开题报告-立式加工中心主轴箱及进给系统设计.doc

中原工学院毕业设计（论文）开题报告

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毕业设计（论文）

开题报告

题目名称：立式加工中心主轴箱及进给系统设计

院系名称：机电学院

班级：机自112

学号：

学生姓名：

指导教师：

2018年3月

1结合毕业论文（设计）任务书的要求，根据所查阅的文献资料，撰写1500字左右的课题综述。

1.1本课题所涉及的内容

在数控铣床的基础上，如果再配以刀具库和自动换刀系统，就构成加工中心[2]。加工中心的特点是它的刀具库能存放几十把甚至更多的刀具，由程序控制换刀机构自动调用与更换，这样就可以在没有人工干预的情况下，一次完成很多工艺内容。加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行许多工序加工的数控机床。在加工中心上，工件经一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量、刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能，依次完成工件一个或几个面上多工序的加工。

本次设计是关于立式加工中心主轴箱及进给系统的设计。本设计基于现行的国内常见的立式机床为主要研究对象，具体采集了机床的数据，根据数据做系统分析，结合所学的机械设计知识，针对常规零件的加工工艺要求，设计加工中心的主轴箱和进给系统，为企业机床提供实际的参考意义。

现立式加工中心数据如下：

X、Y轴步进电机a12/3000i

Z步进电机a12/3000i

主轴最大输出扭矩70公斤力×米

主轴转速范围45～2000r/min

主电动机的功率4kw

主轴电动机转速1500r/min

加工中心主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担。

机床上常用的变速电动机有直流电动机和交流变频电动机，在额定的转速上为恒功率变速，通常变速范围仅为2-3；额定转速以下为恒转矩变速，调整范围很大，变速范围可大30甚至更大。上述功率和转矩特性一般不能满足机床的使用要求。为了扩大恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个有级变速箱。

本机床采用交流调速电机变速，为了在变速范围内，满足一定恒功率和恒转矩的要求，为了进一步扩大变速范围，在后面串联机械有级变速装置。

图1.1主传动的三种方式

由于齿轮传动使用寿命长，应用普遍，类型较多，适应性广，通过齿轮来实现定比传动，能保证低速时传递较大的扭矩，满足了数控机床对扭矩特性的要求。所以本次设计选用带有齿轮变速的主传动系统。

1.2立式加工中心国内（外）发展现状

自从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，1958年美国卡尼特雷克公司诞生第一台加工中心以来，加工中心与数控技术的发展已经走过了半个多世纪历程。数控系统由刚开始的电子管起步，历经了分立式晶体管，小规模集成电路，大规模集成电路，小型计算机，超大规模集成电路到微机数控系统几个发展阶段。总体趋势是：数控装置由NC向CNC发展，广泛采用32位CPU组成多微处理器系统，CNC装置向人工智能化方向发展，采用新型的自动编程系统，增强通信功能，数控系统可靠性不断提高。加工中心在推动生产力的发展和社会生活的进步起着越来越重要的作用。就目前来说，加工中心将朝着下面几个方向发展[2]。

1.高速高效，高精度，高可靠性

（1）高速，高效：提高生产率是机床技术追求的基本目标之一。加工中心高速化可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率，降低成本，而且还能提高零件的表面加工质量和精度。

（2）高精度：从精密加工到超精密加工是一直是机械领域追求的梦想。精密化是为了适应高新技术发展的需需要，也是为了提高普通机械产品的质量和性能。字21世纪以来，普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高到±5μm，精密加工中心的加工精度也从±3~5μm提高到±（1~1.5）μm。

（3）高可靠性：数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模的或超大规模的专用及混合式集成电路，以减少元器件的数量，提高可靠性。

2.模块化，智能化，