《一种用于钻铣的数控钻铣床设计》11000字（论文）

PAGEPAGE41一种用于钻铣的数控钻铣床设计摘要随着工业的发展，数控机床已成为现代机械工业中最重要的设备，这是一种趋势。我国的数控机床已有30多年的发展，各种相关技术已取得重大突破。有越来越多的机器。目前，可以提供1,500种类型的机床，涵盖了非常多的重型机床，高精度机床和高科技机床。产品范围可以与日本，德国，意大利，美国和其他国家保持同步。但是，国产机床与发达国家之间的差距仍然很大，国产机床仍然无法克服大，量大，精度低的问题。因此，快速，快速，准确，功能集成已成为数控机床的发展趋势。本文介绍了可用于加工的数控钻铣床。在本文中，经过比较和分析，在参考大量国内外文献的基础上，设计了一种用于钻铣的数控钻铣床，该机床使用主轴转速为250-3200r/min的变频器电动机。本文介绍了机器的总体布局，伺服控制系统，主驱动系统和其他组件的选择和设计计算，并分析了机器的功能和应用。本文介绍了一种数控钻铣床的设计方案，该方案可用于教授和训练模型，从而使学生和初学者对数控钻铣床有扎实的了解。关键词数控；钻铣床；零件设计目录TOC\o"1-3"\h\u29234第1章绪论 1242141.1课题研究的技术背景与来源 1323861.2国内外研究现状 2283311.2.1国内外数控钻铣床研究现状 2288851.2.2国内外虚拟样机技术研究现状 527414第2章总体方案设计 8204922.1基本参数 8256442.2布局形式 8256532.3整体结构方案 924210第3章伺服控制系统 11125483.1伺服电机选型 1187673.2交流伺服电动机伺服系统的组成 12197813.3伺服电动机控制方式 1326304第4章主传动系统组件及其它组件的选型 14180694.1电主轴选型与校核 14282794.2滚珠丝杠螺母副的选型 18317774.3滑动导轨的选型 18289004.4联轴器的选型 1928745第5章其他部件的设计与计算 21297625.1电主轴轴座设计 21205575.2滚珠丝杠的动载荷计算与直径估计 22309715.3轴承的计算 23108655.4轴承座的设计 24117105.5钻铣床立柱设计 25200295.6钻铣床底座的设计 2622841总结 2820174参考文献 30PAGE41PAGE41第1章绪论1.1课题研究的技术背景与来源现代21世纪被人们称之为计算机时代或信息时代。计算机已经成为当今时代不可或缺的重要标志，是改变和控制自然的强大工具，并且对人们的生活与工作产生了深远的影响。在各种行业中使用计算机为各种行业的快速发展和许多新兴技术的发展做出了不可磨灭的功绩和贡献。伴随着世界性经济的快速发展和全球化，产品市场的竞争也越来越激烈，消费者日益面临对产品多样化和私有化的需求。市场竞争的主要的核心要素是产品创新，而产品创新又主要与客户响应的速度与质量等有关系。产品开发中涉及到的传统物理模型不再能够满足不断变化的市场需求。为了能够赢得市场竞争，缩短产品开发所需要的周期，快速地响应市场，降低产品的生命周期成本，提高产品的质量，降低产品质量以及要确定操作员工作时的安全性和舒适度，这是生存和发展的关键。商业实体，根据可持续发展的战略，制造商通常需要解决掉新产品的“时机（上市时间）”，“质量”，“成本”和“服务”，“环境”和“灵活性”等问题。产品。他们的主要竞争力。在这种情况下，我们正在生产虚拟原型技术（VPT）。在产品设计和开发过程中使用虚拟建模技术是分布式组件设计和分析技术的有机集成。产品的总体设计将在计算机上创建，根据可能的产品条件进行仿真，并根据结果进行分析和预测。造型。CNC机床以其出色的自动化灵活性，出色且稳定的精度，灵活性和各种功能而吸引了全世界的目光。它已成为结合机电一体化与液压系统的机械产品开发时的基准。因此，数控机床已经成为最先进的生产技术。我们的工具行业正面临21世纪，不仅需要加入WTO来提高机械行业的整体水平，而且还需要承受市场的激烈竞争。由于中国数控机床市场的巨大潜力，世界上最大的专业工具制造商马扎克（Mazak）和德国著名的工具制造商DMG等许多外国工具公司都在中国投资。尽管中国数控机床市场规模巨大，但进入该行业的公司数量的增加对中国数控机床制造商产生了巨大影响，并加剧了行业内的竞争。因此，如何更好地定义这么短的周期是所以中国的数控机床制造商都需要面对的，产品质量和生产成本最低的操作员的设计和舒适性的挑战。公司拥有最好的工具和服务，可以满足不同客户的需求，以便更好地了解市场并提高经济效益。从技术角度来看，仪器仪表行业可持续发展的关键是加快仪器仪表研发技术的发展。由于强大功能，随着速度、精度、刚度和结构复杂度的不断发展，对其的使用要求也不断提高。可以看出，推进数控机床的研究和开发还存在一些困难。CNC机床工厂需要使用虚拟建模技术来解决当前的问题，这将是未来工具生产的方向。将该技术应用于工具的研发当中，可大大缩短产品的开发周期，节约成本，提高企业竞争力。1.2国内外研究现状1.2.1国内外数控钻铣床研究现状（1）国外数控钻铣床的发展状况外国的数控钻铣床制造商主要集中在德国、美国、日本。通过机器的设计，它的开发经历了三个阶段：路径，路径和路径，但是很多人都应该使用它。与往常一样，我们正在开发快速，智能，强大的实验分析技术和强大的设计领域。制造商可以代表德国最高水平的CNC和以机器为中心的技术。近年来，日本和美国的CNC机械加工和印刷机开始快速增长，市场需求逐年增加。同时，国外制造商已在门口的模具机上安装了专用设备，并开发了具有五轴控制系统的专用退出装置。该系统可以使用特殊的太空探测器来减少和连接太空中的不同路径。在此过程中检查刀片丢失。（2）国产数控钻铣床的发展现状钻铣床产品的国内开发相对较晚，其中大部分的产品出现于本世纪初。在国家经济和国防建设的巨大需求下，迫切需要高质量的数控机床。通过技术研究和实践，我国的数控站工具行业终于迎来了长足的发展，尤其是滕州天板工具厂和沉阳机床集团这二者对数控钻铣床的研究，更是有了重大的突破。滕州市天邦机床厂研制的ZX7550C钻铣床（如图1.1所示）。主要功能：各种切削功能，例如铣削，钻孔，敲打，敲打等。某些型号的头部可以垂直地转动900度左右，工作台部件可以水平地或垂直地在水平面内转动450度左右。适合加工各种类的中小型零件，尤其是有色金属；尼龙性质的切割材料有结构较为简单，工作灵活的优点。广泛用于一件式或面团机的制造；工具生产大楼维修部。图1.1ZX7550C钻铣床沈阳机床集团开发了CDC20/25/35md系列移动门户，用于CNC钻铣床（见图1.2）。每个耳机插孔均采用液压缸平衡机构，以确保主机的稳定性。该梁具有出色的抗弯和抗扭转性能，其钢制导向装置在鞍座的相对表面上形成一对滑动导轨。它具有低摩擦系数，高定位和长精度。百叶窗的移动由床两侧的四个坚固的线性导轨支撑。它具有高接触硬度，承重能力，低爬行速度和同步误差的特点。铁心配备了高速交流伺服主电机和ZF变速箱，适用于高压连续功率的重切削和抛光，能够将主轴输出从低扭矩转换为高扭矩。机座，立柱，横梁，鞍座和立柱均采用高强度铸铁制成，树脂砂为独创设计，加强筋结构合理，刚性和强度好。独立台式计算机的优点是其低容量和低工作容量。图1.2CDC20/25/35md系列动龙门式数控钻铣床1.2.2国内外虚拟样机技术研究现状（1）国外虚拟样机技术研究现状当今世界虚拟样机技术最成功的应用主要集中在机械领域，特别是在汽车和航空领域方面。虚拟模型通常用于模拟产品的几何和运动学特性。产品表单的设计，布局和设计是通过显示原始图像进行的：运动学和动态建模，装配模拟等。例如，Bocing777是世界上第一个成功地将虚拟模型技术替换为大型车身模型的技术，成功地将机翼和躯干结合在一起，从而将开发周期缩短了数千小时。所有飞机的设计，组装和测试都是计算机模拟的。为了确保实验生产的成功，要研究并实现虚拟原型的举例与说明。在这个基础上，一款名为“克莱斯勒数据可视化”的仿真软件平台由美国的汽车公司克莱斯勒所研发。新型的产品“98”的测试显示超过1,500种干扰，并且在首次物理模拟之前进行了许多更正。满的。设计缺陷会大大缩短产品设计周期。虚拟样机技术的广泛使用，而英国的西科斯基和波音正在为陆军的最新最大的太空项目“科曼奇”合作时，将科曼奇的成本降低了20％至30％。克莱斯勒和IBM新车是使用协作式虚拟生产环境创建的。在进行初始设计之前，定位系统的设计缺陷被发现，并能及时的进行改进以缩短开发周期。LeylandTruck是英国的一家公司，它专门从事MSC使用的中型卡车的设计和开发，以便获得首辆卡车的性能，使用车辆倾斜，车道管理，驾驶舒适性和模拟。快速评估悬架的结果，轮胎撞击和微小变化。科学和技术政策局于1994年发表了有关于美国的仪器竞争力的试验报告，并提出了虚拟机工具（VMT）的有关项目计划。目的是模仿切割过程并获得预测实际结果的能力。加拿大必须在哥伦比亚大学接受先进的生产测试。CutProCNC加工模拟系统，它的主要功能是可以预测与诊断加工过程中的语音；在韩国，一所名为延世的大学开发了一种基于网络的Web处理的仿真系统，它的优点主要体现在于实时的Web图形上。（2）国内虚拟样机技术研究现状目前国内对于虚拟设计技术的研究大致还处在研究的起步阶段，它的主要内容包括了虚拟模型的概念和结构。与虚拟模型有关的技术有许多，其中有数据库的相应技术，CAD和CAM的技术，网络应用技术，分布式交互式仿真技术。根据有关西北工业大学相关的介绍，这项仿真技术是以虚拟原型系统作为它的基础的。对于在虚拟样机中应该如何实现控制系统的有关应用，北京航空航天大学对此进行了有关的分析，并解释了我们应当达到怎样的应用技术方才能够实现组建虚拟模型。在此中情况下，一种相应的虚拟生产架构被清华大学中的CIMS，也就是国际工程研究中心提出来了。同样的，上海交通大学也提出了一种虚拟生产的架构，由CIM研究所研究提出，这个架构说明虚拟生产的系统应该包括有五层的结构，即是接口层，管理层，应用程序层，操作层和数据层。正在对使用虚拟生产技术的一些关键技术进行分析和研究。第2章总体方案设计2.1基本参数机床机械设计必须具备一定的参数，这些参数可以作为设计的起点，用以决定其他参数的大小；它们作为选择机床所必需的主要依据，它往往可能直接的反映出了机床相应的处理能力，而机床的加工性能又会影响产品能否满足功能要求。数控台式钻铣床的有关基本参数如下表2.1所示：表2.1数控台式钻铣床参数表项目技术参数技术指标床身本体结构立式加工能力三轴联动铣床整体尺寸1610mm×1020mm×1130mm工作台行程400mm×300mm×390mm工作台尺寸400mm×320mm电主轴最高转速3200r/min额定扭矩6Nm轴承润滑形式油脂润滑2.2布局形式为此目的而设计的数控钻铣床用于加工金属，例如软合金，铜合金和石英，并且主要用于复杂零件，例如复杂的凸面和薄壁。立式铣床的布局是根据机床所要加工的零件的结构特性，零件所需的加工要求，加工工件所用材料的硬度以及加工过程中的难度所决定的。此次所设计的数控台式钻铣床是以占用的空间小，加工过程的时间短作为设计标准，以此来进行数控台式钻铣床的总体设计。数控钻铣床的优点是体积小，结构简单，价格低廉。本次设计是在台式机床的X轴和Y轴彼此相互移动并且电主轴朝Z轴方向上下来回移动的情况下所进行的。2.3整体结构方案数控钻铣床应满足的要求是：良好的静态和动态刚度；在整个机器结构中与人保持良好的关系；低热变形；低速机器进给和高环境标准。这些也是本设计中设计的钻铣床总体布局所应满足的要求。在钻孔和铣削时，钻孔和铣削有两个运动过程所组成：1、主要的运动是刀具的旋转运动；2、第二个运动是Z轴的上下运动。对于许多不同形状和厚度的小零件而言都能够使用钻铣床来进行加工。因此，钻铣床的主轴需要在竖直方向上进行适当的调整，同时还得保证主轴在水平方向上能够具有相对运动。一方面，必须通过抬起头部来实现垂直方向，与此同时，主轴的旋转必须具有某种调节机构。在台式计算机上可以找到此功能，并且主轴会自动旋转。所以，我们了解到此时的钻铣床有四个方向的自由度，即X方向的移动，Y方向的移动，Z方向的移动和主轴的旋转n为Z方向的转动。如图2.1中所显示都为钻铣床的运动图。图2.1立式钻铣床运动模型图本次设计的主要目的是制作一台适合微小零件加工使用的微钻和铣削加工的数控钻铣床。本机使用垂直三坐标设备。X和Y方向工作台控制X和Y两个方向上所使用的工件，做直线运动；垂直方向上与Z轴平行的轴座引导安装在轴座上面的电主轴做上下往复运动，并且不会产生干扰。为了提高零件的动态刚度，根据静态硬度要求，选用水分系数高的HT250或者HT300等高密度的材料作为设计钻铣床的主要材料。为了减轻机床运动部件的重量和降低传动系统的惯性，可以使用小铝材的材料作为该轴的三个工作台上的运动部件的材料。连续使用三个电动机和一个电子钟简化了传输过程并减少了传输过程。该模型中使用的电动机的尺寸和重量非常小，铸件的容量，重量和功率损耗也很小。因此，对切菜板顶部的X和Y加工机进行了机械加工。如以下框图所示的顺序，运动的三行X，Y和Z将是矩形的，主轴的旋转角度将与Z轴图像重合。图2.2数控钻铣床结构示意图机器的运动部件连接到导轨，并且每个部件都通过一对滚珠丝杠运动。一对滚珠丝杠直接连接到伺服电机以实现传动。第3章伺服控制系统3.1伺服电机选型1伺服电机的类型和特性现有的伺服电动机主要包括有直流伺服电动机和交流伺服电动机此两类。以往采用直流伺服电动机的理由是其应用范围广，速度控制性能方面优异。不过，使用直流伺服电动机同样有它的缺点：电刷和换向器就是其中之一，这二者容易损坏，所以需要经常进行维护。有些时候，电动机会无法达到它的最大转速，这是因为当开关进行切换时会有电火花在这一时刻产生。因为以上的一些原因，导致了它的应用环境不是很好。列出直流伺服电机的一些特征：结构复杂，性能稳定，铜和所有机械的高消耗以及高生产成本。交流电动机的使用寿命相对较长，可以改善临界响应。在相同的体积下，交流电动机的输出功率比直流电动机的输出功率分别高10％和30％；交流电动机的优点是：大功率，高速度和耐电压，长寿命和小减速。2伺服电机的选择伺服电机具有高速，高精度，高性能，强大的负载能力和良好的控制等优点，因此通常用于闭环或闭环系统中。（1）伺服电机主要技术参数选择电机的前提是要有所选的伺服电机的技术参数，且这些参数应当是所选电动机的主要参数。主要参数如下所列：A.力量已得到证明B.显示电压C.现在显示电流D.数字E.显示扭矩F.奥克扭矩（2）伺服电机的选择1）检查惯量矩匹配对于CNC加工系统，计算出的电动机对电动机本身的惯性时间的时间扰动应在一定的范围之内，同时这个值不能太高或者过大。一旦它的体积太大，则会将馈电系统的功率特性取决于负载特性。现在，工作台位置和切割尺寸的改变导致厚度，刚度，阻尼等的改变，并且整个伺服系统的整体性能降低。如果比率太低，则表明引擎选择或伺服系统处理存在问题，并且经济状况不佳。因此，为了使系统的性能降低效率，我们分析了指定范围之内的值，即：2）力矩的匹配与验算只有当伺服电动机满足一定要求时，伺服系统方才能够正常工作，为此伺服电动机的最大力矩与额定力矩Tm应该有如下的一些要求：式中：-空载启动力矩-切削力矩经上述分析和资料查询，由此本数控机床采用交流伺服电机。3.2交流伺服电动机伺服系统的组成交流伺服电机由以下部分组成：1个交流伺服电机2个PWM逆变器3具有集成电路，电动机和操作技术的数字数字断路器可分为分离式微型计算机，数字信号处理（DSP），DSP运算符+和许多DSP服务。4位传感器（带速度传感器）5获得电源和制动电源6屏幕上的键盘7个接口电路，包括模拟电压，数字输入和输出连接以及RS232串行通信电路。8在电路保护中发现问题。3.3伺服电动机控制方式伺服电机由伺服电动机驱动器控制,本次选用安川伺服电机及相应的伺服驱动器。如下图3.2所示：图3.2驱动器第4章主传动系统组件及其它组件的选型4.1电主轴选型与校核1.电主轴的选型钻铣过程中使用的钻头，铣床，工件尺寸和切削力非常小。同时，要实现高精度的运动控制和高效率的加工，要选择超高速的主轴技术，同时又要保证较高的主轴释放率是微铣削的关键因素之一。钻孔性能要求所选主轴要有更高的速度要求，更高的刚度和旋转精度。因此，快速电主轴被用作钻铣床的主轴。电主轴技术是将机床主轴和电机连接到一个轴上。电主轴技术的关键是在主轴组中安装主轴电机的定子和转子。传动方式为变速箱副和皮带。电动主轴的优点是：结构紧凑，惯性小，重量轻，动态性能好，转速范围大等。此设计基于高旋转精度，高刚度，高速，小尺寸和低成本的选择原理，因此选择了DGZX-09524型小型电主轴，如下图4.1所示。图4.1DGZX-09524电主轴其主要性能参数见下表4.1所示技术参数表1：主轴型号DGZX-09524/3.7-BFPWV最高转速（r/min）3200最高频率（Hz）800S1（额定）功率（kW）3.7S6功率（kW）4.5最高电压（V）380额定电流（A）16最大电流（A）30额定扭矩（Nm）6技术参数表2：表4.1DGZX-09524电主轴技术参数表序号项

目标

准

值1轴承润滑形式油脂润滑2刀具接口形式自动BT30-45°3主轴卸刀气压（MPa）0.5-0.64主轴夹刀气压（MPa）0.5-0.65主轴吹尘气流量（L/min）60±2（气压0.15-0.25MPa）（换刀时）6主轴气封气流量（L/min）40±1（气压0.15-0.25MPa）（工作时）7冷却水流量（L/min）3-4（水压0.25MPa时）8冷却油流量（L/min）5-6（油压0.3MPa时）9冷却水压力（MPa）0.25-0.410冷却水温度（℃）24-2811主轴径向刚度（N/μm）≥15012主轴轴向刚度（N/μm）≥12013主轴轴端锥孔跳动（μm）≤1.014主轴轴端静态回转精度（μm）≤3.0（标准棒10mm）；≤8.0（标准棒200mm）15主轴振动（mm/s）≤0.5（1800r/min时）；≤0.8（3200r/min时）16主轴装配直径（mm）φ95h6（带法兰）17主轴噪声（dBA）≤7018刀柄拉紧力（N）2900×（1±10％）19卸刀方式气缸+浮动打刀20电机绕组绝缘电阻（MΩ）≥500（H级）21电机绕组耐压试验（V/M）1500V/1分钟耐电压试验DGZX-09524电主轴尺寸图见下图4.2图4.2电主轴尺寸图该主轴的最大特点是以前直接连接的主轴和伺服电机的有效结合，避免了对主轴（直接连接的主轴）进行快速钻孔和攻丝的需要。主轴具有内置的三相变频异步高效电动机，该电动机由控制系统控制和控制。由于其结构紧凑，重量轻，惯性低，振动小，噪音低等优点，它可以执行快速，准确，高效和高质量的加工。电主轴应具有油气润滑冷却装置，以便可以高速运行，并且还可以消除摩擦中的热量以进行冷却。同时，该设备设置有用于冷却电主轴的液体冷却水，该冷却水使用循环水流来减少电主轴产生的热量。2.电主轴的校核①电主轴的变形计算公式：采用平均直径d1计算，计算电主轴时选择用平均直径（d1）或当量直径（d2）。平均直径惯性矩②电主轴的校核计算电主轴的受力简图4.3：图4.3电主轴的受力简图1）电主轴的计算1>计算功率：转矩：圆周力径向力轴向力2>水平面内的支反力，∑MA=0，∑ME=0

FNHE=23468.7N（F3>垂直面内的支反力，∑MA=0，∑ME=0FrB×228+FrB×249+4>D截面的最大合成弯矩为2）最大合成弯矩图4.4和扭矩图4.5图4.4弯矩图Chart4.4Moment

diagram

图4.5扭矩图Chart4.5Torque

diagram

3）轴的强度校核，D所在的截面为危险截面，按第三强度理论计算弯矩轴的抗弯截面系数：故满足第三强度理论。4.2滚珠丝杠螺母副的选型导向螺钉是机器传动机构必不可少的元件。通过传动装置，它可以线性成旋转运动的线性运动，也可以旋转成线性运动的旋转运动。球对可分为两类：高精度和低精度。低精度螺钉是传统意义上的螺钉。它仅由两个部分组成，一个螺钉和一个螺母。这种类型的螺母对可以称为大型螺栓和螺母。可以控制，但精度不高。作为机器的传动机构，确保高精度是最重要的。这次设计的数控钻铣床是一种高精度机床。显然，不能使用这种类型的螺母。第二是使用寿命。如果普通导螺杆和螺母之间的加工时间较长，则不可避免地会磨损，从而降低了导螺杆的精度。因此，为此传动组件选择了高精度的滚珠螺母对。一对高精度滚珠螺母由螺钉，螺母，钢珠，预压缩部件，反向，防尘等组成。该螺钉的结构类似于轴承，并添加到规则的螺母对中。本机选用一对滚珠螺母BNFN20005一5RRGo+610LC5参数如下：公称直径20毫米；右旋螺纹；电线是0.5毫米;螺母球的链数为5；RR代表密封圈代号；GO代表轴向游隙等级代号；610L表示螺丝为610毫米;C5指示准确性级别。4.3滑动导轨的选型导轨的任务是沿一定的轨迹支撑和引导运动部件。在所有成对的导轨中，移动侧用作移动轨，固定侧用作支撑轨。这样，可移动导轨通常在线性和旋转运动中在支撑导轨上运动。1导轨要求（1）可控性高导轨的引导精度通常是沿着支撑轨道的方向的直线度和圆度。（2）耐磨性好，使用寿命长导轨的耐磨性取决于导轨的精确固定。决定保持准确性。导轨沿支撑路径的移动会在长期运行中造成不均匀磨损，并损坏精确的导轨，从而影响加工精度。（3）足够的刚性必须确保导轨在负载下不会弯曲或变形，以确保每个组件的位置和准确性。（4）平稳速度当以相对较低的速度行驶时，运动部件的导轨会向上爬。进给运动也会蠕动，这会影响被处理表面的粗糙度值，并且粗糙度会增加，因此，当导轨以低速运动时，它必须稳定并且不能蠕动。（5）工艺精湛在设计导轨的结构时，特别需要了解制造，调整和维护的便利性，并确保设计简单，加工和技术性能良好且经济。2首曲目选择施工指南的精度要求相对较高，组装必须相对简单，并且调整，组装和维护必须方便。因此，本设计使用HGR25R1100P型上银线形导体HG系列参数如下：R代表单个导轨；R代表单个导轨。25表示尺寸；R代表锁的类型；1100表示滑道的长度；P表示精度4.4联轴器的选型1联轴器类别（1）刚性联轴器（固定型）要求安装精度高，没有补偿性能，但结构简单，制造容易，成本低。这样的联轴器包括套筒型，外套和法兰型。（2）弹性连接A无需弹性元件的灵活连接B带有挠性元件的挠性连接2连接选项这种设计使用了梅花形的弹性离合器。如此简单的设计，易于制造的外观，相对紧凑的外观设计，可靠的性能以及不频繁的维护，成本相对较低，但必须在安装过程中轴向移动。它适合于连接两个中型和小型传动轴，负载变化小，对缓冲和减振的要求低，并且可以补偿两个轴的相对位移。第5章其他部件的设计与计算5.1电主轴轴座设计铝质的材料很轻，对于轴座而言可以减轻它的重量，铝质材料具有良好的延展性，便于安装电主轴。另外，在钻孔和铣削过程中不可避免地会影响主轴，但是造成的冲击力并不高。所以，我们选择铝作为材料来制造主轴座。但由于铝本身的重量轻且它的质地柔软。因此，这次主轴座由硬质铝合金制成。电主轴轴座的结构规格如下：确保电主轴的平稳安装，以使电主轴的运行不会改变。由于电主轴的相关技术要求，主轴开口尺寸为0.8um。所以我们在设计该项目时主要应该考虑两个方面。确保正确安装，并指定CNC机床和机床各部分电主轴的所需位置。为了使电主轴稳定固定，电主轴上的孔带有一个整体的圆柱形孔。为了确保桌面的移动，开口的中心部分是X，Y，正好与桌面的几何中心相对。电动主轴箱尺寸：1.安装电主轴的零件的尺寸由电主轴的尺寸决定2.其他尺寸请参见图5.1主轴座部件图5.1主轴轴座的零件图5.2滚珠丝杠的动载荷计算与直径估计1确定滚珠丝杠的导程mm式中：-移动部件的最大速度（mm/min）；i-传动比，当滚珠丝杠与电动机直接连接时i=1；-电动机的最大转速（r/min）2滚珠丝杠的当量载荷与当量转速计算r/minN当载荷与转速接近正比变化，各种转速试用机会均等时，可采用下列公式计算：r/minN式中：-机床空载时滚珠丝刚所受轴向力（此时轴向力最小，N）-机床空载时滚珠丝刚所受轴向力（此时轴向力最大，N）-滚珠丝杠的最高转速（r/min）-滚珠丝杠的最小转速（r/min）3确定预期的额定载荷确定预期的额定动载荷N式中：-预加载荷系数。4根据位置精度要求确定滚珠丝杠螺母副允许的最小纹底径（1）滚珠丝杠螺母副允许的最大轴向变形量查阅资料和书籍影响定位精度的的主要是螺距误差以及所受摩擦力矩的变化，初选滚珠丝杠规定最大轴向变形量必须满足下式：定位精度（2）估计滚珠丝杠螺母副螺纹的底径mm式中：L-滚珠丝杠螺母副两个固定之城之间的距离（mm）,L=行程+安全行程+2X余程+螺母长度+支撑长度≈（1.2-1.4）行程+（25-30）5滚珠丝杠螺母副螺纹底径应满足的基本条件根据计算出的基本导程，预期额定动载荷和滚珠丝杠螺纹底径，可以查出对应的滚珠丝杠螺纹底径和额定动载荷，应使5.3轴承的计算选择轴承的重要基础是能够结出果实的基本生活，并使该生活小于或等于基本寿命。在使用它时，通常使用工作时间来反映颜色的重要寿命，该寿命是通过以下方法计算得出的：式中：-轴承的基本额定寿命（h），对于数控机床滚珠丝杠上采用的轴承，一般取=20000h；n-轴承的工作转速（r/min），与滚珠丝杠的当量转速相同；-寿命系数，对于球轴承=3；C-轴承的基本额定动载荷（N）；P-轴承的当量动载荷（N），其计算公式为X-径向动载荷系数，可从《机械设计》表13-5选取；Y-轴向动载荷系数，选取同上；-径向载荷（N），，其中，为轴承所承受的最大轴向力（N）；-轴向载荷（N），。对球轴承，可将轴承的基本额定寿命公式变形得根据此式即可计算球轴承的基本额定动载荷C值，使之小于轴承样本上列出的基本额定动载荷值。5.4轴承座的设计轴承工具的材料为灰口铸铁，强度高，可塑性和韧性良好。轴承工具的内圈和轴承的外圈是基础轴的兼容性，可以确保轴承的内圈在移动过程中不会来回移动。本次设计轴承座尺寸图如下图5.2所示图5.2轴承座轴承装置的技术要求如下：（1）轴承工具的下表面，内开口和端面有技术要求，其余表面的粗糙度与铸造精度相对应；（2）局部硬度不必为12.5；（3）35个内孔和11个孔的端面的精度值应为1.6；（4）轴承工具的前端和后端的硬度值应为1.6；（5）轴承装置的安装面的粗糙度为1.6；（6）轴承工具材料是铸造HT200；没有圆角C1，没有圆角R2。5.5钻铣床立柱设计数控钻铣床立柱在整个结构中起着支撑作用，支撑着整个Z轴的所有组件。立柱的前部配有线性导轨，轴承装置和发动机支架。立柱的下端固定在机器的基座上。机柱很大，采用铸造方法，材料为灰口铸铁（HT200）。该列的技术要求如下：（1）立柱下表面的粗糙度应为1.6；（2）立柱的前部用作导轨安装，其表面粗糙度值必须为1.6；（3）用于安装轴承装置的两个矩形凹台的表面粗糙度值为1.6；对于其他未经处理的表面，请使用12.5。立柱尺寸：安装滚珠丝杠螺母副部分按照滚珠丝杠螺母副的尺寸确定其余尺寸见立柱零件图，如下图5.3图5.3立柱零件图5.6钻铣床底座的设计对数控钻铣床的基本结构没有特殊要求。为了将工作台和色谱柱固定在上方，根据工作台和色谱柱的结构，只需要在固定位置上加工螺纹孔即可。以确保其位置的准确性和垂直性。机器的基础材料是灰口铸铁（HT200）。要安装线性导轨，请在机架的每一侧钻两排螺纹孔，并使用凹槽外部的凹槽来调整两个线性导轨的直线度。从前端和底座两侧延伸的零件主要是在处理零件后留下的碎屑。底座下端的每一侧都有6个凸台用于固定。机床各部分的技术要求如下：（1）与柱接触的表面的粗糙度为1.6，平行度为0.01；(2)安装导轨的表面必须为1.6。机床底座尺寸：安装工作台及导轨部分按工作台尺寸及导轨尺寸确定其余部分尺寸见机床底座零件图，如下图5.4：图5.4机床底座零件图总结在这种情况下设计的数控钻铣床使用伺服电机直接在XYZ方向上控制工作台，但是必须确保X，Y和Z的运动轴相互垂直，并且主轴旋转精度与Z轴。该工具安装在电主轴上，并随电主轴的轴线上下移动。设计了电主轴端部插座，并将电主轴连接到端座，以在电主轴和机器壳体之间提供连接。一旦