龙门铣床的结构

X2020-6M龙门铣床技术简介X2020龙门铣床技术简介名称: 龙门铣床型号: X2020规格: 2000×6000都匀东方机床有限公司X2020×6M龙门铣床参数一、机床用途本机床主要用于黑色金属或有色金属零件之平面加工。

二、机床型号、名称、规格型号：X2020名称：龙门铣床规格：2000×6000mm三、机床结构及配置机床为龙门框架工作台移动式，在横梁上配置右垂套筒式铣头一个,左、右立柱上各配置一个套筒式侧铣头。

四、本机床由以下部件组成⑴床身。

⑵工作台。

⑶立柱。

⑷横梁升降机构。

⑸横梁。

⑹套筒式铣头（右垂一个）。

⑺套筒式铣头（左、右侧各一个）。

⑻溜板(垂一个,左、右侧各一个)。

⑼工作台进给箱。

⑽垂铣头进给箱（一个）。

⑾左、右侧铣头进给箱。

⑿蜗杆箱。

⒀静压润滑系统⒁电气设备。

⒂包装箱。

⒃附件。

五．主要技术参数六、机床主要结构特点1.X2020/6M龙门铣床为龙门框架结构,工作台移动,横梁可升降式龙门铣床。

该机床在横梁上布置一个15KW的套筒式铣头以及左右立柱上各一个15KW的套筒式侧铣头。

2.机床的床身、工作台、立柱、横梁、铣头箱体等基础部件,均采用高强度铸铁及树脂砂造型,以及合理的筋格布置结构,使机床具有很高的刚性和稳定性。

3.床身、工作台导轨为Ｖ—平形式，其中工作台导轨面涂ＨＮＴ耐磨涂层。

工作台导轨为开式静压卸荷导轨,以适应较大的承重。

工作台导轨有不锈钢可重叠式护罩。

4.工作台进给机构由交流变频电机、工作台进给箱、蜗杆箱及安装于工作台上的蜗母条而组成。

蜗杆、蜗母条传动副接触齿数多，重叠系数大，且蜗母条表面涂有ＨＮＴ耐磨层，从而保证了工作台运行的平稳性，特别是低速工作时运行平稳，无爬行现象。

蜗杆为双蜗杆,中间有弹簧,起到调整间隙及予紧作用。

5.工作台进给通过变频调速使工作台在进给速度范围内实现无级可调。

工作台快速由一个11ＫＷ的交流电机单独驱动。

6.工作台有手动机构及手动刹紧装置。

控龙门铣床机械结构设计摘要现在世界上很多发达的工业化国家在生产中广泛应用数控机床。

随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能已经非常强大，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。

随着科学技术的发展，世界先进技术的兴起和不断成熟，对数控技术提出了更高的要求。

当今数控机床正在不断采用最新成果，朝着高速化，超精度化，多功能化、智能化、系统化、网络化、高可靠性与环保等方向发展。

本次毕业设计就是通过对5轴数控龙门铣床机械结构设计来加深对数控机床的了解。

通过本次毕业设计了解数控龙门铣床的机械结构，并对一些关键的部件进行校核。

并通过此次毕业设计熟练掌握一门三维绘图工具-Inventor.关键词：滚珠丝杠，滚动导轨，五轴联动铣头，Inventor.A 5 AXIS NC MILLING PLANER MECHANICALSTRUCTURE DESIGNABSTRACTIn many advanced industrialized countries in the world now is widely used CNC machine in the production .With the rapid development of electronic technology and control technology, today's numerical control system function is very strong, and with the continuous development of numerical control technology and application field expands,it to some important industry of the national economy and people's livel is playing a more and more important role in the development.With the development of science and technology, the rise of the world's advanced technology and matures, we put higher requirements on numerical control technology.Modern nc machine tools Using the latest achievements , toward high speed, super precision, and multi-functional and intelligent, systematic, network, such as high reliability and environmental protection.This graduation design is based on the five axis nc milling planer mechanical structure design to deepen understanding of nc machine tools.Through the graduation design ,I have understanded the mechanical structure of the CNC gantry milling machine, and some of the key components for checking.And through the graduation design I master a 3 dimensinal drawing tool - Inventor.KEY WORDS：Ball screw , Rolling guide , Five-axis linkage milling head, Inventor目录前言 (1)第1章数控机床概述 (2)第2章整体结构方案 (3)第3章伺服进给系统机械传动机构的设计 (4)§3.1 伺服进给系统机械传动机构设计的一般要求 (4)§3.2 滚珠丝杠螺母副的原理及支撑方式 (6)§3.2.1 滚珠丝杠螺母副的原理及特点 (6)§3.2.2 滚珠丝杠螺母副的支撑方式 (8)§3.2.3 支承轴承的选择 (9)§3.3 滚珠丝杠副的疲劳寿命计算 (9)§3.4 预加负荷 (11)§3.5 机床滚珠丝杠副总体校核 (11)§3.6 数控机床导轨 (16)§3.6.1 导轨的基本类型 (16)§3.6.2 对导轨的基本要求 (16)§3.6.3 直线滚动导轨 (17)第四章数控机床的进给驱动 (19)§4.1伺服系统的基本要求 (19)§4.2伺服电机的选择与计算 (21)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)2III前言毕业设计是实现培养目标的重要教学环节，是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要过程。

高速龙门铣床五轴联动的结构设计摘要：对现在机床的五轴联动结构进行了结构分析、对比，设计出了高速龙门铣床五轴联动的结构。

五轴联动结构设计中又主要对五轴联动铣头（行业中称“五轴头”）进行了详细设计，结构中采用了精密齿轮啮合与双导程蜗轮蜗杆驱动，既保证了结构紧凑，精度也较高。

关键词：五轴联动 结构设计 五轴联动铣头 双导程蜗轮蜗杆一、前言数控机床是当代制造业的主流装备，是市场的热门商品。

我国数控机床经历30多年来的发展，现已颇具规模，机床已涉及超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域。

但与机床高度发达的国家相比，我国机床的总体制作水平还是存在着一定的差距，相当明显的是：在我国，对于四轴联动以上的机床，大部分来自国外，再加上西方国家对我国在这方面的技术封锁，在一定程度上影响了我国数控机床的发展。

本人课题在借鉴大量国内外机床资料的基础上，根据一特定方案设计出虚拟样机---五轴联动高速数控龙门铣床。

此论文是节选其中五轴联动的结构设计部分。

二、五轴联动现状及其分析大多数高级的数控铣床的数控装置都可控六根基本轴，即X, Y, Z 三根运动轴和绕X, Y, Z 三根运动轴旋转的A 、B 、C 三根回转轴。

五轴联动指的是在六根基本轴中，机床数控装置能控制其中五根轴同时达到空间某一点，通俗的讲就是指其中五根轴能同时对某一点进行运动加工。

根据机床实际情况，五轴联动通常是在X 、Y 、Z 三根运动轴基础上增加由A 、B 、C 三个回转轴中任意两个回转轴所组合的运动， 2个回转轴可以都配置在刀具切削头部位（通常称摆动轴）或工件安装部位（通常称旋转工作台），也可在这两个部位上分别配置1个回转轴。

根据这些配置方式可以组合出的有效布局方案共有：2233212C P +=种。

1、双旋转工作台的高速五轴机床，它应用比较多的是铣镗类机床。

这种机床也有多个类型和品种，较简单的是在数控镗铣床的工作台上附加A/B 轴转台，配上相应的数控系统，实现X 、Y 、Z 三个直线运动和 A/B 轴两个旋转运动并可联动。

龙门铣床性能特点及安全操作龙门铣床有门式框架和卧式长床身的铣床。

龙门铣床加工精度和生产率均较高，适合在成批和大量生产中加工大型工件的平面和斜面。

龙门铣床还有一些变型以适应不同的加工对象。

①龙门铣镗床：横梁上装有可铣可镗的铣镗头，其主轴（套筒或滑枕）能作轴向机动进给并有运动微调装置,微调速度可低至5毫米/分。

②桥式龙门铣床：加工时工作台和工件不动,而由龙门架移动。

其特点是占地面积小，承载能力大，龙门架行程可达20米，便于加工特长或特重的工件。

外形与龙门刨床相似，区别在于它的横梁和立柱上装的不是刨刀刀架而是带有主轴箱的铣刀架，并且龙门铣床的纵向工作台的往复运动不是主运动，而是进给运动，而铣刀的旋转运动是主运动。

在龙门铣床上可以用多把铣刀同时加工表面，所以生产效率比较高，适用与成批和单件生产，用以加工中型和大型工件。

龙门铣床的机头特点龙门铣床包括有床身、架设在该床身上的工作台及数控电路控制系统。

龙门铣床床身上装设有X轴导轨，龙门铣床工作台跨越紧固在该床身上。

工作台上方活动跨越架设有龙门架，龙门架还包括有：龙门架拖板，龙门架拖板活动夹持于该X轴导轨上。

Z轴导轨，装设于龙门架上。

横梁，该横梁装设有一Z轴拖板，横梁通过该Z轴拖板而活动夹持于该Z轴导轨上，横梁上还装设有Y轴导轨。

铣削装置，龙门铣床铣削装置活动装设于该Y轴导轨上，使该龙门架在数控电路控制系统的控制下，作X、Y、Z三轴的立体空间铣削加工。

该数控龙门铣床具有高精度的铣、钻、镗、削等操作。

龙门铣床的性能特点龙门铣床具有足够的刚性，效率高，操作方便，结构简单，性能全面性等特点。

龙门铣床适用于各种机械上的大中型黑色金属或有色金属零件的水平平面、垂直平面或斜面沟槽的铣削，铣镗头，还可以进行镗孔和钻孔以及根据用户需要的各类改进，同时承接各类加工与制造。

安全操作规程注意事项1．工作物要用压板、螺钉或专用工具夹紧。

使用一股的扳手不准加套管，以免滑脱伤人。

2．刀具一定要夹牢，否则不准开车工作。

科技风2019年1月科技创新DOI ：10.19392/j . cnki . 1671-7341.201902005定梁式数控龙门铣床整体结构设计徐梓童汪秣张普天吉林农业科技学院机械与土木工程学院吉林吉林132101摘要:根据国内与国外对于龙门铣床的研究情况来看，此次设计一种可以用于加工各种复杂的零件的龙门数控铣床，符合 实际的生产需要。

其结构主要包括了横向进给机构、纵向仅给机构、工作台以及立柱等的组成部分。

其运行是采用伺服电机然后 是滚珠丝杠进行传动。

总体上讲述了其所包含的结构、特点以及其工作原理。

并且具体的阐述了此铣床的整体结构以及校核的 方法对其进行了分析。

关键词：龙门铣床;数控;伺服电机；滚珠丝杠1机床的设计要求数控龙门铣床的总体方案设计主要包括了 ：(1) 总体布局设计:各个部件的位置、各个部件的运动进行 分析、还有其整体的外观。

(2) 技术参数设计:各个部件的尺寸、刀具的转速和进给 量、电机的功率和所能承载的力。

(3) 结构优化设计:整个机床的刚度、运动特性、受热性 能等。

此机床符合国家的标准，其参数为:工作台的整体尺寸为: 3000x 1200mm ，工作台所能承受的最大载荷为2吨，能够具有 高的速度和效率，结构简单稳定，精度高且用于铣削较为复杂 的零件。

2设计方案我所设计的铣床主要是工作台能够做纵向移动的数控龙 门铣床。

这种工作台移动的数控龙门铣床主要的特点包括了(1)成本低，生产较为简单。

这种龙门铣床的整体的长度必须 比工作台行程的长度多两倍。

而移动式的龙门铣床的整体的 长度就得是龙门架的侧面宽度与纵向行程之和。

（2)这种机床 的动态响应好。

这种机床的龙门架是固定在立柱上的，所以当 工作台移动时其所切屑的稳定性好，这样便保证了机床所加工 零件的精度和动态响应性。

我所采用的为西门子425的数控系统，因为这个数控系 统具有龙门轴的同步功能。

这一项功能能够让龙门框架的进 给轴（X 1，X 2)达到无机械偏差的位移的目的。

数控龙门铣床设计首先，机床结构部分。

数控龙门铣床一般采用龙门式结构，即横梁作为横梁纵向移动的导向梁。

这种结构可以提供稳定的支撑和刚性，保证机床的精度和稳定性。

同时，可以根据加工件的大小和形状调整龙门的高度和宽度，增强机床的适应性。

其次，轴向结构部分。

数控龙门铣床通常包括X轴、Y轴和Z轴三个轴向。

X轴为横梁沿纵向移动的轴向，Y轴为工作台沿横向移动的轴向，Z轴为刀具上下移动的轴向。

这三个轴向通过精密的滑轨和直线导轨实现，可以实现机床的高精度运动和定位。

再次，工作台结构部分。

数控龙门铣床的工作台一般采用液压或电机驱动的滑台，可以实现工作台的快速移动和定位。

工作台上通常有多个T型槽，用于夹持工件和夹具。

同时，工作台还可以通过液压系统或机械手动装置实现旋转和倾斜，以满足不同加工需求。

其次，导轨系统部分。

导轨系统是数控龙门铣床的重要组成部分，直接影响机床的定位精度和运动平稳性。

一般采用线性滚动导轨，包括滑块、滑轨和滚珠轮等。

滑块通过滑轨进行滑动，滚珠轮起到承载和导向作用，保证机床轴向的平稳运动。

最后，控制系统部分。

数控龙门铣床的控制系统一般采用PLC或CNC控制系统。

通过编程设定机床的速度、进给量、切削深度等加工参数，实现自动化加工。

同时，还可以通过监控系统实时监测机床的运行状态和工件加工情况，提高生产效率和加工质量。

综上所述，数控龙门铣床的设计涉及到机床结构、轴向结构、工作台结构、导轨系统、控制系统等多个方面。

只有充分考虑这些因素，合理设计机床的各个部分，才能提高机床的性能和加工精度，满足不同加工需求。

同时，还需要时刻关注新技术的发展和应用，不断改进和完善数控龙门铣床的设计。

X20系列龙门铣床主要技术说明一、机床外形图（略）二、主要技术参数（见附表）三、技术设计说明1．机床设计性能特点①．横梁及立铣头带有全自动机械压紧，液压放松功能。

自动化程度较高。

②．铣头设有内置飞轮，切削比较平稳。

③．立铣头在横梁上的移动、侧铣头在立柱上上下移动、工作台工作进给均采用变频无级调速，有利于选取合理的切削参数，使用较方便。

④．工作台采用耐磨贴塑导轨新技术，可减少床身导轨的磨损。

⑤．工作台采用蜗杆蜗条传动，运动较平稳（6M以下采用丝杆传动）。

⑥．工作台蜗杆蜗条采用独立油槽浸油润滑，工作台导轨采用独立油箱专用润滑泵润滑（可保证导轨润滑油的清洁度），铣头采用独立柱塞泵润滑，横梁立柱导轨及横梁立柱丝杆采用手动泵润滑，整机具有良好的减磨润滑性能。

⑦．床身及横梁导轨采用了超音频淬火热处理，耐磨性能大大提高。

⑧．主要铸件均采用了粗加工前时效处理和粗加工后时效处理（二次时效），可大大降低铸造热应力变形，保证精度的稳定性。

⑨．可据用户要求安装数显或将变频调速改为伺服调速并安装电子手轮，可安装行程300或500的镗铣头。

可按用户要求按装1~4个不带回转或带回转±45°的铣头。

2．铣头铣头是本机床的核心部件之一，本铣头的设计具有如下特点：①设置了内置飞轮，增强了切削平均性。

②设置了套筒防掉装置，套筒进刀均匀。

③铣头传动齿轮都采用20CrMnTi并进行了渗碳淬火磨齿处理。

④具有独立的润滑泵对齿轮进行润滑。

铣头分7.5KW以下铣头及12KW以上铣头两种，其中7.5KW铣头具有6级速度，12KW以上铣头具有12级速度。

标准配置中X2012及以下均为7.5KW铣头，X2016及以上均为12KW或17KW铣头。

3．进给机构进给机构分工作台进给机构及立铣头进给机构和侧铣头进给机构。

①工作台进给机构：X2020/8M以下的工作台进给机构设置在床身尾部，并分别用快慢速电机带动工作台作快慢速运动，工作台的慢速通过变频调速可获得连续无级速度，快慢速通过电磁离合器切换。

铣床的加工内容一、铣床的概述铣床是一种用来进行金属材料加工的机床，其主要作用是通过旋转刀具对工件进行切削、钻孔和镗孔等操作。

铣床通常被广泛应用于制造各种零部件和产品，例如汽车、飞机、船舶等各种机械设备。

二、铣床的结构和分类1. 结构铣床通常由以下几个部分组成：床身、工作台、主轴箱、进给装置以及控制系统等。

其中，主轴箱是铣床的核心部件，其包括了驱动主轴旋转的电动机以及刀具夹持装置等。

2. 分类根据不同的加工方式和结构特点，铣床可以分为以下几类：（1）立式铣床：主轴垂直于工作台面，并沿着竖直方向进行移动。

（2）卧式铣床：主轴水平放置，并沿着水平方向进行移动。

（3）龙门式铣床：具有大型工作台和横向移动的主轴箱。

（4）万能铣床：可以进行多种不同类型的加工操作。

三、铣削加工内容及其流程铣削加工是铣床最常见的加工方式之一，其主要流程包括以下几个步骤：1. 工件夹紧：将待加工的工件固定在工作台上，并使用卡盘等装置进行夹紧。

2. 刀具选择：根据不同的加工要求和工件材料，选择合适的刀具进行加工。

3. 刀具安装：将选好的刀具安装在主轴箱中，并进行调整和校正。

4. 加工参数设置：根据不同的切削条件和要求，设置适当的进给速度、转速和深度等参数。

5. 开始加工：启动铣床并开始进行切削操作，同时通过控制系统对加工过程进行监控和调整。

6. 完成加工：当完成所需的加工操作后，停止铣床并取出已经加工好的零部件。

四、铣削加工注意事项1. 选择合适的刀具材料和形状；2. 设置合适的进给速度、转速和深度等参数；3. 确保机床运行平稳，并及时对机床进行维护保养；4. 对于大型或复杂结构的零部件，需要进行多次精细加工以确保加工精度；5. 进行加工操作时需要注意安全，必须带好防护装置和个人防护用品。

五、铣削加工的应用领域铣削加工是一种广泛应用于各种机械制造领域的加工方式。

其常见的应用领域包括：1. 汽车制造：铣削加工被广泛应用于汽车发动机、底盘和车身等部位的制造；2. 航空航天：铣削加工在飞机、卫星和导弹等航空航天设备的制造中具有重要作用；3. 电子制造：铣削加工被广泛应用于电子产品的外壳和零部件的制造；4. 机械制造：铣削加工被广泛应用于各种机械设备和零部件的制造。

定梁式数控龙门铣床整体结构设计梁式数控龙门铣床是一种常见的数控机床，它的整体结构设计非常重要。

本文将从整体结构设计的角度出发，探讨梁式数控龙门铣床的设计要点和优化方法。

梁式数控龙门铣床的整体结构主要由机床床身、龙门横梁、工作台、滑块、主轴箱、进料机构、控制系统等组成。

其中，机床床身是数控龙门铣床的基础结构，承受整个机床的重力和切削力。

龙门横梁起到支撑和导向工作台的作用，承受加工过程中的惯性力和切削力。

工作台是工件安装和加工的平台，具有往复运动和旋转运动的功能。

滑块是主轴箱的运动装置，用于控制主轴的上下运动。

主轴箱包括主轴、减速器、驱动装置等，是数控龙门铣床的核心部件。

进料机构用于控制工作台的前进、后退和左右移动。

控制系统负责对整个机床的运动进行控制和监测，保证加工的精度和稳定性。

在整体结构设计中，需要考虑以下几个方面。

首先，应根据加工要求确定机床的加工范围和刚度需求，以确定床身的尺寸和形式。

其次，龙门横梁的尺寸和结构应考虑工作台的大小和负载要求，保证工作台的稳定性和刚度。

工作台的大小和形式应考虑加工件的尺寸和类型，以满足加工的要求。

滑块的结构和运动方式应具有足够的刚度和精度，以确保主轴的运动稳定和加工精度。

主轴箱的结构和轴承选择应考虑主轴的转速和刚度要求，以保证加工质量。

进料机构的结构和运动方式应根据加工件的尺寸和复杂程度来确定，以提高加工效率和质量。

最后，控制系统的性能和功能应与机床的结构相匹配，以实现精确的加工控制和监测。

在梁式数控龙门铣床整体结构设计中，需要注意优化设计。

首先，应采用适当的材料和结构形式，以提高机床的刚度和稳定性。

其次，应优化各组件的尺寸和位置，以减少功耗和噪声，并提高加工精度和效率。

此外，应选择合适的传动方式和轴承结构，以提高机床的工作精度和可靠性。

最后，应合理布置各部件和管线，以提高机床的维护便利性和使用寿命。

总之，梁式数控龙门铣床的整体结构设计是决定其加工质量和效率的关键因素。

∙ 主要参数介绍 机床型号XKA2420 XKA2425 XKA2430 XKA2440 工作台工作面积(宽x 长) mm 2000x4000 2500x5000 3000x6000 4000x8000 立柱间距mm 2500 3000 3500 4500 工作台T 型槽宽度 mm 36工作台T 型槽数量 9 11 13 13 工作台纵向行程(X) mm 4400 5400 6700 8720 溜板横向行程(Y)mm3200 3700 4200 5200 滑枕镗铣头垂向行程(Z) m m 1000/1250/1500任选主轴端面至工作台面 mm <2000 <2000 <2000 <2500 主轴端部锥度(ISO)No. 50/6050/6050/6060主轴转数范围r/min20-2000(高速可选4000) 工作台纵向进给(快速)X m m/min 5-10000（15000） 溜板横向进给(快速)Y mm/min 5-6000（6000） 滑枕垂向进给(快速)Z mm/min 5-3000（3000） 主电机功率（交流） kW 40or60定位与重复定位精度 mm 达到德国先进厂家位置精度标准 Y,Z 向进给伺服电机扭矩N ·m38 X 向进给伺服电机扭矩 N ·m 98 125 125 125 工作台最大承载重量 t/m10 10 12 12 机床尺寸mm 12460x6800x5895 15200x8100x6150 17400x8600x6150 22000x9600 x6400机床重量kg7500085000115000160000∙工作台长度（L ）工作台宽mm对应长 mm2000 2500 3000 4000 标准型 5000 6000 8000 10000 2500 3000 4000 5000 标准型 6000 8000 10000 12000 3000 4000 5000 6000 标准型 8000 10000 12000 16000 4000500060008000 标准型10000120001600020000滑枕式镗铣头多功能交流无级变频调速西门子电机驱动的垂直滑枕镗铣头由Y 向溜板，主轴滑枕，隔热层，变速箱，电气液压控制站和电机组成，主轴采用德国FAG 公司推荐的主轴轴承支承结构，具有高精度，高刚度，高负荷，高转速，低温升的特点。