数控加工中心结构设计

毕业设计（论文）题目加工中心机械手系统结构设计专业机械设计制造及其自动化班级学生指导教师王慧武职称副教授高科学院2013 年任务书填写要求1．毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、学院（系）领导签字后生效。

此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；2．任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3．任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及学院（系）主管领导审批后方可重新填写；4．任务书内有关“学院（系）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。

学生的“学号”要写全号（如020*******,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；5．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。

6．毕业设计任务书、毕业论文及其它相关的报告书，要求一律用16K纸书写或打印。

系系主任西安理工大学高科学院批准日期毕业设计（论文）任务书系机械设计制造及其自动化专业 09机械1 班学生一、毕业设计(论文)课题加工中心机械手系统结构设计二、毕业设计(论文)工作自 2013 年 02 月 25 日起至 2013 年 06 月 14 日止三、毕业设计(论文)进行地点高科学院四、毕业设计(论文)的内容要求加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控镗铣床，主要用于加工单件、小批量的箱体零件或棱形零件等精密复杂零件。

工件在一次装夹后，加工中心可以自动更换刀具，连续对零件的各加工面自动地完成高精度的铣、钻、铰、镗及攻丝等多种工序。

按其主轴布置方式可分为卧式和立式加工中心两大类。

试谈数控机床、加工中心的结构设计中国纺织大学　狄　岚 宁江机床厂 狄锦如 摘要　数控机床、加工中心为了适应高速、高效、高精度,受大负荷的需要,需在主轴组件、导轨设计上改进,在传动连接件上采用胀套式,防护罩上采用全封闭式以及在夹紧机构等上采用浮动夹紧方法等。

关键词　主轴组件　导轨　传动件胀套式　防护罩　夹紧机构 虽然数控机床、加工中心是由普通机床发展而来,但要满足高速、高效、高精度又要能承受大负荷,普通机床的传统结构已不能满足要求。

在加工中心等机床设计上必须采用一些适合于数控机床的结构。

1　主轴组件结构 (1)前轴承　原来的双联轴承(图1a )已满足不了大负荷的要求,应改用三联或四联角接触球轴承(图1b )。

图1　主轴前轴承组件结构1、4、111法兰盖2、71轴承3、91锁紧螺母　51前挡圈61后挡圈　81前调整螺母　101前挡油盖　121主轴 (2)原来图1a 中修法兰盖1的端面保证不了端面与孔的垂直度要求。

为了提高轴承的调整精度应改为如图1b 中用挡圈5、6修磨调整式,以便提高修磨精度。

为了保证三个轴承的外圈互相压紧,法兰盖4外端面外应有0.1～0.15mm 间隙。

(3)图1a 所示的锁紧螺母3,在锁紧时不能保证端面的垂直度,应改为如图1b 中的用两个螺母8、9。

8为调整螺母,9为锁紧螺母,调整与锁紧分开,两者端面不接触,等调整好后,再用螺钉把两者固定。

可避免锁紧螺母的歪斜影响。

(4)为了提高轴承的寿命,防止加工时灰尘、油污进入轴承增加磨损,应如图1b 所示在加工过程中用压缩空气向孔口吹气,气缝口的间隙为0.2mm 。

吹气能起到很好的清洁效果。

但是这种结构较复杂,要求不高时可改用图1c 结构,前法兰盖与轴配合处采用螺旋密封(只适用于单向转动的主轴),其赶油方向要特别注意。

若把方向搞错,则不但不能密封,相反的却把冷却液赶向漏出方向,则使泄漏量大为增加,使轴承污染更严重,即使是油脂润滑轴承,会使温升大增,并对轴承寿命不利。

加工中心机械结构设计范本一、引言加工中心是一种高效、多功能的数控机床，广泛应用于各个行业的零件加工。

机械结构设计是加工中心的核心，直接决定了机床的性能和使用寿命。

本文将介绍加工中心机械结构设计的范本，包括框架设计、传动系统设计、导轨设计等方面。

二、框架设计加工中心的框架设计需要考虑机床的刚性和稳定性。

一个优秀的框架设计应具备以下特点： - 高刚性：确保机床在工作时不产生明显的变形，提高加工精度和稳定性。

- 稳定性：减少振动和共振现象，避免对加工质量产生负面影响。

- 结构简单：方便制造和维修，降低成本。

在框架设计过程中，需要考虑材料选择、布局设计和加工工艺。

常见的框架材料有铸铁、钢板和铝合金等，根据机床的具体要求选择合适的材料。

在布局设计上，应充分考虑工作台的固定方式、刀库的位置以及冷却装置的设置等因素。

加工工艺方面，可以采用铸造、焊接、锻造等工艺制造框架。

三、传动系统设计加工中心的传动系统主要包括主轴驱动、进给系统和辅助动力系统等。

一个可靠和高效的传动系统是机床正常运转的基础。

在传动系统设计中，需要考虑以下几个因素： - 主轴转速和扭矩：根据加工需求确定主轴的额定转速和最大扭矩。

- 进给速度和进给力：根据加工需求确定进给轴的额定速度和最大进给力。

- 传动方式：常见的传动方式有齿轮传动、同步带传动和联轴器传动等，根据具体情况选择合适的传动方式。

- 传动精度：传动系统的精度直接影响加工中心的加工精度，需要注意传动装置的制造精度和装配精度。

传动系统设计中还需要考虑润滑、冷却和封闭等方面。

对于高速加工中心，还需要考虑动平台的平衡性和减振问题。

四、导轨设计导轨是机床的重要组成部分，直接影响加工中心的精度和稳定性。

导轨设计需要考虑以下几个因素： - 材料选择：导轨材料应具备高硬度、高耐磨和高耐冲击性能，常见的材料有硬质合金、滑石和陶瓷等。

- 导轨形式：常见的导轨形式有滚动导轨、滑动导轨和线性电机导轨等，根据加工中心的需求选择合适的导轨形式。

数控回转工作台结构设计数控回转工作台是一种用于加工金属工件的设备，常用于数控铣床、加工中心等机床上。

它具有工作台面可以在水平、垂直两个方向上进行回转的能力，从而实现多种角度的工件加工。

在设计数控回转工作台的结构时，需要考虑以下几个方面：1.工作台面结构：工作台面通常是一个平面，用于放置工件进行加工。

为了提高工作台面的刚性和稳定性，通常会采用铸件或焊接钢板的方式制作。

工作台面通常具有T型槽，用于固定工件或安装夹具，同时还可以通过液压或电机控制使其在水平和垂直方向上进行回转。

2.回转机构：回转机构是实现工作台面回转的关键部件。

它通常由旋转轴承、驱动装置和导向装置组成。

旋转轴承是承受工作台面重量和转动力矩的主要部件，通常选择大直径、高刚度的滚动轴承或滑动轴承。

驱动装置通常采用伺服电机或液压马达，通过减速机传动，使工作台面实现回转。

导向装置用于确保工作台面的回转轨迹准确、平稳，通常采用滑动导轨或滚动导轨。

3.固定装置：为了确保工作台面的刚性和稳定性，需要将工作台面固定在底座上。

固定装置通常通过螺栓或紧固件连接工作台面和底座，以确保工作台面的水平度和垂直度满足加工要求。

4.控制系统：数控回转工作台通常需要配备一个控制系统，用于实现工作台面的回转控制。

控制系统可以采用数控系统或PLC控制系统，通过编程控制工作台面的回转轨迹、速度和停止位置。

在设计数控回转工作台时，需要综合考虑工作台面的刚性、稳定性和回转精度等因素。

同时，还需要根据实际加工需求确定工作台面的尺寸、载荷和回转角度范围。

另外，还要考虑工作台面的定位和夹紧方式，以确保工件在加工过程中的准确定位和固定。

总之，数控回转工作台的结构设计需要充分考虑工作台面的刚性、稳定性和回转控制等因素，以确保工件能够在不同角度下进行准确的加工。

加工中心结构及附件2.1.1 主传动系统1.对加工中心主轴系统的要求加工中心主轴系统主要由主轴动力、主轴传动、主轴组件等部分组成。

由于加工中心相对一般的数控铣床来说必须具有更高的加工效率，更宽的使用范围，更高的加工精度，因此，它的主轴系统必须满足如下要求：(1)具有更大的调速范围并实现无级变速(2)具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪声低(3)良好的抗振性和热稳定性(4)具有刀具的自动夹紧功能2.主轴电动机与传动1）主轴电动机加工中心常用的主轴电动机有交流调速和交流伺服电动机两种。

交流调速电动机通过改变电动机的供电频率可以调整电动机的转速，这种电动机成本较低，但不能实现电动机轴的径向准确定位。

交流伺服主轴电动机是一种高效能的主轴驱动电动机，这种电动机轴不但能实现任意径向的定位，还能以大转矩实现微小角度的转动。

2）主轴传动系统低速主轴常采用齿轮变速机构或同步带构成主轴的传动系统，从而可增强主轴的驱动力矩，适应主轴传动系统性能与结构。

图2-1为VPl050加工中心的主轴传动结构。

主轴转速范围为10 r/min～4000r/min。

当滑移齿轮3处于下位时，主轴在10～1200r/min间可实现无级变速。

当数控加工程序要求较高的主轴转速时，PLC根据数控系统的指令，主轴电动机自动实现快速降速，在主轴转速低于10r/min时，滑移齿轮3向上滑移，当达到上位时，主轴电动机开始升速，使主轴转速达到程序要求的转速。

高速主轴要求在极短时间内实现升降速，在指定位置快速准停，这就要求主轴具有很高的角加速度。

通过齿轮或传动带这些中间环节，常常会引起较大振动和较大噪声，而且增加了转动惯量。

为此将主轴电动机与主轴合二为一，制成电主轴，实现无中间环节的直接传动，是主轴高速单元的理想结构。

目前电主轴的转速可达到120000r/min～80000r/min；有的电主轴的最高主轴转速甚至能达到120000r/min。

图2-1 VP1050加工中心的主轴传动机构1-主轴驱动电动机 2、5-主轴齿轮 3-滑移齿轮 4、6-从动齿轮3.加工中心主轴组件加工中心主轴组件包括主轴、主轴轴承、传动件、密封件、自动夹紧装置、主轴定向装置和主轴锥孔清理装置等结构。

环球市场理论探讨/-107-关于“EBC110”数控卧式镗铣床加工中心外观结构设计宋 辰 高 坤沈阳机床股份有限公司钣焊分公司摘要：在设计“EBC110”机床外防护的造型过程时，针对我国机床外观设计造型、个性化、人性化的现状，并结合当前钣金制造技术及加工能力，引入了工业设计学、人机工程学原理。

依据卧式镗铣床身及机械系统的关键轮廓进行了可行性分析，使机床外防护整体结构及造型达到良好的效果。

关键词：数控卧式镗铣床加工中心；结构特征；人机工程学1. EBC110机床主机部分结构分析(1)刨台式系列机床床身纵横交叉T 型分体布局；(2)直线运动坐标的导轨采用贴塑滑动导轨与滚动导轨相结合的复合导轨，回转运动坐标采用铸铁、贴塑导轨；(3)主轴箱采用带导向装置的重锤平衡；(4)工作台采用双蜗轮蜗杆消隙机构消除回转间隙，提高工作台回转精度；图1.1外形轮廓及主要尺寸模块化设计，产品细分为三大类：带平旋盘型、无平旋盘型和带滑枕型，无平旋盘又细分为高转速型和高刚性型(1)高转速型：针对要求较高主轴转速的模具加工行业等用户(2)高刚性型：针对要求较高主轴刚性的石油泵阀体加工行业等用户高转速型：主轴轴承采用进口成组高转速角接触球轴承，并采用油气润滑，增加主轴转速；主轴轴承套、主轴箱内齿轮及轴承采用油冷机冷却，降低温升，减少热变形；主轴箱平衡采用单液压油缸平衡，钢丝绳连接，避免因平衡重锤晃动造成的异响，以及因此而产生的损失；高刚性型：主轴轴承采用进口双列圆柱滚子轴承与双向角接触推力球轴承的高刚性组合，并采用油气润滑，增加主轴转速；尾筒内的轴承增加数量，提高镗轴轴向刚性； 为了提高整机刚性，横纵床身将采用一体连接床身，并且为保证地基在一个平面。

工作台滑座根据工作台台面大小细分规格，以避免工作台因滑座太小，悬臂太大造成变形过大的现象发生；2. 总体方案及外观效果设计在这一过程中，外观设计人员通过对用户公司的企业文化以及产品客户的了解，为产品外形色彩风格定下了基调。

三轴加工中心的结构组成三轴加工中心是一种常见的数控机床，它具有复杂的结构组成。

本文将从机床床身、主轴箱、刀库、运动系统等方面介绍三轴加工中心的结构组成。

机床床身是三轴加工中心的基础部分，它通常由铸铁或钢板焊接而成。

床身具有高刚性和稳定性，能够承受加工过程中产生的各种力和振动。

床身上还装有滚轨和滑块，用于支撑和导向其他组件的运动。

主轴箱是三轴加工中心的核心部件，它包含主轴和主轴驱动装置。

主轴是加工中心进行切削加工的关键部件，通常由电机驱动，具有高速旋转的能力。

主轴箱还配备有冷却系统，用于控制主轴的温度，保证加工精度和延长主轴的使用寿命。

刀库是三轴加工中心上存放刀具的部分，它通常位于机床床身的一侧或顶部。

刀库内装有多个刀位，每个刀位可以安装不同类型的刀具。

刀库具有自动换刀功能，可以根据加工程序的要求，自动选择并更换刀具，提高生产效率和加工精度。

运动系统是三轴加工中心的关键组成部分，它包括进给系统和定位系统。

进给系统由伺服电机、滚珠丝杠和导轨组成，用于实现各个轴向的运动。

定位系统通过编码器等装置，实时监测机床各个轴向的位置，保证加工精度和定位精度。

除了以上主要的组成部分，三轴加工中心还包括控制系统、冷却系统、润滑系统等辅助部件。

控制系统通过计算机和数控系统，控制机床的运动和加工过程。

冷却系统用于降低机床和刀具的温度，减少加工过程中的热变形。

润滑系统用于给机床各个运动部件提供润滑剂，减少磨损和摩擦。

三轴加工中心的结构组成包括机床床身、主轴箱、刀库、运动系统等多个部分。

这些部件相互配合，共同完成加工中心的各项功能，实现高效、精确的切削加工。

三轴加工中心的结构设计和优化对提高加工质量和效率具有重要意义。

简述数控机床加工中心的特点及其组成部分数控机床加工中心是一种高精度、高效率的机床，它具有多种加工功能，可以完成多种复杂零件的加工。

它的特点是具有高精度、高效率、高自动化程度、高灵活性和高可靠性等特点。

下面将从组成部分、特点和中心扩展三个方面来详细介绍数控机床加工中心。

一、组成部分数控机床加工中心主要由机床主体、数控系统、自动换刀系统、自动送料系统、刀库、工件夹持装置、冷却液系统等组成。

1. 机床主体：机床主体是数控机床加工中心的核心部分，它由床身、立柱、横梁、工作台等组成。

机床主体的结构设计直接影响到机床的加工精度和稳定性。

2. 数控系统：数控系统是数控机床加工中心的控制中心，它由数控装置、伺服系统、编程软件等组成。

数控系统可以实现对机床的各项运动进行精确控制，从而保证加工精度和稳定性。

3. 自动换刀系统：自动换刀系统是数控机床加工中心的重要组成部分，它可以实现自动换刀，提高生产效率。

4. 自动送料系统：自动送料系统可以实现自动送料，提高生产效率。

5. 刀库：刀库是数控机床加工中心的刀具存放设备，它可以存放多种不同的刀具，实现自动换刀。

6. 工件夹持装置：工件夹持装置是数控机床加工中心的工件固定设备，它可以固定工件，保证加工精度。

7. 冷却液系统：冷却液系统可以对加工过程中产生的热量进行冷却，保证加工质量和工具寿命。

二、特点1. 高精度：数控机床加工中心具有高精度的加工能力，可以实现高精度的加工。

2. 高效率：数控机床加工中心具有高效率的加工能力，可以实现高效率的加工。

3. 高自动化程度：数控机床加工中心具有高自动化程度的加工能力，可以实现自动化的加工。

4. 高灵活性：数控机床加工中心具有高灵活性的加工能力，可以实现多种不同的加工。

5. 高可靠性：数控机床加工中心具有高可靠性的加工能力，可以保证加工质量和工具寿命。

三、中心扩展数控机床加工中心的中心扩展主要包括以下几个方面：1. 加工范围的扩展：数控机床加工中心可以通过增加加工范围来扩展其加工能力，例如增加加工直径、加工长度等。