数控铣床书名数

1、燕山大学课 程 设 计 说 明 书 题目： 金属切削机床“数控铣床”课程设计学院（系）： 里仁学院机械系 年级专业： 08级机制 学 号： 081101011229 学生姓名： 张立民 指导教师： 李宇鹏 教师职称： 教 授 机床课程设计要求课程设计的任务是机床主传动系统方案设计、运动参数设计和主轴箱展开图结构设计，以达到巩固课堂学习内容，训练学生对关键标准件的选取全过程（各种资源的利用），并通过提交任务书训练设计中与工程合作能力的目的。课程设计的目标是为毕业设计和工程设计提供前期训练过程。一、设计题目详见设计题目附录1每人一题，每班从中选取班级人数对应的题目。二、设计要求1、确定传动系统设计

2、方案。2、运动参数设计：画出转速图；确定计算转速。3、选择外购件：搜集电机样本，计算并确定电机参数、型号以及配套驱动器，给出成本、供货期等。4、撰写设计说明书：为结构设计提供技术要求和外购件参数及结构图。5、画出主轴箱装展开图。三、项目提交设计计算说明书一份；展开图一张A0。4、 设计题目机床类型满载功率 KW最高转速 prm最低转速 prm变速要求数控铣床5300045无级变速一、课程设计的目的 机床课程设计是在学完机床课以后，进行一次学习设计的综合性练习。通过设计，运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计，分析

3、比较机床主传动中某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算编写技术文件。完成机床主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关的设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过机床课程设计，获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力。并为进行一般机械的设计创造一定的条件。二、机床的用途 常用数控机床可分为线轨数控铣床、硬轨数控铣床等。 数控铣床（线轨）具有精度高、刚性好、噪音小、操作简单、维修方便等优点。工件一次装夹可以完成平面、槽、斜面及各种复杂三维曲面的铣削。及钻孔、扩孔、铰孔和镗孔等。是复杂型腔、模具、箱体累、类零件加

4、工的理想设备。数控铣床（硬轨）具有精度高、刚性好、噪音小、操作简单、维修方便等优点。工件一次装夹可以完成平面、槽、斜面及各种复杂三维曲面的铣削。及钻孔、扩孔、铰孔和镗孔等。是复杂型腔、模具、箱体累、类零件加工的理想设备。3、 方案设计 本次设计的数控铣床主轴箱是串联在交流调频主轴电机后的无极变速箱，属于机械无极变速装置。它是利用摩擦力来传递转矩，通过连续改变摩擦传动副工作半径来实现无级变速。4、 运动参数设计1、 驱动源的选取原则转速范围 电机的基本参数中，给出了额定转速n0，频率范围fmax与fmin。其中，n0是对应工频50HZ是的转速，而电机的速度范围如下计算(转速与频率成正比 )： n

5、max= n0fmax/50nmin = n0fmin /50电机的频率范围有几种供选择，需要查找不同的产品。当电机的转速范围不能满足实际需要是，可采取串联有级变速组以扩大变速范围。转速匹配 传动系统尽可能采取降速或等速传动，即使采取升速传动，传动比不宜太大。应选取电机的最高转速nmax与需要的最高转速相近。1、 功率要求功率特性曲线 电机的功率特性曲线决定电机了在各种转速下的输出功率，设计中影视在任何转速下，电机的输出功率大于等于需要功率。功率曲线如图1所示，Pmax电机在恒转矩区的输出功率随转速上升而Tmax增加，呈线性关系。图中关系表达式为：P=T n恒成立。nmaxn0nmin图1 电

6、机特性曲线虽然在转速范围内电机可以工作，但应注意在恒转矩区低速段工作时，电机的功率因数很低，效率很低，接近最低转速时，效率只有百分之几，电机发热较大，耗费功率较多，不宜应用于经常使用条件下，只有在偶尔短期使用才可以。当不满足此要求时，应采取降速措施，使电机在较高转速时实现低速输出到执行件上。当电机与有级变速串联时，速度分配为高速传动区与低速传动区，速度分配选择传动比，应使电机额定功率最小，需要考虑功率曲线的衔接要合理。如图2所示，电机轴与定比轴间传动比为u0，变速传动比分别为u1、u2，则输出轴上转速范围为设备要求的nanb，其中，nm为设备需要的满载功率对应的最低转速（若低速为部分功率需求时

7、）。nanb由图中的2个使用段衔接得到。只有当衔接中应使高低两段使用的最低功率都为Px时，电机功率P0为最小值,才能使电机功率较小，而能实现的条件是配比u1、u2要合理。nmnaP0PxPminPnminnmaxn0u2u1u0nb图2 转速分配后功率曲线输出轴上转速计算：na=nmax u0u1nb= nmin u22、 精度要求电机自身精度对输出精度的影响是以总传动比数值正比影响，当电机精度不能满足要求时，降速传动能提高精度，若还不能满足，只好采用伺服电机。3、 响应速度要求响应速度主要对系统加速性能产生影响。电机的响应参数是以电机输出转矩与自身的转动惯量给出的参数，系统响应应以电机转矩与

8、系统转换到电机轴上的当量转动惯量计算。 根据主轴要求的最高转速3000r/min，最大切削功率5KW，选择大连江淮数控设备厂的YVP160 M-4型交流变频调速电动机，最高转速3000r/min。4.4.根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3000/1500=2主轴的变速范围：Rn=nmax/nmin=3000/45=66.67主轴计算转速： nj=nminRn0.3=45×66.670.3=158.6r/min而主轴要求的恒功率转速范围：Rnp=nmax/nd=3000/158.6=18.9，远大于交流主轴电动机所能提

9、供的恒功率转速范围，所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围。计算变速箱时，考虑到击穿结构的复杂程度，运转的平稳性等因素，取变速箱公比等于交流主轴电动机的恒功率调速范围Rdp，即f=Rdp=2，功率特性图数连续的，无缺口和无重合的。变速箱的变速级数Z=lg Rnp/lg Rdp=lg18.9/lg2=2.01取Z=2lgf=lg Rnp/2=lg18.9/2=0.638得：f=4.345分别取传动比i2=1/3.35；i1=1.32；i0=1/1.32确定各齿轮副的齿数：取S=110由i0=1/1.32 得Z1=47 Z1'=63由i1=1.32 得Z2=47 Z2'=63由i