle drive components design173.2.1 The choice of the ways of driving173.2.2 The design of the half-axis belt pulleys183.2.3 The choice of the half-axis belt pulleys parameters203.2.4 The position of the drive belt in the spindle223.3 Selection of spindle bearings233.3.1 selec
12、tion of spindle bearings233.3.2 Configuration of spindle bearings253.3.3 Ajustment of rolling bearings263.3.4 Lubrication of spindle bearings273.4 Design of the disc sping293.4.1 Analysis of the drilling force293.4.2 Design of the disc spring303.4.3 Disc spring333.5 Cylinder design353.5.1 The struct
13、ure design of cylinder353.5.2 Pneumatic circuit selection38Chapter 4 Spindle feed system design414.1 Summary414.1.1 Servo feed system414.1.2 Servo feed system type414.2 Feed system design434.2.1 Determination of main design parameters434.2.2 Estimation of the cutting force434.2.3 Design and calculat
14、ion of ball screw pair434.2.4 Screw check464.2.5 Selection of servo system and detecting device494.2.6 Servo motor selection49Conclusion51Thanks52References53第1章 绪论1.1 数控机床的概念数字控制是利用数字化信息对机械运动以及加工过程进行控制的一种方法，简称数控(Numerical Control, NC).数控机床是指采用了数控技术控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床，也可称作NC机床。由于现在数控系统是通过计算机进行控制的，因此，数控机床又称CNC机床。1.2 数控机床的组成数控机床主要由数控系统、伺服系统、程序载体、输入输出装置、强电控制装置、辅助装置、和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上，由程序读入装置接收，或由数控装置的键盘直接手动输入。1.3 数控技术发展状况及发展趋势我国的机床制造工业完全是在解放后建立起来的，现在，我国的机床工业已经从无到有，从小到大的成长起来了，形成了比较完整的机床体系。目前我国的机床产量不断的上升，完全的可以满足社会的需求，并有大量的机床出口，但是我国的机床技术水平和世界现进的水平还有一定的差距，主
