毕业设计(论文)-数控机床主轴支承系统设计

数控机床主轴支承系统设计
【摘要】
本论文主要阐述了数控机床主轴支撑系统的选用及日常维护,衡量数控机床的重要指标主要是衡量加工精度和机床使用寿命,而机床的主轴部件是机床的一个关键部件,主轴部件的工作性能直接影响到机床的加工质量和生产率,所以在选用主轴部件是应由其注意,既要考虑耐用、方便安装维修和日常保养,也要考虑一定的经济性。在现有的技术条件下,数控机床主轴支撑系统有滚动轴承、磁浮轴承、电主轴和静压轴承四大类。本论文主要从多个方面综合对比这四种支撑系统的优缺点,最后做出合理的选择。确定静压轴承为最佳设计方案。
关键词:数控主轴支撑
Abstract:The present paper mainly elaborated numerical control engine bed main axle support system selection and the routine maintenance, the weight numerical control engine bed important target mainly is weighs the processing precision and the engine bed service life, but the engine bed main axle part is an engine bed key component, the main axle part operating performance affects directly the engine bed processing quality and the productivity, therefore is selecting the main axle part is should by its attention, also must consider durable, the convenient installment service and the curren
t maintenance, also must consider certain efficiency. Under the existing engineering factor, the numerical control engine bed main axle support system has the rolling bearing, magnetism floats the bearing, the electricity main axle and the static pressure bearing four big kinds. The present paper mainly contrasts these four kind of support system from many aspect synthesis the good and bad points, finally makes the reasonable choice. Definite static pressure bearing for best design proposal.
Key word: Numerical control main axle support
前言
从中国机械工业联合会获悉:近几年来,我国机床行业每年以两位数的速度增长,迎来快速发展时期,国内机床行业呈现国有、民营、三资企业共同发展的局面,行业结构得到优化,整体素质明显提高。从2002年以来我国连续5年成为世界机床消费第一大市场,2005、2006年我国机床产值居全球第三,已成为世界机床大国。2007年1~10月份,我国机床工业总产值同比增长26.2%,利润同比增长37%,行业景气度继续维持高位运行。在国家大力振兴装备制造业、鼓励自主创新的大环境下,机床行业科研成果层出不穷,新产品开发成果显著,五轴联动数控机床、多功能复合机床等高性能数控机床产品初具规模,产品的数控化率逐年提高,国产化率持续提高,进口替代明显。一些机床优势企业通过兼并、收购、重组,特别是收购外资企业,在不断提高国内企业技术水平,力争“做大做强”。同时,
伴随我国汽车、船舶、工程机械、航空航天等行业的快速发展,对机床行业提供了巨大的需求,我国机床行业的长期发展被看好。预计国内的机床消费将保持15%以上快速增长,而数控机床将保持30%左右的增速,数控机床每年将超过普通金属切削机床发展速度20个百分点以上,数控机床发展前景宽广。
从以上的数字可以看出,数控机床的产量在不断提高,但是仅解决产量问题是不够的,数控金属切削机床的加工范围、加工精度等方面也要不断的提高,这就要求设计人员可以借鉴外国的先进技术来完善国内数控机床的不足。
随着产品的复杂程度越来越大,加工精度的要求越来越高,对所数控机床的加工范围、加工精度等有了更高的要求,是数控机床要想精密、超精密,高速、超高速数控机床发展。在这样的情况下,就对数控机床的主轴部件的设计和安装提出了更高的要求。因为主轴部件是机床的执行件,它的功能是支撑和带动工件或刀具,完成表面成形运动,同时还起传递运动和扭矩。承受切削力和驱动力等载荷的作用。由于主轴部件的工作性能直接影响机床的加工质量和生产率,因此它是机床中的一个关键部件。
本书第一章主要介绍数控机床的发展史,以及国内外的先进技术。第二章到第五章主要介绍滚动轴承、磁浮轴承、电主轴和静压轴承这四大支撑系统的优缺点及适用范围第六章主要从多个方面进行比较,综合评价这四大支承系统对加工精度的影响,最后作出合理的分析和选用。
由于编者水平有限,编写时间短促,书中不妥之处恳请批评指正。
目录
1 绪论 (5)
1.1引言 (5)
尼龙袋
1.2 数控机床的概况 (5)
1.3 数控技术的发展趋势 (7)
纠偏机1.3.1高速、高精加工技术及装备的新趋势 (7)
1.3.2五坐标轴联动加工和复合加工机床快速发展 (8)
1.3.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 (8)
1.4 重视新技术标准、规范的建立 (9)
1.4.1 关于数控系统设计开发规范 (9)
1.4.2 关于数控标准 (9)
1.5 对我国数控技术及其产业发展的基本估计 (10)
1.6数控机床发展要素关键在于主轴部件 (11)
2 主轴部件 (12)
2.1对主轴部件的要求 (12)
2.1.1回转精度 (13)
2.1.2静刚度 (13)
2.1.3 主轴部件的振动 (14)
2.1.4 升温和热变形 (15)
2.1.5 耐磨性 (15)
3主轴轴承和主轴典型结构分析与选择 (15)
3.1 滚动轴承的支承结构 (16)
3.1.1 滚动轴承的概述 (16)
3.1.2 滚动轴承的优缺点 (16)
3.1.3 主轴滚动轴承的主要类型 (17)
3.1.4 主轴滚动轴承的精度与配合 (17)
3.1.5 轴承的润滑与密封 (18)
3.1.6 常用滚动轴承图例 (19)
电梯箱3.1.7 比较分析 (25)
4 磁浮轴承 (25)
4.1 磁浮轴承的特点与工作原理 (26)
4.2 主轴磁浮轴承 (28)
5.3 高速磁浮主轴系统 (29)
5 电动主轴 (29)
5.1 电动主轴的工作原理 (31)
5.2 高速电动主轴结构特点 (31)
5.3高速电动主轴的润滑和冷却 (33)
5.3.1润滑 (33)
5.3.2冷却 (33)
6 静压轴承 (34)
6.1 概述 (35)
金属抛光轮
6.2 静压轴承的工作原理 (36)
6.3 液体静压轴承的分类 (38)
6.3.1 轴向推力静压轴承 (39)
6.3.2 轴承材料 (41)
6.3.3 润滑剂 (42)
6.3.4 润滑方法 (43)
6.4 静压轴承的结构特点 (43)
6.5 静压轴承的发展趋势 (44)
6.6 静压轴承的应用 (44)
7 主轴部件设计计算 (45)
7.1 主轴合理跨距的选择 (45)
7.1.2弹性支承上刚性主轴端部的职位移y₂ (46)
7.1.3 主轴部件的刚度K (46)
7.1.4 最佳跨距和合理跨距 (47)
8 综合分析 (47)
结束语 (50)
51ra谢辞 (51)
参考文献 (52)
1 绪论
2002年中国成为全球最大机床消费市场以后,进口机床在国内市场上的占有率就一直居高不下,在过去的5年中,机床进口速度基本上与国内机床消费速度同步增长,其在国内市场占有率一直维持在60%左右。而作为机床消费市场主流产品的数控机床,国产产品的市场占有率则更低。2001年,国内产品的市场占有率为29%,以后逐年下降,到2004年则降低到了26.9%,2005年又回升到30.4%。
1.1引言
车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法,所谓机械加工,
就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状,包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床,数控机床就是在普通机床上发展过来的,数控的意思就是数字控制。
给机床装上数控系统后,机床就成了数控机床。当然,普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单,例如:从铣床发展到加工中心,机床结构发生变化,最主要的是加了刀库,大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。
我们一般所说的数控设备,主要是指数控车床和加工中心。
我国目前各种门类的数控机床都能生产,水平参差不齐,有的是世界水平,有的比国外落后10-15年,但如果国家支持,追赶起来也不是什么问题,例如:去年,沈阳机床集团收购了德国西思机床公司,意义很大,如果大力消化技术,可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。
近几年随着中国制造的崛起,欧洲不少企业倒闭或者被兼并,如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气,有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭。
1.2 数控机床的概况
随着科学技术的迅速发展,社会对产品多样化的要求愈来愈强烈,从而要求产品更新换代的周期越来动静压主轴
越短,使多品种、小批量生产的比重明显增加;同时,随着航空航天、造船、军工、汽车、农业机械等行业对产品性能要求的不断提高,产品中形状复杂的零件越来越多,加工质量要求也不断提高。采用传统的普通加工设备

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